Conséquences des interactions entre voies vertes et brunes sur la stabilité des réseaux trophiques

Cette these a pour but de comprendre les implications des relations entre reseau trophique vert et reseau trophique brun sur la stabilite et le fonctionnement des reseaux trophiques. Les interactions entre ces deux reseaux, respectivement fondes sur la photosynthese et la consommation de la matiere organique morte, sont essentielles au fonctionnement des ecosystemes : l'un produit de la matiere organique a partir de nutriments mineraux et l'autre recycle les nutriments contenus dans la matiere organique morte. Cette question est abordee a l'aide de deux modeles theoriques et d'une etude experimentale. Mon premier modele montre que la boucle de retroaction induite par le recyclage des nutriments dans un reseau trophique exclusivement vert a un effet stabilisant sur les dynamiques d'une chaine trophique et un effet enrichissement a cause de la remise a disposition pour les producteurs primaires des nutriments excretes par l'ensemble des organismes du reseau trophique. Cependant seul l'effet enrichissement, qui est destabilisant, persiste dans un modele de reseau trophique. Mon second modele integre le reseau brun de maniere explicite et montre que ce reseau est davantage destabilise que le reseau vert lorsque la disponibilite en nutriments augmente. Cette effet est amplifie si la majeure partie de l'excretion se fait sous forme de detritus qui destabilisent le reseau brun par un effet d'enrichissement. Ce modele montre egalement que la survie des consommateurs est amelioree lorsqu'ils peuvent consommer des proies provenant des deux reseaux. Mon experience en mesocosmes aquatiques a permis d'etudier les effets en cascades entre reseaux vert et brun via une filtration de la lumiere (manipulation directe du reseau vert), l'ajout de carbone organique dissous (manipulation directe du reseau brun) et l'ajout de poissons (manipulation de la structure du reseau trophique). Nous n'avons pas observe d'effets en cascade du reseau vert sur le reseau brun et inversement, notamment a cause d'un ajout probablement trop faible de carbone dissout. Les poissons ont eux eu un fort effet sur les deux reseaux avec des effets positifs sur le phytoplancton lorsque la lumiere est reduite a cause de la diminution de la limitation par les nutriments grâce a l'excretion des poissons, une augmentation de la concentration en carbone organique dissout et une modification du profil metabolique de la communaute bacterienne benthique. Un modele annexe montre quant a lui que la plasticite du metabolisme chez les organismes, c'est-a-dire leur capacite a reduire ou a augmenter leur metabolisme en fonction de la disponibilite en ressources afin de maximiser leur bilan energetique permet de stabiliser les dynamiques d'une chaine trophique en diminuant la variabilite temporelle des biomasses des especes. Dans un reseau trophique, cette stabilisation se traduit par une augmentation de la persistance des especes. Cette these a permis de mieux relier l'ecologie des communautes a l'ecologie fonctionnelle, ameliorant ainsi notre comprehension des consequences de grands processus ecosystemiques comme le recyclage des nutriments sur la stabilite des reseaux trophiques et des effets de la structure de ces reseaux sur le fonctionnement des ecosystemes.