Soutenance de thèse de BORRIGLIONE Marie
Titre de thèse
Dynamiques spatio-temporelles des macroalgues non-indigènes dans les aires marines protégées méditerranéennes françaises
Spatio-temporal dynamics of non-indigenous macroalgae in French Mediterranean marine protected areas
Résumé de la thèse
Les invasions biologiques marines comptent parmi les principales causes d'érosion de la biodiversité, au même titre que la surexploitation des ressources et la destruction des habitats. La mer Méditerranée, malgré sa superficie relativement faible, abrite pour certains groupes un niveau exceptionnel d'endémisme à l'échelle mondiale. En même temps, elle figure parmi les régions les plus fortement affectées par l'introduction d'espèces non-indigènes, notamment en raison de sa forte anthropisation et des activités maritimes qui en découlent.
Au cours de la dernière décennie, plusieurs espèces de macroalgues ont été introduites le long des côtes françaises méditerranéennes. Deux espèces en particulier, Rugulopteryx okamurae, une Phaeophyceae japonaise détectée dans le Parc national des Calanques depuis 2016, et Lophocladia trichoclados, une Rhodophyceae originaire de l'Atlantique, observée depuis 2021 dans le Parc national de Port-Cros. Ces deux espèces présentent des stades d'invasion plus ou moins avancés, justifiant des axes d'étude différents. Cette thèse a poursuivi quatre objectifs principaux : (i) analyser la dynamique spatio-temporelle des macroalgues introduites dans les aires marines protégées de Méditerranée française ; (ii) analyser la distribution spatiale de R. okamurae et L. trichoclados dans leurs zones d'introduction respectives ; (iii) évaluer les impacts écologiques de la prolifération de R. okamurae sur les communautés benthiques ; (iv) caractériser la structure génétique des populations introduites et natives de R. okamurae afin de comprendre les dynamiques d'établissement.
Les résultats obtenus montrent que les aires marines protégées ne constituent pas des barrières efficaces contre la dispersion des espèces non-indigènes et que le niveau de protection n'est pas un élément clé tant que les vecteurs d'introduction sont présents dans la zone. Lophocladia trichoclados est établie dans le Parc national de Port-Cros et, bien que son aire de répartition reste encore localisée, elle étend chaque année sa distribution dans le Parc. Néanmoins, sa phénologie et son mode de reproduction sont encore mal compris et, à ce jour, aucune étude n'a démontré son impact sur les différentes biocénoses du Parc.
Rugulopteryx okamurae, quant à elle, présente une dynamique de prolifération rapide et massive, avec un recouvrement proche de 100 % pouvant être atteint en seulement quelques mois lorsque l'algue colonise un nouveau substrat. Actuellement, en France, sa répartition s'étend de Leucate à Saint-Mandrier-sur-Mer, soit plus de 380 km de côtes. Sa présence est associée à une diminution de la biodiversité locale et à une homogénéisation biotique des communautés benthiques de la faune et de la flore.
Enfin, les premières analyses génomiques des populations de R. okamurae révèlent l'absence de regroupement spatial clair entre les lignées introduites, ce qui suggère l'existence de multiples événements d'introduction et une dispersion complexe impliquant potentiellement des vecteurs anthropiques récurrents.
Ces travaux soulignent l'urgence de développer des stratégies de gestion adaptées, fondées sur une compréhension fine des processus biologiques, écologiques et génétiques à l'œuvre dans les invasions marines, et invitent à repenser le rôle des aires marines protégées face aux pressions biologiques émergentes.
Thesis resume
Marine biological invasions rank among the leading causes of biodiversity loss, alongside the overexploitation of resources and habitat destruction. The Mediterranean Sea, despite its relatively small surface area, harbors an exceptional level of endemism on a global scale. Unexpectedly, it is among the regions most strongly affected by the introduction of non-native species, mainly due to its high level of human impact and the resulting maritime activities.
Over the past decade, several species of macroalgae have been introduced along the French Mediterranean coasts. Two species in particular stand out, Rugulopteryx okamurae, a Japanese Phaeophyceae first detected in Calanques National Park in 2016, and Lophocladia trichoclados, a Rhodophyceae native to the Atlantic, observed since 2021 in Port-Cros National Park. These two species exhibit invasion stages of varying advancement, warranting different research approaches. This thesis pursued four main objectives: (i) to analyze the spatio-temporal dynamics of introduced macroalgae within French Mediterranean marine protected areas; (ii) to analyze the spatial distribution of R. okamurae and L. trichoclados in their respective introduction zones; (iii) to assess the ecological impacts of R. okamurae proliferation on benthic communities;
(iv) to characterize the genetic structure of introduced populations in order to understand establishment dynamics.
The results show that marine protected areas do not constitute effective barriers against the spread of non-indigenous species and that the level of protection is not a key factor as long as introduction vectors are present in the area. Lophocladia trichoclados is established in the Port-Cros National Park and, although its distribution range remains localized, it expands its presence within the Park every year. Nevertheless, its phenology and reproductive strategy are still poorly understood, and to date no study has demonstrated its impact on the different biocenoses of the Park.
Rugulopteryx okamurae, on the other hand, displays a rapid and massive proliferation dynamic, with coverage close to 100 % that can be reached in only a few months when colonizing a new substrate. Currently in France, its range extends from Leucate to Saint-Mandrier-sur-Mer, covering more than 380 km of coastline. Its presence is associated with a decrease in local biodiversity and a biotic homogenization of benthic fauna and flora communities.
Finally, preliminary genomic analyses of R. okamurae populations reveal no clear spatial clustering among introduced lineages, suggesting multiple introduction events and complex dispersal patterns, potentially involving recurrent anthropogenic vectors.
These findings highlight the urgent need to develop tailored management strategies based on a detailed understanding of the biological, ecological, and genetic processes at play in marine invasions, and call for a reconsideration of the role of marine protected areas in the face of emerging biological pressures.