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Soutenance de thèse en Biologie marine : Vera De Schryver

"Mixotrophie et dynamiques de l'écosystème pélagique".

Les espèces protistes ont été traditionnellement classifiées comme des plantes or des animaux en raison de l’absence ou présence des chloroplastes. L’état actuel de la connaissance indique qu’un grand nombre d’espèces protistes portent des chloroplastes mais que physiologiquement elles sont capables d’utiliser l’autotrophie (photosynthèse) ou l’hétérotrophie pour se nourrir. La combinaison de ces deux modes trophiques par une même cellule est nommée mixotrophie. Chez les protistes l’hétérotrophie peut s’effectuer soit par la consommation des particules par phagocytose, e.g. des proies bactériennes, ou bien par l’absorption des composants organiques dissouts, i.e. osmotrophie.

La mixotrophie est de plus en plus décrit chez les protistes dans tous les habitats aquatiques. Les écologistes du plancton constatent la récurrence de la mixotrophie chez les formes traditionnelles « phyto »plancton et micro »zoo »plancton. Cependant, identifier et quantifier la mixotrophie reste toujours un défie méthodologique. Dans cette étude nous nous sommes intéressés à la mixotrophie chez les espèces phytoplanctoniques marines, en particulier à leur nutrition phagotrophique de proies bactériennes.

Nous avons testés des techniques modernes afin d’identifier la mixotrophie dans des cellules phytoplanctoniques. La technique cytogénétique d’hybridation in situ  Card-FISH en utilisant de sondes d’ARN ribosomique 16S a été effectuée suivant des protocoles existant pour des bactéries et des protistes. Cette technique s’est avérée être un outil précieux pour visualiser des groupes phylogénétiques bactériens en association avec le phytoplancton à l’aide de la microscopie à épifluorescence, sans avoir besoin d'un isolement préalable des cellules ou des interférences avec l'association microbienne. Cependant, la méthode a échoué pour visualiser mixotrophie chez le phytoplancton car la sonde eubactérienne générale (EUB338) combine une large gamme d'espèces phytoplanctoniques, ce qui rend impossible de discriminer les signaux fluorescents provenant de tissus bactérienne ou phytoplanctonique. De plus, la méthode a montré des faiblesses supplémentaires dans son application à l'étude de la mixotrophie chez les protistes, notamment en ce qui concerne l’incontournables perte spécifique de certaines tailles des cellules bacteriennes et protistes pendant leur processus d’incubation (Chapitre 1).

Deux expériences approfondies ont été réalisées pour étudier l'influence des facteurs environnementaux sur les interactions écologiques phytoplancton-bactéries, pour ceci nous avons utilisé l’espèce mixotrophe crysophyte Ochromonas minima comme modèle (chapitres 2 et 3).

Le contexte de ces études est le phytoplancton et les bactéries hétérotrophes lesquels constituent des principaux concurrents pour les nutriments inorganiques dissouts. Dans le cas où la croissance bactérienne est limitée par le carbone, l'augmentation de la concentration de carbone organique dissous (DOC) renforce la croissance bactérienne et la consommation de nutriments dissous et ainsi affecte négativement la croissance du phytoplancton autotrophe. Cependant, les consommateurs de bactéries, i.e. phytoflagellés mixotrophes, peuvent etre favorisés dans de telles situations car la hausse de DOC donne lieu à l'abondance plus élevé des proies bactériennes.

Dans la première expérience de croissance, il a été démontré que la concentration et le type de substrat du DOC interagissent affectant l’abondance maximale d’O. minima. Le phytoflagellé mixotrophe est en général favorisé par la concentration légèrement accentuée de DOC. En situation des concentrations de DOC de plus en plus élevés, l'effet ultime sur l’abondance d’O. minima dépend du type de substrat organique ajouté et de leur potentiel de soutenir une croissance continue des proies bactériennes par la comsommation de nutriments (azote, phosphore).

La deuxième expérience de croissance a ciblé le rôle de la température et d’une seule source de DOC (saccharose) et leurs effets sur la performance de O. minima au sein d’une communauté phytoplanctonique créé artificiellement et composée d'un total de six espèces. Cette étude a confirmée l'influence positive du DOC sur la croissance de O. minima dans des situations où l’espèce pousse sous compétition pour les nutriments avec d'autres espèces de phytoplancton. Le plus grand apport de DOC a fait basculer la composition de la communauté phytoplanctonique vers la domination de O.minima. En outre, nos résultats indiquent un potentiel effet positif de la température sur le mode de nutrition hétérotrophe de l’espèce, ainsi qu’une croissante contribution des espèces mixotrophes au sein des communautés de phytoplancton dans des conditions des hautes températures des eaux de surface de la mer.

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