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Journal Articles MicrobiologyOpen Year : 2022

Impacts of nutrient loading and fish grazing on the phytoplankton community and cyanotoxin production in a shallow tropical lake: Results from mesocosm experiments

Abstract

Given the increasing eutrophication of water bodies in Africa due to increasinganthropogenic pressures, data are neededto better understand the responses ofphytoplankton communities to these changes in tropical lakes. These ecosystemsare used by local human populations for multiple purposes, including fish anddrinking water production, potentiallyexposing these populations to healththreats if, for example, an increase in toxic cyanobacterial blooms is associatedwith increasing eutrophication. To test the short‐term response of thephytoplankton community to the addition of nutrients (phosphorus and nitrogen,alone or in combination) and Nile tilapia, we developed an in situ mesocosmexperiment in a freshwater lagoon located near Abidjan (Ivory Coast). We foundthat phytoplankton growth (estimated by chlorophyll‐a quantification) was highlystimulated when both nitrogen and phosphorus were added, while there was noclear evidence for such colimitation by these two nutrients when consideringtheir concentrations in the lagoon. Phytoplankton growth was accompanied bysignificant changes in the diversity and composition of this community and didnot lead to an increase in the proportions of cyanobacteria. However, theaddition of fish to some mesocosms resulted in a drastic decrease inphytoplankton biomass and a dominance of chlorophytes in this community.Finally, these experiments showed that the addition of nitrogen, alone orcombined with phosphorus, stimulated microcystin production by cyanobacteria.
Compte tenu de l'eutrophisation croissante des masses d'eau en Afrique due à l'augmentation des pressions anthropiques, des données sont nécessaires pour mieux comprendre les réponses des communautés phytoplanctoniques à ces changements dans les lacs tropicaux. Ces écosystèmes sont utilisés par les populations humaines locales à des fins multiples, y compris la production de poisson et d'eau potable, exposant potentiellement ces populations à des menaces pour la santé si, par exemple, une augmentation des proliférations de cyanobactéries toxiques est associée à une eutrophisation croissante. Pour tester la réponse à court terme de la communauté phytoplanctonique à l'ajout de nutriments (phosphore et azote, seuls ou en combinaison) et de tilapia du Nil, nous avons développé une expérience de mésocosme in situ dans une lagune d'eau douce située près d'Abidjan (Côte d'Ivoire). Nous avons constaté que la croissance du phytoplancton (estimée par la quantification de la chlorophylle-a) était fortement stimulée lorsque l'azote et le phosphore étaient ajoutés, alors qu'il n'y avait aucune preuve claire d'une telle colimitation par ces deux nutriments lorsque l'on considère leurs concentrations dans le lagon. La croissance du phytoplancton s'est accompagnée de changements importants dans la diversité et la composition de cette communauté et n'a pas entraîné d'augmentation des proportions de cyanobactéries. Cependant, l'ajout de poissons à certains mésocosmes a entraîné une diminution drastique de la biomasse phytoplanctonique et une dominance des chlorophytes dans cette communauté. Enfin, ces expériences ont montré que l'ajout d'azote, seul ou associé au phosphore, stimulait la production de microcystines par les cyanobactéries. De plus, aucune preuve d'accumulation de microcystines dans les poissons n'a été trouvée. Pris ensemble,
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hal-03662235 , version 1 (16-06-2022)

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Cite

Mathias Ahoutou, Eric Kouamé Yao, Rosine Djeha, Mamadou Kone, Kevin Tambosco, et al.. Impacts of nutrient loading and fish grazing on the phytoplankton community and cyanotoxin production in a shallow tropical lake: Results from mesocosm experiments. MicrobiologyOpen, 2022, 11 (2), pp.e1272. ⟨10.1002/mbo3.1278⟩. ⟨hal-03662235⟩
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