– NanoGeoBio

Les carbonates de calcium sont parmi les biominéraux les plus abondants dans l'enregistrement géologique et regroupent une abondante variété de structures polymorphes et de chimies. Ils peuvent être formés par une grande diversité d'organismes procaryotes et eucaryotes. Bien qu'il soit communément admis que seuls les eucaryotes sont capables de contrôler précisément la morphologie et la chimie des biominéraux, de nombreux exemples de microorganismes procaryotes produisant des biominéraux « sophistiqués » ont été mis en évidence dans le domaine biomédical et plus récemment en sciences de la Terre. Ces biominéraux, notamment ceux formés par les organismes eucaryotes (coraux, foraminifères etc) sont souvent utilisés comme marqueurs paléo-environnementaux. Depuis peu, leur valeur d'indicateur est cependant remise en question. Trois questions apparaissent ainsi fondamentales en biominéralogie : 1) Procaryotes et eucaryotes utilisent-ils des mécanismes semblables ou différents pour contrôler les différentes propriétés des biominéraux formés ? 2) A quel degré la chimie des carbonates de calcium précipités par un organisme reflète t-elle les variations physico-chimiques de son environnement ? 3) Les carbonates de calcium peuvent-ils fournir des signatures inambiguëes de la Vie utilisables pour la détection d'activité biologique dans des roches terrestres anciennes ou extraterrestres ? - La réponse à ces différentes questions passe par une caractérisation poussée et multi-échelle de la chimie et de la structure de ces carbonates biologiques. Nous abordons ces questions fondamentales à l'aide d'une étude pluridisciplinaire d'échantillons naturels et expérimentaux de coraux, foraminifères, bivalves et de bactéries sous l'angle de techniques de la minéralogie, de la géochimie et de la biologie. Nous combinerons systématiquement des techniques analytiques récentes permettant une caractérisation à micro- et nano-échelle de la chimie et de la structure des carbonates formés, incluant les sondes ioniques Cameca 1270 and NanoSIMS, la Microspectroscopie X (STXM), et la Microscopie Electronique à Transmission (MET), qui n'ont jamais été associées jusqu'à aujourd'hui, en particulier pour la résolution de problèmes fondamentaux en biominéralogie. Nous croyons de plus que le développement de protocoles permettant de combiner ces techniques d'analyse à micro et nano-échelle indispensable pour notre projet, sera réutilisable au bénéfice d'autres analyses dans le domaine des sciences de la Terre. - Les membres de notre groupe, tous jeunes chercheurs, souhaitent développer de façon autonome cette thématique scientifique qui les réunit, et ont les compétences nécessaires pour l'utilisation des différentes techniques présentées dans ce projet. Nos travaux préliminaires ont montré comment une telle approche peut potentiellement apporter des avancées dans le domaine de la biominéralogie à la fois pour les organismes eucaryotes et procaryotes, et devrait fournir une meilleure compréhension des différences entre biominéraux et phases formées abiotiquement. Le projet que nous proposons a des implications directes pour 1-l'utilisation des biocarbonates comme enregistreurs des changements climatiques globaux, 2-l'identification de biosignatures dans les roches terrestres anciennes et/ou extraterrestres. -