Réponse du micro- au méso-plancton aux influences environnementales dans l'océan Pacifique : des communautés à la structure trophique grâce à l'imagerie quantitative

Le plancton est constitué de petits organismes dérivants qui ont un impact majeur sur les écosystèmes globaux et les cycles biogéochimiques. Capturer la pleine complexité des réseaux écologiques planctoniques nécessite une vision complète et multidimensionnelle, notamment à travers leur structure basée sur la taille, qui s'étend sur plusieurs ordres de grandeur. Cette thèse propose de tirer parti de l'imagerie quantitative à l'aide de plusieurs dispositifs, en appliquant une approche dite de 'méta-plancton' qui intègre les différentes classes de taille, du micro- au méso-plancton, afin d'offrir une vision plus complète des communautés planctoniques et de leur organisation trophique. Ce travail repose principalement sur l'expédition Tara Pacifique, depuis l'analyse en laboratoire jusqu'à la publication en libre accès des données écologiques obtenues. Le premier objectif était d'évaluer l'efficacité de l'échantillonnage planctonique à grande vitesse sous voile, qui permet une couverture spatiale plus large tout en acceptant un compromis semi-quantitatif. Une pipeline automatisée et conforme aux principes FAIR a été développée pour traiter des millions d'images provenant d'instruments d'imagerie largement utilisés, permettant des analyses écologiques standardisées et reproductibles. Sur cette base, l'approche méta-plancton a été appliquée pour étudier l'organisation trophique, en utilisant à la fois les pyramides trophiques et les spectres de taille comme perspectives complémentaires. Les patrons de communautés, de spectres de taille et de structures trophiques ont été explorés à travers l'océan Pacifique. L'analyse a débuté à l'échelle du bassin entier, révélant la prédominance de structures trophiques « top-heavy » dans les écosystèmes oligotrophes de surface. Puis, l'influence des îles isolées du Pacifique a été examinée dans ce vaste océan oligotrophe, et enfin, un zoom a été fait sur une île spécifique influencée par des sources hydrothermales (campagnes aux Tonga), où des pyramides « bottom-heavy », de type terrestre, tendent à se produire dans ces contextes localisés de blooms précoces eutrophiques. Ensemble, ces observations offrent une perspective multi-échelle sur la complexité des écosystèmes trophiques planctoniques.