Diversité des communautés bactériennes et virales dans les grands lacs alpins : étude comparée de la diversité de ces communautés et des facteurs et processus impliqués dans sa structuration

par Ursula Dorigo

Thèse de doctorat en Biologie des populations et des écosystèmes

Sous la direction de Jean-François Humbert et de Dominique Fontvieille.

Soutenue en 2005

à Chambéry .


  • Résumé

    Face à la dégradation des écosystèmes, associée à une modification de la structure des communautés, voir à une disparition accrues de certaines espèces, les enjeux majeurs de ce siècle sont d'étudier la biodiversité et les facteurs pouvant interagir sur celle-ci, et d'étudier le rôle fonctionnel de cette biodiversité. Dans ce contexte, il s'est agit pour moi d'étudier la composition et la diversité de communautés eubactériennes et de cyanophages dans des écosystèmes pélagiques des grands lacs Alpins français, ayant subi des pressions anthropiques plus ou moins intenses. Ainsi, nous avons mené trois études dans trois lacs de statuts trophiques différents: le lac d'Annecy est oligotrophe et peut être considéré comme système de référence, alors que les deux autres lacs, le Bourget et le Léman sont mésotrophes. Le lac du Bourget se distingue des deux autres par la présence régulière et massive d'une cyanobactérie filamenteuse toxique, Planktothrix rubescens, qui prolifère dans ses eaux depuis 1998. Sur un plan méthodologique, l'étude de la composition de la communauté eubactérienne et cyanophage a été réalisée au moyen de la technique de DGGE (Denaturing Gradient Gel Electrophoresis), alors que la technique de clonage-séquençage a été utilisée afin de pouvoir identifier les groupes taxonomiques et d'inférer des relations phylogénétiques. De la première étude il apparaît que l'essentiel de la variabilité de la composition eubactérienne du lac du Bourget se situe sur une échelle verticale plutôt qu'horizontale lorsque le lac est thermiquement stratifié. La deuxième étude montre tout d'abord que les trois lacs possédaient des communautés eubactériennes caractéristiques des écosystèmes lacustres, avec une diversité relativement faible. Les Actinobactéries constituent le groupe dominant au sein de ces communautés. Nous avons également montré l'absence de changements majeurs dans la composition selon les saisons, l'origine géographique ou la profondeur. Des changements dus à des pressions locales peuvent intervenir sur une faible proportion de la masse d'eau et sporadiquement: au niveau de l'épilimnion au printemps et en été lorsque les biomasses phytoplanctoniques sont importantes. La troisième étude, a mis en évidence une diversité de cyanophages du lac du Bourget relativement grande. La composition de cette communauté subit des changements saisonniers qui sont liés indirectement ou directement à la température et à la chlorophylle a. L'analyse de la dynamique des différents composants microbiens montre également que les séquences de cyanophages obtenues semblent plus probablement provenir de cyanophages parasites de picocyanobactéries que de " microcyanobactéries " comme P. Rubescens

  • Titre traduit

    Compared diversity of bacterial and viral communities in great lakes and study of factors and processes driving this diversity


  • Résumé

    Considering the degradation of the ecosystems together with a modification of the structure of the communities, and sometimes an increased disappearance of some species, the major stakes of this century are to study the biodiversity and the factors interacting with biodiversity, and finally to study the functional roIe of this biodiversity. Ln the framework of this global context, this thesis aimed at studying the composition and diversity of eubacterial and cyanophage communities within the pelagic region of several French great Alpine lakes, which are submitted to different anthropogenic pressures. Three research studies have been undertaken within three lakes differing in their trophic state: lake Annecy is oligotrophic and may be considered as the reference site, whereas lake Bourget and lake Geneva are mesotrophic. Another difference is given by the regular and strong presence of a toxic and filamentous, cyanobacteria, Planktothrix rubescens, which proliferate in lake Bourget since 1998. From a methodological point of view, we studied the eubacterial and cyanophage composition by means of the DGGE (Denaturing Gradient Gel Electrophoresis), whereas the cloning-sequencing technique was used to identify the taxonomic groups present and to infer phylogenetic relationships. From the first study, it appears, that the essential of the variation of the eubacterial composition in lake Bourget, is situated on a vertical scale rather than on a horizontal scale when the lake is stratified. The second study provided evidence that the three lakes investigated, harbor typical lake eubacterial communities which are characterized by a weak global diversity. The Actinobacteria are the dominant taxonomic group within those communities. We have also shown, that no major differences occur according to the season, the geographical origin and the depth. Variation due to local pressures may act on a small proportion of the water mass and only sporadically: within the epilimnion in spring and in summer, when phytoplankton biomasses are important. It is likely that the strong resemblance among the eubacterial communities of the three lakes, despite differences in their trophic state, are due to the important volume of these lakes : the hypolimnion represents a great part of those lakes; within this part a great number of different environmental factors and processes are shared. We conclude that the regional pressures may have a strong influence on the eubacterial community composition within the three great French Alpine lakes. The third study bas shown that the cyanophage diversity is relatively great. The cyanophage community composition is submitted to seasonal changes which are directly or indirectly linked to the temperature and the chlorophyll a. The analysis of the dynamics of the different microbial communities shows that the cyanophage sequences we obtained, are likely to originate from viruses infecting picocyanobacteria rather than microcyanobacteria such as P. Rubescens

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Informations

  • Détails : 1 vol. (348 p)
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. : 553 réf.

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  • Bibliothèque : Université Savoie Mont Blanc (Le Bourget-du-Lac, Savoie). Service commun de la documentation et des bibliothèques universitaires. Section Sciences.
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