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Loustau, Emilie. Effet des facteurs environnementaux sur la nature des EPS, la capacité de sorption du cuivre et le potentiel de résilience de biofilms phototrophes simplifiés

Loustau, Emilie (2019). Effet des facteurs environnementaux sur la nature des EPS, la capacité de sorption du cuivre et le potentiel de résilience de biofilms phototrophes simplifiés.

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Résumé en francais

Les biofilms phototrophes, principale signature trophique benthique des rivières à écoulement rapide, offrent un panel de services écologiques en lien avec les processus d'autoépuration (nitrates, pesticides, pollutions métalliques, etc.). Cependant, leur fonctionnement est fortement perturbé par les pressions anthropiques croissantes qu'ils subissent, notamment celles associées à la présence d'éléments traces métalliques (ETM) ou encore l'interruption séquentielle de l'écoulement de surface. Dans un contexte de changement global avéré, la réponse des communautés phototrophes est au centre des préoccupations pour la gestion de ces milieux, tant pour leur qualité chimique qu'écologique. L'objectif de ce travail de thèse est de comprendre les réponses physiologiques des microorganismes phototrophes benthiques à des facteurs d'environnement révélateurs de changements globaux (lumière, température, phosphore) ainsi qu'à l'application d'un multi- stress combinant l'exposition à des ETM (Cu et Zn, appliqués seuls ou en cocktail) suivie d'un assèchement prolongé du biofilm. Les réponses physiologiques sont centrées sur la biomasse, l'activité photosynthétique et la production d'EPS (substances polymériques extracellulaires), en abordant ces processus par l'aptitude de tolérance et de résilience des communautés. Le choix s'est porté sur trois espèces phototrophes benthiques, une cyanobactérie (Phormidium autumnale), une diatomée (Nitzschia palea) et une algue verte (Uronema confervicolum). Un système expérimental adapté à la culture en biofilm au sein de microcosmes à écoulement de surface libre (mini-canaux hydrauliques) a permis de contrôler l'ensemble des paramètres des expérimentations. La première étape a consisté à mettre au point une méthode d'extraction des EPS de la matrice de biofilm tout en préservant l'intégrité cellulaire des microorganismes phototrophes. L'analyse de la réponse physiologique de biofilms phototrophes mono-espèce face à une exposition au Cu et/ou au Zn a permis de montrer les différences de sensibilité des espèces phototrophes testées. Puis, la capacité de sorption du Cu par ces mêmes biofilms phototrophes s'est révélée être dépendante des facteurs environnementaux, via la modulation des EPS produites et de leur nature. Enfin, l'application d'un double-stress, conjuguant l'exposition au Cu suivie d'un assèchement du biofilm, permet également de mesurer des réponses de résilience lors de la remise en eau, elles-mêmes modulées par les facteurs environnementaux testés. Globalement, les biofilms phototrophes mono-espèce testés présentent des capacités de tolérance et de résilience différentes avec des réponses de modulation de la quantité et de la nature des EPS produites.

Sous la direction du :
Directeur de thèse
Girbal-Neuhauser, Elisabeth
Rols, Jean-Luc
Ecole doctorale:Sciences de l'Univers, de l'environnement et de l'espace (SDU2E)
laboratoire/Unité de recherche :Laboratoire écologie fonctionnelle et environnement (EcoLab), UMR 5245
Mots-clés libres :Biofilm phototrophe - EPS - Extraction - ETM - Facteurs environnementaux - Cours d'eau intermittent - Tolérance - Résilience
Sujets :Sciences de l'environnement
Déposé le :13 Feb 2020 12:47