Ecole Doctorale

Sciences de l'Environnement

Spécialité

Sciences de l'environnement: Océanographie

Etablissement

Aix-Marseille Université

Mots Clés

océan profond,haute pression,procaryotes,diversité,activité microbienne,échantillonnage in situ,

Keywords

deep ocean, high pressure, prokaryotes,diversity,microbial activity,in situ sampling,

Titre de thèse

Méthodes, procédures et techniques hyperbares pour l’étude des microorganismes du milieu profond en condition in situ
Hyperbaric methods, procedures and techniques for the study of deep-sea microorganisms in in situ conditions

Date

Vendredi 24 Septembre 2021 à 14:00

Adresse

Mediterranean Institute of Oceanography (MIO) CNRS UMR 7294 – IRD 235 - Aix-Marseille Université 163 Avenue de Luminy Batiment OCEANOMED 13288 Marseille Cedex 09 Amphithéatre Océanomed

Jury

Directeur de these M. Christian TAMBURINI MIO UM110 AMU
Rapporteur Mme Ingrid OBERNOSTERER LOMIC, Banyuls/Mer
Rapporteur Mme Urania CHRISTAKI Université du Littoral, LOG
Examinateur Mme Anaïs CARIO ICMCB, Université de Bordeaux
Président M. Philippe CUNY MIO UM110 AMU

Résumé de la thèse

L'océan est en grande partie profond, la majorité de son volume (> 80 %) se situant à une profondeur supérieure à 1000 m, et est peu échantillonné (< 0,01 %). Il est caractérisé par une pression hydrostatique élevée, une température basse, des nutriments inorganiques élevés et de faibles concentrations de carbone organique. L'apport de substrats est principalement fourni sous forme de matière organique (sous forme particulaire et/ou dissoute) par des processus physiques et biologiques. Le carbone organique dissous (COD) biodisponible est principalement consommé dans les eaux de surface par les procaryotes, tandis que la plupart du COD dans les profondeurs de l'océan est récalcitrant, plus difficile à dégrader. La plupart des mesures d’activités métaboliques et de diversité des procaryotes bathypélagiques sont généralement sous-estimées en raison des limitations technologiques pour récupérer les échantillons et les maintenir dans des conditions environnementales in situ (pression hydrostatique élevée, température, etc.). Pour étudier les procaryotes dans les conditions in situ, nous disposons d'une technologie hyperbare non seulement pour être utilisé comme échantillonneur pressurisé prêt à l'emploi, qui peut être adapté pour être utilisé sur un carrousel d'échantillonnage CTD et capable de collecter, transférer et incuber des échantillons dans des conditions in situ (pression hydrostatique et température élevées), mais également l'augmentation de la pression hydrostatique long de la colonne d'eau. Les résultats mettent en lumière qu’en maintenant les conditions pression, il est possible d’échantillonner des microorganismes piezophile représentatif du milieu profond. Ces résultats ont été confirmés notre expérimentation sur la dégradation de matière organique dissoute de haut poids moléculaire par une communauté adaptée au milieu profond. Enfin, nous avons également montré l’importance des conditions environnementales pour étudier le devenir de la matière organique dans la colonne d’eau.

Thesis resume

The ocean is largely deep, with the majority of its volume (>80%) at depths greater than 1000 m, and is poorly sampled (<0.01%). It is characterized by high hydrostatic pressure, low temperature, high inorganic nutrients and low organic carbon concentrations. Substrate input is primarily provided in the form of organic matter (in particulate and/or dissolved form) through physical and biological processes. Bioavailable dissolved organic carbon (DOC) is primarily consumed in surface waters by prokaryotes, whereas most DOC in the deep ocean is recalcitrant, more difficult to degrade. Most metabolic activity and diversity measurements of bathypelagic prokaryotes are generally underestimated due to technological limitations in recovering samples and maintaining them under in situ environmental conditions (high hydrostatic pressure, temperature, etc). To study prokaryotes under in situ conditions, we have a hyperbaric technology not only to be used as a ready-to-use pressurized sampler, which can be adapted to be used on a CTD sampling carousel and capable of collecting, transferring and incubating samples under in situ conditions (high hydrostatic pressure and temperature), but also increasing the hydrostatic pressure along the water column. The results highlight that by maintaining the pressure conditions, it is possible to sample piezophilic microorganisms representative of the deep environment. These results were confirmed by our experiment on the degradation of high molecular weight dissolved organic matter by a community adapted to the deep environment. Finally, we also showed the importance of environmental conditions to study the fate of organic matter in the water column.