Distribution and function of mesozooplankton in the first kilometer of the global ocean

Distribution et fonction du mésozooplancton dans le premier kilomètre de l’océan mondial Le mésozooplancton désigne l'ensemble des animaux aquatiques compris entre 200 µm et 2000 µm, qui ne peuvent pas s’affranchir des courants. La variabilité du mésozooplancton joue un rôle majeur dans le cycle du carbone et les changements globaux à travers des effets directs et indirects. Il se distribue sur toute la colonne d’eau depuis la surface jusqu’aux abysses. La zone mésopélagique (entre 200 et 1000 m de profondeur) constitue une couche d’eau critique en raison des processus physiques et biologiques affectant les flux de carbone qui s’y déroulent. Toutefois, le mésozooplancton mésopélagique est rarement étudié, en raison des contraintes d'échantillonnage et de la méconnaissance taxonomique d’une communauté encore peu étudiée. La collection d’échantillons de l'expédition Tara Océans analysée par imagerie au Laboratoire d'Océanographie de Villefranche sur Mer a permis de générer une base de données de mésozooplancton d’emprise globale, de la surface jusqu’à la limite inférieure de la zone mésopélagique (1000 m). La combinaison des données taxonomiques et morphométriques générées par l’imagerie permet: i) de décrire la structure faunistique du mésozooplancton ; ii) d'étudier sa structure en taille; et iii) de calculer les taux physiologiques des crustacés pour estimer leur contribution au budget de carbone dans l'océan global, de la surface jusqu’à 1000 m. Ces données ont été augmentées des données de la campagne Malaspina, des récentes campagnes Geomar et des données d’imagerie in-situ de profils verticaux de particules (profileur de vision sous-marine, UVP) de Tara Océans. Cette thèse est une première étape vers l'analyse des variables descriptrices et la distribution des communautés de mésozooplancton dans la zone mésopélagique à l’échelle globale, en relation avec les flux verticaux de particules et les variables hydrologiques et biogéochimiques. Nos résultats montrent que la structure des communautés mésozooplanctoniques épipélagiques à l'échelle globale dépend essentiellement de la température, de la composition du phytoplancton, et de la matière organique particulaire produite en surface. Dans la couche mésopélagique, les principaux facteurs structurant le mésozooplancton sont la composition du phytoplancton de surface, la concentration en particules, la température et la concentration en oxygène dissous. La structure en taille du mésozooplancton a été étudiée à travers l’analyse des pentes et des formes des spectres de taille en biomasse normalisée ou en biovolume normalisé (NBSS). Nos résultats montrent que la position dans la colonne d’eau (profondeur) est un facteur plus important que l’effet de la latitude pour expliquer les différences entre communautés de mésozooplancton (abondances relatives des taxons, biomasse, NBSS). Les NBSS observés dans les régions tropicales sont le reflet d’une diminution drastique de l'abondance du mésozooplancton, s’accompagnant d’une diminution de leurs pentes spectrales (plus pentues), tandis que leurs formes changent peu. Les NBSS du grand mésozooplancton et des particules > 500 µm ESD obtenus à partir de deux méthodes différentes (collecte au filet et imagerie par ZooScan, et imagerie in situ, UVP, respectivement) ont permis de comparer et intercalibrer directement leurs NBSS, des systèmes oligotrophes aux systèmes eutrophes. Les résultats montrent que les filets sous-échantillonnent significativement les organismes fragiles tels que les rhizaires et que l’UVP sous-échantillonne les copépodes, avec une forte variabilité en fonction de la latitude et de la profondeur. Les NBSS du mésozooplancton estimés par les deux instruments concordent aux endroits où les copépodes dominent, dans les océans tempérés et polaires [...]