Objectifs spécifiques

F   Mettre en évidence la fixation azotée chez les picocyanobactéries

F   Evaluer la quantité d'azote fixé et ses conséquences sur les bilans de C et N à l'échelle régionale

F    Evaluer le rôle du phosphore et du fer dans le développement des blooms de Trichodesmium et dans la dominance des picocyanobactéries

F     Suivre le devenir de la production des cyanobactéries et son transfert dans le réseau trophique  

Stratégie

La stratégie consistera à associer des mesures de biomasse [études écologique et dynamique], de flux (taux de fixation azotée , d'assimilation de carbone, d'azote et de phosphore, de production de matière organique dissoute, de broutage et de sédimentation) et de capacité génique (gène nif , étude génétique). Ces mesures seront faites à l'occasion de courtes missions sur le terrain dans les lagons ou au large, à bord de navires de petite ou moyenne taille (type ALIS, demande de mission DIAPALIS). Une campagne océanographique programmée à la fin du projet sur un navire de grande capacité permettra d'appréhender plus de paramètres et revêtira un caractère international, à l'instar des campagnes Trichonesia. Des projets dans ce sens sont déjà engagés avec l'ORI (Ocean Research Institute) de Tokyo, qui mettrait son navire à la disposition du projet.  

Paramètres mesurés

En complément des paramètres abiotiques et biotiques du milieu résultant de l'étude écologique , on mesurera lors des expériences en incubation:

F Pour mesurer la diazotrophie, la méthode à l’acétylène sera utilisée après calibration (méthode ¹⁵N) au spectromètre de masse (collaboration avec Patrick Raimbault, LOB, Marseille)  soit sur des cellules triées dans le cas des Trichodesmium soit sur l'ensemble du phytoplancton dans le cas des picocyanobactéries. (Pour en savoir plus).

F L'incorporation de carbone et d'azote minéral. En parallèle, la production primaire en termes d’azote (NO₃, NH₄, méthode ¹⁵N) et de carbone (méthode ¹⁴C, ¹³C) sera mesurée soit sur des échantillons “ naturels ” (en cas de fortes concentrations de Trichodesmium et picocyanobactéries), soit, lorsque les abondances de cyanobactéries sont faibles, sur des pelotes de trichomes prélevées à la bouteille de 30 litres ou à la pompe et sur des échantillons de picocyanobactéries concentrés par filtration inverse. Les incubations auront lieu in situ dans le cas d’une efflorescence, et sur le pont pour toutes les expériences de cinétique d’assimilation (C, N, P, fer). Les sels nutritifs (PO₄, NO₃ + NO₂, NH₄) seront analysés systématiquement au Technicon (méthode haute sensibilité).

F Cinétique d'assimilation et de régénération des PO₄ qui permet d'atteindre la concentration vraie du PO₄ dans l'eau quand celui ci est très peu concentré.

F Estimation des Ks et des Vmax des Trichodesmium.

F Mesure de l'activité des phosphatases alcalines qui est le reflet de la limitation par le PO₄ minéral. (Pour en savoir plus)

F L’assimilation et la régénération du phosphate (³³P et activité des phosphatases).

F En présence d’efflorescence, des mesures d’excrétion et de régénération seront réalisées. Pour cela, 300 ml de filtrat seront fixés avec HgCl₂ pour analyses ultérieures des composés azotés marqués au ¹⁵N (méthode de Slawyk et Raimbault, 1995, mise en œuvre en collaboration avec Patrick Raimbault).

F L'utilisation des produits d'excrétion des cyanobactéries par les bactéries hétérotrophes sera étudiée par J-P Torréton (UR CAMELIA).

F Le taux de broutage : Des expériences seront conduites pour mesurer les taux d’ingestion des Trichodesmium par les copépodes, en particulier par les Macrosetella (Le Borgne et Rodier, 1997). La biomasse du mésozooplancton sera échantillonné soit à la bouteille de 30 litres, soit au filet WP2, soit enfin au filet à nappes Hydrobios. Le broutage des picocyanobactéries sera estimé par analyse du contenu des vacuoles digestives des protistes (Gonzales et al., 1998).

F Le taux de sédimentation : Lors des études en station fixe, des pièges à sédiments seront déployés à la base de la couche euphotique pendant 24 ou 48 h (Rodier et Le Borgne, 1997). Le matériel récolté sera analysé au microscope et au spectrofluorimètre, et les rapports C/N/P déterminés