Répercussions actuelles et futures du changement climatique sur les communautés benthiques dans l'Arctique Canadien

L’océan Arctique est une des régions les plus touchées par les changements climatiques. Une importante augmentation de la température de ses eaux de surfaces et des précipitations y est attendue, entrainant une perte significative du couvert de glace et une augmentation des activités humaines. Causant des effets sur les paramètres physico-chimiques, ces changements devraient directement affecter les producteurs primaires (algues de glace et phytoplancton), et de ce fait limiter l’apport de matière organique vers les fonds marins. Il est ainsi admis que les changements climatiques affecteraient la distribution, la diversité et l’abondance des communautés benthiques, en raison de leur impact sur les paramètres environnementaux (couplage pélago-benthique et paramètres physico-chimiques), mais également sur les services et fonctions écosystémiques (par exemple la reminéralisation benthique). La diminution de l’étendue et de l’épaisseur de la glace de mer, la désalinisation des eaux de surface ou bien encore l’augmentation du trafic maritime dans les régions de la Baie d’Hudson et de l’est de l’Arctique Canadien, sont susceptibles d’être à l’origine de grands changements dans la structure des communautés benthiques et des habitats à structures biogéniques. Les impacts des changements climatiques sur les écosystèmes benthiques arctiques étant jusqu’alors peu connus, les objectifs de cette thèse étaient de i) d’apporter une description plus complète et actualisée de la diversité et la distribution spatiale des communautés benthiques dans le complexe de la Baie d’Hudson ; ii) de comprendre les effets des changements climatiques sur la biodiversité et le fonctionnement des écosystèmes benthiques; et iii) d’enrichir les connaissances des écosystèmes benthiques et d’appuyer la désignation de zones d’intérêt écologique et biologique ainsi que des aires marines protégées. Les travaux réalisés pendant cette thèse nous ont permis de i) mettre à jour les données épibenthiques dans le complexe de la Baie d’Hudson ; ii) aider les gestionnaires dans la mise en place de zones d’importance écologique et biologique ainsi que de zones d’intérêts pour une future désignation d’aires marines protégées; et iii) mettre en évidence l’importance des coraux de bambous en milieu profond sur le fonctionnement de l’écosystème benthique. Un total de 380 taxa a été dénombré dans 46 stations à travers le complexe de la Baie d’Hudson. Malgré une relativement faible couverture spatiale de notre échantillonnage, nous avons été en mesure d’estimer que ce recensement représentait 71 % des taxons présents dans le complexe de la Baie d’Hudson. Nous avons montré que la biomasse, l’abondance, la diversité ainsi que la distribution spatiale des communautés épibenthiques étaient fortement influencées par le substrat, la salinité, les ressources alimentaires et la couverture de glace. Nous avons aussi pu démontrer que la faible diversité, abondance et biomasse des communautés observées près des côtes étaient causées par les importants écoulements d’eaux douces. À l’inverse, les données récoltées dans les polynies situées plus au large montrent un fort couplage pélago-benthique se traduisant par une forte productivité en termes de biomasse, d’abondance et de diversité. L’utilisation d’un modèle de distribution des communautés a permis de démontrer l’importance de la présence de glace et indirectement des algues de glace associées à cet habitat sur les communautés épibenthiques occupant le centre de la Baie d’Hudson. La projection des communautés sous un scénario climatique RCP4.5 a révélé que le centre de la Baie ressortait, potentiellement, comme étant la zone la plus vulnérable aux changements climatiques puisqu’une perte de diversité liée à la diminution de la glace de mer est attendue. À l’inverse, les zones côtières pourraient possiblement servir de refuges en augmentant la diversité. En outre, notre étude a montré que la présence des structures biogéniques telles que les coraux bambous, dans les habitats profonds, améliore le piégeage des particules de matière organique menant à une plus forte densité d’espèces endofauniques dans ces milieux comparativement à des sédiments nus. Cet effet a également été constaté dans la reminéralisation benthique où les sédiments des structures biogéniques agissaient comme source de nitrates et d’ammonium. En revanche, nos travaux n’ont pu démontrer ces effets dans un habitat moins profond hébergeant des éponges. En générant de nouvelles connaissances sur la répartition actuelle et future des communautés épibenthiques du complexe de la Baie d’Hudson ainsi que sur le fonctionnement de l’écosystème benthique dans les habitats à structures biogéniques, les résultats de cette thèse contribueront à désigner des zones d’importance écologique et biologique ainsi qu’à la mise en place d’aires marines protégées et de stratégies de conservation de la biodiversité arctique.The Arctic Ocean is emerging as one of the regions that is most affected by climate change. A significant increase in precipitation and sea surface water temperatures are expected and will undeniably lead to a significant loss of sea ice cover. Because of their effects on physicochemical parameters, these changes are expected to directly impact the surface primary producers (sea ice algae and phytoplankton), thereby limiting organic matter input towards the seafloor. It is thus commonly accepted that climate change will affect the distribution, diversity and abundance of benthic communities, due to its impact on environmental parameters (pelagic-benthic coupling and physicochemical parameters), and on ecosystem services and functions (e.g., benthic remineralization). As a consequence, the decrease in sea ice cover, the desalination of the surface layer or the increase in shipping traffic in the Hudson Bay Complex and in the eastern Canadian Arctic will likely lead to major changes in benthic community structure and biogenic structural habitats. In this context and since the impacts of climate change on benthic arctic ecosystems were still poorly understood, the objectives of this thesis were to i) describe the diversity and distribution of epibenthic communities in the Hudson Bay Complex and ii) understand the effects of climate change on biodiversity and benthic ecosystem functioning. The outcomes of this thesis allowed us to i) provide the most recent survey on epibenthic organisms in the Hudson Bay Complex and their relationships with environmental variables; ii) identify diversity hotspots sensitive to climate change; and iii) document and compare benthic biodiversity and fluxes within biogenic structures and adjacent bare sediments in the Canadian Arctic. A total of 380 taxa have been identified from 46 stations sampled across the Hudson Bay Complex. Despite the relatively low spatial coverage of our sampling, we estimated that our survey represented 71% of the taxa present in the Hudson Bay Complex. We showed that biomass, abundance, diversity and spatial distribution of epibenthic communities were strongly influenced by substrate, salinity, food supply and sea ice cover. We also showed that freshwater inputs were responsible for the lowest biomass, abundance and diversity observed along the coasts. In contrast, data collected from polynyas, further offshore, showed strong pelagic-benthic coupling resulting in high productivity in terms of biomass, abundance and diversity. Moreover, hierarchical modelling of species communities highlighted the influence of sea ice and indirectly of sea ice algae on the epibenthic communities occupying the central Hudson Bay. Projections of the structure of epibenthic communities under a RCP4.5 climate scenario revealed that the central Hudson Bay emerges as the most vulnerable area to climate change with a future diversity loss related to the decrease of sea ice. On the contrary, it would appear that coastal areas will serve as refuges and increase the diversity. In addition, our study showed that the presence of biogenic structures in deep habitats improved the trapping of organic matter, leading to a higher density of infauna in these environments compared to bare sediments. Their presence has also been found to enhance sediment nutrient release in the form of nitrates and ammonium. However, our study could not demonstrate these effects in a shallower sponge habitat. By providing new knowledge on the current and future distribution of epibenthic communities in the Hudson Bay Complex and the benthic ecosystem functioning in habitats with biogenic structures, results obtained during this thesis will contribute to the designation of Ecologically and Biologically Significant Areas, as well as to the establishment of Marine Protected Areas and conservation strategies in the Arctic Ocean

Test de déploiement des suivis du compartiment de la macrofaune benthique sur les fonds meubles du plateau via les campagnes halieutiques de l’Ifremer, au titre de la DCSMM

The purpose of the work presented here is the development of routine observations to collect data for the calculation of benthic habitat status indicators. This project is part of the monitoring of offshore circalittoral sedimentary benthic habitats under the MSFD* (sub-program 6). The method for assessing the ecological status of these habitats and the associated monitoring strategy are not yet defined and remain at the research and development stage. The targeted compartment is the benthic macrofauna of circalittoral soft sediment habitats. The study site is located in the Northeast Atlantic in the Bay of Biscay and the southern Celtic Sea. The main objectives of this study are (i) to test in situ the technical feasibility of sampling the offshore benthic compartment with the dredge Rallier du Baty in the context of the EVHOE fisheries survey; (ii) to describe and characterize the benthic macrofauna communities of the Bay of Biscay and Celtic Sea areas ; (iii) to propose perspectives in terms of indicators of the state of health of benthic habitats with regard to the pressure of trawling fisheries.L’objet des travaux présentés dans ce rapport est le développement d’observations de routine pour collecter de la donnée servant aux calculs des indicateurs d’états des habitats benthiques. Ce projet s'inscrit dans le cadre de la surveillance des habitats benthiques sédimentaires circalittoraux du large au titre de la DCSMM* (sous-programme 6). La méthode d'évaluation de l'état écologique de ces habitats et la stratégie de surveillance associée, ne sont pas encore définis à ce jour et restent au stade de la recherche & du développement. Le compartiment ciblé est la macrofaune benthique des fonds meubles circalittoraux. Le site d’étude est situé en Atlantique Nord-est dans le golfe de Gascogne et le sud de la mer Celtique. Les principaux objectifs de cette étude sont (i) de tester in situ la faisabilité technique d’un échantillonnage du compartiment benthique au large à la drague Rallier du Baty dans le contexte de la campagne halieutique EVHOE ; (ii) de décrire et de caractériser les communautés de la macrofaune benthique des secteurs Golfe de Gascogne et mer Celtique ; (iii) de proposer des perspectives en matière d’indicateur d’état de santé des habitats benthiques au regard de la pression par la pêche aux arts trainants

Structuration de données dans Quadrige². Suivi de la macrofaune benthique par drague Rallier du Baty lors de la campagne EVHOE 2019

Des prélèvements de la macrofaune benthique sur les fonds meubles du plateau continental du golfe de Gascogne ont été réalisés lors de la campagne halieutique EVHOE 2019 à l'aide d'une drague Rallier du Baty. Les prélèvements effectués ont été analysés en laboratoire : analyse granulométrique et détermination de la faune associée. Ces données sont bancarisées dans la base de données Quadrige². Ce document expose la manière dont les données sont structurées dans la base de données Quadrige²

Tracing carbon flow and trophic structure of a coastal Arctic marine food web using highly branched isoprenoids and carbon, nitrogen and sulfur stable isotopes

Climate-driven alterations of the marine environment are most rapid in Arctic and subarctic regions, including Hudson Bay in northern Canada, where declining sea ice, warming surface waters and ocean acidification are occurring at alarming rates. These changes are altering primary production patterns that will ultimately cascade up through the food web. Here, we investigated (i) the vertical trophic structure of the Southampton Island marine ecosystem in northern Hudson Bay, (ii) the contribution of benthic and pelagic-derived prey to the higher trophic level species, and (iii) the relative contribution of ice algae and phytoplankton derived carbon in sustaining this ecosystem. For this purpose, we measured bulk stable carbon, nitrogen and sulfur isotope ratios as well as highly branched isoprenoids in samples belonging to 149 taxa, including invertebrates, fishes, seabirds and marine mammals. We found that the benthic invertebrates occupied 4 trophic levels and that the overall trophic system went up to an average trophic position of 4.8. The average δ34S signature of pelagic organisms indicated that they exploit both benthic and pelagic food sources, suggesting there are many interconnections between these compartments in this coastal area. The relatively high sympagic carbon dependence of Arctic marine mammals (53.3 ± 22.2 %) through their consumption of benthic invertebrate prey, confirms the important role of the benthic subweb for sustaining higher trophic level consumers in the coastal pelagic environment. Therefore, a potential decrease in the productivity of ice algae could lead to a profound alteration of the benthic food web and a cascading effect on this Arctic ecosystem

Persistent headaches one year after bacterial meningitis: prevalence, determinants and impact on quality of life

International audienceBackground: Little is known on headaches long-term persistence after bacterial meningitis and on their impact on patients' quality of life.Methods: In an ancillary study of the French national prospective cohort of community-acquired bacterial meningitis in adults (COMBAT) conducted between February 2013 and July 2015, we collected self-reported headaches before, at onset, and 12 months (M12) after meningitis. Determinants of persistent headache (PH) at M12, their association with M12 quality of life (SF 12), depression (Center for Epidemiologic Studies Depression Scale) and neuro-functional disability were analysed.Results: Among the 277 alive patients at M12 87/274 (31.8%), 213/271 (78.6%) and 86/277 (31.0%) reported headaches before, at the onset, and at M12, respectively. In multivariate analysis, female sex (OR: 2.75 [1.54-4.90]; p < 0.001), pre-existing headaches before meningitis (OR: 2.38 [1.32-4.30]; p < 0.01), higher neutrophilic polynuclei percentage in the CSF of the initial lumbar puncture (OR: 1.02 [1.00-1.04]; p < 0.05), and brain abscess during the initial hospitalisation (OR: 8.32 [1.97-35.16]; p < 0.01) were associated with M12 persistent headaches. Neither the responsible microorganism, nor the corticoids use were associated with M12 persistent headaches. M12 neuro-functional disability (altered Glasgow Outcome Scale; p < 0.01), M12 physical handicap (altered modified Rankin score; p < 0.001), M12 depressive symptoms (p < 0.0001), and M12 altered physical (p < 0.05) and mental (p < 0.0001) qualities of life were associated with M12 headaches.Conclusion: Persistent headaches are frequent one year after meningitis and are associated with quality of life alteration

One-Year Sequelae and Quality of Life in Adults with Meningococcal Meningitis: Lessons from the COMBAT Multicentre Prospective Study

Trial registration: ClinicalTrial.Gov identification number NCT01730690.International audienceIntroduction: COMBAT is a prospective, multicentre cohort study that enrolled consecutive adults with community-acquired bacterial meningitis (CABM) in 69 participating centres in France between February 2013 and July 2015 and followed them for 1 year.Methods: Patients aged at least 18 years old, hospitalised with CABM were followed during their hospitalisation and then contacted by phone 12 months after enrolment. Here we present the prevalence of sequelae at 12 months in a subgroup of patients with meningococcal meningitis.Results: Five of the 111 patients with meningococcal meningitis died during initial hospitalisation and two died between discharge and 12 months, leaving 104 patients alive 1 year after enrolment, 71 of whom provided 12-month follow-up data. The median age was 30.0 years and 54.1% of the patients had no identified risk factor for meningitis. More than 30% reported persistent headache, more than 40% were not satisfied with their sleep and 10% had concentration difficulties. Hearing loss was present in about 15% of the patients and more than 30% had depressive symptoms. About 13% of the patients with a previous professional activity had not resumed work. On the SF-12 Health Survey, almost 50% and 30% had physical component or mental component scores lower than the 25th percentile of the score distribution in the French general population. There was a non-significant improvement in the patients' disability scores from hospital discharge to 12 months (p = 0.16), but about 10% of the patients had residual disability.Conclusions: Although most patients in our cohort survive meningococcal meningitis, the long-term burden is substantial and therefore it is important to ensure a prolonged follow-up of survivors and to promote preventive strategies, including vaccination

Relationship between serotypes, disease characteristics and 30-day mortality in adults with invasive pneumococcal disease

International audienc

Combined Bacterial Meningitis and Infective Endocarditis: When Should We Search for the Other When Either One is Diagnosed?

Auteurs groupes collaboratifs AEPEI study group & the COMBAT study groupInternational audienc