Etude des fluctuations de la sensibilité du périphyton à un herbicide dans le temps - Thèse associée à MICROBIOMIQ

La thèse d'Arthur Médina "  Décryptage métabolomique de la relation pression chimique agricole / impact sur la photosynthèse au sein de biofilms dulcicoles " a contribué au projet MICROBIOMIQ soutenu par Biosefair. 

Cette thèse, encadrée par Nicolas Creusot a été soutenue le 20/12/2024. 

Résumé

La contamination chimique croissante de l’environnement par les micropolluants représente un risque pour les écosystèmes et leurs fonctions. Les communautés microbiennes aquatiques en contact avec ces contaminants, telles que le périphyton, sont de plus en plus utilisées en écotoxicologie afin de rendre compte des effets des stress environnementaux à des niveaux d’organisation biologique élevés, plus représentatifs des écosystèmes. Malgré un intérêt croissant pour leur étude en raison des fonctions et rôles (p. ex., production primaire, détoxification) qu’ils assurent, un manque de connaissances persiste sur la dynamique temporelle de leur sensibilité au stress chimique, ainsi que sur les mécanismes moléculaires sous-jacents à l’altération de la photosynthèse. 

Ce travail vise à combler ces lacunes en étudiant les fluctuations de la sensibilité du périphyton à un herbicide dans le temps, en appréhendant à la fois les réponses du méta-métabolome et de la photosynthèse au sein du périphyton. Par ailleurs, ce travail examine également la relation entre ces réponses et la structure de la communauté, ainsi que la modulation par des facteurs environnementaux, tant dans des conditions naturelles que sous stress chimique à court et à long terme. 

Les résultats suggèrent une fluctuation de la sensibilité du périphyton au cours du temps, avec une sensibilité plus élevée du méta-métabolome par rapport à la photosynthèse, des changements significatifs dans les classes de métabolites (comme les lipides et les acides aminés) se produisant avant les modifications physiologiques. De plus, ces travaux ont mis en évidence, via des réseaux de corrélation identifiés par des analyses statistiques multi-blocs, sept facteurs modulants, au cours de l’année et dans des conditions naturelles, la dynamique moléculaire, physiologique et structurelle du périphyton. Dans un second temps, les analyses ont identifié, dans les réponses du méta-métabolome au stress chimique, trois niveaux distincts de sensibilité influencés par des facteurs environnementaux et des groupes taxonomiques spécifiques. Ces résultats soulignent l’importance de prendre en compte la variabilité temporelle et l’état initial du périphyton lors de l’évaluation de sa réponse au stress chimique.