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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
Canal Volga-Don
1999
1980
INTRODUCTION• Mnemiopsis leidyi :
prédateur (mésozooplancton)compétiteur (poissons pélagiques zooplanctivores)
• Entre 2000-2001, en mer Caspienne :augmentation de l’abondance 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
BUT DE L’ETUDE
• Evaluer l’impact de prédation de Mnemiopsis leidyi sur la communauté zooplanctonique en déterminant :
taux d’alimentation taux de respirationtaux de reproductionabondancebiomassestructure de la population
• Estimer l’impact 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
RESULTATS ET DISCUSSIONProtein (mg g WW-1) Lipids (mg g WW-1)
Carbohydrates (mg g WW-1) Amino Acids (mg g WW-1)
0 5 10 15 20 25 30 35 40
0 5 10 15 20 25 30 35 40Body length (mm)
Body length (mm)
0 5 10 15 20 25 30 35 40
0 5 10 15 20 25 30 35 40
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
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 1.12 0.16
Mer Caspienne 1.18 0.19 1.07 à 1.37 1.37 à 1.90
Biscayne Bay
(Floride, USA)0.67 à 1.33 1.60 à 7.58
Région
Contenu en Mo
Le contenu en MO de Mnemiopsis leidyi dans toutes ces régions est similaire taux métaboliques similaires
Effet d’apport nutritif différent ou variation intra-individuelle (pour une même classe de taille)
Taux d’alimentation
Clearance rate (ml ind-1 h-1)
Mnemiopsis leidyi Wet weight (g)
Copépodites/adultes
Nauplii
En terme d’unité 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
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
D’après “invertebrates“ de Brusca et Brusca
Taux de nettoyage (sur copépodes)
(l ml-1 cténophore d-1)
Mer Caspienne 2.49 à 4.45
Narrangansett Bay 0.9 à 3.0
Great South Bay 1.9 à 5.6
Estuaire de sa région native
4.2
Sevastopol Bay (Mer Noire) 1.4 à 3.8
Région
Taux de nettoyage
Taux de respiration
Respiration rate (ml O2 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
Reproduction
Length (mm)
Egg number in a clutch
15
•Fécondité moyenne en Mer Caspienne :
906 470 oeufs
<
•Fécondité moyenne en Mer Noire :
3350 1385 oeufs
faible salinité de la Mer Caspienne (S= 13) < Mer Noire (S=18)
Distribution temporelle (Juillet 2001 à Septembre2002) au Sud de la Mer Caspienne
Month2001 2002
20022001 Month 20022001 Month
Biomasse (g m-2)Abondance (ind m-2)
Temperature (°C)
20022001 Month
Mean WW (g)?
• 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 s’alimenter • Rétrécissement des individus et la capacité de jeûner :
stratégie de Mnemiopsis leidyi pour surmonter la période de faible disponibilité en nourriture durant les mois d’hiver
Mean WW (g)
Month2001 2002
Disponibilité en nourriture ?
0.011 g (WW)
0.095 g (WW)
Δ taille
2 à 7 mm
• Malgré la petite taille des individus, l’impact de prédation de la population sur le zooplancton peut dépasser 100% de la biomasse journalière du zooplancton (en été et à l’automne)
(individus < 10 mm représentant 86-90 % de l’abondance totale)
Months2001 2002Au Sud de la Mer Caspienne
Predatory impact (% daily zooplankton biomass)
Abondance de la population est maximale
Saison Température
(°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)
22.5 43.76 103.9 10.1
Hiver(Déc 2001-Fév
2002)
12.7 12.08 29.5 4.6
Printemps (Mars-Mai 2002)
12.2 3.52 12.1 5.8
Eté (Juin-Août 2002)
27.6 24.79 113.2 16.1
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
Distribution spatiale au sein de la Mer Caspienne (Août 2001)
Région Abon-dance
(ind m-3)
Bio-masse
(g m-3)
Poids humidemoyen
(g)
Bio-masse zoo-
plancton(g m-3)
Impact de
préda-tion(%)
Besoin min en nourri-
ture(%)
Ration journa-
lière
(%)
Nord 106.1 42.9 0.592 31.95 28.1 4.9 1.9
Milieu Est
221.8 10.7 0.182 27.50 31.1 3.5 3.7
Milieu Ouest
364.4 45.7 0.187 27.50 61.5 8.9 5.8
Sud 389.7 21.0 0.056 31.73 61.9 7.0 6.8
Individus de grande taille
Individus de petite taille
Région Impact 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)
30-40 % 4-6 % (2000)
16 % (2001)
(Beroe ovata)
Sud Mer Caspienne 60 % à 100 % (individus <10 mm représentant 86-
90 % de l’abondance 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)
Région Abon-dance
(ind m-3)
Bio-masse
(g m-3)
Poids humidemoyen
(g)
Bio-masse zoo-
plancton(g m-3)
Impact de
préda-tion(%)
Besoin min en nourri-
ture(%)
Ration journa-
lière
(%)
Nord 106.1 42.9 0.592 31.95 28.1 4.9 1.9
Milieu Est
221.8 10.7 0.182 27.50 31.1 3.5 3.7
Milieu Ouest
364.4 45.7 0.187 27.50 61.5 8.9 5.8
Sud 389.7 21.0 0.056 31.73 61.9 7.0 6.8
~
~
>
>
Mnemiopsis leidyi manque de nourriture
• 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)
• La transition de larve tentaculaire à l’adulte 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 l’abondance totale
• Impact de prédation de Mnemiopsis leidyi sur le microzooplancton :
83 à 128 % de la colonne d’eau par jour (2001)102 à 107 % de la colonne d’eau 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 d’énergie pour croître
Conclusion
• Forts taux de respiration, d’alimentation, 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 qu’espèce invasive
• En Mer Caspienne, l’effet 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)
• 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 n’y a pas d’effet sur l’abondance du mésozooplancton est de 4 g m-3
biomasse de Mnemiopsis leidyi dans l’ensemble de la Mer Caspienne est largement supérieure à cette valeur
• Une telle pression exercée par Mnemiopsis leidyi ne permet pas à la biomasse de zooplancton d’augmenter
aucun recouvrement des prises de poissons pélagiques zooplanctivores ne peut être envisagé tant que la biomasse de Mnemiopsis leidyi ne diminue pas
Merci de votre
attention