Diversité et fonctions dans les tapis microbiens du site hydrothermal de Lucky Strike

Diversity and function in microbial mats from the Lucky Strike hydrothermal vent field

• Auteur / Autrice : Valentin Crépeau
• Direction : Anne Godfroy
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Écologie microbienne
• Date : Soutenance en 2010
• Etablissement(s) : Brest

Mots clés

Mots clés contrôlés

Protéobactéries

Tapis microbiens

Mots clés libres

Tapis microbiens

Lucky Strike

Sulfo-oxydation

Méthanotrophie

Autotrophie

B azoricus

Symbiontes

Fermenteur

Résumé

La composition et le rôle des tapis microbiens du site hydrothermal de Lucky Strie étaient inconnus et leurs interactions avec la faune environnante peu comprises. Les travaux entrepris ici se proposaient d’identifier — par des approches moléculaires et culturales — les micro-organismes présents et métaboliquement actifs en leur sein. Les diversités phylogénétique et fonctionnelle des tapis échantillonnés ont été caractérisées. Une attention particulière a été portée aux populations lithotrophes (oxydation des composés soufrés ou du méthane) et autotrophes (fixation de carbone inorganique). Ces travaux ont mis en évidence une diversité archéenne restreinte aux Thaumarchaeota et une importante diversité bactérienne, dominée par le phylum des Proteobacteria. Les banques de clones ont également révélé une diversité d’organismes lithotrophes et/ou autotrophes. Des amorces spécifiques du gène de l’ARN ribosomal 165 des symbiontes de Bathymodiolus sp. Ont également permis - par PCR et RT-PCR - d’établir des banques de clones étroitement affiliés aux symbiontes thiotrophes et méthanotrophes de Bathymodiolus azoricus. Pour le volet cultural, différentes cultures d’enrichissement ciblant les organismes lithoautotrophes ont été réalisées au cours des campagnes MoMAR-08 (2008) et Bathyluck (2009). Ces travaux n’ont pas abouti à l’isolement de nouvelles souches, mais la campagne Bathyluck nous a permis de réaliser une culture d’enrichissement en fermenteur ciblant les populations sulfo-oxydantes. Le suivi moléculaire de cette culture a révélé des communautés organotrophes et lithotrophes non détectées lors des approches moléculaires su échantillons environnementaux.

The Lucky Strike hydrothermal vent field is located on the Mid-Atlantic Ridge at a depth of 1700m. Mussels (Bathymodiolus azoricus) dominate the megafauna and form large assemblages in low temperature flow areas. Lucky Strike’s microbial mats appeared as white attached filaments covering a large part of the mussel assemblages and fluid exposed hydrothermal deposits. Light microscopy observations revealed a wide diversity of morphologies both in shape and size among microbial populations. To better understand microbial mats function in the ecosystem and their possible relationships with other biological communities, their diversity and metabolically active populations were investigated through molecular and cultural approaches. Archaeal diversity appeared to be limited to the Thaumarchaeota but bacterial diversity was considerably higher, even if the Proteobacteria and Bacteroidetes phyla were dominant. DNA and RNA functional gene libraries analyses also revealed the diversity and activity of chemolithoautotrophic populations. Both PCR and RT-PCR, using new Bathymodiolus sp. Symbionts 16S rRNA specific gene primers, revealed sequences affiliated to both methanotrophic and thiotrophic mussel endosymbionts, suggesting that living symbionts are present in the mats samples. Cultural approaches didn’t allow us to isolate new species, but we performed a long time enrichment culture under controlled conditions during the Bathyluck (2009) cruise. The molecular survey of this culture, designed for sulfo-oxidizers, revealed organotrophic and lithotrophic communities that were not retrieved by the molecular characterization of environmental mat samples.