Dynamique et rôle des microorganismes dans l'écosystème bois coulé en milieu profond

par Dimitri Kalenitchenko

Thèse de doctorat en Ecologie Microbienne

Sous la direction de Pierre Galand.

Soutenue le 18-09-2015

à Paris 6 , dans le cadre de École doctorale des sciences de l'environnement d'Île-de-France (Paris) , en partenariat avec Laboratoire d'Ecogéochimie des environnements benthiques (laboratoire) .

Le jury était composé de Nadine Le Bris, Jennifer Biddle, Éric Chauvet, Thierry Bouvier, Josep Maria Gasol.


  • Résumé

    Lorsqu’un morceau de bois atteint le fond de l’océan, il provoque la mise en place d’un écosystème capable de se développer en absence de lumière. Cet écosystème est qualifié de chimiosynthétique du fait de la présence d’une faune pouvant fixer le carbone inorganique présent dans l’eau de mer. De plus, ce système attire une faune ultra-specialisée qui utilise des symbiontes bactériens pour digèrer le bois. Avant ces travaux, la plupart des études s’interressaient principalement à la macrofaune et le rôle des microorganismes libres demeurait inconnu. Nous avons pu démontrer dans cette thèse le rôle essentiel que jouent les microorganismes libres dans la mise en place de cet écosystème. Nous avons prouvé que des communautés de microorganismes se succédaient au cours de la première année de colonisation et que cette succession était influencée par le type de bois et l’environment dans lequel il se trouve. La première phase de cette succession aboutit au développement après un mois, d’une population de bactéries sulfato-réductrices produisant de l’hydrogène sulfuré et ce, même en l’absence d’organismes foreurs. Cette production d’hydrogène sulfuré est à la base (1) du développement rapide d’un biofilm chimiolithoautotrophe et (2) du recrutement d’espèces possédants des symbiontes chimiosynthétiques. Nos résultats ont permis d’aboutir à la proposition d’une succession d’étapes clés liées permettant la transformation d’un substrat térrigène en un écosysteme qui, il y a plusieurs millions d’années, aurait permis à la faune chimiosynthétique de coloniser les grands fonds.

  • Titre traduit

    Dynamics and role of microorganisms in the deep-sea sunken wood ecosystem


  • Résumé

    When wood sinks to the deep-sea floor it creates a new ecosystem that does not depend directly on energy from sunlight. This ecosystem is called chemosynthetic because of the presence of a fauna associated with symbiotic bacteria that can assimilate inorganic carbon from seawater. Furthermore this system is colonized by specialized fauna that use symbiotic bacteria to digest the wood matrix. Previous studies mostly focused on these symbiotic macroorganisms and the role played by non-symbiotic microorganisms in the sunken wood ecosystem remains unknown. We demonstrate in this thesis the important role played by non symbiotic microorganisms during the sunken wood ecosystem establishment. We reveal the ecological succession of microorganisms driven by time and wood structure. The first step of this succession is characterized by a microbial population able to produce hydrogen sulfide after one month of immersion. This hydrogen sulfide production is the basis for (1) a chemolithoautotroph biofilm development on the wood surface and (2) a recruitment of species associated with chemoautotrophic bacteria. Our results suggest a succession of different phases that transform a terrigeneous substrate into an environment that may have helped, million years ago, the colonization of the deep sea by chemosynthetic species.


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