Évaluation de l'influence d'apports externes contrastés de matière organique sur les communautés microbiennes océaniques : Études de cas de la mer Méditerranée et de l'océan Arctique.
Contexte Avec 662 Pg C, la matière organique marine (MO) est l'un des plus grands réservoirs de carbone réduit sur la Terre et impacte fortement différents processus biogéochimiques dans l'océan. Le lien entre la MO et les microbes est réciproque : Alors que la MO sert de substrat aux procaryotes hétérotrophes, affectant leur diversité et leur potentiel métabolique, les procaryotes sont des médiateurs clés dans la formation, la transformation et le stockage de la MO. Si la photosynthèse est la principale source de MO dans l'océan, les apports externes de MO augmentent en raison des pressions anthropiques. Un exemple est l'augmentation des feux de forêt, dont les cendres sont transportées dans l'océan et peuvent agir comme une source externe de nutriments pour l'écosystème. L'impact des cendres de feux de forêt sur les procaryotes marins et la MO n'a pas encore été décrit. D'autre part, les écosystèmes de haute latitude tels que l'Arctique sont particulièrement vulnérables au changement climatique. Le déclin de la glace de mer en été et l'allongement des périodes sans glace, ajoutés à l'augmentation des apports d'eau douce (apports fluviaux, précipitations nettes et glaciers) et terrestres (dégel du pergélisol et érosion côtière), modifieront le champ de MO et donc les procaryotes qui s'y développent. Objectif L'objectif principal du doctorat sera d'explorer les liens entre la composition de la MO provenant de sources externes contrastées (feux de forêt dans la mer Méditerranée, glace pluriannuelle, glaciers et sources terrestres dans l'océan Arctique) et le métabolisme et la composition des procaryotes. Les principales questions à résoudre au cours du doctorat seront les suivantes : - Comment les feux de forêt affectent-ils l'activité et la composition procaryotes à travers de la libération de MO dans le cendres? - Comment les communautés procaryotiques de l'océan Arctique interagissent avec la composition en MO de différentes sources externes (glace pluriannuelle, efflorescences phytoplanctoniques associées à la glace, glaciers) ? Approches L'objectif de la thèse de doctorat sera atteint par des prelevements sur le terrain et des expériences de dégradation de la MO. Pour évaluer l'effet des cendres de feux de forêt sur la MO et les procaryotes (premier chapitre), l'étudiant analysera un ensemble d'échantillons collectés au cours d'une expérience réalisée (juillet 2022) en utilisant des mésocosmes en mer méditerranéen. Pour le travail sur l'océan Arctique, l'étudiant participera au projet Refuge-Arctique (PI Mathieu Ardyna, Takuvik) lors d'une croisière prévue en été 2024 à bord du brise-glace canadien Amundsen. Pour évaluer la distribution géographique des différentes sources de MO et son lien avec les communautés procaryotes (chapitre 2), la composition de la MO de différents membres finaux sera caractérisée (propriétés optiques, acides aminés, stœchiométrie et composition moléculaire). Les procaryotes seront caractérisés par leur respiration, leur taux d'activité enzymatique et leur composition (séquençage 16s). Enfin, les effets des différentes sources de MO sur les communautés microbiennes seront étudiés expérimentalement en utilisant des incubations avec des microbes collectés in situ (chapitre 3). Les échantillons prélevés au cours de la thèse seront analysés dans les différentes installations hébergées à l'observatoire de Banyuls : Les laboratoires LOMIC, mais aussi les plateformes BioPIC (imagerie et cytométrie de flux) et Bio2Mar (chimie et biologie moléculaire). La composition moléculaire des DOM sera analysée à l'aide de l'installation Infraanalytics située à l'Université de Rouen. La thèse sera réalisée au Laboratoire d'Océanographie Microbienne (LOMIC) à Banyuls sur Mer, dans le sud de la France. Le LOMIC est composé d'une équipe diversifiée de chercheurs spécialisés dans la biogéochimie marine, l'écologie et la diversité microbienne, et la physiologie d'organismes modèles microbiens clés.