Géomicrobiologie des microbialites du lac Alcalin d'Alchichica (Mexique)

• Auteur / Autrice : Estelle Couradeau
• Direction : Karim Benzerara, Purificación López-García
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences de la Terre
• Date : Soutenance en 2012
• Etablissement(s) : Paris 7

Mots clés

Mots clés contrôlés

Stromatolithes

Minéralisation (biologie)

Mexique

Microbialithes

Géomicrobiologie

Résumé

Les stromatolites sont des structures organo-sédimentaires formées grâce à l'activité des microorganismes. Ils dominent le registre fossile Précambrien et sont parmi les plus anciennes traces potentielles de vie sur Terre, Cependant les processus biotiques et abiotiques à l'origine de leur formation restent peu compris. L'objectif central de ce travail est de contribuer à améliorer notre compréhension de la formation des microbialites modernes, afin de mieux contraindre l'interprétation du registre fossile des stromatolites. Nous avons étudié le système modèle des microbialites modernes du lac alcalin d'Alchichica (Mexique). La première partie de ce travail est dédiée à la description générale des microorganismes et des minéraux du système. Les résultats obtenus nous ont permis de construire un modèle hypothétique des réactions métabolico-géochimiques contribuant à la précipitation ou dissolution des carbonates dans les biofilms des microbialites d'Alchichica. Dans la seconde partie de ce travail, nous avons décrit un gradient de fossilisation de colonies de cyanobactéries de l'ordre des Pleurocapsales dans l'aragonite. Cette étude ouvre des perspectives dans la recherche de microfossiles de cyanobactéries dans les stromatolites fossiles. La troisième partie rapporte la découverte d'un cas de biominéralisation intracellulaire contrôlée chez une cyanobactérie de l'ordre basai des Gloeobacterales. La souche Candidatus Gloeomargarita lithophora produit des inclusions intracellulaires de carbonates de Ba-Sr-Ca-Mg. Les implications de la découverte de ce nouveau patron de minéralisation chez les cyanobactéries pour l'interprétation du registre fossile ancien sont discutées.

Stromatolites are organosedimentary structures resulting from the activity of microbes. Fossil stromatolites are considered to be among the oldest traces of life on Earth. Although stromatolites dominate thé Precambrian geological record, the abiotic and biological processes leading to their formation are still poorly understood. The main objective of this work was to study the formation of modem microbialites in order to better constrain the interprétation of the fossil ones. We studied living microbialites from the alkaline Lake Alchichica in Mexico. The first part of this work has been devoted to the description of Alchichica microbialites including mineral phases and the associated microbial diversity. Results obtained allowed us to build a hypothetical model of metabolic-geochemical reactions leading to carbonate précipitation or dissolution in Alchichica microbialites. In a second chapter, we described the early stages of fossilization of cyanobacterial colonies belonging to the order Pleurocapsales within aragonite. This study opens new perspectives in the research of calcified cyanobacteria in ancient rocks. The third part reports the discovery of a cyanobacterium capable of performing controlled intracellular biomineralization. This strain, that we tentatively called Candidatus Gloeomargarita lithophora belongs to the basal cyanobacterial order of the Gloeobacterales and forms intracellular inclusions of amorphous Ba-Sr-Ca-Mg carbonates. The discovery of this new pattern of biomineralization in cyanobacteria opens new perspectives for the interprétation of ancient fossil record.