Le rythme des microbes planctoniques de l'océan

L’alternance des saisons rythme la vie des êtres vivants au fil de l’année. La floraison chez les plantes ou les cycles de reproduction ou de migration sont parmi les exemples les plus marquants de cette saisonnalité. A lui seul, le phytoplancton marin, composé d’algues et de bactérie microscopiques, produit autant d’oxygène et fixe autant de dioxyde de carbone que les plantes terrestres. Dans les zones tempérées de l’océan, on peut aisément suivre par des images satellites des variations du niveau de chlorophylle qui ont permis de mettre en évidence des rythmes annuels de prolifération du phytoplancton communément dénommées « bloom » (pour efflorescence en français). Les principaux facteurs régulant les blooms sont les sels nutritifs (nitrate, phosphate), la température et la lumière.

Depuis plus de 10 ans, l’Observatoire Océanologique de Banyuls (Sorbonne Université, CNRS) s’est attaché à suivre ces blooms en caractérisant les paramètres physico-chimiques de l’eau et la diversité microbienne du point SOLA, situé en baie de Banyuls, et qui fait partie du réseau national SOMLIT (Service d’Observation en Milieu Littoral). Un consortium de chercheurs du Laboratoire d’Ecogéochimie des Environnement Benthique (LECOB, INEE), du laboratoire d’Océanographie Microbienne (LOMIC, INSU) de Banyuls, associés à des chercheurs de la Station Biologique de Roscoff (Sorbonne Université, INEE), a utilisé la technique de génotypage moléculaire des ARN ribosomiques (communément dénommés « codes barres ») pour caractériser finement la composition des communautés microbiennes sur une durée de 8 ans. Ils ont mis en évidence par une analyse mathématique une rythmicité annuelle marquée chez des espèces de microalgues (Mamiellophyceae, Dinophyceae), de bactéries (Alphaproteobacteria dominée par le clade sar11), et d’Archaea (Euryarchaeota and Thaumarchaeota). Ces espèces représentent plus de 50% des séquences des espèces identifiées pendant le bloom phytoplanctonique hivernal (de Décembre à Mars).

Ces résultats publiés dans la revue The ISME Journal sont surprenants dans la mesure où le site côtier de Banyuls est impacté sporadiquement par des perturbations météorologiques engendrant des crues éclaires des rivières sources de sels nutritifs pour le phytoplancton, et dont le caractère saisonnier n’a pu être mis en évidence par des approches mathématiques. Les chercheurs de Banyuls avaient pu par le passé montré par des approches génétiques sur une espèce de Mamiellophyceae la présence d’une horloge circadienne de type « plante » dont le rôle est bien établi dans le contrôle des rythmes annuels de floraison (Corellou et al., 2009). L’hypothèse d’un photopériodisme d’origine génétique dans la régulation des blooms reste maintenant à être testée.

Cette étude a été financé par l'ANR au travers des projets PHOTO-PHYTO (FY Bouget) et EUREKA (PE Galand).

Référence :

Lambert S., Tragin M., Lozano JC., Ghiglione JF., Vaulot D., Bouget FY., Galand PE., 2018. Rhythmicity of coastal marine picoeukaryotes, bacteria and archaea despite irregular environmental perturbations. The ISME Journal (sous presse)