MEB Axe Thématique 2

Métabolismes microbiens impliqués dans les cycles biogéochimiques et leur couplage dans le contexte d’un changement global

 

Modératrice : Valerie Michotey

 

L’équipe possède une forte expérience dans le domaine de l’écologie microbienne des environnements anaérobies notamment en ce qui concerne les cycles du C, S et N. Notre objectif aujourd’hui est de nous focaliser sur les couplages et interactions entre ces cycles dans le contexte des changements globaux et plus particulièrement l’installation d’épisodes d’hypoxies.

Un intérêt particulier est porté sur :

  1. les inter-relations entre les cycles de l’azote et ceux des métaux (nitrification anaerobie couplée au cycle Mn ou Fe-ammox), du soufre (oxydation de H2S et nitrate réduction) ou du méthane (oxydation anaérobie du CH4 et nitrate/sulfate réduction).
  2. l’impact des métabolismes anaérobies (sulfato-réduction et méthanogénèse) sur le cycle du mercure (méthylation/déméthylation) grâce à une collaboration active avec l’équipe chimie environnementale marine.

L’originalité de notre approche consiste à coupler les flux de C, N et S avec la mesure des activités métaboliques bactériennes responsables de ces flux a la structure des communautés associées.  Les métabolismes identifiés en se basant sur des expertises analytiques à la fois in situ et en microcosmes contrôlés sont confirmés au niveau moléculaire par génomique et transcriptomique. Les nouvelles voies métaboliques sont élucidées par des approches de physiologie et de post-génomique sur des souches modèles isolées des environnements précédemment étudiés.

 

Exemples d'études

 

Cycle du méthane

 

Etude du cycle du méthane (production et oxydation) en écosystemes arctiques et subantarctiques exposés au changement climatique: mesure de flux d’émission, profils de concentrations en méthane dissous, caractérisation des acteurs microbiens impliqués (méthanogenes et méthanotrophes, aérobie et anaérobies).

La diversité et l’activité des microorganismes méthanogènes et méthanotrophes sont analysées à la fois in-situ (notamment dans des écosystèmes soumis au changement climatique, tels que permafrost, zones humides arctiques/antarctiques et réservoirs tropicaux) et en microcosmes, en réponse à des variations de température. Cette caractérisation microbienne est couplée à l’évaluation géochimique des flux et profils de méthane et CO2 dissous, afin d’évaluer leur impact sur la régulation des émissions de gaz à effet de serre.

Cycle de l’azote

 

Notre projet est centré sur les interfaces aerobies/anaérobies et sur l’installation d’épisodes d’hypoxie. Nous nous intéressons plus particulièrement aux processus non conventionnels récemment découverts (comammox) et le couplage entre les cycle du N et ceux des métaux (Mn/Fe) et du S ou du méthane.

Cycle du fer

 

 

La dynamique des bactéries ferro-oxydantes (FeOB) au sein de tapis microbiens riches en oxydes de fer en fonction des conditions environnementales et de leurs variations, permettra de comprendre leur rôle dans la formation de ses tapis et comment elles impactent les cycles géochimiques du Fer mais aussi du Carbone, de l’Azote, et à moindre importance du méthane et du Soufre.