Dynamique des communautés microbiennes et impacts des virus sur les bactéries auto- et hétérotrophes en milieu lacustre

Microbial communities dynamics and viruses impacts on auto- and heterotrophic bacteria

• Auteur / Autrice : Sébastien Personnic
• Direction : Dominique Fontvieille
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biologie des populations et des écosystèmes
• Date : Soutenance en 2007
• Etablissement(s) : Chambéry

Mots clés

Mots clés contrôlés

Virus

Alpes

Bactéries

Flagellés

Lacs

Alpes (France)

Cycles biologiques

Bourget, Lac du (France)

Annecy, Lac d' (France)

Léman, Lac

Mots clés libres

Lyse virale

Dilution

Boucle microbienne

Résumé

L'analyse écosystémique pluriannuelle menée dans les eaux de surface des lacs Léman, du Bourget et d'Annecy nous a permis d'étudier la dynamique des particules virales et des communautés procaryotiques (bactéries hétérotrophes et picocyanobactéries). Ce suivi, opéré de juillet 2002 à décembre 2006 dans la strate 0-50 m a permis de mettre en évidence (I) une forte reproductibilité interannuelle des dynamiques bactériennes, picocyanobactériennes et virales (II), l’importance du forçage saisonnier (i. E. La température) et de la prfondeur (épi- vs hypolimnion) (III) des abondances et des dynamiques sensiblement différentes entre les lacs mésotrophes (Léman et Bourget) et le lac d’Annecy, oligotrophe et enfin (IV) la faible part explicative prise par les variables biotiques, à l’échelle pluriannuelle dans la dynamique des communautés microbiennes. Une seconde approche, basée sur des expériences de dilution, a été utilisée afin de quantifier la régulation exercée par les virus et les prédateurs flagellés (< 10 µm) sur la mortalité procaryotique, entre 2005 et 2006. Aucun processus de mortalité n’était détecté en période hivernale, alors que cette régulation atteignait plus de 71 % dans l’explication de la mortalité des bactéries hétérotrophes, dans le lac Léman, en été. En automne, la lyse virale et la prédation expliquaient 42 et 18 % de la mortalité des bactéries hétérotrophes dans le lac Léman et du Bourget respectivement. Pour les les picocyanobactéries, les virus expliquaient à eux seuls 9,8 % et 7,6 % de la mortalité dans les deux lacs mésotrophes, contribuant probablement à la terminaison du bloom automnal des picocyanobactéries. En revanche, dans le lac oligotrophe d’Annecy les virus et les prédateurs ne semblaient pas jouer un rôle majeur dans le contrôle de l’abondance des communautés bactériennes. Les résultats obtenus au cours de ces travaux ont donc permis de préciser le rôle régulateur très variable mais, potentiellement très important exercé par les virus dans le contrôle de l’abondance procaryotique. Ce travail a également permis de souligner la nécessité de progresser dans la connaissance des différentes stratégies virales et des facteurs influençant la mise ne place de ces stratégies.

A pluri-annual study was conducted, from July 2002 to December 2006, in the three peri-alpine lakes : Annecy, Bourget and Geneva. It allowed us to observe spatial and temporal variations for the abundances of viruses, auto- and heterotrophic bacteria, flagellates, ciliates and small-pigmented eukaryotes between 0 and 50 m depth. We could observe that (I) the dynamics of these micro organisms was relatively well reproducible from one year to the other (II) abiotic parameters (e. G. Temperature) and water column layers (i. E. Epi- vs. Hypolimnion) were significantly involved in the variability of microorganism abundance (III) some differences were observed according to the trophic status of lakes (the mesotrophic Geneva and Bourget vs. The oligotrophic lake Annecy), (IV) at a pluri-annual scale, the variation of abundance of grazers and viruses explained only a low fraction of bacterial abundance variability. A second approach (based on a modified dilution method) was used to quantify simultaneously the impact of viruses and flagellated predators (< 10 µm) as mortality agents of heterotrophic bacteria and picocyanobacteria. Lysis and predation pressure exerted on heterotrophic bacteria was undetectable in winter, whereas in summer they could be responsible for up to 71 % of the heterotrophic bacterial mortality in Lake Geneva. Also, in autumn, lysis and predation reached 42 and 18 % in Lake Geneva and Bourget, respectively. At the same period, viruses could explain 9,8 % and 7,6 % of the picocyanobacterial mortality in the two mesotrophic lakes, suggesting that they could play a key role in fall bloom termination. In contrast, for the oligotrophic Lake Annecy, viruses and predators did not seem to impact strongly and thus control bacterial community abundance. All together, the results obtained during this PhD work allowed us to verify and specify the variability and potential importance of viruses and predators to regulate the procaryotic abundance in large peri-alpine lakes. This work also highlighted the necessity to go further in the knowledge of the different viral life strategies and determine which factors are involved in the control of these strategies.