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Invasive ctenophore Mnemiopsis leidyi in the Caspian Sea: feeding, respiration, reproduction and predatory impact on the zooplancton community Finenko.

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1 Invasive ctenophore Mnemiopsis leidyi in the Caspian Sea: feeding, respiration, reproduction and predatory impact on the zooplancton community Finenko et al (2006) MARINE ECOLOGY PROGRESS SERIES Kenza Mokhtar- Jamaï

2 Canal Volga- Don

3 INTRODUCTION Mnemiopsis leidyi : prédateur (mésozooplancton) compétiteur (poissons pélagiques zooplanctivores) Entre , en mer Caspienne : augmentation de labondance de Mnemiopsis leidyi diminution de la biomasse du mésozooplancton En 2000 et 2001 : diminution de 50% des prises en kilka (pêcheurs iraniens) perte de 15 millions de $ U.S Mnemiopsis leidyi est une espèce invasive

4 BUT DE LETUDE Evaluer limpact de prédation de Mnemiopsis leidyi sur la communauté zooplanctonique en déterminant : taux dalimentation taux de respiration taux de reproduction abondance biomasse structure de la population Estimer limpact des larves de Mnemiopsis leidyi (<10 mm) sur le microplancton dans le Sud de la mer Caspienne } en laboratoire } dans différentes régions de la mer Caspienne

5 RESULTATS ET DISCUSSION Protein (mg g WW -1 )Lipids (mg g WW -1 ) Carbohydrates (mg g WW -1 )Amino Acids (mg g WW -1 ) Body length (mm) Body length (mm) Composition chimique 76 à 82 %7 à 13 % 5 à 8 %3 à 5 % Ratio : matrice pauvre en C poids humide

6 Contenu en MO (mg g WW -1 ) Δ 3 à 40 mm Contenu en MO (mg g WW -1 ) Δ 5 à 40 mm Contenu en Mo (mg g WW -1 ) Δ 1 à 4 mm Mer Noire Mer Caspienne à à 1.90 Biscayne Bay (Floride, USA) 0.67 à à 7.58 Région Contenu en Mo Le contenu en MO de Mnemiopsis leidyi dans toutes ces régions est similaire taux métaboliques similaires Effet dapport nutritif différent ou variation intra-individuelle (pour une même classe de taille)

7 Taux dalimentation Clearance rate (ml ind -1 h -1 ) Mnemiopsis leidyi Wet weight (g) Copépodites/adultes Nauplii En terme dunité de volume de cténophore : Taux de nettoyage (adultes/ copépodites) : 2.49 l ml -1 cténophore d -1 Taux de nettoyage (nauplii): 4.45 l ml -1 cténophore d -1 Taux de nettoyage dépend du type de proie

8 Mécanismes de rencontre des proies chez Mnemiopsis leidyi (Waggett et Costello, 1999) 1) Flux de faible vitesse créé par les cils qui garnissent les auricules naupliis sont entraînés 2) Collision entre adultes/copépodites et les surfaces internes des lobes oraux (mucus) Statocyst Mouth Auricles Comb rows Food groove Oral lobe Cils Daprès invertebrates de Brusca et Brusca

9 Taux de nettoyage (sur copépodes) (l ml -1 cténophore d -1 ) Mer Caspienne2.49 à 4.45 Narrangansett Bay0.9 à 3.0 Great South Bay1.9 à 5.6 Estuaire de sa région native 4.2 Sevastopol Bay (Mer Noire)1.4 à 3.8 Région Taux de nettoyage

10 Taux de respiration Respiration rate (ml O 2 ind -1 h -1 ) Mnemiopsis leidyi Wet weight (g) Proportionnellement à leur poids les petits individus ont un taux de respiration plus important que les grands individus Taux de respiration de Mnemiopsis leidyi en Mer Caspienne est 1.5 fois supérieur à celui de la Mer Noire disponibilité en nourriture

11 Reproduction Length (mm) Egg number in a clutch 15 Fécondité moyenne en Mer Caspienne : oeufs < Fécondité moyenne en Mer Noire : oeufs faible salinité de la Mer Caspienne (S= 13) < Mer Noire (S=18)

12 Distribution temporelle (Juillet 2001 à Septembre2002) au Sud de la Mer Caspienne Month Month Month Biomasse (g m -2 ) Abondance (ind m -2 ) Temperature (°C) Month Mean WW (g) ?

13 Les individus sont capables de jeûner rétrécissement des individus Calcul de la durée de jeûne théorique, supposant une perte de 1% d -1 de la valeur calorique corporelle : 394 jours capable de survivre longtemps sans salimenter Rétrécissement des individus et la capacité de jeûner : stratégie de Mnemiopsis leidyi pour surmonter la période de faible disponibilité en nourriture durant les mois dhiver Mean WW (g) Month Disponibilité en nourriture ? g (WW) g (WW) Δ taille 2 à 7 mm

14 Malgré la petite taille des individus, limpact de prédation de la population sur le zooplancton peut dépasser 100% de la biomasse journalière du zooplancton (en été et à lautomne) (individus < 10 mm représentant % de labondance totale) Months Au Sud de la Mer Caspienne Predatory impact (% daily zooplankton biomass) Abondance de la population est maximale

15 SaisonTempérature (°C) Biomasse de Mnemiopsis leidyi (g m -3 ) Pourcentage de biomasse de zooplancton consommé par jour Ration journalière de maintenance (% de biomasse de Mnemiopsis leidyi) Automne (Sept-Nov 2001) Hiver (Déc 2001-Fév 2002) Printemps (Mars-Mai 2002) Eté (Juin-Août 2002) Population de Mnemiopsis leidyi. Taux de prédation de la population sur le zooplancton dans les eaux iraniennes (Sud de la Mer Caspienne) à différentes saisons de 2001 à 2002

16 Distribution spatiale au sein de la Mer Caspienne (Août 2001) Région Abon- dance (ind m -3 ) Bio- masse (g m -3 ) Poids humide moyen (g) Bio- masse zoo- plancton (g m -3 ) Impact de préda- tion (%) Besoin min en nourri- ture (%) Ration journa- lière (%) Nord Milieu Est Milieu Ouest Sud Individus de grande taille Individus de petite taille

17 RégionImpact de prédation journalier (en % de la biomasse totale de zooplancton) Chesapeake Bay Narragansett Bay (U.S.A) 20 % (dont 56-91% des 20% est dû aux individus <1 cm) Sevastopol Bay (Mer Noire) % 4-6 % (2000) 16 % (2001) (Beroe ovata) Sud Mer Caspienne60 % à 100 % (individus <10 mm représentant % de labondance totale) * * * Les stades larvaires de Mnemiopsis leidyi ont un impact de prédation disproportionné par rapport à leur biomasse à cause de leur fort taux de nettoyage (proportionnellement à leur poids)

18 Région Abon- dance (ind m -3 ) Bio- masse (g m -3 ) Poids humide moyen (g) Bio- masse zoo- plancton (g m -3 ) Impact de préda- tion (%) Besoin min en nourri- ture (%) Ration journa- lière (%) Nord Milieu Est Milieu Ouest Sud ~ ~ > > Mnemiopsis leidyi manque de nourriture

19 Sources additionnelles de nourriture de Mnemiopsis leidyi: phytoplancton, ciliés, dinoflagellés, espèces du microplancton larves et post-larves (taille < 10 mm) 4 stades au cours du développement de Mnemiopsis leidyi: Sullivan et Gifford (2004)

20 La transition de larve tentaculaire à ladulte lobé changement dans les mécanismes de capture de proies et donc dans le type de proies consommées Larves consomment essentiellement du microzooplancton et les adultes lobés du mésozooplancton Individus de Mnemiopsis leidyi < 10 mm représentaient 86% (Septembre/Octobre 2001) à 90% (Août/Septembre 2002) de labondance totale Impact de prédation de Mnemiopsis leidyi sur le microzooplancton : 83 à 128 % de la colonne deau par jour (2001) 102 à 107 % de la colonne deau par jour (2002) En utilisant le mésozooplancton et le microplancton comme 2 sources de nourriture Mnemiopsis leidyi atteindrait plus que ses besoins métaboliques et aurait donc un excès dénergie pour croître

21 Conclusion Forts taux de respiration, dalimentation, reproduction permettent aux populations de Mnemiopsis leidyi de croître rapidement quand les conditions sont favorables Cette capacité à croître rapidement, à jeûner en rétrécissant quand la disponibilité en nourriture est faible candidat idéal en tant quespèce invasive En Mer Caspienne, leffet de Mnemiopsis leidyi sur la communauté zooplanctonique est plus important que dans toutes les autres régions où ce cténophore est présent Effet encore plus important dans le Sud de la Mer Caspienne (individus < 10 mm)

22 Au Sud de la Mer Caspienne le stock disponible de zooplancton est consommé en : 3 à 8 jours (hiver/printemps) 1 jour (été) Au Nord de la Mer Caspienne il est consommé en 1.5 à 3 jours (été) Valeur seuil de biomasse de Mnemiopsis leidyi pour laquelle il ny a pas deffet sur labondance du mésozooplancton est de 4 g m -3 biomasse de Mnemiopsis leidyi dans lensemble de la Mer Caspienne est largement supérieure à cette valeur

23 Une telle pression exercée par Mnemiopsis leidyi ne permet pas à la biomasse de zooplancton daugmenter aucun recouvrement des prises de poissons pélagiques zooplanctivores ne peut être envisagé tant que la biomasse de Mnemiopsis leidyi ne diminue pas

24 Merci de votre attention


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