Doctorante : Claudia Maturana Martínez, Directeurs de thèse HDR : Pierre Galand et Umberto Gonzáles
Thèse soutenue le 10 mai 2021

Les écosystèmes marins des hautes latitudes méridionales (HLME) sont très sensibles au changement climatique, ayant un impact sur les processus physiques, chimiques et biologiques. Cependant, leur rôle important dans la modulation du climat et la circulation des masses d'eau contraste avec le nombre relativement faible d'études sur leur fonctionnement. Relativement peu d'études sur la structure de la communauté bactérioplanctonique ont été rapportées pour le sud de la Patagonie chilienne et pour l'océan Austral (SO) à grande échelle, et aucune n'a ciblé la fraction active de la communauté bactérioplanctonique. Nous avons utilisé le séquençage de l'ARNr 16S pour analyser et décrire la structure communautaire des communautés bactérioplanctoniques actives dans le sud de l'HLME. L'objectif principal de cette thèse était de caractériser la diversité et l'abondance des communautés de bactérioplancton le long de gradients environnementaux et géographiques dans le sud de HLME. Tout d'abord, nous avons cherché à savoir si les fjords voisins du sud de la Patagonie chilienne, avec un climat et une localisation similaires mais des apports d'eau douce différents, présentaient des communautés différentes. Deuxièmement, nous avons étudié les changements interannuels subis par la communauté bactérioplanctonique du fjord de Yendegaia. Troisièmement, nous avons examiné la structure spatiale à grande échelle de la communauté bactérioplanctonique le long d'un transect traversant le secteur Pacifique du SO. Nos résultats montrent que les communautés bactérioplanctoniques du pôle sud sont structurées en fonction de paramètres physiques, chimiques et biologiques caractéristiques de la zone. De plus, nous avons également démontré que les changements des paramètres environnementaux, spatiaux et temporels affectent la structure des communautés bactérioplanctoniques. Ainsi, nous soulignons l'importance des études d'écologie microbienne dans les zones sensibles au changement climatique global comme le sud de l'HLME.

Doctorant : Victor Le Layec, Directeur de thèse HDR : Stéphane Hourdez
Thèse soutenue

Les Polynoidae (annélides polychètes) sont présents dans tous les environnements marins : dans les milieux polaires, tempérés et tropicaux et sur le littoral, aussi bien que dans les grandes profondeurs abyssales, ou au niveau des sources hydrothermales profondes et des suintements froids. Cette diversité d’habitats et le grand nombre d’espèces font de cette famille un bon candidat pour des approches comparatives d’étude de l’adaptation dans un contexte phylogénétique contrôlé. Si toutes les espèces connues possèdent de la neuroglobine, seules les espèces hydrothermales possèdent de l’hémoglobine circulant librement au sein de leur liquide cœlomique. Ces hémoglobines présentent une diversité de structures (sous-unités tétradomaines ou simple-domaines, monomériques ou multimériques) et de propriétés fonctionnelles. Leurs hémoglobines possèdent une forte affinité pour l’oxygène permettant aux Polynoidae hydrothermaux d’extraire l’oxygène dans leur milieu, même à de très faibles concentrations. Cette capacité permet aux espèces hydrothermales de maintenir leur consommation d’oxygène stable à faible concentration d’oxygène environnemental (oxyrégulateurs), alors que les espèces littorales sont des oxyconformeurs. La présence d’hémoglobine représente aussi une réserve d’oxygène permettant de résister aux périodes d’anoxie que peuvent rencontrer les Polynoidae près des sources hydrothermales profondes. Elles jouent également très probablement un rôle dans la tolérance physiologique à la température dont sont capables les espèces hydrothermales en permettant de maintenir un apport suffisant d’oxygène pour suivre l’augmentation du métabolisme lié à la température.

Mots-clefs : Polynidae, hémoglobines, sources hydrothermales profondes, hypoxie, physiologie comparée, respiration

Doctorante : Elise Wissenaekens, Directrice de thèse HDR : Katell Guizien
Thèse soutenue le 27 janvier 2022

Pour donner de bons conseils de gestion, la connectivité dans les zones côtières doit être parfaitement comprise. Le fil rouge de cette thèse est l'analyse de l'incertitude du modèle SYMPHONIE2015 et son effet sur les simulations de dispersion larvaire. Dans le premier chapitre, la robustesse du modèle à la violation des hypothèses a été testée. Cela a été fait en calculant six indicateurs statistiques relatifs et absolus pendant et en dehors des événements de vent, de vagues et de stratification. Les résultats ont montré que les performances du modèle ne sont pas affectées par ces événements. Dans le deuxième chapitre, l'erreur instantanée a été calculée. Ensuite, les distributions d'erreurs cumulées ont été comparées les unes aux autres dans l'espace et dans le temps. Avec le temps, les différences intrasaisonnières dans les distributions d'erreurs étaient plus petites que les différences intersaisonnières. Dans l'espace, huit groupes de distributions d'erreurs pourraient être formés. Aucun lien n'a été trouvé entre les performances du modèle et la stratification, la profondeur d’eau, la résolution et la pente. Cependant, une forte corrélation entre la vitesse du courant et les distributions d'erreurs a été trouvée. Dans le chapitre trois, l'erreur instantanée a été ajoutée en tant que bruit aux simulations de dispersion lagrangienne et comparée à l'exécution initiale pour évaluer l'effet de l'erreur des modèles sur la connectivité. La différence médiane de taux de transfert entre les analyses avec et sans bruit est nulle pour la plupart des zones. Cependant, la différence relative de taux de transfert peut varier de -100 % à 100 %. Connaître les incertitudes dans les simulations de dispersion peut aider à les utiliser pour des conseils de gestion.

Doctorant: Corentin Hochard, Directeur de thèse HDR : Pierre Galand
Thèse soutenue le 30 mai 2023

Les récifs coralliens tropicaux dépendent de communautés microbiennes complexes qui régissent les cycles biogéochimiques, maintiennent la santé des hôtes et soutiennent l'homéostasie de l'écosystème. Il est essentiel de comprendre l'écologie complexe des microorganismes des récifs coralliens pour préserver ces précieux écosystèmes. Cependant, le rôle fonctionnel précis des communautés microbiennes des récifs reste mal connu. En particulier, l'association entre les coraux et les bactéries de la famille des Endozoicomonadaceae, considérée comme un symbiote bactérien crucial pour les coraux, n'est toujours pas bien définie. Les micro-organismes tels que les Endozoicomonadaceae semblent essentiels à la survie de l'hôte corallien adulte, mais l'installation des larves est un autre élément important pour la santé des coraux. Il a récemment été démontré que le succès du recrutement des larves dépendait des algues calcaires encroutantes (CCA) sur lesquelles elles s'installent. Plus précisément, les communautés microbiennes associées aux CCA peuvent jouer un rôle crucial, mais nous savons très peu de choses sur ces communautés. Les objectifs généraux de cette thèse étaient d'étudier la diversité des espèces et le potentiel fonctionnel des communautés microbiennes associées aux coraux tropicaux et aux CCA. Le chapitre 2 s'est concentré sur les Endozoicomonadaceae associées à trois espèces de coraux dans l'océan Pacifique. Il a révélé que différentes espèces de coraux présentent des stratégies distinctes de relations hôte-symbionte. Nous avons identifié trois nouvelles espèces de symbiotes, chacune présentant des adaptations fonctionnelles distinctes qui peuvent être à l'origine de la relation hôte-symbiote. L'environnement n'a généralement qu'un faible effet sur la composition de la communauté d'Endozoicomonadaceae, tandis que la lignée génétique de l'hôte est importante pour certains coraux. Nous suggérons que la relation entre les Endozoicomonadaceae et le corail peut aller de relations stables de co-dépendance à des associations opportunistes. Dans le chapitre 3, nous avons décrit les communautés microbiennes associées à différentes espèces de CCA à travers des échelles spatiales et défini les facteurs contrôlant leur composition. Nous avons également vérifié s'il existait des liens entre les communautés microbiennes de la CCA et des larves de corail. Nos résultats suggèrent que le microbiome des algues de la CCA n'agit pas comme un réservoir microbien pour les larves de corail en développement. Cependant, nous avons observé que les communautés microbiennes des recrues coralliennes différaient en fonction de leur association avec différents types d'algues. Nous concluons que les CCAs et leurs bactéries associées influencent la composition du microbiome des recrues coralliennes. De plus, nous montrons que différentes espèces de CCA présentent des communautés microbiennes distinctes, avec un signal potentiel de phylosymbiose, suggérant l'adaptabilité du microbiome au cours de l'évolution. Dans le chapitre 4, nous avons étudié le potentiel fonctionnel des communautés microbiennes des CCAs. Nous avons démontré que les CCAs abritent des communautés fonctionnelles distinctes bien qu'elles partagent une forte base commune. Les communautés microbiennes des deux espèces de CCAs que nous avons ciblées n'a pas montré de différences claires dans leur capacité à produire des inducteurs de recrutement larvaire. Cependant, les capacités fonctionnelles d'induction n'étaient pas homogènes entre les genres microbiens des espèces de CCAs. Nous suggérons que les communautés microbiennes ne déterminent pas directement le comportement de recrutement des larves, mais qu'elles améliorent ou atténuent plutôt la réponse induite par la CCA et l'environnement.