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L'acidification et le réchauffement des océans prévus pour la fin du siècle sont susceptibles d'avoir des conséquences drastiques sur la structure et le fonctionnement des écosystèmes marins. Un manque de connaissance persiste cependant quant à l'impact des changements futurs sur la réponse des communautés marines. Cette thèse a pour objectif de fournir de nouveaux éléments de compréhension de l'impact de l'acidification et du réchauffement des océans à l'échelle communautaire, en considérant un écosystème aux propriétés physico-chimiques hypervariables, les cuvettes intertidales, et un écosystème plus stable, les bancs de maërl. Des assemblages expérimentaux ont été reconstitués en laboratoire à partir des principales espèces de macroalgues calcaires et non calcaires et de brouteurs, composant ces deux écosystèmes. Ces assemblages ont été soumis à des conditions actuelles et futures de température et de pCO2. L'acidification et le réchauffement des océans sont à l'origine d'une altération de la structure et de fonctionnement des assemblages de banc de maërl, à travers une augmentation de la productivité des macroalgues non calcaires et un déclin des taux de calcification du maërl. De plus, la physiologie des brouteurs est négativement impactée par les changements futurs, altérant la structure trophique des assemblages. L'acidification et le réchauffement des océans n'ont en revanche pas d'effet sur la productivité des assemblages de cuvettes. L'environnement hypervariable confèrerait ainsi une résistantes accrue aux communautés de cuvettes intertidales face aux changements futurs, en comparaison de communautés issues d'environnements plus stables, comme les bancs de maërl. / Predicted ocean acidification and warming for the end of the century may have drastic consequences on the structure and functioning of marine ecosystems. However, a lack of knowledge persists on the impact of future changes on the response of marine communities. This thesis aims to provide new understanding of the impact of ocean acidification and warming at the community level. For this, two ecosystems have been considered: rockpools, characterized by high physico-chemical variations, and maerl beds, with smaller variations. In the laboratory, artificial assemblages were created from the main calcareous and fleshy macroalgal and grazer species present in these two ecosystems. Created assemblages have been subjected to ambient and future temperature and pCO2 conditions. Ocean acidification and warming altered the structure and functioning of maerl bed assemblages, through an increase in the productivity of non-calcareous macroalgae and a decline in maërl calcification rates. The physiology of grazers is negatively impacted by future changes, which altered assemblages’ trophic structure. On the other hand, ocean acidification and warming had no effect on the productivity of rockpool assemblages. The highly variable environment may thus increase the resistance of rockpool communities to future changes, compared to communities from more stable environments, such as maerl beds.

Dérivants ou submergés, les débris grossiers dérivés de plantes terrestres fournissent de l'énergie et des nutriments pour les écosystèmes marins. En considérant cette matière organique allochtone, l'objectif de ma thèse est de décrire le processus d'assemblage d'une communauté autour d'une ressource trophique et de considérer en retour l'effet de la diversité et de la composition observée au sein de cette communauté sur la dynamique d'exploitation de la ressource. Pour ce faire, j'ai combiné des expériences in situ et la modélisation avec l'intention de parvenir à une description cohérente et quantitative du lien écogéochimique entre la biodiversité et le fonctionnement des écosystèmes. En utilisant de la litière de feuilles et du bois mort, cette approche a permis: (i) de montrer l'importance des interactions biotiques dès le début du processus d'assemblage de la communauté, (ii) de faire le lien explicite entre la consommation des ressources et la dynamique de populations des consommateurs, et (iii) de tester comment la transformation des ressources est affectée par la diversité observée au sein des communautés. / Either adrift or submerged, coarse debris derived from terrestrial plants provide energy and nutrients for marine ecosystems. By considering this allochtonous organic material, the goals of my PhD were to describe the assembly process of macrobenthic communities around food sources and to consider the feedback effect of the observed communities on the geochemical fate of the resource. To do so, I combined in situ experiments and modelling with the intention to build a consistent, quantitative description of the ecogeochemical link between biodiversity and ecosystem functioning. Using leaf litter and dead wood, this approach allowed: (i) to show the importance of biotic interactions from the beginning of the community assembly process, (ii) to make the explicit connection between the resource consumption and the population dynamics of the consumers, and (iii) and to test how resource processing is affected by the specific diversity of the communities.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Estudos de comunidades de esponjas marinhas são escassos no Brasil, sendo este trabalho pioneiro nessa abordagem para a Ilha Grande - RJ, um local de alta diversidade biológica. A estrutura das assembleias de esponjas marinhas e da comunidade bentônica marinha séssil foi avaliada, a partir de índices descritores de diversidade, em seis pontos da Ilha Grande e ilhas próximas, sendo três do lado continental e três do lado oceânico. As assembleias foram comparadas entre os diferentes lado e profundidade, através da contagem do número de indivíduos e área de cobertura por foto-quadrados. Paralelamente, as esponjas foram coletadas, fixadas e posteriormente identificadas através de metodologia e literatura especializada. Foi encontrado um total de 5.457 indivíduos, representando as Classes Demospongiae e Calcarea, distribuídos em 41 espécies e nove morfotipos, indicando maior diversidade para Lagoa Azul e menor para Parnaióca, sendo o local com maior riqueza a Ilha do Abraão. Dentre as espécies identificadas, quatro dominaram mais de 50% do total e 26 não alcançaram nem 5% da abundância absoluta. Análises de variância por GLM só evidenciaram diferença significativa para profundidade com substratos diferentes (F= 2,79; p<0,04), enquanto o fator lado (F= 2,23; p>0,16) e a interação entre os fatores (F= 1,17; p>0,38) não tiveram diferença estatística. As análises multivariadas de ordenação Cluster e MDS indicaram a formação de quatro assembleias de esponjas: 1) quatro locais com substrato não consolidado; 2) Lagoa Azul com substrato não consolidado; 3) locais oceânicos de substrato rochoso; e 4) locais continentais de substrato consolidado. Já para a comunidade geral, 49 espécies foram encontradas, sendo o Filo Porifera o de maior representatividade específica, apesar das macroalgas terem formado o grupo mais abundante. A comunidade bentônica foi dominada por quatro espécies, que juntas alcançaram média de 50% da cobertura bentônica: alga calcária incrustante, algas formadoras de tapete de turf, a esponja Iotrochota arenosa e o zoantídeo Palythoacaribaeorum. Estatisticamente, o lado continental se mostrou diferente do oceânico, o qual possui maior riqueza, diversidade e uniformidade de espécies, muito provavelmente pelo menor número de espécies dominantes e aliado a isso maior heterogeneidade de habitats, o que promove o aumento da diversidade. Quinze novas espécies estão sendo registradas para a Baía da Ilha Grande, sendo três novas espécies, as quais estão sendo descritas por especialistas, e 12 são novos registros de espécies ou gêneros para a região, evidenciando que a diversidade de esponjas marinhas na BIG é alta e ainda pouco conhecida e que a formação de assembleias pode ser devida a singularidade de cada local, implicando na necessidade de conservação dos costões rochosos da Ilha Grande e cercanias, a qual pode ser manejada através da realização de rápidos levantamentos sobre a riqueza e o número de indivíduos da espécie na região / Marine sponge community studies are scarce in Brazil and this is a pioneering study in this approach on Ilha Grande RJ, a high diversity region. The structure of marine sponges assemblages and sessile marine benthic organisms was evaluated from diversity descriptors index in six sites of Ilha Grande and nearby islands, three in continental side and three on oceanic side. Assemblages were compared between sides and depths counting number of individuals and its coverage area by photo-quadrats method. At the same time, the sponges were collected, fixed and, in lab, identified through specialized methodology and literature. There was a total of 5.457, representing Class Demospongiae and Calcarea, distributed in 41 species and nine morphotypes (50 possible species) with greater diversity to Lagoa Azul on the inside and lower for Parnaióca, outside, while Ilha do Abraão had the greatest richness. Among the identified species, four dominated more than 50% of the total and 26 did not reach even 5% of total abundance. General linear model (GLM) on ANOVA highlighted significant difference only between depths with different substrates (F=2.79; p<0.04), while side (F=2.23; p>0.16) and the interaction between factors did not have differences (F=117; p>0.38). Ordination multivariate analyses, Cluster and MDS, distinguished four sponge assemblages: 1) four sites with unconsolidated substrate; 2) Lagoa Azul with unconsolidated substrate; 3) oceanic sites with hard substratum; 4) continental sites with hard substrate. For the community, 49 species were found and Phylum Porifera was the highest specific representation, despite macroalgae have formed the most abundant group. Encrusting calcareous algae, turf algae, sponge Iotrochotaarenosa, exclusive of the continental side and zoanthid Palythoacaribaeorum added approximately 50% of the benthic cover in all sites. The sides were significantly different with highest richness, diversity and evenness for oceanic side while continental had more abundance of species, most probably due to fewer dominant species. Moreover, greater heterogeneity of habitats may promote increased diversity. The 15 new species now recorded which three are new for science and 12 represent new species or genus records for Ilha Grande Bay revealing this area as one of the highest diverse area in marine sponges from Brazil, despite the low knowlegment. Furthermore, this result implies the need to increase the preservation of the rocky shores of the region and shows that a quick survey of the number of species and their abundance is sufficient to manage a conservation area

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Estudos de comunidades de esponjas marinhas são escassos no Brasil, sendo este trabalho pioneiro nessa abordagem para a Ilha Grande - RJ, um local de alta diversidade biológica. A estrutura das assembleias de esponjas marinhas e da comunidade bentônica marinha séssil foi avaliada, a partir de índices descritores de diversidade, em seis pontos da Ilha Grande e ilhas próximas, sendo três do lado continental e três do lado oceânico. As assembleias foram comparadas entre os diferentes lado e profundidade, através da contagem do número de indivíduos e área de cobertura por foto-quadrados. Paralelamente, as esponjas foram coletadas, fixadas e posteriormente identificadas através de metodologia e literatura especializada. Foi encontrado um total de 5.457 indivíduos, representando as Classes Demospongiae e Calcarea, distribuídos em 41 espécies e nove morfotipos, indicando maior diversidade para Lagoa Azul e menor para Parnaióca, sendo o local com maior riqueza a Ilha do Abraão. Dentre as espécies identificadas, quatro dominaram mais de 50% do total e 26 não alcançaram nem 5% da abundância absoluta. Análises de variância por GLM só evidenciaram diferença significativa para profundidade com substratos diferentes (F= 2,79; p<0,04), enquanto o fator lado (F= 2,23; p>0,16) e a interação entre os fatores (F= 1,17; p>0,38) não tiveram diferença estatística. As análises multivariadas de ordenação Cluster e MDS indicaram a formação de quatro assembleias de esponjas: 1) quatro locais com substrato não consolidado; 2) Lagoa Azul com substrato não consolidado; 3) locais oceânicos de substrato rochoso; e 4) locais continentais de substrato consolidado. Já para a comunidade geral, 49 espécies foram encontradas, sendo o Filo Porifera o de maior representatividade específica, apesar das macroalgas terem formado o grupo mais abundante. A comunidade bentônica foi dominada por quatro espécies, que juntas alcançaram média de 50% da cobertura bentônica: alga calcária incrustante, algas formadoras de tapete de turf, a esponja Iotrochota arenosa e o zoantídeo Palythoacaribaeorum. Estatisticamente, o lado continental se mostrou diferente do oceânico, o qual possui maior riqueza, diversidade e uniformidade de espécies, muito provavelmente pelo menor número de espécies dominantes e aliado a isso maior heterogeneidade de habitats, o que promove o aumento da diversidade. Quinze novas espécies estão sendo registradas para a Baía da Ilha Grande, sendo três novas espécies, as quais estão sendo descritas por especialistas, e 12 são novos registros de espécies ou gêneros para a região, evidenciando que a diversidade de esponjas marinhas na BIG é alta e ainda pouco conhecida e que a formação de assembleias pode ser devida a singularidade de cada local, implicando na necessidade de conservação dos costões rochosos da Ilha Grande e cercanias, a qual pode ser manejada através da realização de rápidos levantamentos sobre a riqueza e o número de indivíduos da espécie na região / Marine sponge community studies are scarce in Brazil and this is a pioneering study in this approach on Ilha Grande RJ, a high diversity region. The structure of marine sponges assemblages and sessile marine benthic organisms was evaluated from diversity descriptors index in six sites of Ilha Grande and nearby islands, three in continental side and three on oceanic side. Assemblages were compared between sides and depths counting number of individuals and its coverage area by photo-quadrats method. At the same time, the sponges were collected, fixed and, in lab, identified through specialized methodology and literature. There was a total of 5.457, representing Class Demospongiae and Calcarea, distributed in 41 species and nine morphotypes (50 possible species) with greater diversity to Lagoa Azul on the inside and lower for Parnaióca, outside, while Ilha do Abraão had the greatest richness. Among the identified species, four dominated more than 50% of the total and 26 did not reach even 5% of total abundance. General linear model (GLM) on ANOVA highlighted significant difference only between depths with different substrates (F=2.79; p<0.04), while side (F=2.23; p>0.16) and the interaction between factors did not have differences (F=117; p>0.38). Ordination multivariate analyses, Cluster and MDS, distinguished four sponge assemblages: 1) four sites with unconsolidated substrate; 2) Lagoa Azul with unconsolidated substrate; 3) oceanic sites with hard substratum; 4) continental sites with hard substrate. For the community, 49 species were found and Phylum Porifera was the highest specific representation, despite macroalgae have formed the most abundant group. Encrusting calcareous algae, turf algae, sponge Iotrochotaarenosa, exclusive of the continental side and zoanthid Palythoacaribaeorum added approximately 50% of the benthic cover in all sites. The sides were significantly different with highest richness, diversity and evenness for oceanic side while continental had more abundance of species, most probably due to fewer dominant species. Moreover, greater heterogeneity of habitats may promote increased diversity. The 15 new species now recorded which three are new for science and 12 represent new species or genus records for Ilha Grande Bay revealing this area as one of the highest diverse area in marine sponges from Brazil, despite the low knowlegment. Furthermore, this result implies the need to increase the preservation of the rocky shores of the region and shows that a quick survey of the number of species and their abundance is sufficient to manage a conservation area