Structure et fonctionnement de tapis microbiens contaminés avec des hydrocarbures – FUNHYMAT

L'un des principaux challenges de l'écologie microbienne réside dans le lien entre taxonomie et fonction. La seule description des assemblages microbiens ne permet pas d'obtenir toutes les informations sur leur fonctionnement. La compréhension des mécanismes métaboliques et de leurs réseaux de régulation est essentielle. L'information sur la fonctionnalité des microorganismes selon les conditions variables de leur environnement constitue l'une des clés permettant d'élucider le fonctionnement des communautés microbiennes et in fine de l'écosystème dans son ensemble.

Les tapis microbiens constituent des communautés complexes, très diversifiées génétiquement et métaboliquement ce qui leur permet de coloniser des biotopes variés et parfois hostiles. Ces tapis sont parmi les écosystèmes les plus anciens, et certains stromatolithes, fossiles de ces structures, ont été datés de ~3.5 milliards d'années. Ils abritent de nombreux groupes fonctionnels distincts qui de part leur interactions déterminent le fonctionnement global du tapis. L'étude des mécanismes participant au fonctionnement d'un tapis, tels que la distribution, l'abondance ou la dynamique des populations et leur interactions, est indispensable pour la bonne compréhension de ce fonctionnement global. La stabilité et le maintien des fonctions de ces communautés est sous la dépendance d'interactions positives et négatives entre les nombreuses espèces qui les composent. La grande diversité taxonomique au sein des tapis génère une grande diversité génétique qui favorise la productivité et la durabilité des populations. Elle permet l'utilisation plus efficace des ressources du milieu, augmentant ainsi la gamme de conditions environnementales permettant le développement de ces communautés et atténuant donc l'impact de facteurs de l'environnement sur le fonctionnement de cette communauté.

Dans ce contexte, le projet FUNHYMAT vise à accroître nos connaissances sur l'assemblage de populations et leurs fonctionnalités au sein de tapis microbiens. Les tapis modèles pris en compte lors de cette étude diffèrent par leur contamination en hydrocarbures qui constituent le paramètre forçant majeur. Le développement de tapis microbiens en milieu côtier a été mis en évidence lors de marées noires. Bien que leur capacité de biodégradation ait déjà été démontrée, le réseau complexe que constitue un tapis et les fonctions qui s'y déroulent sont bien évidemment influencés par l'impact d'une contamination pétrolière. La détermination de cet impact à la fois au niveau de groupes fonctionnels ou au niveau de la communauté globale est un challenge dans l'optique d'une meilleure compréhension de la réponse globale de ces tapis à une pollution. L'étude des assemblages spécifiques et du fonctionnement des tapis microbiens (et de leur variation) impactés par des hydrocarbures sera donc menée au niveau de la communauté et au niveau de groupes fonctionnels précis.
Afin d'étudier les fonctions au sein d'un tapis microbien et l'impact d'une contamination pétrolière sur les communautés microbiennes, des approches innovantes seront utilisées et développées. Des travaux récents ont démontré que des approches métagénomiques et transcriptomiques sont réalisables sur des communautés naturelles, et donc sur les tapis microbiens. Ces approches, couplées à des approches de mesure d'activité et de culture/identification haut-débit offrent l'opportunité d'explorer à la fois la structure et les fonctions des communautés microbiennes. L'utilisation combinée de ces technologies permettra d'obtenir une image nouvelle, plus riche et plus globale sur la dynamique et le fonctionnement de ces communautés microbiennes et l'impact des paramètres forçant majeurs.