– POSEIDON

Le projet POSEIDON ? PrOtiStan EcologIcal bioDiversity in Tara-OceaNs ? est une part intégrante et importante de l?expédition scientifique circum-globale Tara-Oceans, co-organisée par le CNRS/UPMC/Muséum de Paris, le « European Molecular Biology Laboratory » (EMBL), et Tara-Expéditions. Le consortium POSEIDON comporte 3 partenaires français : la Station Biologique de Roscoff, le GENOSCOPE, et la PME Tarawaka, ainsi que 2 partenaires étrangers autofinancés : l?EMBL (Heidelberg) et l?Université British Columbia au Canada. Ces équipes vont combiner leurs expertises en microbiologie marine et évolution/écologie des protistes, séquençage massif d?ADN et bioinformatique, microscopie à haut débit, et logistique de navigation scientifique, pour explorer la biodiversité d?un des compartiments du Vivant les plus mal connus et pourtant clef pour l?écologie globale et la régulation des climats : les eucaryotes unicellulaires (ou protistes) océaniques. Nous proposons une stratégie pluridisciplinaire et novatrice pour : (i) dresser un inventaire quasi-exhaustif de la biodiversité des protistes peuplant la zone photique de l?océan mondial (2 profondeurs, 375 stations); (ii) mesurer, dans 10 stations aux conditions environnementales contrastées, la complexité et la structure intrinsèque de la diversité morpho-génétique de l?ensemble de la communauté de protistes présent, (iii) corréler les changements de biodiversité phénotypique et génotypique des protistes pélagiques à la biogéographie et aux propriétés physico-chimiques de l?eau, en particulier à l?acidification de l?océan (iv) sensibiliser le grand public à la fragile beauté des protistes marins, et au rôle écologique prépondérant qu?ils jouent dans les transferts d?énergie et de matière à travers la Biosphère. 375 stations réparties sur l?ensemble des océans planétaires seront échantillonnées à 2 profondeurs. L?eau sera filtrée en 4 fractions de taille cellulaire (1-3/3-20/20-200/200-2000µm) et ces différentes fractions seront préservées pour des analyses ultérieures d?ADN, d?ARN, morphologiques, et chimiques. POSEIDON coordonnera la distribution des échantillons vers un réseau d?experts européens et internationaux qui organisera, pour chaque division de la vie eucaryote, l?archivage et le traitement des données sur le moyen à long terme. Pour chacune des 10 stations principales, ~6 millions de séquences ADN générées par analyses en pyroséquencage 454 permettront une exploration en profondeur, groupes-spécifiques, de la diversité de marqueurs génétiques nucléaires, chloroplastiques, et mitochondriaux. Notre approche, basée sur l?analyse de l?ADN et de l?ARN environnemental, permettra d?estimer la biodiversité, mais aussi l?abondance et l?activité des protistes pélagiques, de leurs organelles, et de métabolismes cellulaires clefs (photosynthèse, respiration). Plusieurs techniques de microscopie à haut débit, développées à l?EMBL, seront utilisées pour analyser les caractéristiques ultrastructurales et cellulaires des protistes marins. Différents protocoles de FISH (Fluorescent in Situ Hybridization) permettront, quant à eux, d?établir des liens directs entre les analyses génétiques et morphologiques. Enfin des méthodes statistiques seront employées pour corréler notre mesure intégrative de la biodiversité des protistes océaniques aux variations physico-chimique du milieu. En plus de contribuer à ce qui promet d?être de loin la plus grande découverte d?espèces eucaryotes jamais réalisée, le projet POSEIDON permettra d?identifier les organismes clefs qui contrôlent une partie des grands cycles biogéochimiques dans les eaux océaniques de surface, de re-définir des groupes fonctionnels pour enrichir les modèles en écologie globale, de mieux comprendre les adaptations génétiques, phénotypiques, et populationnelles des eucaryotes aux changements globaux (en particulier à l?acidification des océans), et de résoudre plusieurs questions fondamentales en microbiologie marine. POSEIDON sera le moteur de transferts de technologies et d?idées entre des communautés scientifiques qui d?habitude collaborent peu (biomédical/cellulaire/développement et écologie/océanographie), et servira d?amorce pour la base de donnée la plus important en terme de biodiversité eucaryote. Enfin, des milliers d?images et vidéos seront prises au cours des 100,000 km parcourus par Tara, pour illustrer l?extraordinaire beauté des formes et structures du plancton. Ces documents seront la base de matériel de communication vers le grand public, documentaires TV, exposition itinérante, jeux pour les écoles, un site-web POSEIDON, et une grande exposition/congrès ?Design and nanotechnologies from the oceans?, prévue en 2012 à New York. L?ambition de POSEIDON est à l?échelle de l?urgence de mieux connaître les acteurs clefs des cycles biogéochimiques, et d?en informer nos concitoyens.