Relations entre la communauté picocyanobactérienne et les principaux facteurs environnementaux en

Deux types d’analyses ont été faites pour tenter de déterminer au mieux les facteurs environnementaux et processus susceptibles de jouer un rôle clef dans la dynamique de la communauté picocyanobactérienne. La différence entre ces analyses a porté sur la manière de considérer les données : soit aux différentes profondeurs discrètes à disposition entre la surface et 50 m, soit à partir de valeurs intégrées le long de la colonne d’eau permettant alors d’inclure d’autres facteurs pouvant être important (le phytoplancton vis-à-vis des compétitions pour les ressources et le zooplancton herbivore pour la prédation).

La Figure 3 ci-dessous permet de visualiser la représentation graphique de l’analyse en composantes principales et d’observer les principaux liens de corrélations entre les picocyanobactéries (notés Syn) et les principaux facteurs environnementaux (température, insolation, nutriments, virus, bactéries, etc...) considérés à chaque campagne de prélèvement à 7 profondeurs entre 2 et 50 m.

Figure 3b Représentation de la profondeur comme facteur explicatif des résultats de l’ACP dans le lac du Bourget en 2011

Si l’on s’intéresse spécifiquement aux picocyanobactéries (Syn), on constate que la dynamique de ce compartiment est fortement relié à la température et à la lumière, ce qui se traduit par une distribution marquée et principale de cette communauté dans la strate 0-20 m. En 2010, nous n’avions pas les données de mesure de la lumière dans l’eau et ce paramètre se révèle en effet capital. Autres facteurs qui semblent co-évoluer avec les picocyanobactéries, les virus dont deux groupes ont pu être discriminés et notés VLP1 et VLP2. On sait que les virus jouent un rôle clef dans la dynamique des microorganismes aquatiques de manière directe (lyse, mortalité) ou indirecte (en lysant d’autres populations qui libèrent des nutriments pouvant être utilisées par les picocyanobactéries). L’analyse suivante (voir plus loin) nous permet de penser que c’est surtout la seconde hypothèse qui est probante, les virus lysant surement majoritairement les bactéries ou d’autres groupes planctoniques qui libèrent de la matière organique que certaines bactéries peuvent reminéraliser et remettre à disposition (Weinbaueur et al. 2011, Shelford et al. 2012). Les picocyanobactéries ont besoin de nutriments pour croitre et le fait de voir que ces derniers sont inversement corrélés ou non corrélés à ce compartiment révèlent aussi indirectement l’importance du fonctionnement de la boucle microbienne, les bactéries hétérotrophes co-évoluant d’ailleurs elles aussi avec les picocyanobactéries.

Si la température est un facteur clef pour les picocyanobactéries, le lien entre picocyanobactéries et température de l’eau se perd un peu pendant les mois d’été tout comme en 2010 (non montré), suggérant ici qu’un autre contrôle intervient, tel que la concentration en nutriments inorganiques, qui, pendant l’été, sont en effet particulièrement pauvres voir indétectables.

donnée portant sur les flagellés, ciliés et rotifères en 2011 mais l’analyse qui suit tient compte, entre autre, du compartiment zooplanctonique métazoaire herbivore (Figure 4). Dans le cadre de cette seconde analyse, les données ont été « transformées » de manière à considérer une valeur intégrée le long de la colonne d’eau. Bien qu’imparfaite car basée sur des valeurs moyennées, elle permet de tenir compte de compartiments susceptibles d’être importants dans la dynamique des picocyanobactéries, le zooplancton cité précédemment et des virus cyanophages notés CPS12 et CPS45 (Zhong et Jacquet non publié).

La Figure 4a ci-dessous nous renseigne sur le fait que le zooplancton herbivore ne semble avoir aucun lien avec les picocyanobactéries (à l’échelle de l’année) alors que les différents groupes herbivores montrent une co-évolution claire avec la chlorophylle a, attribuable à l’ensemble du phytoplancton. L’analyse détaillée du lien entre phytoplancton et zooplancton est proposée dans le chapitre portant sur le zooplancton. Par contraste, même si les relations semblent faibles, il est clair que les cyanophages semblent jouer un rôle dans la dynamique des picocyanobactéries qui restent malgré tout majoritairement influencées par la température. Le rôle réel mais faible des virus analysés est surement lié à la succession de périodes de lyse et de non lyse, notamment en lien avec l’existence de phénomènes de résistance mises en place par les picocyanobactéries face à l’attaque virale (Waterbury & Valois 1993, Lennon et al. 2007), un phénomène que nous avons déjà mis en évidence sur les lacs péri-amplis (Personnic et al. 2009). Cette seconde analyse confirme l’effet prépondérant de l’environnement physique (température, lumière) et peut être observé sur la représentation issue de l’analyse par clustering ou regroupement qui révèle que la saisonnalité des données est en effet bien marquée dans le lac du Bourget, chaque quadrant de la figure ci-dessous (Figure 4b) étant en effet presque exclusivement caractéristique d’une saison (points 1 à 3 : hiver ; 4 à 7 : début de printemps ; 8 à 18 : fin de printemps - été ; 19 à 21 : automne).

Figure 4a ACP réalisée pour la strate 0-20m prenant en compte les différents paramètres biologiques et physico- chimiques dans le lac du Bourget en 2011

Figure 4b Clustering des données principales du lac du Bourget en 2011

Il semble que si certains paramètres restent majoritaires dans leur rôle explicatif de la dynamique des picocyanobactéries d’une année à l’autre, d’autres par contre « évoluent ». En 2010 comme en 2011, nous avons en effet trouvé que les principaux facteurs régulateurs sont la température de l’eau, la lyse virale de manière directe ou indirecte (via les deux groupes viraux V1, V2), ou encore la lumière. Pour les phosphates (PO4) et les nitrates (NO3) avec qui les picocyanobactéries sont corrélées négativement, la

question reste posée de savoir comment ils interviennent dans la dynamique de cette communauté (voir plus bas). Finalement, la prédation par le zooplancton herbivore qui semblait importante en 2010 ne semble pas être un processus important en 2011 mais une analyse date par date permettrait d’affiner (i.e. confirmer ou infirmer) considérablement ce shéma très/trop général.