Dynamique spatiale et temporelle des communautés Archaea et Bacteria dans les sédiments marins profonds du canal du Mozambique

Les sédiments marins constituent le plus vaste réservoir de méthane de la planète présent sous forme de gaz libre, dissous et stocké dans les hydrates. Ce méthane est expulsé localement, donnant lieu à différentes morphologies en fond de mer. L’exploration partielle du canal du Mozambique (marges continentales mozambicaine et malgache) a permis de mettre en évidence la présence de nombreuses dépressions sédimentaires en fond de mer appelées pockmarks qui sont caractéristiques d’environnements soumis à des migrations de fluides froids et riches en composés réduits. Ces émissions de fluides supportent la colonisation et le développement de communautés microbiennes chimiosynthétiques spécifiques. Or la fluctuation dans les apports et la composition des fluides dans le temps et l’espace, entraine une variabilité de la disponibilité des sources de carbone et d’énergie et impacte la distribution et la structure des communautés microbiennes.

La diversité et la distribution des communautés microbiennes ainsi que l’influence de paramètres environnementaux sélectionnés ont été analysées et comparées entre quatre sites sédimentaires de pockmarks au moyen d’une stratégie d’échantillonnage permettant une résolution spatiale verticale (échelles centimétrique et métrique sous l’interface eau-sédiment) et horizontale (distance par rapport à la source présumée de sortie de fluides). La diversité des communautés Archaea et Bacteria a été appréhendée par séquençage de librairies d’amplicons ARNr 16S et la fraction active de la communauté microbienne impliquée dans la méthanogenèse a été étudiée par une approche couplée d’enrichissement isotopique (Stable Isotope Probing-ADN) et de biologie moléculaire (ITS ARISA et mcrA). Les résultats mettent en évidence une diversité Archaea et Bacteria singulière, pouvant renseigner sur l’activité ou la quiescence d’un pockmark et soulèvent des interrogations sur le concept de résilience de ces communautés dans ces écosystèmes dynamiques et fluctuants. Ce travail a permis de mettre en évidence en particulier :
• La diversité et la structure des communautés microbiennes associées à quatre pockmarks dans le canal du Mozambique, et plus particulièrement celles impliquées dans le cycle du méthane ;
• la dynamique spatiale de ces communautés à différentes échelles : verticale (profondeur dans le sédiment), et horizontale (régionale et locale), en lien avec les paramètres environnementaux structurants clés ;
• la dynamique temporelle des communautés, à l’échelle d’un pockmark entre 2014 et 2015 ;
• la fraction active des communautés méthanogènes et la contribution des voies trophiques impliquées.