Le cadre de la thèse

Le milieu pélagique tropical marin est dans sa plus grande partie caractérisé par des eaux oligotrophes. Sa composition floristique est généralement dominée par des cyanobactéries qui peuvent se diviser en trois groupes principaux. Deux de ces groupes se présentent sous forme de cellules isolées et appartiennent au picoplancton (autotrophes microscopiques de taille inférieure à 2 µm): genres Synechococcus et Prochlorococcus. Le troisième est constitué de filaments pluricellulaires (trichomes) qui peuvent s’associer pour former des masses cellulaires d’aspect variable et visibles à l’œil nu: plusieurs genres dont le plus abondant est Trichodesmium. Il est démontré que ce dernier groupe possède la propriété de fixer le diazote. Il représente donc une manière originale d’introduire l’azote dans la chaîne alimentaire lorsque les autres formes d’azote minéral (nitrates, ammoniaque) sont absentes. Il permet en outre d’équilibrer les pertes d’azote minéral liées à la dénitrification bactérienne produisant du diazote et tendant à appauvrir le milieu océanique en nitrates source principale de la production nouvelle des océans. Les espèces filamenteuses sont capables de former des phytofloraisons importantes en surface sous les tropiques qui peuvent présenter des effets toxiques sur la faune locale.

 

La thèse de Mr Tenorio s’inscrit dans la problématique soulevée par d'importantes questions non résolues, concernant les phytofloraisons: Le déterminisme des phytofloraisons de Trichodesmium, i.e. quels sont facteurs environnementaux qui conditionnent le développement de ces phytofloraisons ; L’importance des Trichodesmium en tant que fixateurs de diazote dans le cycle de l’azote à l’échelle globale et dans la production nouvelle; le rôle trophique des Trichodesmium ; La toxicité des Trichodesmium : on sait qu’ils contiennent une toxine proche de la ciguatoxine, molécule responsable de la “gratte”, qui pourrait infecter les produits de la mer consommés par l’Homme.

Ces questions seront abordées dans le cadre des programmes qui seront développés, à partir d’Octobre 2001 et ce jusqu’en juin 2003, dans et hors du lagon de Nouvelle-Calédonie. Ces programmes financés et organisés par l’Institut de Recherche pour le Développement (IRD = ex ORSTOM) et par le programme national français PROOF (INSU-CNRS) auront pour base de travail le laboratoire IRD de Nouméa (Programme DIAPAZON; programme LAGON).

Les études de terrain et études expérimentales

 

La phase d’échantillonnage sur le terrain se déroulera  du 1 octobre 2001 au 30 juin 2003 et aura pour cadre:

• Le programme DIAPAZON (responsable, A. Le Bouteiller, IRD) comportant les campagnes DIAPALIS sur le navire l’ALIS  (campagnes trimestrielles de 7 à 10 jours, hors et dans le lagon de Nouméa) et une observation haute fréquence (2 fois par semaine) effectuée en continu à partir de la navette commerciale reliant Nouméa aux îles Loyautés. 

• Un programme associé au chantier PNEC Néo-Calédonien  avec un suivi haute fréquence des populations de cyanobactéries et des facteurs environnementaux dans le lagon près de Thio (responsable R. Le Borgne, IRD).

L’expérimentation concernera des espèces de cyanobactéries typiques de la région qui auront été préalablement isolées en culture ou en place dans les communautés naturelles.

Contenu de la thèse

Dans sa thèse, Mr Tenorio contribuera à la mise au point et à l’exploitation d’un fluorimètre plus spécifiquement destiné à mesurer en flux continu les variations des distributions d’abondance des espèces filamenteuses et leurs relations avec les modifications environnementales. Il devra pour cela interpréter les signaux de fluorescence en terme d’abondance et comparer les résultats obtenus avec les comptages au microscope des trichomes et l’analyse quantitative des pigments par spectrofluorimétrie (chlorophylles, phycoérythrines). Il devra également déterminer la variabilité des signaux obtenus en fonction de l’état physiologique des cellules.  Il examinera les problèmes d’échantillonnage inhérent à l’estimation de la biomasse des Trichodesmium.  Il participera à l’étude des relations entre les abondances pigmentaires et cellulaires mesurées sur le terrain et les propriétés spectrales de la lumière rétrodiffusée par les couches superficielles de l’océan. Cette dernière étude a pour but d’améliorer et/ou de valider les algorithmes permettant d’estimer l’abondance des Trichodesmium dans les eaux de surface à partir des données obtenues grâce aux capteurs satellitaires « couleur de l’océan» type SEAWIFS, MODIS, etc…Elle vise en outre à apprécier l’importance de la diazotrophie dans le cycle de l’azote à l’échelle globale (collaboration avec Cécile Dupouy, IRD). Ce travail représentera une contribution à l’étude du déterminisme des phytofloraisons de Trichodesmium dans et hors du lagon de Nouvelle Calédonie, un des objectifs du programme DIAPAZON. Les travaux de Mr Tenorio ne se limiteront pas aux cyanobactéries filamenteuses mais concerneront également les variations d’abondance et la dynamique des espèces unicellulaires voire symbiotiques typiques des régions tropicales. Il participera aux efforts d’isolement d’un maximum d’espèces en vue de  déterminer leur capacité à fixer le diazote et leur contenu en phycobiliprotéines, pigments dont la variabilité spectrale offre une possibilité d’interprétation chemotaxonomique non négligeable.

 

Encadrement

Direction : J. Neveux, CR1 CNRS, docteur d'Etat (1982) Collaborations en Nouvelle-Calédonie: A. Le Bouteiller, IR1 IRD (programme DIAPAZON); R. Le Borgne, DR1 IRD (programme PNEC); Cécile Dupuy, CR1 IRD (programme TOPAZE)

 

Calendrier

Travail sur le terrain et expérimentation : 1 octobre 2001 au 30 juin 2003 Rédaction :  juillet 2003 et jusqu’à fin 2004 ; Mr Tenorio retournera en France, en même temps que son directeur de thèse, pour se consacrer uniquement à la rédaction de sa thèse et de publications.