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Accueil > Thèses et HDR > Thèses en 2020

21/07/2020 - Rose LAYTON

par Laurent Krähenbühl - publié le , mis à jour le

Rose Layton soutient sa thèse le 21/07/2020 à 16:00.
Lieu : Ecole Centrale de Lyon, Bâtiment W1. En raison de la situation sanitaire, le public ne pourra assister que par visio-conférence.

Titre : Structure et fonction de la communauté microbienne à travers le continuum eau de mer-glace de glace-fleur-neige-atmosphère

Jury :
- L. WHYTE Professeur
- J. MIKUCKI Associate Professor
- J. BOWMAN Assistant Professor
- P. SIMONET Directeur de Recherche CNRS
- M. JEBBAR Professeur
- T. VOGEL Professeur
- C. LAROSE Chargée de Recherche CNRS - HDR

Résumé :
La glace de mer est un écosystème important et étendu (34 million km2 ) et joue divers rôles importants sur le plan écologique, allant d’un habitat pour les micro- et macro-organismes à l’impact sur le budget énergétique global. La glace de mer subit des changements drastiques en raison des changements climatiques. Ces changements ont une influence sur le type de glace dominant des régions polaires (de MYI à FYI) et, par conséquent, sur l’expansion des environnements associés tels que la neige saline et les fleurs de givre. Bien que ces écosystèmes soient connus pour abriter une grande variété de microorganismes, notre compréhension des conséquences des changements climatiques sur ces communautés est limitée. L’objectif principal de cette thèse était d’évaluer la colonisation microbienne, l’adaptation et la dynamique des communautés en relation avec la formation de la glace de mer et le développement des habitats à différentes échelles spatiales et temporelles. Pour y parvenir, des techniques de séquençage de nouvelle génération ont été utilisées pour interroger taxonomiquement et fonctionnellement des modèles de laboratoire et des modèles naturels de glace de mer, de neige et de fleurs de givre. Le premier objectif portait sur la manière dont les populations eucaryotes et bactériennes s’établissaient et se répartissaient dans la glace de mer et les fleurs de givre. Pour éviter les interférences des conditions dominantes, par exemple de la géographie locale et les courants océaniques, une chambre de glace de mer expérimentale a été utilisée. La répartition taxonomique et fonctionnelle des bactéries en environnements distincts (fleur de givre, saumure, matrice de glace et eau de mer) a permis de soutenir l’hypothèse d’une sélection basée sur les niches et a été renforcée par l’apparition de bactéries de glace de mer archétypales, non identifiées dans l’eau de mer d’ensemencement. En revanche, la cohérence des communautés eucaryotes dans l’ensemble du profil a permis d’identifier l’influence de la stochasticité. Nos données suggèrent que l’enrichissement bactérien dans la glace de mer se produit à un rythme similaire à celui observé dans la nature, malgré une représentation minimale des diatomées. Ceci contraste avec une hypothèse largement diffusée qui propose que l’enrichissement bactérien est lié à l’attachement aux diatomées. Notre deuxième objectif était d’identifier les facteurs environnementaux qui ont influencé la sélection des communautés dans la glace de mer et la neige. Si l’assemblage des communautés microbiennes est déterminé par les conditions dominantes, les adaptations correspondantes devraient se refléter dans les métagénomes. En effet, des signatures fonctionnelles telles que la motilité, la chimiotaxie, la réponse aux UV et le transfert de gènes ont toutes été trouvées en plus grande abondance dans la neige saline et certains horizons glaciaires par rapport à l’eau de mer, présentant ainsi des facteurs liés à la structuration des communautés. Un dernier objectif était d’étudier le potentiel taxonomique et fonctionnel des fleurs de givre et de la neige saline. Dans l’étude en microcosme (fleurs de givre) et les expériences de terrain (neige saline), un enrichissement spécifique de certains taxons a été observé. Les Colwellia et les Glaciecola étaient très largement dominants dans les environnements de neige saline, indépendamment des facteurs temporels ou spatiaux. Les génomes assemblés métagénomiquement (MAGs) ont suggéré que les mécanismes de réparation liés aux UV et la capacité à utiliser la lumière pour la croissance par des pompes à protons de la protéorhodopsine pourraient constituer des éléments qui expliquent leur succès dans ces habitats.

Mots-clés :
colonisation, adaptation, écologie microbienne, environnements de la glace de mer, changements climatiques