Projet EC2CO-PNEC "MISE" : Monitorage In Situ et à haute fréquence de la dynamique des assemblages phytoplanctoniques (MISE)

vendredi 7 octobre 2011
par   G. Grégori

Les micro-organismes phytoplanctoniques sont les principaux producteurs de matière organique dans l’Océan. Ils jouent un rôle majeur dans le réseau trophique et les processus biologiques du cycle du carbone dans l’océan pélagique et côtier, domaine de recherche très important dans le contexte du changement global. La dynamique de ces assemblages pico- et nanophytoplanctoniques ainsi que leurs réactions aux variations de leur environnement sont encore peu documentées.

Plus la taille des organismes est petite et plus leur abondance est élevée, leur dynamique temporelle forte, leur distribution spatiale hétérogène et leur diversité importante. Il est donc particulièrement difficile de réaliser une observation optimale de ces microorganismes avec une résolution spatio-temporelle à leur échelle. Cette limitation peut être partiellement réduite grâce à la cytométrie en flux (CMF) automatisée et immergeable. La CMF est une technique développée pour l’analyse individuelle des particules (cellules) et qui s’est avérée fondamentale dans la recherche en microbiologie marine. L’analyse repose sur les propriétés optiques de diffusion et fluorescence, naturelle et/ou induite, générées lors de l’interception de chaque cellule par un faisceau laser. Afin de pallier aux limitations liées à l’analyse en laboratoire (fixation des échantillons, congélation, transport, stockage), le cymomètre Cytosub (Cytobuoy, b.v.) a été spécifiquement conçu pour l’analyse in situ (fréquence max toutes les 10 min.) du phytoplancton marin dont les pigments photosynthétiques sont autofluorescents. Le LMGEM possède un tel instrument et ses chercheurs, parmi les pionniers dans le domaine, ont validé cette nouvelle approche par des expériences parallèles avec des cytomètres conventionnels.



La dynamique spatio- temporelle de groupes phytoplanctoniques composés de cellules partageant les mêmes signatures optiques, a été caractérisée à l’aide d’un Cytosub en fonction des cycles cellulaires et des changements environnementaux (programme CYMIS en partenariat avec la ville de Marseille et l’Agence de l’Eau).

L’objectif du projet MISE (PI : Gérald GREGORI) est de caractériser la dynamique spatio-temporelle des assemblages microbiens, à travers un suivi à haute fréquence temporelle et à l’échelle individuelle, afin de mettre en évidence par cytométrie des groupes fonctionnels, c’est-à-dire des ensembles de cellules répondant de manière identique aux forçages induits par l’environnement.

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Cytogrammes, signaux optiques et photographies de cellules phytoplanctoniques

Les études in situ seront réalisées dans l’Etang de Berre, avec comme référence externe la station SOFOCOM du réseau SOMLIT en baie de Marseille, deux zones soumises à une forte pression anthropique ainsi qu’à des forçages naturels importants (exemples : régime des vents, apports soudains et massifs d’eau douce, etc.).

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Site d’étude et station échantillonnée à haute fréquence

Ce projet permettra de décrire, grâce à des analyses statistiques multivariées, les facteurs physico-chimiques et biologiques responsables des changements de structure des communautés phytoplanctoniques. Le projet devrait aboutir notamment à la définition de méthodes d’observation des assemblages phytoplanctoniques à
haute fréquence avec transmissions des résultats en temps quasi réel grâce à l’automatisation du traitement des données. Cette méthodologie sera transposable à d’autres sites d’étude et mise à disposition de la communauté par l’intermédiaire de la Plate-forme Régionale de Cytométrie pour la Microbiologie PRECYM. 

Cette demande s’intègre pleinement dans le plan d’action du programme IMBER en connexion avec les actions de LEFE. IMBER a souligné l’importance de la prise en compte des processus à micro- et à méso- échelle de temps comme d’espace pour une meilleure compréhension à l’échelle régionale du fonctionnement biogéochimique des écosystèmes côtiers et hauturiers.

Ce projet de recherche et la méthodologie envisagée s’intègrent également parfaitement dans les axes de recherches développés au sein de l’INSU et de l’INEE.



RAPPEL :

PNEC : Programme national environnement côtier
Action Thématique de EC2CO

Le Programme National Environnement Côtier (PNEC) développe des recherches sur les zones côtières de France métropolitaine et d’outremer. Le PNEC est un programme pluri-organismes (IFREMER, CNRS, IRD, Total, CNES, BRGM, Cemagref), original par son mode de gouvernance, son financement et par la diversité des disciplines impliquées. Il offre une large reconnaissance nationale aux actions soutenues qui ont vocation à s’inscrire dans un cadre international, notamment européen.


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