Dynamique et diversité des communautés microbiennes planctoniques (des virus aux protistes)

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1 UMR 42 CARRTEL Centre Alpin de Recherche sur les Réseaux Trophiques des Écosystèmes Limniques Équipe de Microbiologie Aquatique Dynamique et diversité des communautés microbiennes planctoniques (des virus aux protistes) Stéphan JACQUET

2 INRA Thonon Stéphan JACQUET Jean-François HUMBERT Université de Savoie Isabelle DOMAIZON Dominique FONTVIEILLE Dynamique et diversité des communautés microbiennes dans les 3 grands lacs alpins (Annecy, Bourget, Léman) Picophytoplancton Bactéries hétérotrophes Virus X stages, 1 DEA, 1 Thèse Ciliés mixo- & hétérotrophes Flagellés auto-, mixo-& hétérotrophes Bactéries hétérotrophes 2 Thèses, 1 DEA, 1 DU Impact de la prédation sur les communautés microbiennes du lac du Bourget 1 DEA

3 Deux composantes: Rappels Le picoplancton (<2-3 µm) Autotrophes (picocyanobactéries: formes unicellulaires, coloniales; eucaryotes) Picophytoplancton Hétérotrophes (bactéries, eucaryotes) Bactérioplancton, Picoeucaryotes

4 Rappels Recherche dans «Current Contents» de 1993 à 2001 Picoplancton autotrophe Flow cytometr$ and (picocyano$ or picoprok$ or picoeuk$ or synechoc$ or prochloro$ or coccoid cyanobacteri$ or chroococcoi cyanobacteri$) + Ocean$ or sea$ or coastal or marine or lake$ or river$ or freswhater$ or limnol$ or limnetic or inland water$ or reservoir$ Océanographie : 151 Limnologie: 16

5 Rappels Protistes Une large diversité de groupes fonctionnels Taille Nutrition Autotrophes Mixotrophes Hétérotrophes Formes coloniales et grande taille Nanoplancton Microplancton

6 Rappels Les virus Un compartiment encore inconnu et pourtant Boucle virale virus/ml Nutriments inorganiques Bactéries hétérotrophes MOD Débris cellulaires Virus lyse 10-20% PB Lyse le phytopk (1-100%) + 25% MOD + 33% PB Producteurs primaires Apport allochtone Contrôle la diversité Redistribution de la MOD et MOP

7 Intérêt (1) Oligotrophisation = Baisse de [phosphore], N P Augmentation de la contribution du picophytoplancton à la biomasse et à la production phytoplanctonique Augmentation de l importance de la boucle microbienne (filière «mixotrophe»en particulier) dans les flux de transfert e.g. Annecy

8 Chaîne classique Poissons Intérêt (2) Boucle microbienne Zooplancton Protistes mixo-, hétérotrophes Bactéries hétérotrophes Phytoplancton Picocyanobacteria Nutriments inorganiques Nutriments organiques

9 Projets en cours et futurs Modèles d étude Lacs d Annecy, du Bourget & Léman Objectifs / Questions posées! Dynamique et diversité des communautés microbiennes (protistes, picophytoplancton, bactéries, virus)? Analyse comparée, évolution à court & long terme! Contribution des communautés microbiennes à la biomasse et à la production planctoniques totales? Périodes clefs, évolution à moyen - long terme! Fonctionnement du réseau trophique microbien et facteurs de régulation de la structure et de la diversité microbienne? Expériences ciblées à court terme

10 Projets en cours et futurs Approches In situ Suivi mensuel à bi-mensuel des communautés microbiennes Expériences ciblées de croissance, de compétition, de broutage, d impact viral Au laboratoire Isolement, mise en culture, identification, algothèque Expériences d écophysiologie, de broutage, d impact viral Moyens Cytométrie en flux, Microscopes à épifluorescence, caméras, analyseur d images, HPLC, DGGE, Séquenceur, Machines à PCR, FISH, MEB, Analyseur de carbone, Compteur à scintillation

11 Projets en cours et futurs Collaborations nationales Laboratoire de Biologie des Protistes à Clermont-Ferrand (C. Amblard) Microscopie électronique Projet commun déposé Collaborations internationales Laboratoire de Microbiologie de Bergen en Norvège (G Bratbak) Microscopie électronique Expertise

12 Un exemple de résultats : les virus Distribution des virus selon la profondeur (Lac Léman) 0,00E+00 2,00E+07 4,00E+07 6,00E+07 8,00E+07 1,00E+08 1,20E+08 1,40E+08 0 février mars avril mai -60 Distribution des virus selon la profondeur (Lac du Bourget) 0,00E+00 2,00E+07 4,00E+07 6,00E+07 8,00E+07 1,00E+08 1,20E+08 1,40E Février Mars Avril Mai Distribution des virus selon la profondeur (Lac d'annecy) 0,00E+00 2,00E+07 4,00E+07 6,00E+07 8,00E+07 1,00E+08 1,20E+08 1,40E Mars Avril Mai -50

13 Un exemple de résultats : les virus Une grande diversité de la communauté

14 Un exemple de résultats : les virus Un impact important : 20% de la mortalité bactérienne expliquée par l action virale Biodiversité?