RESSOURCES BIOLOGIQUES ET ENVIRONNEMENT... 3

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1 La liste des sujets de doctorats Ifremer 2015 SOMMAIRE RESSOURCES BIOLOGIQUES ET ENVIRONNEMENT... 3 COMPORTEMENT BIOGEOCHIMIQUE DES PLATINOÏDES DANS LE CONTINUUM MILIEU URBAIN/ESTUARIEN ET COTIER... 3 UTILISATION D EXTRAITS D ECHANTILLONNEURS PASSIFS DE TYPE POCIS POUR L ETUDE DES EFFETS TOXIQUES DE PESTICIDES SUR MICRO-ALGUES ET BIVALVES, DE LEUR TRANSFERT TROPHIQUE ET DES EFFETS ASSOCIES CHANGEMENTS A LONG TERME DE LA STRUCTURE ET DE LA DIVERSITE DES PEUPLEMENTS DE FOND DU PLATEAU CONTINENTAL DE GUYANE... 6 AQUACULTURE MULTI-TROPHIQUE INTEGREE EN MILIEU LAGONAIRE TROPICAL : ANALYSE ENVIRONNEMENTALE INTEGREE MULTI-CRITERES... 7 DYNAMIQUE DE L HOLOBIONTE AU COURS DE LA PATHOGENESE CHEZ L'HUITRE CREUSE CRASSOSTREA GIGAS... 8 ETUDE DE L ACTIVITE DES ELEMENTS MOBILES CHEZ TISOCHRYSIS LUTEA DANS UN CONTEXTE D AMELIORATION DES ESPECES DE MICROALGUES... 9 EVALUATION DE L ETAT GENETIQUE DES POPULATIONS DE RAIE BOUCLEE POUR LEUR CONSERVATION ET GESTION OBSERVATION INTEGREE PAR ACOUSTIQUE DE L ECOSYSTEME PELAGIQUE : METHODES POUR LA CARTOGRAPHIE TRI-DIMENSIONNELLE DES TAXONS ET TAILLES RESPONSABLES DES COUCHES DIFFUSANTES ESTIMATION DE LA DIVERSITE FONCTIONNELLE ET DE LA CAPACITE D'ACCUEIL DES NOURRICERIES COTIERES. 12 INTERACTIONS ENTRE TRAITS DE PERSONNALITE DES TELEOSTEENS, ENVIRONNEMENT ET POLLUANTS DEVELOPPEMENT DE MARQUES ELECTRONIQUES POUR SUIVRE LES ESPECES MARINES GESTION ALTERNATIVE DES PECHERIES CHALUTIERES DU GOLFE DU LION INFERENCES DEMOGRAPHIQUES SUR POPULATIONS D INTERET HALIEUTIQUE A PARTIR DE CARACTERISATION GENOMIQUE A HAUTE DENSITE, ET APPROCHES MULTI-MARQUEURS DE LA CONNECTIVITE ASPECTS EVOLUTIFS ET ENVIRONNEMENTAUX DE LA PLASTICITE PHENOTYPIQUE CHEZ LES MORONIDAE : COMPARAISON DU BAR EUROPEEN (DICENTRARCHUS LABRAX) ET DU BAR D AMERIQUE (MORONE SAXATILIS) ETUDE D'UNE MALADIE POLY-MICROBIENNE CHEZ L HUITRE CREUSE ADAPTATION METABOLIQUE CHEZ LES BIVALVES MARINS ET IMPACT DES CHANGEMENTS ENVIRONNEMENTAUX APPROCHE FONCTIONNELLE DES INTERACTIONS ENTRE LES MICROORGANISMES PLANCTONIQUES ET LES COMMUNAUTES DE MACRO-FILTREURS LIEES A LA PERLICULTURE (PINCTADA MARGARITIFERA ET EPIBIONTES ASSOCIES) CONTRIBUTION A LA MISE AU POINT D'UN OUTIL DE GESTION DU COLLECTAGE DE NAISSAIN DE L'HUITRE PERLIERE PINCTADA MARGARITIFERA MODELISATION SPATIO-TEMPORELLE DES ZONES FONCTIONNELLES HALIEUTIQUES PAR COMBINAISON DES DONNEES DE CAPTURES DES NAVIRES DE PECHE GEOLOCALISES ET DES NAVIRES DE RECHERCHE HALIEUTIQUE25 INFRASTRUCTURES MARINES ET NUMERIQUES TELEMANIPULATION FINE PAR CONTROLE COORDONNE DE DEUX BRAS MANIPULATEURS INSTRUMENTES RESSOURCES PHYSIQUES ET ECOSYSTEMES DE FONDS DE MER POTENTIELS DES POLY-HYDROXYALCANOATES (PHA) BACTERIENS POUR L ENCAPSULATION DE MOLECULES A VISEE THERAPEUTIQUE CARACTERISATION FONCTIONNELLE DES ADN POLYMERASES THERMOSTABLES DE PYROCOCCUS ABYSSI EN PRESENCE DE NOUVEAUX PARTENAIRES PROTEIQUES p. 1/53

2 CARACTERISATION DES FACTEURS CONTROLANT LA BIODIVERSITE ET LA DYNAMIQUE DES COMMUNAUTES DE MACROFAUNE ASSOCIEES A UN CANYON SOUS-MARIN : APPROCHE ECOSYSTEMIQUE A L AIDE D UN OBSERVATOIRE SOUS-MARIN IDENTIFICATION ET CARACTERISATION FONCTIONNELLE DES COMMUNAUTES MICROBIENNES EN INTERACTION AVEC LES MINERALISATIONS HYDROTHERMALES FAILLES ACTIVES ET STRUCTURE PROFONDE DE LA MARGE EST-SICILIENNE SEDIMENTATION ET FORÇAGES ASSOCIES DANS LE CANAL DU MOZAMBIQUE ET DANS LE SYSTEME TURBIDITIQUE DU ZAMBEZE AU COURS DU PLIO-QUATERNAIRE DEVELOPPEMENT DES ISOTOPES DU GERMANIUM COMME NOUVEAUX TRACEURS GEOCHIMIQUES DES SYSTEMES HYDROTHERMAUX OCEANIQUES APPLICATION DU SONDAGE ELECTROMAGNETIQUE POUR LA MESURE DE DENSITE IN SITU VIEILLISSEMENT D ADHESIFS ET DUREE DE VIE ETUDE NUMERIQUE DU COMPORTEMENT DE MEMBRANES ONDULANTES CARACTERISATION EXPERIMENTALE DES EFFETS DE SILLAGE ET D'INTERACTION ENTRE MEMBRANES ONDULANTES CAPTEURS INFRAROUGE DE POLLUANTS AQUATIQUES : SYNTHESE, OPTIMISATION ET QUALIFICATION MODELISATION NUMERIQUE ET EXPERIMENTALE DE LA CAPTATION D ENERGIE EOLIENNE OFFSHORE : APPLICATION AUX ESSAIS A ECHELLE REDUITE EN BASSIN COMPORTEMENT A LONG TERME DE MOUSSES DE FLOTTABILITE POUR APPLICATIONS GRANDES PROFONDEURS40 IMPACT DES APPORTS TERRIGENES AUX SEDIMENTS DELTAÏQUES SUR LA PRODUCTION DE GAZ A EFFET DE SERRE OCEANOGRAPHIE ET DYNAMIQUE DES ECOSYSTEMES ECOLOGIE TROPHIQUE DE LA CREPIDULE CREPIDULA FORNICATA ET IMPLICATIONS POUR LE FONCTIONNEMENT DE SON HABITAT INFLUENCE DES FORÇAGES ENVIRONNEMENTAUX SUR LA STRUCTURATION FONCTIONNELLE DES COMMUNAUTES DE PROTISTES MARINS MODELISATION DES EFFLORESCENCES D'ALEXANDRIUM MINUTUM EN COMPETITION INTERSPECIFIQUE EN RADE DE BREST HYDRODYNAMIQUE A HAUTE FREQUENCE DE L'ARCHIPEL DE SAINT PIERRE ET MIQUELON DYNAMIQUE DES MATIERES EN SUSPENSION EN MER COTIERE : CARACTERISATION, QUANTIFICATION ET INTERACTIONS SEDIMENT/MATIERES ORGANIQUES COMPREHENSION DES INTERACTIONS VAGUES-BANQUISE DANS LES ZONES POLAIRES DETERMINATION DES PARAMETRES OCEANOGRAPHIQUES PAR INVERSION DE FORMES D'ONDES SISMIQUES COMPLETES CARACTERISATION DE LA CIRCULATION AUTOUR, AU-DESSUS ET A TRAVERS (VIA DES ZONES DE FRACTURE) LA DORSALE DE REYKJANES ET DES PROCESSUS DYNAMIQUES ASSOCIES EFFET DES CHANGEMENTS GLOBAUX SUR LA PRODUCTION DE TOXINES AMNESIANTES CHEZ PSEUDO-NITZSCHIA SPP DYNAMIQUE SPATIO-TEMPORELLE DE LA DIVERSITE GENETIQUE ET DE LA PHYSIOLOGIE MOLECULAIRE AU SEIN DES EFFLORESCENCES A ALEXANDRIUM MINUTUM TRANSFERTS MULTI-ECHELLES DES APPORTS CONTINENTAUX SUR LE PLATEAU DU GOLFE DE GASCOGNE p. 2/53

3 Ressources Biologiques et Environnement Comportement biogéochimique des platinoïdes dans le continuum milieu urbain/estuarien et côtier Directeurs de thèse : Véronique Ruban (IFSTTAR) / Joël Knoery Co-directeurs de thèse : Liliane Jean-Soro (IFFSTAR) / Christophe Brach-Papa Les éléments du groupe du platine (ou platinoïdes) sont de plus en plus utilisés en raison de leurs propriétés physico-chimiques (inertie, résistance à la corrosion et pouvoir catalytique) dans de nombreux domaines. Ils sont tout particulièrement utilisés dans l industrie automobile pour la fabrication de convertisseur catalytique. L usure de ces dispositifs, utilisés pour la réduction des émissions de gaz polluants, entraîne un relargage de ces éléments sous la forme de micro et nanoparticules atmosphériques. Avec la généralisation des pots catalytiques depuis ces 20 dernières années, on assiste à une augmentation des teneurs en éléments du groupe du platine (EGP) dans l environnement et notamment à proximité des zones urbaines et industrielles. Ces contaminants émergents sont ensuite remobilisés depuis les zones proches de leur émission (réservoirs) et pénètrent ensuite les écosystèmes terrestres et aquatiques. Les effets des différents processus physico-chimiques qui affectent leur comportement depuis leur source d émission jusqu à leurs transferts dans l environnement et tout particulièrement le long du continuum Terre/Mer sont encore mal connus. Ainsi, l objectif de cette étude sera d une part de caractériser la source de contamination (composition, spéciation, évolution ) diffuse que constituent les zones urbaines et industrielles impactée par les rejets d échappement, et d autre part d appréhender les processus biogéochimiques qui gouvernent les transferts de ces contaminants émergents une fois remobilisés au sein d un continuum comme l estuaire de la Loire (relation spéciation/biodisponibilité/bioaccumulation). La méthodologie proposée comprendra à la fois une partie observation «in-situ», une expérimentation de laboratoire (essais de lixiviation, caractérisation physico-chimique et analyses des EGP par ICP-MS) et un volet modélisation afin d appréhender les différents processus qui affectent le comportement des EGP émis dans l environnement depuis leur terme sources jusqu à leurs transferts dans les écosystèmes estuariens. Mots clés : Eléments du groupe du Platine, biogéochimie, transferts, environnements urbain et estuarien In numerous fields, use of platinum group elements (PGE) is increasing due to their physical and chemical properties (resilience, resistance to corrosion and catalytic properties). They are particularly used in the automobile industry as catalytic converters. The wearing out of these devices that are used to abate exhaust NOx releases its PGE elements in the form of atmospheric micro- and nanoparticles. The generalization of catalytic converters over the last two decades has produced an increase of environmental PGE levels, notably near the urban and industrial areas. These «emerging» contaminants fall out into their reservoirs and are found in aquatic and terrestrial ecosystems. p. 3/53

4 The effects of the different physico-chemical processes that impact on PGE's behavior during their during transfer from their source, along the land/sea continuum, and until their environmental transfer, are poorly known. Hence, the goal of this study will be to i) characterize the composition, speciation, temporal changes of the contamination source in locales (e.g., urban and industrial areas impacted by exhaust gases) of diffuse source of PGE, and ii) to investigate biogeochemical processes that control speciation, bioavailability and bioaccumulation throughout the transfers of the PGE s in the land/sea continuum with a particular focus on the Loire estuary. The proposed methodology will include both field observations, laboratory experiments (leaching experiments, physico-chemical characterization and analyses of PGE s using Q-ICP-MS), and modelling. This triple approach will enable to apprehend the different processes that affect the behavior of PGE s, from source to estuarine ecosystems. Keywords: Platinum group elements, biogeochemistry, transfer, urban and estuarine environments p. 4/53

5 Utilisation d extraits d échantillonneurs passifs de type POCIS pour l étude des effets toxiques de pesticides sur micro-algues et bivalves, de leur transfert trophique et des effets associés. Directeurs de thèse : Farida Akcha, Hélène Budzinski (EPOC/LPTC) Co-directeur de thèse : Sabine Stachowski Ce sujet de thèse s inscrit dans le projet PHYTOCOTE qui concerne l usage des pesticides en Aquitaine, leur transfert et leurs impacts sur les écosystèmes. La thèse repose sur un couplage entre la chimie de l environnement et l écotoxicologie. Sous la direction du LPTC (Université de Bordeaux), le transfert des pesticides dans les eaux superficielles sera caractérisé au niveau d un site localisé dans le Blayais, à deux échelles : la parcelle et le petit bassin versant. Cette approche est basée sur l utilisation d échantillonneurs passifs déployés in situ au cours d une année de suivi. Ces échantillonneurs seront ensuite extraits et utilisés pour déterminer leur potentiel toxique en laboratoire sur une espèce de micro-algue marine et la larve d huître. L étude des effets toxiques se déroulera sous la direction du Laboratoire d Ecotoxicologie (Ifremer). Elle permettra de caractériser les effets de mélanges réalistes de pesticides sur les organismes mentionnés. Les informations collectées permettront par la suite de reconstituer des mélanges artificiels visant à mieux comprendre et appréhender la toxicité des substances en laboratoire. Enfin, les molécules et les mélanges les plus pertinents seront utilisés afin d étudier le transfert trophique des pesticides chez du naissain exposé à une culture de micro-algue contaminée, ainsi que les effets toxiques associés. Cette thèse apportera des connaissances nouvelles sur la contamination du milieu aquatique par les pesticides à proximité des zones agricoles, en identifiant les mélanges testés les plus à risque grâce à l étude des effets toxiques directs et indirects (après transfert trophique). Mots-clés : usages agricoles, pesticides, échantillonneurs passifs, mélanges réalistes, huîtres, micro-algues, contamination, impacts, transfert trophique. This PhD subject is part of the PHYTOCOTE project that deals with pesticide uses in Aquitaine, their transfer and impacts in ecosystems. The thesis is built on a coupled approach between environment chemistry and ecotoxicology. Under management of LPTC (Bordeaux University), pesticide transfer in surface waters will be characterised in a place located in Blayais, at two scales: plot and small watershed. Passive samplers will be deployed in situ in order to identify the spatio-temporal dynamics of pesticide concentrations during a 12-month treatment period. POCIS will then be extracted and extracts used to assess their toxic potential in micro-algae and oyster larvae in laboratory experiments. This part will be managed in Laboratory of Ecotoxicology (Ifremer). The effects of realistic mixtures of pesticides on aforementioned organisms will be studied. The results obtained will provide information to make artificial mixtures in order to better understand and investigate the toxicity of pesticides using laboratory experiments. The final step will be the use of the most relevant substances and mixtures to study the trophic transfer of pesticides and the associated effects in oyster spat fed with contaminated micro-algae. This thesis will bring new insights in the knowledge of water contamination with pesticides in the nearby of agricultural areas, providing clues about the mixtures that represent a danger thanks to the study of direct and non direct toxic effects (due to trophic transfer). Keywords: agricultural uses, pesticides, passive samplers, realistic mixtures, oysters, micro-algae, contamination, impacts, trophic transfer. p. 5/53

6 Changements à long terme de la structure et de la diversité des peuplements de fond du plateau continental de Guyane Directeur de thèse : Fabian Blanchard Co-directeurs de thèse : Ching-Maria Villanueva, Loïc Baulier L impact de la pêche et du changement climatique sur les écosystèmes marins fait l objet de travaux depuis une quinzaine d années et les deux effets sont souvent difficiles à dissocier. Ainsi, la question du suivi de l état des peuplements de fond à partir d indicateurs multi-spécifiques en regard d un facteur d impact en particulier reste difficile. De plus, l ensemble de ces travaux concernent principalement des écosystèmes tempérés, voire boréaux, très peu visant à identifier les impacts de la pêche et du changement climatique sur les peuplements de fond en région tropicale. Si les écosystèmes tempérés peuvent être colonisés par des espèces sub-tropicales lors d un réchauffement, en revanche, il n existe pas d espèces adaptées à des eaux plus chaudes que celles observées actuellement au sein des écosystèmes tropicaux, et donc il n y a potentiellement pas d espèces qui pourraient coloniser les régions tropicales à l occasion d un réchauffement, mais seulement des espèces qui seraient défavorisées telles que les espèces sub-tropicales qui seraient présentes en région tropicale qui représenterait la limite chaude de leur aire de répartition, induisant une perte de biodiversité. Il s agira donc d analyser la structure des peuplements de poissons de fond du plateau continental Guyanais où un réchauffement significatif est observé à la fin des années 90, ainsi qu une baisse de la pression de pêche, et son évolution temporelle à partir de données de campagnes scientifiques menées selon le même protocole en 1993, 1994, 2006, 2007, 2009, 2014 et Mots-clés : Peuplements de fond, indicateurs, changement climatique, impacts de la pêche The impact of fishing and climate change on marine ecosystems is the subject of work for fifteen years and both effects are often difficult to separate. Thus, the issue of monitoring the ecosystem state from multi-specific indicators regarding on particular impact factor remains difficult. Moreover, these works concern mainly temperate or boreal ecosystems. If temperate ecosystems can be colonized by sub-tropical species in a warming context, however, there is no species adapted to warmer waters than those currently observed in tropical ecosystems, and therefore there is no species able to colonize the tropics when warming. Sub-tropical species found in tropical region at the warm limit of their range, could be unfavored in a warming period, leading finally to a loss of biodiversity. It is therefore proposed to analyze the structure of the groundfish community of the continental shelf of the French Guiana and its temporal evolution, regarding consequences of the significant warming observed in the late 90s, and the decrease in fishing pressure. Data sets from scientific surveys carried out at sea using the same protocol in 1993, 1994, 2006, 2007, 2009, 2014 and 2015 will be used. Keywords: Fish community, indicators, climate change, fishing impacts p. 6/53

7 Aquaculture multi-trophique intégrée en milieu lagonaire tropical : analyse environnementale intégrée multi-critères Directeur de thèse : Annie Fiandrino Co-directeurs de thèse : Myriam CALLIER, Joël AUBIN (INRA) Une des voies d'amélioration du bilan environnemental de l'aquaculture est le développement de l'aquaculture multi-trophique intégrée (IMTA). Les IMTA ont pour principe d associer la culture d espèces de différents niveaux trophiques afin d'accroitre l efficacité des systèmes, de valoriser les flux de sels nutritifs et de matières organiques et de maximiser la production de services en limitant les impacts sur l écosystèmes environnant. Afin de pouvoir développer des systèmes adaptés, il est nécessaire de prendre en compte plusieurs facteurs (espèces, liens trophiques, caractéristiques physico-chimiques du milieu etc.). Le projet de thèse se concentrera sur le territoire de Mayotte dont le développement aquacole est au cœur des préoccupations. L'approche proposée repose sur la combinaison d une méthode d évaluation environnementale multi-critères (Analyse du Cycle de Vie ou ACV), à la modélisation spatiale (DEPOMOD) permettant de tracer le devenir des rejets issus de l'aquaculture dans l'environnement. Les objectifs de cette thèse seront de 1) développer un outil intégré d évaluation environnementale afin de comparer différents scénarios IMTAs vs monoculture adaptés aux caractéristiques des écosystèmes récepteurs, 2) contribuer à évaluer la capacité de support environnemental des milieux lagonaires pour les IMTAs en milieu tropical. Mots clefs : développement durable de l'aquaculture, aquaculture multi-trophique intégrée, évaluation environnementale, DEPOMOD, ACV One promising approach to improve aquaculture practices is the development of integrated multi-trophic aquaculture (IMTA). The IMTA approach combines species from different trophic levels to valorize biodiversity and synergy between compartments. This is based on the principle that the by-products (wastes) from one resource use become inputs into another. Integrated aquaculture aims at reducing external inputs and decrease environmental impacts on surrounding ecosystem. To develop adapted systems, several factors have to be considered (species, trophic links, physico-chemical characteristics etc). The project will focus on Mayotte territory where aquaculture development is at the heart of concerns as one way to create wealth, employment and livelihood for the territory. The thesis will combine complementary approaches of multi-criteria analysis (Life Cycle Analysis (LCA) and particle tracking models (DEPOMOD) (used for predicting the impact of particulate waste material). This thesis project will contribute to 1) develop an integrated tool to assess the environmental performance of aquaculture system and compare IMTAS vs monoculture scenarios considering local ecosystem characteristics, 2) evaluate the environmental carrying capacity of tropical lagoon for IMTAs Key words: sustainable development of aquaculture, integrated multi-trophic aquaculture, environmental assessment, DEPOMOD, ACV p. 7/53

8 Dynamique de l holobionte au cours de la pathogenèse chez l'huître creuse Crassostrea gigas Directeur de thèse: Yannick Gueguen Encadrants scientifiques: Julien de Lorgeril et Eve Toulza (chaire UPVD-CNRS) Au cours de ces dernières années, des mortalités récurrentes, massives et d'étiologie complexe ont touché un nombre croissant d espèces dont la principale espèce d'huître exploitée, Crassostrea gigas, qui subit ainsi des mortalités estivales très importantes mettant en péril l'ostréiculture. De récentes études ont montré que ce phénomène était lié à la superposition d une série de facteurs avec de potentiels interactions entre eux: (i) la température de l'eau, qui modifie potentiellement à la fois la physiologie de l'hôte (reproduction, état de santé) et la composition/fonction de son microbiote associé (y compris la virulence des pathogènes) ; (ii) la sensibilité des huîtres à certains pathogènes (virus herpès, bactéries Vibrio) et donc leur fonds génétique; (iii) la coopération entre pathogènes (iv) les sites de production. Toutefois, leur poids respectif, leurs interactions et leur dynamique au cours de la pathogenèse sont largement méconnus, ce qui rend ces maladies difficile à comprendre, à prévoir et à contrôler. Afin de sortir de cette crise sans précédent et trouver les solutions d une aquaculture durable de l huître, il est nécessaire de déchiffrer ce pathosystème complexe. Ce projet de thèse contribuera à un programme de recherche multidisciplinaire intégré mettant en relation les différents niveaux de compréhension de la maladie. Il se concentrera sur l'étude dynamique de l «holobionte huître» (hôte et microbiote associé) et intégrera la dimension génétique de l'hôte, les variations de l'environnement et l'histoire des interactions entre les protagonistes de ce pathosystème. Les résultats devraient permettre d apporter (i) des réponses claires à la question des mortalités estivales affectant l'ostréiculture et (ii) des solutions pour améliorer l éco-efficacité de la culture de l'huître et contribuer à la durabilité de cette industrie. Mots clés : meta-organisme, pathosystème, maladie multifactorielle, transcriptome, structure du microbiote, séquençage haut débit. Since a few years, mass and recurrent mortality events of complex etiology have increasingly affected invertebrates of ecological and/or economical interest. The main oyster species exploited, Crassostrea gigas, suffers from devastating mortality outbreaks resulting in significant economic losses. A series of research projects have evidenced several factors with potential interactions are involved in the expression of the disease: (i) the temperature of the seawater potentially modifying both host physiology (reproductive capacities, health) and composition/function of its associated microbiota (including pathogen virulence); (ii) the susceptibility of oysters to potential pathogens (herpes viruses, bacteria such as Vibrio splendidus, V. aestuarianus, ) that depends on the genetic background of oysters; (iii) the pathogenic microorganisms cooperation to initiate pathogenesis; and (iv) the production sites. However, the relative weight of these factors, their interaction s, their dynamics during pathogenesis are largely unknown, making the disease difficult to understand, predict and control. To open a way out of this unprecedented crisis and find solutions for a sustainable oyster aquaculture, it is necessary to decipher this complex pathosystem. This thesis project will contribute to an integrated multidisciplinary research program in an attempt to link together different levels of understanding of the disease. It will focus on the dynamic study of the "oyster holobiont" (oyster and associated microbiota) and will integrate in a global picture the genetic background of the host, changes in the environment and the history of interactions between the protagonists of this pathosystem. The results of the thesis should bring (i) a clear answer to the question of summer mortalities affecting oyster and (ii) solutions to improve the eco-efficiency of oyster culture and contribute to the sustainability of this industry. Keywords: meta-organism, holobiont, pathosystem, multifactorial diseases, transcriptome, microbiote structure, high-throughput sequencing. p. 8/53

9 Etude de l activité des éléments mobiles chez Tisochrysis lutea dans un contexte d amélioration des espèces de microalgues Directeur de thèse : Nathalie Casse (UMR : MMS - Laboratoire de Biologie et Génétique Evolutive UFR Science et Technique, Le Mans) Encadrant scientifique : Grégory Carrier Depuis maintenant sept ans, le laboratoire Physiologie et Biotechnologie des Algues (IFREMER) développe des projets de recherche sur la sélection des microalgues. A l issue d un premier programme d amélioration, le laboratoire a sélectionné un génotype de la microalgue Tisochrysis lutea (Tiso) accumulant deux fois plus de lipides neutres que le génotype sauvage. Dans un contexte d amélioration de souches de microalgues, il est déterminant de bien comprendre les différents mécanismes impliqués dans la dynamique des génomes chez les microalgues. Ainsi, cette étude vise à caractériser le potentiel de différents génotypes sélectionnés par des approches physiologiques et moléculaires. Dans un premier temps, nos recherches se focaliseront sur l analyse des éléments mobiles (transposons) en réponse à des situations physiologiques déterminées. En effet, les éléments mobiles sont des composants présents dans tous les génomes eucaryotes. Ils jouent un rôle majeur dans la plasticité des génomes en réponse à divers stress et constituent donc une source de diversité et d adaptation pour les espèces. Des modifications, d origine mutationnelle ou physiologique, portant sur les mécanismes de contrôle de ces éléments mobiles peuvent entrainer une activation de la transposition pouvant avoir des conséquences significatives sur l ensemble du génome et donc sur le phénotype de l individu. L objectif de ce projet de thèse consiste à : 1- identifier et caractériser les éléments mobiles dans le génome de Tiso ; 2- comparer l activité et le nombre de copies des éléments mobiles entre différents génotypes (sauvage versus sélectionnée) et selon différentes conditions de stress ( mutagènes, carence nutritives) et 3- valider l activité de certains éléments transposables, en particulier dans des conditions de stress nutritif. Mots-clés : Eléments Transposables, Microalgues, Sélection, Génomique, Transcriptomique Since seven years, the Physiology and Biotechnology of Algae laboratory (IFREMER) develops several research projects in the field of microalgae selection. In a previous selection program, our laboratory implemented one of the first varietal selection strategy. This approach, allowed us to obtain a new certificate Tisochrysis lutea strain accumulating twice neutral lipids compared to the original strain. The development of news selection programs requires a better understanding of molecular mechanisms involved in the dynamic of genome in microalgae. This study consists to characterize the potential of selected strains using molecular and physiological approaches. Focus on mobile element in response to several controlled physiological conditions will be done. Mobile elements (or transposon) are genetic element that can jump to different locations of genome in all eukaryote organisms. They plays a major role in genomic plasticity particularly in response to a stress and they are involved in diversity and species adaptation phenomena. Defects in control mechanism of mobile element activities resulting of mutation or stress conditions can generate large modification in genome and hence phenotype inside every individual. Objectives of this study will be: 1- the identification and characterization of mobile elements in Tisochrysis lutea, 2- the comparison of mobile element activities between several genotype and stress conditions available (wide type vs. selected strain) and 3- the validation of the activity of specific mobile elements during nutritive stress conditions. Keys words: Transposable Elements, Microalgae, Selection, Genomic, Transcriptomic p. 9/53

10 Evaluation de l état génétique des populations de raie bouclée pour leur conservation et gestion Directeur de thèse : Verena Trenkel Co-directeur de thèse : Pascal Lorance Sous l'effet de la pêche, de nombreuses espèces marines des eaux européennes ont décliné au cours du 20ème siècle. Les raies et requins, plus sensibles à la pêche que les poissons osseux, ont été particulièrement touchés. Par conséquent, la conservation de ces taxons constitue un objectif majeur pour la gestion des ressources marines. Le projet ANR GenoPopTaille ( ) a pour objectif central d'estimer l'effectif absolu des géniteurs de la population de raie bouclée (Raja clavata) du golfe de Gascogne par méthode génétique et d étudier la connectivité entre dix populations présumées de cette espèce dans les eaux européennes. Dans le cadre de ce projet, la thèse est dédiée à l'étude de la taille de la population efficace à partir des mêmes jeux de données génétiques. Ses objectifs spécifiques consistent à i) étudier la variation de la taille de population efficace des dix populations de raie bouclée dans les eaux européenne et d'identifier les facteurs explicatifs (diversité génétique, environnement, exploitation), ii) explorer la sensibilité de l estimation de la taille efficace aux différentes hypothèses des méthodes de calcul de ce paramètre par simulation et ré-échantillonnage des données ainsi qu au type de matériel biologique (prélèvements sur poisson frais ou capsules d'œufs de raies) et iii) pour le golfe de Gascogne, comparer la taille efficace à l effectif absolu des géniteurs. Mots-Clés : Statistiques, données génétiques, taille de population efficace, conservation, exploitation par pêche, poissons marins, élasmobranches. Due to fishing impacts numerous marine species have declined in European waters during the 20 th century. This concerns particularly rays, skates and sharks, which are more sensitive to fishing than teleosts. As a result, the conservation of these taxa has become a major concern for the management of marine resources. Using genetic methods the main objectives of the ANR GenoPopTaille project ( ) are the estimation of the absolute (census) spawning population size of thornback ray (Raja clavata) in the Bay of Biscay and the estimation of the connectivity among ten putative European populations. As a part of this project, the PhD thesis will focus on the study of the effective population size using the same genetic data sets. The specific PhD objectives are i) to study the variability of the effective population size of the ten putative thornback ray populations in European waters and to identify explanatory factors (genetic diversity, environment, exploitation), ii) to explore the sensitivity of effective population size estimates to methodological assumptions using simulations and data resampling and to the type of biological material used (fresh flesh samples or egg capsules), and iii) to compare estimates of effective population size with absolute spawner abundance estimates for the Bay of Biscay. Key words: Statistics, genetic data, effective population size, conservation, fisheries exploitation, marine fishes, elasmobranchs. p. 10/53

11 Observation intégrée par acoustique de l écosystème pélagique : méthodes pour la cartographie tridimensionnelle des taxons et tailles responsables des couches diffusantes Directeur de thèse : Pierre PETITGAS Co-directeur de thèse : Mathieu DORAY L échantillonnage pour la surveillance du bon état écologique des mers régionales implique le développement de méthodes intégrées. L objectif de la thèse sera de développer des outils et méthodes pour caractériser par acoustique les couches planctoniques diffusantes avec un sondeur large bande et cartographier en 3D par géostatistique les concentrations des organismes responsables de ces couches. Le sondeur Simrad EK80 gréé sur une bathysonde sera utilisé pour réaliser des profils acoustiques verticaux simultanément aux profils hydrologiques. Les grands types d'échos révélés par les profils acoustiques seront identifiés avec des engins de pêche mésozooplanctonique et micronectonique, ouvrant/fermant pour certains. Les données acoustiques seront converties en concentration d organismes par taille et par profondeur. La résolution taxonomique sera celles de groupes de taxons ayant des réponses acoustiques spécifiques. Les données acoustiques collectées sur la verticale et sur l horizontale (sondeurs du navire) seront combinées en utilisant des méthodes géostatistiques pour produire des cartes en 3d par taxon et classes de taille. L échantillonnage intégré utilisant des profils verticaux, des transects horizontaux et des pêches d identification sera optimisé en recherchant le nombre et la localisation optimale des profils garantissant un niveau de précision donné. Le travail sera réalisé dans le golfe de Gascogne. Les couches diffusantes y seront cartographiées et la variabilité inter-annuelle et saisonnière de leurs patrons structuraux sera analysée. Mots-clé : acoustique large bande, acoustique multi-fréquences, couches diffusantes, géostatistique, zooplancton, micronecton, golfe de Gascogne, échantillonnage intégré Monitoring for good environmental status in regional seas implies the development of integrated methods. The work will consist in developing a framework to characterize sound-scattering layers with broad-band acoustic technology and map in 3d by geostatistics the concentration of the organisms by size class that are responsible of the sound scattering layers. The echosounder EK80 mounted on a dropsonde will be used as a vertical profiler in conjonction with a CTD probe. The acoustic data will be ground-truthed using a variety of zooplankton and micronecton nets some of which are opening/closing gear. The data will be converted in concentration of organisms by depth and size. The taxonomic resolution will be that of groups of taxons with specific acoustic responses. Vertical data (profiler) and longitudinal data (vessel echosounders) will be combined using geostatistical methods to produce 3d maps by taxon and size. Integrated monitoring using longitudinal transects, vertical profiles and fishing for ground-truthing will be optimized to produced a required precision on the 3d maps with the optimum number and location of profiles. The work will be performed in the Bay of Biscay. The soundscattering layers in that eco-region will be mapped and variability over time in their spatial patterns will be analyzed. Key words: broad-band acoustics, multi-frequency acoustics, sound-scattering layers, geostatistics, zooplankton, micronecton, bay of Biscay, integrated monitoring. p. 11/53

12 Estimation de la diversité fonctionnelle et de la capacité d'accueil des nourriceries côtières Directeur de thèse : LE BRIS Hervé Co-directeur de thèse : BRIND AMOUR Anik Les écosystèmes côtiers revêtent un rôle halieutique de tout premier ordre lié à leur forte productivité biologique. Ils sont essentiels pour la croissance des jeunes poissons qui séjournent dans des habitats fragiles et restreints que constituent les nourriceries côtières. Le golfe de Gascogne est composé de six nourriceries côtières montrant différents niveaux de perturbations humaines. Quelques travaux suggèrent que certains de ces secteurs montrent de faibles performances écologiques (e.g. faibles croissances, faible résilience et redondance fonctionnelle). D'autres travaux récents montrent qu une nourricerie peut atteindre sa capacité d'accueil annuelle. Ainsi, la thèse propose de 1) Quantifier les changements temporels des communautés côtières à l aide d'indicateurs sur six nourriceries du Golfe de Gascogne sur les 35 dernières années ( ); 2) Estimer et comparer la capacité d accueil (production vs demande énergétique) des juvéniles de poissons sur trois zones de nourriceries fortement contrastées en termes de perturbations anthropiques et variabilité naturelle; 3) Analyser la relation entre la production des écosystèmes côtiers et les différentes composantes de la diversité des peuplements de juvéniles (diversité taxonomique et fonctionnelle). Mots-clés : Nourricerie ; diversité ; capacité d accueil ; juvéniles ; production benthique ; série temporelle Coastal zones are highly dynamic and productive ecosystems in the interface of ocean-continental processes, and thus highly vulnerable to natural and anthropogenic. They supply an important ecological function for many commercial and non-commercial fish species who spend part of their life cycle as juveniles in those particularly vulnerable habitats. The bay of Biscay is composed of six nurseries displaying a gradient of human perturbations and natural variability. Recent works suggest low ecological performances (e.g. slower growth rates, lower functional resilience and redundancy) in the most disturbed sectors. Furthermore, other studies also show that the carrying capacity of these sectors may be attained in some years. Therefore, this thesis aims at 1) Estimating compositional and functional changes in community of juveniles on the six nurseries of the bay of Biscay using indicators on the last 35 years ( ); 2) Estimating and comparing the carrying capacity (benthic production vs energetic demand) of fish juveniles on three nurseries differing in natural and human pressures; 3) Analyze the relationship between production in the three aforementioned coastal sectors and the various components of diversity of juveniles (structural and functional diversity). Keywords : Nurseries ; diversity ; carrying capacity ; juveniles ; benthic production ; time series p. 12/53

13 Interactions entre traits de personnalité des téléostéens, environnement et polluants Directeur de thèse : Marie-Laure Bégout Depuis 2006, le laboratoire a développé une solide expertise conceptuelle et analytique sur la part des réponses comportementales individuelles et en particulier des traits de personnalité dans le répertoire adaptatif des téléostéens aux conditions environnementales. Appliquée à l écotoxicologie, les analyses comportementales ont démontré des altérations significatives des performances individuelles des téléostéens directement exposés à des polluants ou de leur descendance non contaminée, avec des conséquences écologiques à l échelle des populations. Cependant, une importante variabilité des réponses physiologiques et comportementales, notamment sur l activité natatoire, a été mesurée, variabilité qui peut parfois masquer des effets des expositions aux polluants. Or, il est désormais établi qu une grande partie de la variabilité mesurée pour différentes réponses adaptatives (comportementales, physiologiques ou moléculaires) est étroitement liée aux traits de personnalité des individus. Il est donc apparu évident qu un couplage d expertises devait être développé par analyse conjointe de la personnalité et caractérisation des effets physiologiques de l exposition à des pressions environnementales incluant les polluants. Ce projet de thèse propose de répondre à deux questions : Comment des différences intrinsèques de personnalité influent sur les réponses physiologiques à des pressions environnementales incluant les polluants? et comment des événements précoces peuvent modifier l'expression de la personnalité et moduler la vulnérabilité individuelle à des pressions environnementales ultérieures? Mots-clés : Comportement individuel, physiologie, écotoxicologie, pression anthropique, neurobiologie, expression de gènes, Danio rerio, Dicentrarchus labrax. Since 2006, the laboratory has developed a strong conceptual and analytical expertise on the share of individual behavioural responses and in particular personality traits in the adaptive repertoire of teleost to environmental conditions. Applied to ecotoxicology, behavioural analyzes showed significant alterations of individual performance in teleost directly exposed to pollutants or their uncontaminated descendants with ecological consequences at the level of populations. A large variability in physiological and behavioural responses, including the swimming activity, was measured and such variability can sometimes hide the effects of exposure to pollutants. However, it is now established that much of the variability measured for different adaptive responses (behavioural, physiological or molecular) is closely linked to the personality traits of individuals. It therefore seems evident that the coupling of expertise should be developed by a joint analysis of the personality and characterization of the physiological effects of exposure to environmental pressures including pollutants. This thesis project seeks to answer two questions: How intrinsic personality differences affect the physiological responses to environmental pressures including pollutants? and how early events can alter the expression of personality and shape individual vulnerability to future environmental pressures? Key words : Individual behaviour, physiology, ecotoxicology, human pressure, neurobiology, gene expression, Danio rerio, Dicentrarchus labrax. p. 13/53

14 Développement de marques électroniques pour suivre les espèces marines Directeur de thèse : Serge Bernard (CNRS) Co-directeurs de thèse : Sylvain Bonhommeau et Tristan Rouyer (IFREMER) L objectif du projet Tag-it-Yourself (TiY) est de concevoir un nouveau type de marques électroniques pour l étude et la gestion durable de ressources halieutiques. Une marque électronique est un système placé sur l animal permettant notamment d étudier ses déplacements à partir d informations telles que l intensité lumineuse, la pression ou la température. L objectif du projet est l amélioration des marques électroniques, en termes de prix, de performances, de taille et de donnée collectée tant du point de vue de la quantité que de la qualité. Au travers de collaborations pluridisciplinaires avec des laboratoires de recherche de pointe, la thèse propose notamment la mise en œuvre de mesures physiologiques jusque-là inaccessibles dans le milieu naturel. Le projet propose donc de dépasser les limites actuelles du marquage afin d'obtenir une information unique sur la physiologie et l'environnement d'espèces de poissons pour un large spectre de taille et de pouvoir travailler sur des échantillons substantiellement plus grands. Ce travail de thèse sera réalisé à l'interface entre le Laboratoire d'informatique Robotique et de Micro-électronique de Montpellier (LIRMM, directeur : S. Bernard) et l'umr MARBEC à la station IFREMER de Sète (S. Bonhommeau et T. Rouyer). L'objectif de la thèse est ainsi de développer un premier prototype de marque qui intégrera les mesures et capteurs importants identifiées par les deux partenaires. Des expérimentations en bassin d'aquaculture permettront de valider les développements techniques et la pertinence des mesures choisies The objective of the Tag-it-Yoursel (TiY) project is to develop a new type of electronic tags to study and sustainably manage fisheries resources. An electronic tag is a device anchored on an animal to track its movements using environmental information such as light, temperature, and pressure. The objective of the project is to improve the accuracy of these measures as well as to develop a new kind of measures about the physiology of marine species that are not accessible in the wild so far. This PhD work will be at the interface between the Laboratoire d'informatique Robotique et de Micro-électronique de Montpellier (LIRMM, supervisor : S. Bernard) and the UMR MARBEC at IFREMER station in Sète (S. Bonhommeau and T. Rouyer). The objective of the PhD thesis will be to develop a first prototype for the tag that will integrate the important measures and sensors that have been identified by the two labs. Experiments in aquaculture tanks will enable the PhD student to validate the technical developments and their relevance. p. 14/53

15 Gestion alternative des pêcheries chalutières du Golfe du Lion Directeur de thèse : Stephanie Mahevas Co-directeurs de thèse : Sandrine Vaz et Sigrid Lehuta Les pêcheries chalutières du Golfe du Lion ciblent principalement le merlu mais sont largement multispécifiques. Un grand nombre de ces espèces sont soumises à des tailles minimales de commercialisation et les rejets peuvent être importants. La nouvelle PCP prévoit désormais une obligation de débarquement où toutes les captures doivent être conservées à bord et débarquées. Les poissons n'ayant pas la taille requise ne pourront pas être commercialisés aux fins de la consommation humaine et leur disposition est à la charge des professionnels. En parallèle, un plan de gestion basé sur la limitation de l effort a été mis en place en Méditerranée afin d assurer un retour au Rendement Maximum Durable du merlu entre 2015 et Dans ce contexte de plus en plus contraignant, les pêcheries chalutières ont tout intérêt à éviter les captures sous taille minimale et à diminuer le volume des rejets toutes espèces confondues de façon à promouvoir un retour plus rapide au RMD des espèces qu ils exploitent. Quelles stratégies permettraient d atteindre ces objectifs tout en assurant une activité durable pour les professionnels, est la question au cœur de ce travail. Y répondre nécessite l intégration de toute l information disponible sur la biologie des espèces et le comportement de pêche en particulier le comportement de rejet ainsi que l élaboration et l évaluation de stratégies de pêche alternatives à l aide d un modèle approprié. Ce travail s effectuera en 4 étapes: - Synthèse de la connaissance disponible sur ces pêcheries et intégration de l information dans la plateforme de modélisation ISIS-Fish. - Caractérisation de l activité de pêche et des rejets en Méditerranée, en faisant usage des données disponibles (VMS, logbooks, études de sélectivité) et développement d un modèle réaliste de comportement de pêche. - Développement de stratégies d évitement des rejets tenant compte de la structuration spatio-temporelle et des interactions entre espèces (incluant des changements de sélectivité et de saison/zone de pêche) en partenariat avec les professionnels. - Mise au point de plans de simulations pour l établissement d un diagnostic de performance des scénarios de gestion et de pêche proposés, dans un contexte d incertitude. Ce travail pourra s appuyer également sur l implication des professionnels de la pêcherie à toutes les étapes de son développement. Mots clefs : Gestion des pêches, modèle ISIS-FISH, pêcheries du Golfe du Lion The bottom trawl fisheries of the Gulf of Lions mostly target hake but are largely multi-specific. A large number of species are submitted to minimum landing size regulation and discard may be significant. The new CFP now include a landing obligation of all regulated species and fishermen are expected to dispose of catches that are bellow legal size as these cannot be commercialized for human consumption purpose. In parallel, a p. 15/53

16 management plan of fishery effort in the Mediterranean was set and aims to bring the Hake stock toward the Maximum Sustainable Yield between 2015 and In this increasingly constraining context, these fisheries should avoid discard as much as possible. The present study proposes to investigate which strategies may allow to reach these objectives as well as insuring fishery viability in the long run. This would require the integration of all the available information on the species biology and the fishery behavior in particular the discarding behavior as well as the development and evaluation of alternative fishery strategies using an appropriate modeling framework. Key words : Fishery management, ISIS-FISH model, Gulf of Lions fisheries p. 16/53

17 Inférences démographiques sur populations d intérêt halieutique à partir de caractérisation génomique à haute densité, et approches multi-marqueurs de la connectivité. Directeur de thèse : Sophie ARNAUD-HAOND Co-directeur de thèse : François POISSON, Jean-Marc FROMENTIN La démographie et la connectivité sont des paramètres centraux en biologie de la conservation et en gestion des ressources, mais difficilement accessibles par le biais d approches directes. Les méthodes traditionnelles de génétiques des populations ont montré leurs limites dans nombre de cas, en particulier d espèces marines, dont les populations ont des tailles historiques importantes et pour lesquelles les hypothèses sur lesquelles repose l interprétation des données moléculaires dans un cadre classique de génétique des populations sont rarement vérifiées. L objectif de cette thèse est de mettre à profit les nouveaux types d analyses et la puissance accrue des Nouvelles Générations de Séquençage (NGS ; en particulier les analyses multidimensionnelles de données de fréquences de polymorphisme d un seul nucléotide SNP-), afin de retracer l histoire démographique de populations suspectées de déclin lié à leur pêche en tant que cibles ou prise accessoire (thon, requins peau bleue, raie pastenague violette). Les résultats permettront de tester les hypothèses suivantes : i) les NGS permettent l obtention d estimations fines des tendances démographiques des stocks exploités directement ou indirectement, et les estimations déclins sont supportées par des signatures génomiques caractéristiques? et ii) La différentiation des stocks proposées par les différentes méthodes (génomique, marquages électroniques individuels, isotopie, modélisation de la délimitation des stocks ) est congruente (dans le cas contraire pourquoi?). Mots-clés : Halieutique, espèces cibles, prises accessoires, démographie, nouvelles générations de séquençage (NGS), polymorphisme d un seul nucléotide (SNP), connectivité, génomique des populations Demographic trends and connectivity are essential parameters in conservation biology and management, but are seldom accessible on the basis of direct observations. Traditional population genetics have shown limits in a large number of cases, particularly for marine species, where populations are historically extremely large and hypothesis underlying the interpretation of molecular data in a classical population genetics framework seldom met. In this thesis, the objective will be the use the enhanced power of New Generation Sequencing (NGS), particularly Multidimensional Single Nucleotide Polymorphism (SNP) frequency data, in order to retrace the demographic history of fishes which populations are suspected to decline due to overfishing or extensive bycatch (tuna, blue fin shark, pelagic stringray). Results will allow testing the following hypothesis i) NGS allow finer grained estimates of demographic tendencies of stocks directly or indirectly exploited, and decline estimates are supported by characteristic genomic signatures, and ii) Patterns of stocks differentiation obtained from different methods (genomics, individual electronic marks, isotops, models of stocks delimitations ) are coherent (and if not, why?). Keywords : Fisheries, target species, by-catch, demography, New Generation Sequencing (NGS), Single Nucleotide Polymorphism (SNP), connectivity, population genomics p. 17/53

18 Aspects évolutifs et environnementaux de la plasticité phénotypique chez les Moronidae : comparaison du bar Européen (Dicentrarchus labrax) et du bar d Amérique (Morone saxatilis). Directeurs de thèse : José Zambonino, Céline Audet (ISMER, Québec) Co-directeurs de thèse : Guy Claireaux (UBO, France), Denis Chabot (MPO, Québec) Les écosystèmes marins côtiers sont caractérisés par de fortes fluctuations des conditions de milieu. A ces fluctuations naturelles se rajoutent aujourd hui les bouleversements résultants des changements climatiques. Les déterminants de la capacité des poissons à répondre aux contingences naturelles sont mal connus, empêchant toutes prévisions fiables quant aux conséquences des changements climatiques et freinant ainsi la mise en place de mesures d ajustement adaptées. Dans ce contexte, le projet proposé vise à mieux comprendre les déterminants de la plasticité phénotypique en prenant en compte les éléments suivants: La plasticité phénotypique a une dimension génétique et elle est soumise à la sélection, Les évènements précoces interagissent avec le fond génétique des individus pour façonner leurs trajectoires d histoire de vie et leur capacité de réponse aux contraintes du milieu, La capacité de réponse aux contraintes environnementales varie avec le stade de vie. Cette étude consistera à comparer deux espèces de bar vivant de part et d autre de l Atlantique, le bar Européen (Dicentrarchus labrax) et le bar d Amérique (Morone saxatilis). Ces deux espèces sont le produit d un processus de spéciation à partir d un même ancêtre et elles ont conservé de nombreux traits communs. Mots clés : Changements climatiques, plasticité phénotypique, trajectoires d histoire de vie, conditions environnementales précoces, Moronidae. Coastal ecosystems are submitted to marked fluctuations in environmental conditions. Nowadays, global climate change is aggravating these natural fluctuations. Determinants of fish capacity to respond to natural contingencies are poorly understood, hindering reliable prediction about the consequences and the design of mitigating measures. In that context, the current proposal aims at increasing available knowledge regarding the determinant of phenotypic plasticity by taking into account the following elements: Phenotypic plasticity has a genetic component and is submitted to natural selection, Early environmental events interact with species genetic background to shape their life history trajectory and their capacity to response to environmental constraints, The capacity to respond to environmental stressor changes with life stages. The proposed study will compare two temperate bass species, the European seabass (Dicentrarchus labrax) and the American striped bass (Morone saxatilis). These species are issued from a process of speciation from a common ancestor and they still share numerous physiological and ecological traits. Key words: Climate change, phenotypic plasticity, life history trajectories, early environmental conditions, Moronidae. p. 18/53

19 Etude d'une maladie poly-microbienne chez l huître creuse Directeur de thèse : Frédérique Le Roux Co-directeur de thèse : Yannick Labreuche L impact des vibrios en conchyliculture reste méconnu en raison de leur diversité génétique et d un manque d outils de détection des souches pathogènes. Nos récents résultats montrent que certaines populations écologiques de vibrio (groupes phylogénétiques présentant des ressources similaires) présente un fort pourcentage de souches pathogènes alors que d autre population ne contiennent que des souches non virulentes. De plus une coopération entre populations pourrait jouer un rôle dans la maladie des huîtres juvéniles. L objectif de cette thèse est d étudier cette nouvelle maladie poly-microbienne à l échelle i) d un gène, relation structure fonction d un nouveau gène de virulence; ii) du génome, identification de gènes ou d allèles spécifiques de populations à risque; iii) du métagénome, compréhension des bases moléculaires impliquées dans la collaboration entre populations. Le projet sera basé sur une approche intégrant de la génomique populationnelle, comparative et fonctionnelle, de l écologie et infection expérimentale, de la biologie cellulaire et de structurale et bénéficiera de l aide de collaborateurs spécialistes de chacun de ces domaines. L intérêt de ce projet pour l Ifremer sera le développement d outils diagnostiques ciblant les populations virulentes et l établissement d une collection de populations à risque pour permettre la réalisation de tests sur différentes lignées d huîtres. Mots clés : Microbiologie moléculaire ; vibrio ; virulence ; coopération The role of vibrios in oyster diseases remains largely unknown because of their genetic diversity but also because of a lack of operational tools to identify and detect pathogenic strains. Our recent results indicate that some ecological populations of vibrios (i.e. phylogenetic clade sharing common resources) display a high proportion of virulent strains while other populations only contain non-virulent isolates. Moreover a cooperative mechanism between populations is suspected to play a role in the onset of juvenile oyster disease. This PhD project is aimed at investigating this new poly-microbial disease at different levels 1) at the gene level by investigating the relationship between the structure and function of a new gene involved in virulence, 2) at the genome level by identifying set of genes or alleles specific to populations defined as at high risk, 3) at the metagenome level by understanding the molecular bases underlying the cooperative behavior between populations. This project will be based on an integrative approach associating population, comparative and functional genomics, ecology and experimental infections, cellular and structural biology. The candidate will benefit from the help of collaborators showing strong expertise and skills in each of the proposed fields. Key words: Molecular microbiology; vibrio; virulence; cooperation. p. 19/53

20 Adaptation métabolique chez les bivalves marins et impact des changements environnementaux Directeur de thèse : Pr. Vianney Pichereau, Co-directeur de thèse : Dr. Charlotte Corporeau, Le génome et de nombreuses données transcriptomiques ont récemment été acquis chez l huître creuse Crassostrea gigas. Grâce à ces données, nous mettons en évidence que les signaux qui contrôlent le métabolisme sont très bien conservés entre l huître et les vertébrés (Thèse Y. Epelboin, , co-financée Ifremer/Région Bretagne). Or, malgré cette forte homologie, l huître est capable d adapter son métabolisme à de larges variations de son environnement, selon les marées et les saisons, contrairement aux vertébrés. Ce type d'adaptation métabolique est également observé chez d'autres mollusques bivalves, tels que la coquille Saint- Jacques, en réponse aux contraintes environnementales. L huître peut s adapter à une privation de nourriture de longue durée (même au-delà de 6 mois), à un stress hypoxique important, et modifie son métabolisme énergétique quand elle est infectée par le virus OsHV-1. L huître représente donc un véritable modèle d adaptation métabolique. Chez les vertébrés, les cellules cancéreuses sont capables d adapter leur métabolisme aux larges variations de leur micro-environnement (acidification ; changements salins) qui sont létales pour une cellule normale. On parle de «shift» ou de «transformation» métabolique de la cellule cancéreuse. Dans ce projet de thèse, nous proposons d étudier les mécanismes d adaptation métabolique des mollusques bivalves, dans l'optique de mieux comprendre leurs mécanismes d'adaptation aux contraintes environnementales, mais également d'établir l'huitre en tant que modèle d'étude du contrôle du métabolisme dans les cellules cancéreuses. Mots-clés : métabolisme, protéomique, environnement, mortalités, bivalves marins. The genome as well as abundant transcriptomic data have been recently acquired in the Pacific oyster Crassostrea gigas. Using these data, we showed that the signals that control metabolism are very well conserved between the oyster and vertebrates (PhD Y. Epelboin, , co-funded by Ifremer and Région Bretagne). However, despite a high homology, the oyster, as other mollusks such as the great scallop, is able to adapt its metabolism to wide variations of its environment, depending on the tides and the seasons, unlike vertebrates. Oysters can adapt to long-term food deprivation (beyond 6 months), to a major hypoxic stress, and it can change its energetic metabolism when infected by the virus OsHV-1. Oysters are thus an ideal model to study metabolic adaptation. In vertebrates, cancer cells are able to adapt their metabolism to such wide variations in their microenvironment (acidification, salt changes) that are lethal to normal cells. This is commonly called "shift" or metabolic "transformation" of the cancer cell. In this thesis, we propose to study the metabolic adaptation of bivalve mollusks, with the aims to (i) better understand how mollusks adapt to environmental stresses, and to (ii) establish oyster as a model to study the control of metabolism in cancer cells. p. 20/53

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