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

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Presentation Transcript
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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

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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 ».

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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).

slide4

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

slide5

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.

slide6

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

slide7

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

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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

slide9

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

slide10

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)

slide11

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

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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