Saisonnalité et dynamique des consortia microbiens dans la Baie de Banyuls

Seasonality and dynamics of microbial consortia in the Bay of Banyuls

• Auteur / Autrice : Stefan Lambert
• Direction : François-Yves Bouget
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Océanographie microbienne
• Date : Soutenance le 18/04/2019
• Etablissement(s) : Sorbonne université
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences de l'environnement d'Île-de-France (Paris ; 1991-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire d'océanographie microbienne (Banyuls-sur-Mer, Pyrénées-Orientales ; 1997-....)
• Jury : Président / Présidente : Ingrid Obernosterer
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Behzad Mostajir, Pierre E. Galand
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Urania Christaki, Raffaele Siano

Mots clés

Mots clés contrôlés

Phytoplancton marin

Effets du climat

Microorganismes

Écologie microbienne

Banyuls-sur-Mer (Pyrénées-Orientales)

Écologie marine

Mots clés libres

Mer méditerranée

Séries temporelles

Communautés microbiennes

Rythmicité

Etude de souches

Microcosmes

Mediterranean Sea

Time series

Microbial communities

Rhythmicity

Microbial networks

Microcosms

Résumé

Dans les océans tempérés, les transitions printanières annuelles sont accompagnées de blooms phytoplanctoniques. Le phytoplancton joue un rôle essentiel dans les cycles biogéochimiques et produit la moitié de la production primaire globale. Une série temporelle établie en 2007 à SOLA, un site côtier dans le Nord-Ouest méditerranéen, surveille les paramètres environnementaux et biologiques. Dans le premier chapitre, plusieurs « amplicon sequence variants » (ASVs) microbiens avaient des motifs annuels récurrents, malgré les perturbations environnementales caractéristiques des zones côtières. L’analyse de réseaux, décrite dans le deuxième chapitre, a révélé que la salinité et la température impactaient la structure des communautés microbiennes. Des sous-réseaux ont montré que des ASVs persistant changeaient de partenaires en fonction des perturbations environnementales. Ces observations suggèrent l’existence de redondance fonctionnelle dans les communautés microbiennes marines. Dans le troisième chapitre, des expériences microcosmes ont confirmé que des variations de température affectaient la structure des communautés microbiennes naturelles. À basse température, les picophytoplanctons étaient dominants, tandis que les diatomées prévalaient aux températures plus fortes. Ces résultats permettent d’expliquer le maximum d’abondance de Bathycoccus prasinos tous les ans au minimum de température à SOLA. Ce manuscrit, intégrant à la fois les résultats d’une série temporelle, de cultures cellulaires et de microcosmes, a permis d’éclaircir l’impact anthropologique sur les communautés microbiennes marines.

In temperate oceans, yearly transitions from winter to spring are accompanied by a phytoplanktonic bloom. Phytoplankton, at the basis of the food chain in the oceans, plays an essential role in biogeochemical cycles as it generates 50\% of the global primary production. A time series established in 2007 at SOLA, a coastal site in the North Western Mediterranean Sea, monitors environmental and biological parameters. In the first chapter, we demonstrated that several microbial amplicon sequence variants (ASVs) displayed yearly rhythmicity, despite stochastic environmental perturbations, inherent to coastal ecosystems. Network analyses, described in the second chapter, revealed that salinity and temperature deeply impacted the microbial community structure. Subnetworks highlighted that persistent ASVs switched their first neighbors depending on environmental perturbations. These observations suggest the existence of functional redundancy in marine microbial communities. In the third chapter, microcosms confirmed that temperature fluctuations strongly affected natural microbial community structure. Picophytoplankton dominated the incubated communities at low temperature, whereas diatoms prevailed at higher temperatures. These results help explain Bathycoccus prasinos peak of abundance every year at the temperature minimum at SOLA. By integrating results from a time series, cell culture and microcosms experiments, this manuscript helps unravel the impact of anthropologically driven climate change on marine microbial communities.