PhD student : Victoria LOUIS

Supervisor (HDR): Franck Lartaud (LECOB)
Co-supervisor: Laurence Besseau (BIOM)

• General information:
• The general aim of this thesis is to study the role of biological clocks on synchronization processes of biomineralization of the shell in the mussel M. galloprovincialis. The objective is to determine if the environment acts directly on the shell biomineralization process or if a biological clock allows the bivalve to anticipate the environmental circadian variation thus regulating the shell growth. We hypothesized that photoperiod (day/night alternation over a 24h cycle), temperature and/or trophic resources would synchronize the biological clock, alone or in combination, leading to control the rhythmic activity of shell biomineralization process in the Mediterranean mussel Mytilus galloprovincialis.

In order to achieve these objectives, different cruises in the Bay of Banyuls will be done at circadian scales, and in vitro experiments at the OOB will test the role of the main drivers (photoperiod, temperature, feeding). Part of the work will be dedicated to the analysis of the growth patterns of the shell of M. galloprovincialis, obtained after chemical labelling technique (calcein) and recapture. Sclerochronological analysis of thin sections of the shells will be reached by fluorescence microscopy and scanning electron microscopy (SEM). A transcriptome analysis of the main molecular players involved in biological clocks (clock genes such as Clock, Bmal, Cry, Per and Rorb) and genes for metabolic activity and biomineralization (carbonic anhydrase, , nacrein, chitinase et Ca²⁺ ATPase), will be developed at different sampling points of the 24h cycle by a broadband approach (NanoString technology). The analysis of the amount of tissue biomarkers (lipids, proteins, carbohydrates) accessed by colorimetry will give a first indication of the assimilation of energy reserves, which will be complemented by the characterization of the variability of the food intake, approached by metabarcoding analysis of the stomach contents, achieved by high-throughput sequencing (Illumina MiSeq) of 16S and 18S rRNA genes.

Finally, the study will benefit from data of the Prime|80 project -TEMPO- dealing with the dynamic conditions and the potential variation of trophic resources in the mussel habitat, to carry out a comparative study of the different ecological compartments likely to initiate a rhythmic response of activity in this species.

Le Rhône est la principale source d'eau douce et de matériels terrigènes vers le bassin méditerranéen. Le prodelta du Rhône est caractérisé par des taux d’accumulation sédimentaire élevés et par une reminéralisation intense de la matière organique sédimentée, ce qui est typique des environnements deltaïques. Une question est soulevée sur le devenir de ces grandes quantités de carbone organique délivrées par le fleuve vers le milieu marin et en particulier leur impact sur les communautés microbiennes benthiques et l'intensité du recyclage de la matière organique. Le programme multi-disciplinaire «Climate and Human-induced Alterations in Carbon Cycling at the River seA connection» (CHACCRA) a été conçu pour étudier le devenir des éléments nutritifs et de la matière organique délivrée par le Rhône sur la marge continentale adjacente. Lors de quatre campagnes de terrain réalisées en avril 2007, mai 2008, décembre 2008 et juin 2009, des carottes de sédiments ont été prélevées à l’embouchure du fleuve et sur le plateau adjacent. La contribution des apports continentaux et leur distribution ont été étudiées à l’aide de paramètres globaux (granulométrie, azote total et carbone organique), tandis que les descripteurs moléculaires (pigments, acides gras, acides aminés totaux et biodisponibles) ont permis de déterminer l'origine, et d’évaluer la qualité ainsi que l'état de dégradation de la matière organique dans les sédiments. La structure de la communauté bactérienne a été caractérisée par la technique de polymorphisme de conformation des simples brins par électrophorèse capillaire (CE-SSCP). Ces travaux mettent en évidence des gradients d’origine et de qualité depuis l’embouchure vers le large. De plus, l’influence des événements de crue est clairement visible dans les sédiments, et les signatures biochimiques des dépôts sont différentes selon le type de crue. Enfin, l’incubation des sédiments a permis d’évaluer la dégradabilité en condition oxique de la matière organique sédimentaire à l’embouchure et de montrer que la fraction labile était très réactive à la dégradation.

MOTS-CLÉS : Matière organique sédimentaire, Prodelta du Rhône, Biomarqueurs, Structure des communautés bactériennes, Événements de crue, Dégradation de la matière organique.