Institut Méditerranéen d’Océanologie
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Félicitations à Rémi Amiraux (CE), nouveau docteur en océanologie du MIO

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Rémi AMIRAUX a soutenu sa thèse le 11 Septembre 2017 à 13:30, AMPHITHEATRE OCEANOMED, bâtiment 26M, Campus Luminy, 163 avenue de Luminy, 13009 Marseille sur le sujet suivant :

"Dégradation du biote habitant la banquise Arctique : impact du stress bactérien sur sa préservation et son enfouissement"

Résumé :

L’océan Arctique, particulièrement sensible au changement climatique, a vu lors des dernières décennies une augmentation de sa température deux fois supérieure à la moyenne mondiale. Ainsi, certains modèles climatiques globaux ont déjà prévu la disparition estivale de la banquise d’ici 2050. Dans ce contexte de réduction de l’épaisseur et de l’étendue de la banquise saisonnière, une diminution de la production primaire des algues de glace au profit de celle du phytoplancton d’eau libre est attendue. Bien que de nombreuses études aient montré l’importante contribution des algues de glace à la matière organique des fonds marins, le devenir présent et futur de cette matière dans le sédiment n’a jamais été élucidé. Dans le cadre de cette thèse, nous nous sommes ainsi intéressés dans un premier temps aux facteurs environnementaux régissant l’efficacité des processus de dégradation abiotique (photochimique) de la matière organique particulaire, puis dans un second temps à l’impact de ces processus sur les potentialités de reminéralisation des bactéries associées à ces particules qui vont dicter leur préservation dans les sédiments.
L’effet des facteurs environnementaux sur l’efficacité des processus de photodégradation a été étudié au laboratoire en conditions contrôlées à l’aide de cultures de phytoplancton sénescentes. Nous avons ainsi pu démontrer que les dégâts photochimiques sont corrélés négativement avec l’augmentation de l’irradiance solaire et de la température. Nous avons pu montrer également que l’oxygène singulet produit lors de la photooxydation du phytoplancton pouvait affecter les communautés bactériennes qui lui sont attachées en induisant une forte mortalité (90%) et la sélection de bactéries pigmentées adaptées à ce stress. Par la suite, dans le cadre du programme GREEN-EDGE, nous nous sommes focalisés sur l’océan Arctique où les conditions (faible irradiance et faible température) favorisent la photooxydation du phytoplancton. L’analyse du matériel organique en suspension et chutant lors de la fonte de la banquise à Resolute (Canada) a montré que la photodégradation de ce matériel dépend de : l’intensité de irradiance solaire, de la température, de son temps de résidence dans la colonne d’eau, ainsi que de l’état de sénescence des algues. Nos résultats ont aussi mis en évidence que le matériel possédant le plus fort taux de sédimentation était constitué d’algues de glace sénescentes fortement agglomérées, alors que celles qui sont en bon état physiologiques restent en suspension. Le suivi du stress subi par les bactéries lors d’une période complète de fonte de la banquise a révélé que les bactéries subissent un stress salin intense lors du début de la fonte et un stress photochimique en fin de fonte et en eau libre. En raison du mauvais état physiologique des bactéries résultant du choc salin, la contribution des algues de glace aux sédiments est favorisée (par rapport au phytoplancton d’eau libre). L’étude du devenir du pergélisol en mer à la sortie du Mackenzie a révélé une forte propension de ce matériel à être reminéralisé et de ce fait, à libérer du CO2. L’augmentation des températures en Arctique devrait donc conduire à une réduction du stockage de carbone par les algues de glace (du fait de la réduction de la banquise), ainsi qu’à l’augmentation de son relargage suite à la fonte croissante du pergélisol, induisant ainsi un rétrocontrole positif sur le changement climatique. Le suivi temporel simultané de la diversité bactérienne et de nos signaux de stress salin dans des échantillons de banquise et de pièges à particules a permis : (1 de confirmer que l’induction des signaux de stress a bien lieu dans la banquise, (2 de montrer que le matériel impacté est bien préservé dans la colonne d’eau du fait de l’agglomération des algues de glace et du mauvais état physiologique des bactéries qui leur sont associées et (3 de déterminer quels sont les types de bactéries pouvant être affectées par le stress salin.

Mots clés : Phytodétritus ; Bactéries attachées ; Photodégradation ; Stress salin ; Arctique ; Changement climatique ;