Activités de recherche
Le plancton, constitué du phyto- du zoo- et du bacterio/virioplancton, est à la base de la chaîne trophique de beaucoup d’écosystèmes marins. Le phytoplancton, représenté par les organismes photoautotrophes du plancton, est le producteur primaire principal des océans. Le zooplancton, constitué d’organismes hétérotrophes, a lui, un rôle de charnière dans les écosystèmes aquatiques. Le zooplancton transfère l’énergie et la matière synthétisée par le phytoplancton vers les niveaux trophiques supérieurs dans la chaîne alimentaire. De nombreux organismes planctoniques jouent, en réalité, simultanément plusieurs rôles dans la chaîne trophique: ils sont mixotrophes.
Tant le zooplancton que le phytoplancton sont de bons indicateurs de changements globaux. En effet, ils répondent à des modifications du milieu très rapidement par des variations d’abondance et/ou de composition spécifique et de biomasse. De plus, le phytoplancton est capable de former des blooms (multiplication rapide et exponentielle) parfois toxiques qui par anoxie du milieu la nuit, ou par synthèse de toxines peut avoir un impact négatif sur l’ensemble de l’écosystème. Pour toutes ces raisons, ces communautés très dynamiques sont abondamment étudiées et fournissent des informations précieuses sur le fonctionnement des océans.
Actuellement, les organismes qui composent le plancton sont encore fréquemment mesurés et comptés manuellement sous microscope par des taxonomistes spécialisés. L’analyse complète d’un échantillon peut durer de 1 à 3 jours en fonction du détail taxonomique souhaité et limite dès lors le nombre d’échantillons pouvant être analysés dans un délais raisonnable. Cette méthode manuelle n’est donc pas adaptée à une résolution spatiale et temporelle élevée, seule à même de mettre en évidence les variations planctoniques dans ces communauté très dynamiques, distribuées en patchs.
Depuis les années 1980, l’analyse d’image couplée à la classification supervisée est utilisée pour automatiser (au moins partiellement) et accélérer le traitement des échantillons. Au départ d’images de plancton, différents paramètres sont mesurés et utilisés par des méthodes de classification supervisée pour déterminer de manière automatique le groupe taxonomique de chaque particule imagée.
Au laboratoire d’Écologie numérique, nous développons un logiciel appelé Zoo/PhytoImage destiné à l’élaboration de séries spatio-temporelles de plancton en automatisant les processus de traitement des échantillons. Ce logiciel open source permet d’analyser diverses sortes d’images numériques de plancton, et de mesurer, dénombrer et classer les différents organismes planctoniques fixés « numériquement » sur ces images. Il calcule, ensuite, des variables d’importance écologique comme les abondances, les biomasses et les spectres de taille par groupe taxonomique ou pour l’ensemble de l’échantillon.
Nos publications scientifiques relatives à ce thème de recherche sont référencées dans la base de données institutionnelle DI-Fusion UMONS.