Master d’océanographie UE 106 ‘Diversité des organismes marins’ (DOM)

1. Hypotheses on the role of the protistan rare biosphere in a changing worldDavid A. Caron, Peter D. Countway Master d’océanographie UE 106 ‘Diversité des organismes marins’ (DOM) Bazañez Tania et Pouget Lydie

2. Introduction Définitions Exemples Conclusion Normalement, en écologie, la plus grande règle de la théorie des niches est le principe d’exclusion compétitive (principe de Gause). « Paradoxe du plancton » ??? Objectifs de l’article = mise en évidence de la diversité des taxons de ‘protistes’ dans la « biosphère rare ».

3. Introduction Définitions Exemples Conclusion John R. Dolan, CNRS « Les protistes sont des eucaryotes, des organismes unicellulaires donc composé d'une seule cellule. Il y a des formes qui ont des chloroplastes donc qui fonctionnent comme des plantes, des autres qui sont des parasites (comme par exemple le Plasmodium de la malaria). Ils sont aussi le premier maillon dans la chaine alimentaire planctonique : des brouteurs des algues comme par exemple, les ciliés tintinnides. » Peter Countway, BLOS Les ‘protistes’ rassemblent l’ensembles des taxons ci-contre moins les Métazoaires. Emmanuelle Renard-Deniel, COM Les ‘protistes’ rassemblent les ‘algues’ et les ‘protozoaires’ selon Haeckel (1866). Depuis les protistes sont un groupe polyphylétique qui n’a aucune validité phylogénétique. De même pour le groupe des ‘protozoaires’ (groupe polyphylétique).

4. Introduction Définitions Exemples Conclusion Seulement 10% de l'ensemble des OTU ont plus de 10 membres. BIOSPHERE RARE Redessiné D’après Caron et al., 2009. AquatMicrob Ecol 57: 227-238

5. Introduction Définitions Exemples Conclusion Les taxons jouent un rôle écologique majeur dans l’environnement : Selon Dolan, les rôles écologiques sont diverses : « Les protistes, dans leur forme des algues microscopiques , sont responsables pour la quasi- totalité de la production primaire dans les océans.  Dans leur forme de micro-brouteur, ils sont responsables, pour la consommation, de la majeur partie de la production primaire océanique ». Hypothèse 1 : Changements dans la composition taxonomique Modifications des voies spécifiques de l’énergie et du flux des éléments Hypothèse 2 : Changements de la structure des communautés de taxons Fonction de la communauté inchangée. Notion d’espèce guilde = correspond à l’ensemble des espèces qui joue le même rôle écologique dans l’écosystème.

6. Introduction Définitions Exemples Conclusion Digestion enzymatique par des enzymes de restriction pendant une incubation de 3 jours par T-RFLP. Abondance des phylotypes T0 = 0h T1 = 24h T2 = 72h Rang des phylotypes 65% des phylotypes sont observés à un seul temps D’après Caron et al., 2009. AquatMicrob Ecol 57: 227-238 Les changements environnementaux ont un effet sur la composition taxonomique des taxons rares

7. Introduction Définitions Exemples Conclusion Cellule entière de Paraphysomonasimperforata(Zoom = x 9 000). Actinophryda Labyrinthulobiontes Oobiontes 2 µm Chromobiontes D’après Lim et al., 2001. The Journal of Eukaryotic Microbiology 48: 3, 247-257 Straménopiles

8. Introduction Définitions Exemples Conclusion 10E4 Nanoplancton total Abondance cellulaire (ml-1) Paraphysomonasimperforata 10E3 10E2 10 1 Température (°C) Température 10E6 25 20 1995 1996 10E5 Abondance cellulaire (ml-1) 15 Faible détectabilité 10E4 10 10E3 Milieu enrichi avec organismes < 5 µm → préférence de Paraphysomonasimperforata pour ces organismes. 10E2 5 10 1 Redessiné D’après Lim et al., 1999. LimnolOceanogr 44: 37-51 Paraphysomonasimperforatasensible aux températures élevées donc variation de l’abondance 1995 1996

9. Introduction Définitions Exemples Conclusion Etats-Unis Océan Atlantique Océan Pacifique Pacifique Nord, 1 station sur la côte ouest de la Californie Atlantique Nord, 3 stations différentes à l’Ouest des Bermudes

10. Zone euphotique de l’Atlantique Pacifique (5 m) Pacifique (150 m) Pacifique (profondeur du maximum de fluorescence = CM) Pacifique (500 m) Pacifique (Echantillons d’Avril = CM et 5 m) bloom printanier Introduction Définitions Exemples Conclusion Redessiné D’après Caron et al., 2009. AquatMicrob Ecol 57: 227-238 Atlantique profond (2500 m)

11. Introduction Définitions Exemples Conclusion Abondance Abondance Changement environnemental Abondance Abondance Abondance Temps 1 Temps 2 Temps 3 Métabolisme de la communauté Redessiné D’après Caron et al., 2009. AquatMicrob Ecol 57: 227-238 Temps 1 2 3

12. Références: Caron DA, Countway PD (2009) Hypotheses on the role of the protistan rare biosphere in a changing world. Aquatic Microbial Ecology 57: 227-238 Caron DA, Worden AZ, et al. (2009) Protists are microbes too: a perspective. The ISME Journal 3: 4-12 Countway PD, Gast RJ, Dennett MR, Savai P, Rose JM, Caron DA (2007) Distinct protistan assemblages characterize the euphotic zone and deep sea (2500 m) of the western North Atlantic (Sargasso Sea and Gulf Stream). Environ Microbiol9:1219–1232 Countway PD, Gast RJ, Savai P, Caron DA (2005) Protistandiversity estimates based on 18S rDNA from seawater incubations in the western North Atlantic. Journal of Eukaryotic Microbiology 52:95–106 Dolan JR (2007) Le paradoxe du plancton dans 'Voir l'Invisible' de Fox-Keller E, Gex JP (eds), Omniscience, pp 126-127 Dolan JR, Ritchie ME, Tunin-Ley A, Pizay MD (2009) Dynamics of core and occasionalspecies in the marine plankton: tintinnidciliates of the N.W. MediterraneanSea. Journal of Biogeography 36:887-895 Lim EL, Dennett MR, Caron DA (1999) The ecology of Paraphysomonasimperforatabased on studiesemployingoligonucleotide probe identification in coastal water samples and enrichment culture. Limnology and Oceanography 44(1): 37-51 Lim EL, Dennett MR, Caron DA (2001) Identification of heterotrophicnanoflagellates by restriction fragment lengthpolymorphismanalysis of smallsubunit ribosomal DNA. Journal of EukaryoticMicrobiology 48(3): 247-257 Slack JM (2003) Phylotype and zootype, In, Hall, B. K., and Olson, W. M., eds. Keywords and concepts in evolutionary developmental biology, p. 309-318. Harvard Univ. Press, London Sogin ML, Morrison HG, Huber JA, Welch DM et al. (2006) Microbial diversity in the deep sea and the underexplored ‘rare biosphere’. Proc NatlAcadSci USA 103:12115–12120 Vaulot D, Eikrem W, Viprey M, Moreau H (2008) The diversity of small eukaryotic phytoplankton (<3 μm) in marine ecosystems. FEMS Microbiol Rev 32:795–820 Vigil P, Countway PD, Rose JM, Gobler CJ, Lonsdale DJ, Caron DA (2009) Rapid shifts in dominant taxa among microbialeukaryotes in estuarineecosystems. AquaticMicrobialEcology 54:83–100