Abundance and diversity of microbial life in ocean crust « Abondance et diversité de la vie microbienne dans la croûte océanique » Ashworth Eloïse et Cohen Mishal 09/12/2010 Abundance and diversity of microbial life in ocean crust Cara M. Santelli, Beth N. Orcutt, Erin Banning, Wolfgang Bach, Craig L. Moyer, Mitchell L. Sogin, Hubert Staudigel & Katrina J. Edwards

Basalte : Formation à partir du refroidissement rapide du magma au contact de l'eau. Formation en coussin du basalte de la Dorsale Est Pacifique D’après Santelli et al., 2008 (modifié) Critiques Autres travaux Résultats et discussionContexteMatériel et méthodes Principal composant de la couche supérieure de la croûte océanique.

Surfaces de la roche volcanique = verre volcanique (composant réactif). Verre basaltique avant oxydationVerre basaltique altéré après oxydation D’après Santelli et al., 2008 (modifié) Critiques Autres travaux Résultats et discussionContexteMatériel et méthodes

Critiques Autres travaux Résultats et discussionContexteMatériel et méthodes But : Évaluer l’abondance, la richesse et la diversité phylogénétique procaryotique de la Dorsale Est Pacifique non sédimentée.

Echantillonnages : -R/V Atlantis (ROV Alvin): 5 échantillons de lave basaltique sur la Dorsal Est Pacifique (DEP) -Ka’imikai-o-Kanaloa (ROV Pisces V): 4 échantillons de lave basaltique autour d’Hawaï. Navires de recherche scientifique et submersibles Source: Critiques Autres travaux Résultats et discussionContexteMatériel et méthodes

D’après Santelli et al., 2008 (modifié) Carte des sites d’échantillonnages Critiques Autres travaux Résultats et discussionContexteMatériel et méthodes

Extraction et séquençage d’ADN : Amplification de la région 16S ARNr (banque de gènes) Analyses Phylogénétiques : Séquençage et matrice de distance Richesse: Indice Chao 1 et analyses de raréfaction PCR quantitative: Quantifier les copies de gènes CARD-FISH : Hybridation Critiques Autres travaux Résultats et discussionContexteMatériel et méthodes

Densité totale de cellules de Bactéries et d’Archées Basalte de la DEP (PCRq) Eaux océaniques profondes (> 1000m) ~ cellules/g de roche ~ à cellules/mL d’eau de mer % de Bactéries50 % de Bactéries D’après Santelli et al., 2008 (modifié) Micrographies de cellules hybridées sur le basalte (CARD-FISH) Bactéries + ArchéesArchées Bactéries Critiques Autres travaux Résultats et discussionContexteMatériel et méthodes

Richesse bactérienne provenant de différents habitats et environnements étudiés (méthode de raréfaction) Critiques Autres travaux Résultats et discussionContexteMatériel et méthodes D’après Santelli et al., 2008 (modifié)

EnvironnementsSol agricoleLaves basaltiques d’Hawaï Laves basaltiques de la DEP Eau de mer profonde de la DEP Richesse totale (en UTOs) 1410 (IC= ) 528 (IC= ) 440 (IC= ) 12 (IC=12-22) Critiques Autres travaux Résultats et discussionContexteMatériel et méthodes Diagramme de Venn représentant la richesse d’UTOs estimée et partagée entre les communautés basaltiques de la DEP et d’Hawaï (Chao 1) D’après Santelli et al., 2008 (modifié)

Diagramme de distribution des groupes taxonomiques identifiés dans différents environnements océaniques Critiques Autres travaux Résultats et discussionContexteMatériel et méthodes D’après Santelli et al., 2008 (modifié)

Quelles sources énergétiques approvisionnent cette biosphère? 1 er Cas: Mn+ Fe+ Lave Basaltique Mn+ Fe+ H2S CH4 CO2 He Cu Li Ba H H Réactions de réduction Conditions Anaérobiques Croissance des microorganismes chimiolithoautotro- phes DOM H H H H H H Energie pour l’hétérotrophie SOURCES HYDROTHERMALES H H Critiques Autres travaux Résultats et discussionContexteMatériel et méthodes

Réactions d’altération du basalte Augmentation de la biomasse procaryotique Études en laboratoires Critiques Autres travaux Résultats et discussionContexteMatériel et méthodes 2 ème Cas: Diversité phylogénétique et nature unique du biotope basaltique Création de micro-environnements Développement de voies métaboliques

Critiques Autres travaux Résultats et discussionContexteMatériel et méthodes  Organisation et contenu de l’article: Matériel et méthodes: résumé et détaillé. Certaines figures peu claires (légendes : supplément). Bonne remise en question des résultats + précision lorsqu’il y a des sous-estimations.

Critiques Autres travaux Résultats et discussionContexteMatériel et méthodes Auteurs, années Lysne et al., 2004Fry et al., 2008Mason et al., 2009 Santelli et al., 2009 LocalisationsDorsale ArctiqueSédiments de sub-surface DEP + Juan de Fuca + monts sous-marins DEP Résultats- Bactéries > Archées - Communautés bactériennes uniques sur le basalte - Hétérotrophie = métabolisme dominant - Importante diversité métabolique procaryotique - Abondance bactérienne liée à l’altération du basalte (âge)

MERCI À : Photo: Philip Channing Ms. Katrina J. Edwards, University of Southern California Mr Pierre Chevaldonné, Centre d'Océanologie de Marseille Photo: Mme Carole Borchiellini, Centre d'Océanologie de Marseille Photo:

Bibliographie Articles scientifiques : Fry J.C., Parkes R.J., Cragg B.A., Weightman A.J., Webster G. (2008) Prokaryotic biodiversity and activity in the deep subseafloor biosphere. FEMS Microbiology Ecology 66 : Lysnes K., Thorseth I. H., Steinsbu B. O., Øvreås L., Torsvik T., Pedersen R. B. (2004) Microbial community diversity in seafloor basalt from the Arctic spreading ridges. FEMS Microbiology Ecology 50: 213–230. Mason Olivia U., Di Meo-Savoie Carol A., Van Nostrand Joy D., Zhou Jizhong, Fisk Martin R., Giovannoni Stephen J. (2009) Prokaryotic diversity, distribution, and insights into their role in biogeochemical cycling in marine basalts. The ISME Journal 3 : 231–242. Orcutt Beth N., Bailey Brad, Staudigel Hubert, Tebo Bradley M., Edwards Katrina J. (2009) An interlaboratory comparison of 16S rRNA gene-based terminal restriction fragment length polymorphism and sequencing methods for assessing microbial diversity of seafloor basalts. Environmental Microbiology 11: 1728–1735. Santelli Cara M., Edgcomb Virginia P., Bach Wolfgang, Edwards Katrina J. (2009) The diversity and abundance of bacteria inhabiting seafloor lavas positively correlate with rock alteration. Environmental Microbiology 11 : Santelli Cara M., Orcutt Beth N., Banning Erin, Bach Wolfgang, Moyer Craig L., Sogin Mitchell L., Staudigel Hubert et Edwards Katrina J. (2008) Abundance and diversity of microbial life in ocean crust. Nature 453 :

Ouvrage: Pomerol Charles, Renard Maurice (1995) Eléments de géologie. Armand Colin Editeur, Paris. Sites Internet: LAROSA Maxime. Les fumeurs noirs [en ligne].. 03/11/2010. Schémas de la formation de la lithosphère océanique [en ligne].. 03/11/2010. Woods Hole Oceanographic Institution. Submersible Alvin and Research Vessel Atlantis [en ligne].. 11/11/2010. Bibliographie

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