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Composition, rôles et devenir des exopolymères dans les biofilms des sédiments marins côtiers

Equipe 6 : Source et Transfert de la Matière Organique en Milieu Aquatique

PASSARELLI Claire

Année de soutenance: 
2013
Résumé: 

Les biofilms constituent une forme de vie très commune en zone intertidale ; ils sont constitués de divers microorganismes liés entre eux et au sédiment par les exopolymères (EPS, Extracellular Polymeric Substances) qu’ils produisent. Malgré les nombreux rôles des EPS à la fois pour les microorganismes du biofilm et dans l’écosystème, les divers facteurs contrôlant leur dynamique et leurs fonctions ne sont pas encore bien compris. Le but de ce travail est de mieux comprendre la mise en place et l’évolution des EPS dans les sédiments, en fonction de leur environnement biotique et abiotique, ainsi que les rôles de ces molécules dans les systèmes benthiques. Pour cela, un suivi de plus d’un an en milieu naturel a été mis en place, et a permis de caractériser l’évolution saisonnière des biofilms. Ce suivi a été associé à des expériences en milieu contrôlé pour mieux comprendre les interactions entre microorganismes, EPS et leur environnement. Les résultats montrent que la production d’EPS en milieu naturel augmente en été, en lien avec une plus grande production photosynthétique. De plus, les organismes de la méiofaune et de la macrofaune peuvent stimuler cette production, via la bioturbation. La composition des EPS n’est pas déterminée uniquement par la composition de l’assemblage producteur. Elle dépend également de paramètres environnementaux, en particulier biotiques : la dégradation des EPS par les bactéries, ou la consommation par des organismes des niveaux trophiques supérieurs, influencent la composition des EPS. La quantité et la qualité des EPS dans le sédiment vont affecter la capacité des bactéries à dégrader ces molécules, et ainsi à transmettre le carbone et l’azote vers les niveaux trophiques supérieurs. Cependant, ce travail montre que les EPS ne constituent pas une ressource trophique universelle, car certains organismes sont incapables de les assimiler. Enfin, la concentration et composition des EPS dans les sédiments contrôlent leur capacité à stabiliser le sédiment, et ce de manière dépendante des paramètres environnementaux. En particulier, la présence de consommateurs du microphytobenthos peut stimuler la production d’EPS et ainsi affecter la stabilité du sédiment. En conclusion, la quantité et qualité des EPS sont au cœur d’un réseau complexe d’interactions, et déterminent les rôles des EPS en zone intertidale. Du fait de l’importance de la stabilité du sédiment dans le compartiment benthique, les organismes produisant des EPS, ainsi que tous ceux susceptibles de modifier leur concentration ou composition, peuvent être considérés comme espèces ingénieures.

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