Tous les lacs sont caractérisés par un réseau étroitement lié de chaînes alimentaires, et le phytoplancton constitue la base de presque toutes celles-ci, même si la plupart des espèces sont si petites qu’elles sont invisibles à l’œil humain. Pour fournir ce service, le phytoplancton a besoin d’une disponibilité suffisante de nutriments et de lumière pour la photosynthèse. Toutefois, la particularité de l’eau sous l’eau est que, contrairement à l’air, l’eau influence fortement la disponibilité de la lumière. Environ la moitié de la lumière atteignant la surface de l’eau est atténuée dans les premiers centimètres. De plus, le spectre visible de la lumière solaire est composé de différentes couleurs de lumière : violet, bleu, vert, jaune, orange et rouge (les couleurs typiques de l’arc-en-ciel). Toutes les couleurs ne peuvent pas pénétrer aussi profondément car il y a tellement de substances dans l’eau qui interagissent avec le rayonnement entrant en absorbant ou en dispersant les différentes bandes d’ondes.
Image microscopique de l’espèce zooplancton Puce de Daphnie devant un fond aux couleurs de l’arc-en-ciel. Ces « puces d’eau » sont des herbivores et des filtreurs très efficaces dans les environnements d’eau douce, se nourrissant principalement de phytoplancton. Photographie de Sébastien Neun.
Qu’y a-t-il au bout de l’arc-en-ciel ?
Le phytoplancton possède une variété de molécules (pigments) absorbant la lumière pour récolter l’énergie solaire pour la photosynthèse. La capacité à absorber les différentes couleurs de lumière varie considérablement d’une espèce à l’autre. Par conséquent, non seulement l’intensité mais aussi le spectre de la lumière sont importants pour le phytoplancton, même si l’on sait relativement peu de choses sur le rôle du spectre lumineux dans les processus écologiques.
Dans notre étude, nous avons étudié l’importance écologique du spectre lumineux et son influence sur la structure de la communauté et la composition biochimique du phytoplancton. Étant donné que l’absorption de lumière et de nutriments dans le phytoplancton est faiblement couplée, le rapport entre le carbone fixé et les nutriments dans leurs cellules peut varier considérablement et dépend de manière cruciale des conditions environnementales, tout comme la production de molécules plus complexes. Zooplancton, en particulier les puces d’eau (Daphnie), ont besoin d’une alimentation équilibrée et sont très sensibles au manque de nutriments et d’acides gras car les deux sont indispensables à leur croissance. Mais comment les facteurs abiotiques de l’environnement tels que l’apport en nutriments, l’intensité lumineuse et la couleur de la lumière influencent-ils cette interaction entre le phytoplancton et le zooplancton ? Lors d’une expérience sur le terrain, nous avons rempli des bouteilles avec la communauté phytoplanctonique naturelle, les avons ombragées avec différents filtres lumineux et les avons placées à différentes profondeurs d’eau. Nous avons ainsi manipulé l’intensité lumineuse, le spectre et la quantité de nutriments disponibles pour le phytoplancton.
Nous avons constaté que essentiellement tous ces facteurs influençaient la structure de la communauté et la composition biochimique du phytoplancton. La couleur de la lumière est devenue particulièrement pertinente lorsque l’intensité lumineuse (et non les nutriments) limitait la croissance du phytoplancton. Dans de telles conditions, les communautés phytoplanctoniques sont très sensibles au spectre lumineux disponible et modifient leur composition en espèces en fonction de la couleur de la lumière. Les changements dans la composition de la communauté ont également affecté la qualité nutritionnelle du phytoplancton pour ses principaux consommateurs, entraînant une altération de la croissance des herbivores. Daphnie. Nous avons observé à la fois des différences dans la teneur en nutriments et dans la composition en acides gras du phytoplancton, induites par les effets interactifs des nutriments et de la lumière, y compris son spectre de longueurs d’onde.
Conception et résultats de l’étude, décrivant les effets interactifs des nutriments ainsi que de l’intensité et du spectre lumineux sur la relation trophique entre le phytoplancton et le zooplancton. Figurine de Sébastien Neun.
Emporter
Nous avons montré que non seulement l’intensité lumineuse, mais également le spectre lumineux, jouent un rôle important pour le plancton en eau douce. Nos résultats suggèrent que l’intensité lumineuse, le spectre lumineux et les nutriments agissent de manière interactive à la base des réseaux trophiques aquatiques en modifiant la composition spécifique et la composition biochimique du phytoplancton, en particulier dans les scénarios où la disponibilité de la lumière est limitée. Ces effets se sont propagés tout au long de la chaîne alimentaire et ont eu un impact sur les performances du zooplancton herbivore. Ainsi, nous démontrons que le spectre lumineux est une composante importante de l’environnement abiotique qui influence à la fois la dynamique du plancton et le transfert trophique dans les écosystèmes aquatiques.
13/11/2025
Comment le spectre lumineux façonne les communautés phytoplanctoniques et le transfert trophique dans les écosystèmes aquatiques |
Sébastien Neun, Institut de Chimie et Biologie du Milieu Marin (ICBM) à l’Université d’Oldenbourg, en Allemagne, discute de son article : Le spectre lumineux est important : effets interactifs de la lumière et des nutriments sur les communautés phytoplanctoniques et le transfert trophique
Où est l’arc-en-ciel ?
Tous les lacs sont caractérisés par un réseau étroitement lié de chaînes alimentaires, et le phytoplancton constitue la base de presque toutes celles-ci, même si la plupart des espèces sont si petites qu’elles sont invisibles à l’œil humain. Pour fournir ce service, le phytoplancton a besoin d’une disponibilité suffisante de nutriments et de lumière pour la photosynthèse. Toutefois, la particularité de l’eau sous l’eau est que, contrairement à l’air, l’eau influence fortement la disponibilité de la lumière. Environ la moitié de la lumière atteignant la surface de l’eau est atténuée dans les premiers centimètres. De plus, le spectre visible de la lumière solaire est composé de différentes couleurs de lumière : violet, bleu, vert, jaune, orange et rouge (les couleurs typiques de l’arc-en-ciel). Toutes les couleurs ne peuvent pas pénétrer aussi profondément car il y a tellement de substances dans l’eau qui interagissent avec le rayonnement entrant en absorbant ou en dispersant les différentes bandes d’ondes.
Qu’y a-t-il au bout de l’arc-en-ciel ?
Le phytoplancton possède une variété de molécules (pigments) absorbant la lumière pour récolter l’énergie solaire pour la photosynthèse. La capacité à absorber les différentes couleurs de lumière varie considérablement d’une espèce à l’autre. Par conséquent, non seulement l’intensité mais aussi le spectre de la lumière sont importants pour le phytoplancton, même si l’on sait relativement peu de choses sur le rôle du spectre lumineux dans les processus écologiques.
Dans notre étude, nous avons étudié l’importance écologique du spectre lumineux et son influence sur la structure de la communauté et la composition biochimique du phytoplancton. Étant donné que l’absorption de lumière et de nutriments dans le phytoplancton est faiblement couplée, le rapport entre le carbone fixé et les nutriments dans leurs cellules peut varier considérablement et dépend de manière cruciale des conditions environnementales, tout comme la production de molécules plus complexes. Zooplancton, en particulier les puces d’eau (Daphnie), ont besoin d’une alimentation équilibrée et sont très sensibles au manque de nutriments et d’acides gras car les deux sont indispensables à leur croissance. Mais comment les facteurs abiotiques de l’environnement tels que l’apport en nutriments, l’intensité lumineuse et la couleur de la lumière influencent-ils cette interaction entre le phytoplancton et le zooplancton ? Lors d’une expérience sur le terrain, nous avons rempli des bouteilles avec la communauté phytoplanctonique naturelle, les avons ombragées avec différents filtres lumineux et les avons placées à différentes profondeurs d’eau. Nous avons ainsi manipulé l’intensité lumineuse, le spectre et la quantité de nutriments disponibles pour le phytoplancton.
Nous avons constaté que essentiellement tous ces facteurs influençaient la structure de la communauté et la composition biochimique du phytoplancton. La couleur de la lumière est devenue particulièrement pertinente lorsque l’intensité lumineuse (et non les nutriments) limitait la croissance du phytoplancton. Dans de telles conditions, les communautés phytoplanctoniques sont très sensibles au spectre lumineux disponible et modifient leur composition en espèces en fonction de la couleur de la lumière. Les changements dans la composition de la communauté ont également affecté la qualité nutritionnelle du phytoplancton pour ses principaux consommateurs, entraînant une altération de la croissance des herbivores. Daphnie. Nous avons observé à la fois des différences dans la teneur en nutriments et dans la composition en acides gras du phytoplancton, induites par les effets interactifs des nutriments et de la lumière, y compris son spectre de longueurs d’onde.
Emporter
Nous avons montré que non seulement l’intensité lumineuse, mais également le spectre lumineux, jouent un rôle important pour le plancton en eau douce. Nos résultats suggèrent que l’intensité lumineuse, le spectre lumineux et les nutriments agissent de manière interactive à la base des réseaux trophiques aquatiques en modifiant la composition spécifique et la composition biochimique du phytoplancton, en particulier dans les scénarios où la disponibilité de la lumière est limitée. Ces effets se sont propagés tout au long de la chaîne alimentaire et ont eu un impact sur les performances du zooplancton herbivore. Ainsi, nous démontrons que le spectre lumineux est une composante importante de l’environnement abiotique qui influence à la fois la dynamique du plancton et le transfert trophique dans les écosystèmes aquatiques.
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