Soutenance de thèse: Viviana LIGORINI (1er JUIN 2023)

Centre: UMR SPE

Projet: GEM

Discipline : Physiologie et biologie des organismes - Populations - Interaction et mention: Biologie des populations et écologie

Titre de la thèse: Trajectoire d'évolution des communautés phytoplanctoniques et des lagunes côtières du littoral corse et applications

 

Résumé vulgarisé:

 

Les lagunes côtières, milieux de transition entre terre et mer, présentent une forte importance écologique, économique et sociale en raison de leur biodiversité et des nombreux services écosystémiques qu’elles fournissent (e.g. épuration des eaux, protection du littoral de l’érosion et des inondations, valeur paysagère, activités de pêche et aquaculture). Toutefois, elles sont particulièrement vulnérables face aux menaces croissantes (activités humaines, changement climatique), notamment en région méditerranéenne. La conservation des lagunes est donc fondamentale pour la protection des systèmes littoraux et le bien-être des populations humaines. Cette thèse vise à fournir un soutien pour la restauration et la conservation des lagunes côtières, mais également à rechercher de potentielles valorisations des ressources. Le modèle d’étude est le phytoplancton, constitué de végétaux microscopiques et considéré comme un excellent indicateur du fonctionnement des milieux lagunaires et une ressource économique, grâce à la production de nombreuses molécules d’intérêt (e.g. pigments, lipides), notamment pour l’aquaculture. L’objectif des travaux réalisés est d’approfondir les connaissances sur les trajectoires d’évolution des communautés phytoplanctoniques et des lagunes côtières du littoral corse, (i) en questionnant les variations saisonnières face aux paramètres environnementaux et l’impact des variations de salinité, liées au changement climatique, sur de grandes et/ou de petites lagunes et (ii) en testant différentes approches intégrées, du bassin versant jusqu’à la mer, avec la prise en compte de l’impact de l’homme.

Les communautés phytoplanctoniques de six lagunes du littoral corse (Diana, Urbino, Biguglia, Arasu, Santa Giulia, Balistra) sont étudiées dans ce cadre. Les analyses sur le long terme grâce aux données historiques disponibles, les suivis in situ et les expérimentations réalisées ont permis d’identifier des dynamiques saisonnières marquées des communautés phytoplanctoniques et des éléments centraux pour la gestion des milieux lagunaires. La tendance vers une dominance des dinoflagellés, des petits organismes peu intéressants dans le soutien de la productivité et parfois toxiques, l’émergence d’espèces tolérant le stress (e.g. salinités extrêmes), l’augmentation de proliférations massives (blooms) ainsi que des modifications des cycles saisonniers ont été mis en évidence sur des lagunes de grandes et de petites tailles. Ces phénomènes sont liés principalement à des impacts d’origine humaine (pollution, rejets urbains, usage de l’eau, tourisme…), des altérations de la circulation des eaux (souvent liées à des interventions humaines), et le changement climatique (e.g. variations de salinité liées aux évènements extrêmes, comme sècheresses et crues).

L’étude d’autres compartiments biotiques et abiotiques de l’écosystème, comme les espèces invasives, la production de pêche ou le fonctionnement hydrogéologique, a confirmé la nécessité d’appliquer une approche écosystémique, du bassin versant jusqu’à la mer, pour comprendre le fonctionnement global du système. La prise en compte de l’Homme dans ces études a été aussi mise en évidence, soulignant que les lagunes doivent être considérées comme des socio-écosystèmes. Cette vision globale est fondamentale pour envisager une gestion optimale et intégrée du système dans sa complexité.

Cette thèse apporte de plus un regard nouveau sur les lagunes de petites surfaces à l’échelle du littoral méditerranéen qui sont particulièrement réactives aux changements et qui peuvent donc être considérées comme des sentinelles de l’évolution climatique.

Parallèlement, l‘étude d’une souche phytoplanctonique issue de l’étang de Diana a démontré des caractéristiques prometteuses pour de potentielles applications dans le domaine de l’aquaculture, en raison de son origine lagunaire.

L’ensemble de ces résultats fournit donc des éléments d’appui pour la gestion des lagunes et la valorisation des ressources liées à ces milieux, en proposant une gestion intégrée pour une conservation durable de ces écosystèmes et des services fournis, notamment dans le cadre du changement climatique.

 

Mots Clés : Lagunes côtières méditerranéennes ? phytoplancton ? approche écosystémique ? gestion durable ? valorisation des microalgues

 

 

Riassuntu vulgarizatu:

 

Lagune custiere, ambienti di transizione trà a terra è u mare, anu una importanza ecològica, ecunomica et suciale tamanta, per via di a so biodiversità è di i numerosi servizii di l'ecosistema chì furniscenu (per esempiu, purificazione di l'acqua, prutezzione di a costa da l'erosione è l'inundazioni, a valorisazione di u paisaghju, l'attività di pesca e l’acquacultura). È puru sò vulniràbile davanti à e minacce crescente (attività umane, cambiamentu climaticu), soprattuttu in u mediterraniu. A cunservazione di e lagune hè impurtantissima per a prutezzione di i sistemi custieri è u benestà di e pupulazioni umane. Sta tesa voglie furnisce un supportu per a risturazione è a cunservazione di e lagune custieri, ma dinò cercà a valorizà e risorse. U mudellu di studiu hé u fitoplancton, fatu di pianti microscòpichi chì sò un indicatore eccellente di u funziunamentu di l'ambienti lagunari è una risorsa ecunomica, in grazia di a pruduzzione di numerosi mulèculi d'interessu (per esempiu, pigmenti, lipidi), particularmente per l'aquacultura. L'obiettivu di u travagliu realizatu cuì hè d'approfondisce a sapienza di e strada di evoluzione di e cumunità fitoplanctoniche è di e lagune custiere corsa, (i) mettendu in discussione e variazione staghjunali di fronte à i parametri ambientali è l'impattu di e variazione di salinità, ligate à u cambiamentu climaticu, sobre à e lagune grande è/o chjuche è (ii) testendu diverse approcci integrati, da u bacinu à u mare, cù l’impattu di l’omu.

In stu cuntestu, e cumunità fitoplanctoniche di sei lagune di u litturale (Diana, Urbino, Biguglia, Arasu, Santa Giulia, Balistra) sò state studiate. L'analisi à longu andà sò state fate in grazia di riferzenzi storichi dispunibuli, di u siguidatu in situ, e à ??l'esperimentazione. Anu permessu l’identificazione di una dinamica di staggione marcata pè cumunità fitoplanctoniche è dinò elementi cintrali pè a gestione di l'ambienti lagunari. Una dominanza di i dinoflagelati, l'emergenza di spezie tolleranti à u stress (per esempiu, salinità estrema), di tantu in tantu tossiche, l'augmentazione di i blooms fitoplanctonani è i cambiamenti di cicli staghjunali sò stati messi in risaltu indè e lagune grande è chjuca. Sti fenòmeni sò principalmenti ligati à un impattu umana (inquinamentu, rifiuti urbani, usu di l'acqua, turisimu, etc.), alterazioni di a circulazione di l'acqua (spessu ligati à l'intervenzione umana), è u cambiamentu climaticu (per esempiu, variazioni di salinità liate à avvenimenti estremi, etc.), cum'è a sicchjà è l’inundazione).

U studiu di l'altri compartimenti biotichi è abiotici di l'ecosistema, cum'è e l’invasione di spezie, a pruduzzione di a pesca o u funziunamentu idrogeologicu, hà cunfirmatu a necessità di applicà un approcciu ecosystematica, da u bacinu à u mare, pè capisce u funziunamentu glubale di u sistemu. A cunsiderazione di l'omu in sti studii hè stata ancu evidenziata, sottuliniandu chì e lagune deve esse cunsiderate cum'è socio-ecosistema. Questa visione olistica hè fundamentale per cunsiderà una gestione di u sistema in a so cumplessità.

Sta tesa porta dinò una nova prospettiva nant’à e lagune di picculi spazii à scala di a costa mediterranea chì sò reattivi à i cambiamenti è chì ponu esse cunsiderati cum’è sintineddi di u cambiamentu climaticu.

À u listessu tempu, u studiu di una ceppa di diatomi da u stagnu di Diana hà mustratu caratteristiche chì ponu esse utilizata pè un appiicazione biotechnulogiche in aquacultura, di petu à so orìgine lagunaria.

Tutti sti risultati danu elementi di sustegnu à a gestione di e lagune è à u sviluppu di e risorse ligate à st’ambienti, prupunendu una gestione integrata per a cunservazione durabile a longu andà di sti ecosistemi è di i servizii dispunibule, in particulare in u cuntestu di u cambiamentu climaticu.

 

Parole Chiave: lagune costiere mediterranee ? fitoplancton ? approcciu ecosistema ? gestione sustenibile ? valorizazione di microalghe

 

Riassunto:

 

Le lagune costiere, ambienti di transizione tra terra e mare, presentano una forte importanza ecologica, economica e sociale, grazie ai numerosi servizi ecosistemici che forniscono (es. depurazione delle acque, protezione del litorale dall’erosione e dalle inondazioni, valore paesaggistico, attività di pesca e acquacoltura).  Tuttavia, esse sono particolarmente vulnerabili alle minacce crescenti (attività umane, cambiamenti climatici), in particolare nella regione mediterranea. La conservazione delle lagune è dunque fondamentale per la protezione dei sistemi litorali e il benessere delle popolazioni umane. Questa tesi ambisce ad apportare un sostegno per il restauro e la conservazione delle lagune costiere, ma anche a ricercare potenziali valorizzazioni di risorse. Il modello di studio è il fitoplancton, costituito da vegetali microscopici e considerato un eccellente indicatore del funzionamento dei sistemi acquatici e una risorsa economica, grazie alla produzione di numerose molecole d’interesse (es. pigmenti, lipidi), specialmente per l’acquacoltura. L’obiettivo dei lavori realizzati è di approfondire le conoscenze sulle traiettorie d’evoluzione delle comunità fitoplanctoniche e delle lagune costiere del litorale corso, (i) investigando l’evoluzione delle variazioni stagionali a fronte dei parametri ambientali, ma anche l’impatto delle variazioni di salinità, in particolare nel contesto del cambiamento climatico, su grandi e/o piccole lagune e (ii) testando differenti approcci integrati che tengano conto dell’impatto dell’Uomo, dal bacino idrografico fino al mare.

In questo contesto sono studiate le comunità fitoplanctoniche di sei lagune del litorale corso (Diana, Urbino, Biguglia, Arasu, Santa Giulia, Balistra). Le analisi sul lungo termine, grazie ai dati storici disponibili, i monitoraggi in situ e le sperimentazioni effettuati hanno permesso di identificare marcate dinamiche stagionali delle comunità fitoplanctoniche e alcuni elementi centrali per la gestione degli ambienti lagunari. La tendenza verso una dominanza di dinoflagellati, piccoli organismi poco interessanti per il sostegno della produttività e talvolta potenzialmente tossici, l’emergenza di specie tolleranti lo stress (es. salinità estreme), l’aumento delle proliferazioni fitoplanctoniche (bloom) nonché alcune modificazioni dei cicli stagionali sono stati messi in evidenza in lagune di grande e piccola estensione. Questi fenomeni sono principalmente legati agli impatti di origine umana (inquinamento, acque reflue urbane, utilizzo delle risorse idriche, turismo...), ad alterazioni della circolazione delle acque (spesso legate ad interventi umani) e al cambiamento climatico (es. variazioni di salinità legate a eventi estremi, come siccità e inondazioni).

Lo studio di altri comparimenti biotici e abiotici dell’ecosistema, come le specie invasive, la produzione di pesca o il funzionamento idrogeologico, ha confermato la necessità di applicare un approccio ecosistemico, dal bacino idrografico fino al mare, per comprendere il funzionamento globale del sistema. Inoltre, la considerazione dell’Uomo in questi studi è stata messa in evidenza, sottolineando che le lagune devono essere considerate come dei sistemi socio-ecologici. Questa visione globale è fondamentale per considerare una gestione integrata ottimale del sistema nella sua complessità.

Questa tesi apporta inoltre una nuova prospettiva sulle lagune di piccola estensione alla scala del litorale mediterraneo, che sono molto reattive ai cambiamenti e che possono quindi essere considerate come sentinelle dell’evoluzione climatica.

Parallelamente, lo studio di un ceppo fitoplanctonico proveniente dalla laguna di Diana ha dimostrato delle caratteristiche promettenti per delle potenziali applicazioni biotecnologiche nel campo dell’acquacoltura, per via della sua origine lagunare.

L’insieme di questi risultati fornisce quindi degli elementi di supporto per la gestione delle lagune e la valorizzazione delle risorse legate a questi ambienti, proponendo una gestione integrata e interdisciplinare per la conservazione sostenibile di questi ecosistemi e dei servizi forniti, soprattutto nel contesto del cambiamento climatico.

 

PAROLE CHIAVE : Lagune costiere mediterranee ? fitoplancton ? approccio ecosistemico ? gestione sostenibile ? valorizzazione delle microalghe

 

La soutenance aura lieu le jeudi 1er juin à 9H30, Plateforme Stella Mare, Biguglia

 

En savoir plus: Résumé scientifique