« Abondance et diversité de la vie microbienne dans la croûte 

océanique » Ashworth Eloïse et Cohen Mishal

09/12/2010 

Abundance and diversity of microbial Abundance and diversity of microbial life in ocean crustlife in ocean crust

Cara M. Santelli, Beth N. Orcutt, Erin Banning, Wolfgang Bach, Craig L. Moyer, Mitchell L. Sogin, Hubert Staudigel & Katrina J. Edwards

http://simone95svt.free.fr/sorties/2009/Alpes/photos/Chenaillet/Chenaillet09bT.jpg

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)

Principal composant de la couche supérieure de la croûte océanique.

Surfaces de la roche volcanique = verre volcanique (composant réactif).

Verre basaltique avant oxydation Verre basaltique altéré après oxydation

D’après Santelli et al., 2008 (modifié)

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: http://www.mbari.org

D’après Santelli et al., 2008 (modifié)

Carte des sites d’échantillonnages

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

Densité totale de cellules de Bactéries et d’Archées

Basalte de la DEP(PCRq)

Eaux océaniques profondes (> 1000m)

~ 3.106 - 1.109 cellules/g de roche

~ 8.103 à 9.104 cellules/mL d’eau de mer 

88 - 96 % de Bactéries 50 % de Bactéries

D’après Santelli et al., 2008 (modifié)

Micrographies de cellules hybridées sur le basalte

(CARD-FISH)

Bactéries + ArchéesArchées

Bactéries

Richesse bactérienne provenant de différents habitats et environnements étudiés (méthode de raréfaction)

D’après Santelli et al., 2008 (modifié)

Environnements Sol agricole Laves basaltiques d’Hawaï

Laves basaltiques de la DEP

Eau de mer profonde de la 

DEP

Richesse totale (en UTOs) 

1410 (IC= 223-1658)

528 (IC=411-715)

440 (IC=338-609)

12 (IC=12-22)

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

D’après Santelli et al., 2008 (modifié)

Quelles sources énergétiques approvisionnent cette biosphère? 

1er Cas:

Mn+Mn+

Fe+Fe+

                                                                                               Lave Basaltique

Mn+Mn+

Mn+Mn+

Fe+Fe+

Fe+Fe+

H2SCH4CO2HeCuLiBa

HH

Réactions de réduction

Conditions Anaérobiques

Croissance des microorganismes chimiolithoautotro-phes

DOMDOM

DOMDOM

DOMDOM

HH

HH

HHEnergie pour

l’hétérotrophie

SOURCES HYDROTHERMALES

SOURCES HYDROTHERMALES

HH

Réactions d’altération du basalte                                                                    Augmentation de la  biomasse procaryotique

                          Études en laboratoires

                                  

2ème Cas: 

Diversité phylogénétique et nature unique du biotope basaltique 

Création de micro-environnements 

 

Développement de voies métaboliques

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.

 

Auteurs, années

Lysne et al., 2004 Fry et al., 2008 Mason et al., 2009

Santelli et al., 2009

Localisations Dorsale Arctique Sédiments 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: https://www.com.univ-mrs.fr

Mme Carole Borchiellini,Centre d'Océanologie de Marseille

Photo: https://www.com.univ-mrs.fr

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 : 181-196. 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 : 86-98.

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 : 653-656.

• Ouvrage:

Pomerol Charles, Renard Maurice (1995) Eléments de géologie. Armand Colin Editeur, Paris.

• Sites Internet:

LAROSA Maxime. Les fumeurs noirs [en ligne]. <http://spidermax.free.fr/les%20fumeurs%20noirs/conditions/conditions.htm>. 03/11/2010.

Schémas de la formation de la lithosphère océanique [en ligne]. <http://static0.intellego.fr/uploads/1/1/1163/media/DIJON%20SCHEMAS/FORMATION%20LITHOSPHERE%20OCEANIQUE.gif>. 03/11/2010.

Woods Hole Oceanographic Institution. Submersible Alvin and Research Vessel Atlantis [en ligne]. < http://www.whoi.edu/page.do?pid=49486 >. 11/11/2010.

Bibliographie

Merci pour votre attention!