CE02 - Terre vivante

Dynamique des communautés autour des bactéries Fe-oxydantes dans les tapis microbiens riches en fer : Adaptation aux variations environnementales – IRONWOMAN

IRONWOMAN: Dynamique des communautés microbiennes dans des tapis enrichis en fer: impact des variations environnementales

Bien que le cycle du fer et ses interactions avec d'autres cycles biochimiques soient de plus en plus étudiés, le rôle des Bactéries oxydant le fer (FeOB), leurs relations avec d'autres microorganismes dans les tapis riches en fer et la façon dont ils répondent aux variations environnementales ont été peu étudiés. L'originalité de notre approche sera d'aborder ces questions en conservant le plus possible la complexité de ces écosystèmes riches en fer et de leur environnement de développement.

Rôle primordial des FeOB dans le développement de tapis riches en fer, leur impact sur le cycle du fer et la production primaire dans les océans profonds, en fonction des variations environnementales.

En plus de fournir une description supplémentaire de l'activité et des habitats des FeOB marines, le projet IRONWOMAN élucidera les interactions et les dialogues métaboliques entre les microorganismes au sein de l'écosystème que sont les tapis riches en fer. A l'interface eau de mer/sédiments, les variations de la concentration en oxygène auront un impact sur la biodisponibilité du fer dissous (dFe) puis sur le développement des FeOB, provoquant ainsi un changement d'écosystème.<br />Le projet IRONWOMAN, entièrement consacré aux FeOB présents dans les tapis microbiens marins riches en fer, comblera les lacunes de notre compréhension sur : 1) leur abondance et leur activité en tant que producteur primaire au sein de ces tapis et leurs interactions avec les autres microorganismes, 2) leur métabolisme qui est encore mal connu, et 3) comment les tapis microbiens se développant autour des FeOB sont impactés par les variations des conditions environnementales (notamment le gradient naturel de dFe et de dO2).

Nous proposons de réaliser 1) un échantillonnage in situ des tapis riches en fer, soit par des échantillonnages annuels ponctuels, soit par des déploiements d'expériences de colonisation, et un instrument d'échantillonnage/de conservation des acides nucléiques et des fluides nouvellement développé permettant une collecte mensuelle ; 2) un suivi continu des conditions environnementales physico-chimiques dans deux environnements océaniques profonds contrastés d'EMSO Açores (site hydrothermal atlantique) et d'EMSO West Liguria (plaine côtière profonde méditerranéenne), en profitant de leur statut d'observatoire des grands fonds (IR EMSO France) ; et 3) des analyses multi-omiques biostatistiques,géochimiques, isotopiques, minéralogiques, culturales et microbiologiques.

Le but du projet IRONWOMAN est de valider l'hypothèse du rôle primordial des bactéries marine oxydant le fer (FeOB) dans le développement des tapis riches en fer, et leur impact sur le cycle biogéochimique du fer et la production primaire dans les océans profonds, en fonction des variations des conditions environnementales en jeu. Pour cela, nous proposons de réaliser 1) un échantillonnage in situ des tapis riches en fer, soit par des prélèvements annuels ponctuels, soit par des déploiements d'expériences de colonisation, et le développement d’un nouvel instrument d'échantillonnage des acides nucléiques et des fluides permettant une collecte mensuelle ; 2) le suivi continu des conditions environnementales physico-chimiques dans deux environnements profonds contrastés d'EMSO Açores (site hydrothermal atlantique) et d'EMSO West Ligure (plaine côtière profonde méditerranéenne), en tirant parti de leur statut d'observatoire des grands fonds (IR EMSO France) ; et 3) des analyses géochimiques, isotopiques, multi-omiques, culturales et microbiologiques. Grâce à cette approche multidisciplinaire et à long-terme et au développement instrumental, IRONWOMAN permettra une meilleure connaissance de la biodiversité microbienne océanique et de sa réponse aux changements environnementaux globaux, qui pourraient impacter la dO2 et la dFe dans l'océan profond.
Pour atteindre notre objectif , le travail sera réalisé par un consortium d'équipes de recherche complémentaires issues de quatre institutions nationales (MIO Marseille, GET et URA-OMP Toulouse et LGE Marne La Vallée). Le projet est divisé en cinq tâches: WP0-Management, pour assurer la coordination entre partenaires et la diffusion des résultats ; WP1-Echantillonnage et Instrumentation, pour assurer l'échantillonnage et les expériences in situ pendant les campagnes annuelles mais aussi grâce au développement de l’instrument FLUICS ; WP2-Caractérisation des conditions environnementales, pour définir les conditions physico-chimiques entourant les tapis microbiens riches en fer ; WP3 - Caractérisation biologique des tapis, pour définir la composition microbienne présente dans les tapis, les espèces actives et leur fonctionnement via des approches OMICS ; et WP4 - Culture d'enrichissement ex situ des tapis microbiens, pour étudier l'influence des variations en dFe et dO2 sur leur fonctionnement et les voies d'acquisition du fer. Le projet IRONWOMAN sera la première approche multidisciplinaire dédiée et à long terme (s'appuyant sur la TGIR FOF et l'IR EMSO-France, le nœud français de l'infrastructure européenne EMSO-ERIC), menée sur des tapis microbiens riches en fer, conduisant à la connaissance des interactions entre microorganismes et leur environnement. Une stratégie combinée entre colonisation in situ via le développement du nouveau dispositif FLUICS et cultures in vitro, permettra d'améliorer nos connaissances sur la formation et l'évolution des tapis microbiens riches en fer en fonction des forçages environnementaux. Il précisera le rôle des FeOBs en tant qu'acteur du cycle du fer pour la production primaire dans les eaux profondes, et l'interaction entre cycles (Fe, C, N) à l'intérieur des tapis. Les thématiques du projet IRONWOMAN s'inscrivent dans l'axe de recherche ANR 1.2 "Terre Vivante".Il répond en partie aux objectifs de Ocean Decade (Nation Unies, 2021-2030) en développant une meilleure connaissance et compréhension de l'océan afin de protéger et restaurer l'écosystème et la biodiversité. Enfin, en développant FLUICS, et en déposant les données physico-chimiques et de séquençage dans des banques de données, il contribuera à l'expansion du système d'observation des océans, autre objectif de Ocean Decade. De son titre à l'organisation de son Consortium et de son Plan de Travail, le projet IRONWOMAN intègre parfaitement la dimension sexe/genre. Un budget total de 552 000 euros est demandé pour 48 mois, dont 60 mois de soutien en personnel, répartis entre les partenaires.

Coordinateur du projet

Madame Céline Rommevaux (Institut Méditerranéen d'océanologie)

L'auteur de ce résumé est le coordinateur du projet, qui est responsable du contenu de ce résumé. L'ANR décline par conséquent toute responsabilité quant à son contenu.

Partenaire

OMP Observatoire Midi-Pyrénées
MIO Institut Méditerranéen d'océanologie
LGE LABORATOIRE GÉOMATÉRIAUX ET ENVIRONNEMENT
GET Géosciences Environnement Toulouse

Aide de l'ANR 551 506 euros
Début et durée du projet scientifique : septembre 2021 - 48 Mois

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