Monitorage à haute fréquence du phytoplancton dans l’étang de Berre (Projet EC2CO "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.