Titre du stage de Master 2: Analyse des isotopes de l’oxygène et du carbone des carbonates de coquilles de bivalves modèle de croissance (OXYCAB)
Encadrant: Sylvie Gaudron en collaboration avec Sébastien Lefebvre, Michaël Hermoso, Viviane Roumazeilles et Oanez Lebeau.
Structure d’accueil : Equipe INTEREST UMR 8187 LOG Station Marine de Wimereux
Durée: 5 à 6 mois de stages (negotiable) debut janvier ou février 2025
Contexte/Objectifs
Les bivalves peuvent être d’une aide précieuse dans la caractérisation de l’environnement car ils produisent une coquille carbonatée qui enregistre un certain nombre de paramètres environnementaux sur l’ensemble de leur cycle de vie. La chimie des carbonates biogéniques est influencée par les caractéristiques du milieu, la physiologie des organismes et les processus de minéralisation. De plus, le mode de croissance des bivalves, par incrémentation peut permettre de replacer dans le temps chronologique l’enregistrement de ces paramètres environnementaux associé à des modèles statiques de croissance type von Bertalanffy (Schöne et Giere, 2005). Des modèles de croissance plus performants (dynamiques) prenant en compte le niveau de nourriture et la température tel que les modèles bioénergétiques type DEB (Dynamic energy budget model, Kooijman 2010) pourraient être couplés aussi à ces méthodes en donnant des informations plus précises et plus proches de la réalité. Les coquilles de bivalves actuels ou fossiles ont déjà été utilisées comme bio-enregistreurs des paramètres environnementaux afin d’obtenir des renseignements sur la géochimie des environnements présents ou passés comme et ceux-ci grâce par exemple à l’utilisation de l’analyse des isotopes stables de l’oxygène et du carbone (Lartaud et al., 2010). Des équations de paléotempératures nous permettent en effet de corréler les valeurs du ratio isotopique de l’oxygène 18 des coquilles de bivalves (aragonite et calcite) ainsi que celles des masses d’eau avec la température expérimentée au cours du temps t de la formation de cette coquille (Horibe & Oba, 1972 ; White et al., 1999). Plusieurs familles de bivalves vivent dans l’océan profond, tels que dans les suintements froids avec les bivalves de la famille des Vesicomyidae ou dans les canyons sous-marins avec les bivalves de la famille des Limidae. Dans ces environnements profonds, les températures sont basses quand on atteint une certaine profondeur (autour de 2-3°C entre 1500 et 3000 mètres) et la longévité de ces bivalves peut aller jusqu’à 30 ans. En pleine période de réchauffement climatique, une variation de température long terme pourrait être mise en évidence sur les coquilles de ces bivalves au cours de leur vie en utilisant les isotopes de l’oxygène 18 et surtout mesurer si ce réchauffement est discernable à ces profondeurs. Plusieurs coquilles de bivalves des familles de Vesicomyidae et de Limidae sont disponibles au laboratoire LOG. Nous chercherons à mettre en évidence l’impact du réchauffement climatique par des variations de température tout en le corrélant à la croissance des bivalves en utilisant la modélisation bioénergétique DEB.
Méthodologie
1. Echantillons
Des coquilles de moules (Mytilus edulis) seront collectées à Wimereux pour la mise en place du protocole et des analyses. Quand le protocole sera établi ainsi que les analyses (quantité nécessaire) nous analyserons les coquilles des bivalves de l’océan profond des familles de Vesicomyidae (10 valves) et Limidae (10 valves) qui sont précieux.
2. Analyse élémentaire par diffraction X
Le carbonates des valves est composé d’aragonite et de calcite. Il est nécessaire d’estimer le ratio de ces deux composés. Une analyse spatiale sur la coquille sera réalisée pour chaque espèce étudiée. Ces analyses seront réalisées au LOG dans l’équipe GEOSED à Lille.
3. Analyse des ratios d’isotopes stables des coquilles
Différents prélèvements seront réalisés selon le plus grand axe de la coquille allant de la coquille larvaire (prodissoconche) (au niveau du crochet) jusqu’à à la marge de la valve de la coquille (bord) grâce à un micromill. Les analyses isotopiques des différents prélèvements seront ensuite effectuées au laboratoire LOG sur la plateforme écogéochimie de la SFR Campus de la mer avec le spectromètre de masse et le module pour l’analyse des carbonates pour mesurer les isotopes stables du carbone et de l’oxygène. Nous appliquerons des équations de paléotempératures pour retrouver les valeurs des températures.
4. Familiarisation avec les modèles bioénergétiques DEB
Un modèle DEB a été mis en place récemment pour les bivalves de la famille des Vesicomyidae (Thèse de doctorat Vandenberghe 2024, Université de Lille) et pourra être utilisé pour retrouver, lors de l’analyse isotopique et suivant la taille des coquilles et des prélèvements faits sur les coquilles, précisément l’âge des individus et si oui, il y a eu réchauffement climatique et en combien de temps et à quelle période. Si le temps le permet, nous pourrons développer un modèle bioénergétique sur le bivalve de la famille des Limidae qui n’a jamais encore été fait. Sinon nous utiliserons les modèles statiques de Von Bertalanffy sur ce modèle.
Si vous êtes intéressé, envoyez-moi un CV (sans oublier de préciser vos mentions), une lettre de motivation et une lettre de recommandation.
Date limite le 7 Novembre 2025
A sylvie.gaudron@univ-lille.fr
Bibliographie:
Schöne B.R., Giere (2005). Growth increments and stable isotope variation in the shells of the deep sea
hydrothermal vent mollusk Bathymodiolus Brevior from the North Fiji Bassin, Pacific Ocean. Deep Sea Research I 52: 1896-1910.
Lartaud F., de Rafelis M., Oliver G., Krylova E., Dyment J., Ildefonse B., Thibaud R., Gente P., Hoisé
H., Meistertzheim A.L., Fouquet Y., Gaill F. and Le Bris N. (2010). Fossil clams from a serpentinite-hosted sedimented vent field near the active smoker complex Rainbow (MAR, 36°13N): insight into the biogeography of vent fauna. Geochemistry, Geophysics, Geosystems 11 : 2-17.
White RMP., Dennis PF., Atkinson TC. (1999). Experimental calibration and field investigation of the oxygen isotopic fractionation between biogenic aragonite and water. » Rapid Communication in Mass Spectrometry 13: 1242-1247.
Horibe Y., Oba T. (1972). Temperature scales of aragonite-water and calcite-water systems. Paleontological Society of Japan. 23-24 : 69-79.
Commentaires récents