Soutenance de thèse de Aina ASTORCH CARDONA

Cette thèse vise à comprendre l'influence des variations environnementales sur la dynamique des communautés microbiennes dans les tapis marins riches en fer. Pour cela, nous avons étudié les communautés microbiennes des tapis se développant dans deux environnements différents en termes d'origine et concentration en fer, le champ hydrothermal de Lucky Strike (LSHF) et l'observatoire EMSO-Ligure Ouest (EMLIG), ainsi que celles des colonisateurs microbiens. Afin d'analyser cette diversité, nous avons utilisé le metabarcoding du gène de l'ARNr 16S et nous avons quantifié l'abondance de différents groupes taxonomiques (y compris les Zetaproteobacteria) en utilisant des approches qPCR ou dPCR. Nous avons couplé ces analyses avec des données géochimiques provenant des fluides hydrothermaux associés aux tapis de LSHF, et nous avons étudié les différentes morphologies d'oxyhydroxydes de fer produites par les Zetaproteobacteria à l'aide du MEB. Nos résultats suggèrent que les communautés des tapis microbiens riches en fer des environnements hydrothermaux sont influencées par le fluide diffus qui les alimente, qui varie en fonction de la composition des fluides hydrothermaux associés et de la lithologie du substratum sur lequel ils se développent. En contexte non hydrothermal, les communautés bactériennes dépendent complètement du type de substratum sur lequel elles se forment. Les communautés sur métaux ou minéraux contenant du fer ressemblent plus à celles associées à la biocorrosion ou à l'altération minérale, respectivement. Enfin, nos résultats montrent que les Zetaproteobacteria sont des taxons clés dans la création de communautés associées à des matériaux ou des environnements riches en fer, et qu'elles sont aussi influencées par le type de substratum sur lequel elles se développent et par l'âge des tapis.

This thesis aims to understand how environmental variations influence the microbial communities’ dynamics in marine iron-rich microbial mats. To achieve this objective, we have studied the microbial communities of mats developing in two different environments in terms of iron origin and concentration, the Lucky Strike Hydrothermal Field (LSHF) and the EMSO-Western Ligurian Sea Observatory (EMLIG), together with those of microbial colonizers. In order to analyze this diversity, we have used 16S rRNA gene metabarcoding and we have quantified the abundance of different taxonomic groups (including Zetaproteobacteria) using qPCR or dPCR approaches. Moreover, we have coupled these analyses with geochemical data from the end-member hydrothermal fluids associated with the mats at the LSHF, and we have studied the different Fe-oxyhydroxide morphologies produced by Zetaproteobacteria using SEM. Our results suggest that the microbial communities of iron-rich mats from hydrothermal environments are influenced by the type of diffuse fluids that nourish them, which vary depending on the composition of their associated end-member hydrothermal fluids and the lithology of the substratum on which they develop. In non-hydrothermal contexts, the bacterial communities depend completely on the type of substratum in which they form. The communities from Fe-bearing metals or minerals resemble more to those associated with biocorrosion or to mineral weathering environments, respectively. Finally, our findings show that Zetaproteobacteria are key taxa in the creation of communities associated with Fe-bearing materials or Fe-rich environments, and that they are also mostly influenced by the type of substratum in which they develop and the age of the mats.