structure spatio-temporelle et relations avec les

292 Pages·2009·11.85 MB·French

ECOLE PRATIQUE DES HAUTES ÉTUDES
Sciences de la Vie et de la Terre

THÈSE DE DOCTORAT
Spécialité Océanologie biologique

Présentée par :
Laure Carassou

Pour obtenir le grade de

Docteur de l’Ecole Pratique des Hautes Études

LES ASSEMBLAGES DE LARVES DE POISSONS
DANS LE LAGON DE NOUVELLE-CALÉDONIE :

STRUCTURE SPATIO-TEMPORELLE ET
RELATIONS AVEC LES FACTEURS
ABIOTIQUES ET BIOTIQUES
DE L’ENVIRONNEMENT

Thèse dirigée par
Dr. Dominique Ponton (IRD Nouméa) et
Pr. René Galzin (EPHE Perpignan)

Soutenue le 11 septembre 2008 devant le jury composé de :

Mr René Galzin Professeur, EPHE Perpignan directeur
Mr Dominique Ponton Directeur de Recherche, IRD Nouméa directeur
Mme Mireille Harmelin-Vivien Directeur de Recherche, CNRS Marseille examinatrice
Mme Raymonde Lecomte-Finiger Chargée de Recherche, CNRS Perpignan examinatrice
Mr Edward Houde Professeur, University of Maryland rapporteur
Mr Eric Feunteun Professeur, MNHN, Paris rapporteur

Ce travail a été réalisé au sein de l’UR 128 du Centre IRD de Nouméa, Nouvelle-Calédonie
(IRD Nouméa, UR128, BP A5, 98 848 Nouméa cedex)

REMERCIEMENTS

Je tiens tout d’abord à remercier mes deux directeurs de thèse, Dominique Ponton et René
Galzin, pour m’avoir permis de réaliser cette thèse dans d’excellentes conditions, et pour la
confiance qu’ils m’ont accordée tout au long de ce travail.

Dominique, merci de ta disponibilité constante et de ta si efficace pédagogie « par
l’exemple ». J’ai su apprécier ton sens de l’écoute, malgré tes nombreuses obligations et
responsabilités, et j’aurai appris avec toi toute l’autocritique, la rigueur et la volonté
nécessaires au travail de scientifique. J’espère sincèrement que nous pourrons concrètement
continuer à collaborer ensemble dans l’avenir.

René, merci pour ton soutien du début à la fin de cette aventure, et pour m’avoir accordé ta
confiance. Merci aussi de ton enthousiasme et de ta légendaire convivialité. J’espère
également que nous pourrons continuer à travailler ensemble dans l’avenir.

Je tiens également à remercier tous les membres de mon comité de thèse pour leurs conseils et
leur soutien tout au long de ce travail : Laurent Wantiez, Jean-Pascal Torréton, Richard
Farman, Mireille Harmelin-Vivien. Merci en particulier à Laurent, j’ai beaucoup apprécié
notre collaboration, et la rédaction de notre article commun. Merci à Richard Farman pour sa
confiance passée, présente et à venir.

Merci à Fabrice Colin de m’avoir accueillie au centre IRD de Nouméa pendant ces quatre
années, et à l’ensemble du personnel administratif et technique de l’IRD pour m’avoir permis
de réaliser cette thèse dans des conditions idéales.

Merci également à Robert Le Borgne pour son aide précieuse sur les communautés
zooplanctoniques, ses encouragements, ses lectures critiques de ce travail, et sa grande
disponibilité.

Je remercie sincèrement l’ensemble de l’équipe Coréus. Merci à Jocelyne Ferraris de m’avoir
accueillie dans l’équipe et représentée auprès des différents services de direction et
administration de l’IRD pendant les quatre années de ma présence parmi vous. Merci à
Michel Kulbicki pour m’avoir offert l’opportunité de collaborer sur un article « bonus »
(isotope isotope….). Merci à Pascale Chabanet, Serge Andrëfouet, Marc Léopold, Pascal
Dumas, David Lechini et Dominique Pelletier pour leur diponibilité conseils et soutien tout au
long de ce travail. Enfin, merci à Philippe Borsa, Adeline Collet et Sarah Lemer pour leur
travail sur la biologie moléculaire ; et à Cécile Fauvelot pour ses conseils et sa participation
potentielle à mon projet d’ontogénie à l’Australian Museum.

Je remercie également tous les chercheurs de l’IRD à qui j’ai souvent demandé des
contributions, corrections ou avis sur mes travaux : Emma Rochelle-Newall, Sylvain Ouillon,
Pascal Douillet, Martine Rodier, Claude Payri, Bertrand Richer de Forges. Enfin, merci à
Olivier Pringault pour ses conseils, ses encouragements et sa disponibilité permamente.

Un merci tout particulier à Joseph Baly, le technicien de Coréus, qui aura trié et mesuré pas
moins de 126 500 larves de poissons (au moins…), et qui m’a accompagné sur toutes mes
missions de terrain … Ton aide m’a été indispensable Jojo, oletti. Merci aussi à Gérard Mou-
Tham pour son aide.
1
Un grand merci aux stagiaires : Nathalie Favéro, Sophie Hénin, Adrien Bertaud, Mael
Imirizaldu, Maxime Pruneddu et Emelyne Rolland, pour les comptages, identifications et
mesures du zooplancton. Sans vous, je n’aurai jamais réussi à venir à bout de tous ces
échantillons de zooplancton.

Merci à Miguel Clarque, Samuel Tereua et Napéoleon Colombani, les pilotes de l’Aldric et du
Coris pour votre aide et votre efficacité sur le terrain quelles que soient les conditions météo,
et pour les parties de rigolade. Je remercie aussi le service plongée de l’IRD pour la mission
de description des habitats sur mes sites d’étude. Merci à Philippe Gérard pour les analyses
chimiques.

Enfin, un grand merci à toute l’équipe des thésards, stagiaires, CDD, contractuels… de
l’IRD : Camille, Lydiane, Nico, Yoann, Haizea..., de l’université : Olivier, Isa… et d’ailleurs:
Guillaume, Sophie et François… pour leur soutien permanent !

Un merci « spécial » pour ma maman, qui aura participé de près à la traduction en anglais de
mes articles, et m’a apporté un soutien inébranlable et des encouragements tout au long de
mes études et de ma thèse.

Et … merci du fond du cœur à Franck, pour ces quatre années où tu m’as soutenue,
encouragée, aidée, réconfortée, et aussi (et surtout) supportée... Heureusement on partage la
même passion, les poissons, gros et petits. Que de chemin parcouru grâce à toi, je te dois
beaucoup. Une page se tourne, en route pour de nouvelles aventures !

Ce travail a bénéficié de financements du Programme d’Évaluation des
Ressources Marines de la Zone Économique Exclusive de Nouvelle-Calédonie
(Zonéco), via l’Agence de Développement Économique de la Nouvelle-
Calédonie (ADECAL), de l’IRD et du Programme National d’Environnement
Côtier (PNEC).
2
Le commencement de toutes les sciences, c’est
l’étonnement de ce que les choses sont
ce qu’elles sont.

Aristote, extrait de La Métaphysique

Images :
Larves d’organismes marins à différents stades de développement ;
en haut le crabe nageur, Portunus trituberculatus ;
en bas, la carpe de la Mer Rouge, Pagrus major.
3
4
Les assemblages de larves de poissons dans le lagon de Nouvelle-Calédonie :
structure spatio-temporelle et relations avec les facteurs abiotiques et biotiques de
l’environnement

Résumé - La compréhension des facteurs susceptibles d’influencer la survie des larves dans la
colonne d’eau est d’une importance capitale pour prévoir les fluctuations des abondances de poissons
en un site donné. L’objectif de cette thèse est donc de décrire la composition et la diversité des
assemblages de larves de poissons en fin de phase pélagique dans les baies et le lagon de Nouvelle-
Calédonie, et de mettre en relation leur structure spatiale et temporelle avec divers facteurs abiotiques
et biotiques de l’environnement. Les abondances et la diversité de larves sont apparues maximales
pendant la saison chaude, entre septembre et février. La durée d’ensoleillement par jour suivie par les
conditions de vent à l’échelle du site, et la température de surface de l’eau suivie par la concentration
en chlorophylle à l’échelle de la station ont le mieux expliqué les variations d’abondance des larves de
différentes familles. La hiérarchie de ces différents facteurs est apparue similaire dans des sites
contrastés, suggérant que ces variables constituent de bons facteurs prédictifs pour de futurs modèles
spatialisés de la structure des assemblages. Des similitudes de structure entre les assemblages
d’adultes résidant dans les herbiers et les assemblages de larves collectés à proximité suggèrent que
les communautés d’adultes peuvent également jouer un rôle. Comme l’alimentation constitue un
processus essentiel de la survie des larves, le régime alimentaire de différents taxons a été analysé.
Les densités et proportions relatives des catégories de proies zooplanctoniques préférées par les
larves sont apparues plus élevées dans les baies que dans les zones lagonaires, mais aucune
relation significative entre la distribution des larves et celle de leurs proies n’a pu être détectée au sein
de ces baies. Pourtant, la structure des assemblages de larves et la densité de zooplancton ont varié
de manière concomitante le long d’un gradient côte-large. Ce résultat suggère que la détection des
relations liant la structure des assemblages de larves et celle de leurs proies dépend de l’échelle
d’étude considérée. L’ensemble des résultats obtenus met en évidence l’importance des baies pour
les abondances, la diversité et le succès de l’alimentation des larves de poissons en fin de phase
pélagique dans le lagon de Nouvelle-Calédonie.

Mots-clés
Larves de poissons ; assemblages ; environnement ; alimentation ; zooplancton

Larval fish assemblages in the lagoon of New Caledonia: spatio-temporal structure
and relationships with abiotic and biotic environmental factors

Abstract - The understanding of the most influential factors on larval survival in the water column is
crucial in order to predict local variations in fish abundances. This dissertation describes the
composition and diversity of assemblages of fish larvae at the end of the pelagic stage in the bays and
lagoon of New Caledonia, and examines the relationships between their spatial and temporal
structures and various abiotic and biotic environmental factors. The peaks in abundances and diversity
of larvae were observed during the warm season, between September and February. The number of
sun hours per day and wind conditions at the scale of sites, water surface temperature and the
concentration in chlorophyll at the scale of stations, were found to be the greatest contributors, in
decreasing order of importance, to the variations in abundance of larvae from different families. Similar
hierarchies were observed in contrasted sites, suggesting that these variables represent relevant
predictive factors for future spatially-explicit models of assemblages structures. Moreover, in seagrass
habitats, similitudes of structures were found between adult assemblages and assemblages of larvae
sampled nearby, suggesting that adult communities also may play a part. Since feeding success is
paramount for larval survival, the diets of different taxa were examined. The densities and relative
proportions of larvae’s favourite zooplanktonic prey categories were observed to be higher in bays
than in lagoonal areas; yet no significant relationship between larvae and larval prey distributions
could be detected in these bays. However, larval assemblages structures were positively related to
prey density along an inshore-offshore gradient. This suggests that the detection of any relationship
between larval assemblages structure and prey assemblages will depend on the spatial scale under
consideration. Overall results reveal the importance of bays for the abundances, diversity and diet of
larvae at the end of the pelagic stage in the lagoon of New Caledonia.

Keywords
Fish larvae ; assemblages ; environment ; feeding ; zooplankton

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SOMMAIRE

AVANT-PROPOS : ORGANISATION DE LA THÈSE ………………………….. p 11

INTRODUCTION GÉNÉRALE ………………………………………………….. p 15
1. L’importance de la phase larvaire pour la démographie des populations
de poissons ………………………………………………………………….. p 15
2. État des lieux des connaissances sur les larves de poissons et concepts
généraux proposés pour expliquer la variabilité de leur survie…………….. p 17
2.1 L’effet du manque de nourriture ……………………………………… p 19
2.2 L’effet de la prédation ………………………………………………… p 21
2.3 L’effet de l’environnement …………………………………………… p 23
2.4 Le problème de l’échantillonnage ……………………………………. p 25
3. Cas des poissons coralliens ………………………………………………...... p 25
3.1 Le cycle de vie des poissons des récifs coralliens …………………… p 27
3.2 Les larves des poissons des récifs coralliens ………………………… p 29
3.3 Techniques d’échantillonnage des larves en milieu corallien ……….. p 33
3.4 Relations entre les assemblages et leur environnement ……………… p 33
4. Contexte local de la thèse ……………………………………………………. p 39
4.1 La Nouvelle-Calédonie ……………………………………………….. p 39
4.2 Les sites d’étude ……………………………………………………… p 45
5. Contexte institutionnel et collaborations …………………………………….. p 46
6. Objectifs et problématique de la thèse ………………………………………. p 47

CHAPITRE I : COMPOSITION ET STRUCTURE SPATIO-TEMPORELLE
DES ASSEMBLAGES DE LARVES ET RELATIONS AVEC LES FACTEURS
ABIOTIQUES ET BIOTIQUES DE L’ENVIRONNEMENT ……………………… p 53
Article 1 : Structure spatio-temporelle des assemblages de larves de poissons
dans les zones côtières du lagon de Nouvelle-Calédonie
Marine Biology 150 : 697-711 ……………………………………………... p 55
Article 2 : Comparaison de différentes méthodes de capture pour l’évaluation
des abondances et de la diversité en jeunes poissons en milieu lagonaire
Biodiversity and Conservation, sous presse ………………………………. p 73
Article 3 : Une première étape vers le développement d’un modèle prédictif
spatialisé de la structure des assemblages de larves de poissons : une
classification hiérarchique des facteurs forçants de l’environnement
Coral Reefs, sous presse …………………………………………………….. p 93
Article 4 : Les abondances de poissons adultes occupant les habitats benthiques
des lagons coralliens ont-elles une influence sur les abondances des larves juste
avant l’installation ?
En préparation ..……………………………………………………………. p 109
Conclusions du chapitre I ……………………………………………….……… p 133

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