Doctorant : Mathilde CHEMEL (2021-2023)

Directeurs de thèse (HDR) : Pierre Galand / Franck Lartaud

Descriptif du sujet de thèse :
Comme leurs analogues tropicaux, les coraux scléractiniaires d’eau froide, aussi appelés coraux profonds, sont des ingénieurs qui créent des récifs et habitats complexes servant de refuge pour une large diversité d’organismes. Comme ils contribuent aussi à fixer le dioxyde de carbone et archivent les conditions (paléo)environnementales dans leur squelette, les coraux d'eau froide constituent des écosystèmes de haute valeur écologique. Mais ils sont exposés à diverses menaces, particulièrement dans les canyons sous-marins, liées aux activités de pêche, aux pollutions par les plastiques ou les matières en suspension, et le changement climatique. De récentes observations montrent le rôle majeur de la température sur l’état de santé des coraux, au travers de perturbations du microbiome, des flux de carbone organique, de la respiration, de la nutrition, de la biominéralisation du squelette, voire la mort dans certaines conditions (Dodd et al., 2007 ; Brooke et al., 2013 ; Gori et al., 2014 ; Chapron, 2019). Les précédents travaux du LECOB ont souligné la nécessité d’étudier la réponse des coraux exposés à un stress à une échelle intégrative, à différents niveaux d’organisation biologique, pour caractériser l’altération de fonctions vitales et les capacités d’adaptation (Chapron et al., 2018 ; Mouchi et al., 2019). De plus, l’holobionte corail profond dans son ensemble (i.e., l’hôte et son microbiome) doivent être considérés, notamment du fait de l'influence de la nourriture et des conditions de l’habitat sur la stabilité du microbiome des coraux profonds (Chapron et al., 2020 ; Galand et al., 2020).
En méditerranée, les coraux d’eau froide vivent déjà à 14°C, proche de leur température limite maximale. Ils montrent une diminution de diverses fonctions vitales lorsqu’ils sont exposés à des températures plus hautes, mais aussi lorsque les températures diminuent, suggérant que les coraux méditerranéens vivent actuellement à leur optimum (Chapron, 2019). Cela signifie que les coraux méditerranéens sont particulièrement exposés au changement climatique, considérant l'augmentation potentielle de la température d’1,5°C dans les eaux profondes dans les 50 prochaines années.

Dans les canyons sous-marins de l’Atlantique, les coraux vivent à de plus faibles températures qu’en Méditerranée (8-12°C), et le peu d’études traitant de l’impact de la température sur les coraux d’Atlantique révèlent un effet sur les conditions physiologiques (e.g., calcification, respiration) lors de températures décroissantes (Dodds et al., 2007 ; Naumann et al., 2014). Aucune étude n'a encore exploré leur réponse pour des conditions de températures légèrement plus haute. Ainsi nous ne savons pas si les coraux de l’Atlantique sont déjà à leur optimum thermique, les rendant fortement exposés au réchauffement global, ou si leur niche écologique est similaire à celle de leurs congénères méditerranéens, suggérant de moindres impacts des futurs changements de température attendus dans cette zone. Ce projet de thèse propose de déterminer si les coraux de l’Atlantique partagent la même niche écologique que ceux de Méditerranée. Plus précisément, j'explorerai les effets de changements de température sur différentes fonctions biologiques, via une approche à l’échelle de l’holobionte (i.e. croissance et minéralisation du squelette, alimentation et réserves énergétiques, diversité du microbiome et distribution des bactéries dans les tissus).

Doctorant : Adrien Tran Lu Y

Directeur de thèse : François Bonhomme (ISEM)
Co-directeur de Thèse : Stéphane Hourdez

Descriptif du sujet de thèse :
Pour estimer la résilience des espèces hydrothermales profondes la connectivité fonctionnelle entre sites, qui dépend des capacités de dispersion des espèces, est un critère fondamental pour le maintien à long terme des populations face à l'impact potentiel de l'exploitation minière sur le degré de fragmentation de cet habitat, par ailleurs temporellement instable. Cette connectivité sera abordée à plusieurs échelles de temps et d‘espace par les méthodes de la génomique des populations sur une série d'espèces choisies en fonction de leurs traits d'histoire de vie et leur distribution dans les bassins arrière-arc du Pacifique sud-ouest.

Doctorant : Maxime BEAUVAIS

Directeur (HDR) : François-Yves Bouget (LOMIC)
Co-directeur (HDR) : Pierre Galand (LECOB)

Descriptif du sujet de thèse :
Les microorganismes planctoniques marins jouent un rôle majeur dans les cycles biogéochimiques globaux. Dans les régions tempérées, les communautés ont une dynamique temporelle, caractérisée par une succession d'espèces, contrôlée par des interactions biotiques sous l'influence de facteurs physiques et chimiques extérieurs. La complexité des interactions qui lient les différents compartiments de ces écosystèmes reste cependant peu connue. Par un suivi de la diversité microbienne au point d'observation SOLA en baie de Banyuls pendant 7 ans (2007-2014) nous avons démontré une saisonnalité marquée tant chez les microalgues que les bactéries et archaea (Lambert et al., ISME J 2019). Pour autant l’analyse de ces réseaux microbiens sur une série temporelle à plus haute résolution (2014-2017) montrent une variabilité des cooccurrences à SOLA (Lambert et al., en revue). Par ailleurs nous avons mis en évidence des variations dans la biodisponibilité en précurseurs vitamines B1 qui sont nécessaires à la croissance de picoeucaryotes photosynthétiques tels les mamiellophyceae (Paerl et al., ISME J, 2017). L’objectif de la thèse est d’aller plus loin dans la compréhension du système, de son rôle global et de sa vulnérabilité face aux changements globaux en identifiant les facteurs biotiques qui produisent les rythmes saisonniers des communautés de microorganismes marins sur un site côtier (SOLA). La nouveauté du sujet réside dans l’étude spécifique du rôle des interactions trophiques entre communautés eucaryotes et procaryotes des sédiments et de l'eau de mer avec un focus sur les métabolites tels que les vitamines, dans la régulation des blooms planctoniques. Le projet repose sur une approche originale qui combine la caractérisation in situ des communautés par des approches « omics » et de l’expérimentation en milieu contrôlé sur les communautés microbiennes au laboratoire. Le travail de thèse se focalisera sur les interactions entre les bactéries et les picoeucaryotes photosynthétiques dans le déclenchement des blooms phytoplanctoniques.

Les points suivants seront étudiés :
1) Le suivi de la diversité microbienne dans la colonne d’eau et le sédiment à SOLA en période prebloom, bloom et postbloom des picoeucaryotes de type mamiellophyceae par metabarcoding pendant deux hivers (de décembre à avril).
2) L’effet de l’ajout de microorganismes ou d’eau interstitielle de sédiments sur la croissance du phytoplancton de la colonne d’eau.
3) L’effet de l’ajout de vitamines B1,B7 et B12 sur la structuration des communautés phytoplanctoniques en prebloom, bloom et postbloom.

Le projet est en lien étroit avec un collaboratif (Projet classé en 1^ère position en liste complémentaire ANR BIORYTHMIC 2019, préselectionné en 2020) qui s’appuie sur la mise en commun d’expertises complémentaires du LOMIC (INSU) en écologie, physiologie, génétique des microalgues et du LECOB (Pierre Galand, INEE) en écologie des microorganismes marins et génomique.

Doctorant : Victor Le Layec

Directeur de thèse : Stéphane Hourdez

Descriptif du sujet de thèse :
La thèse porte sur l’étude des adaptations des organismes hydrothermaux aux conditions extrêmes, et ce dans un cadre phylogénétique. Le travail de thèse se focalise sur une famille d’annélides (les Polynoidae) que l’on rencontre non seulement en milieu hydrothermal mais aussi en milieu abyssal non hydrothermal, en Antarctique, et en milieu marin tempéré. Ceci permet d’avoir une série de conditions de vie contrastées pour étudier en particulier l’adaptation à l’hypoxie mais aussi à la température.