Ce programme a pour objectif d’étudier les communautés virales et microbiennes présentes dans les sources hydrothermales côtières et terrestres des Terres Australes et Antarctiques Françaises. Il devrait permettre d’identifier de nouveaux virus, de nouveaux microorganismes ; de contribuer à mieux comprendre la variabilité géographique de la distribution des virus et procaryotes hyperthermophiles ; d’apporter des informations sur l’impact des éléments génétiques mobiles (virus et plasmides) sur l’adaptation et l’évolution des hôtes microbiens en conditions extrêmes. A long terme, nous tenterons d’exploiter le réservoir de gènes viraux et plasmidiques, à la recherche de nouvelles structures protéiques et de nouvelles fonctions biologiques.

Ce projet d'étude pluriannuel fait suite au programme d'exploration préliminaire « Hyperthermophiles » (campagne d'été 2004-2005).

Campagne 2009-10

Année 4/4

Lors de la campagne d'été 2009-2010, de nouveaux prélèvements d'eau, de gaz et d'air seront effectués au niveau des sources et fumerolles dans les 3 zones géothermiques actives, Rallier du Baty et Val Travers à Kerguelen et l'île Saint-Paul. Ces échantillons nous permettront d'approfondir l'étude de la diversité des communautés procaryotiques thermophiles et leur dissémination par voie aérienne ou marine. La dissémination en milieu marin fera l'objet d'une étude approfondie sur le site de Saint-Paul, où nous réaliserons une exploration sous-marine à la recherche de sources chaudes à l'intérieur du cratère immergé du volcan. Parallèlement, nous apprécierons la diversité microbienne aquatique, le fonctionnement de la boucle microbienne et quantifierons la diversité de la macrofaune benthique épigée sessile et endogée à proximité des sources hydrothermales dans les eaux du cratère. La diversité de la microflore thermophile des sources sous-marines sera comparée à celle présente au niveau des sources terrestres de Saint-Paul.

Campagne 2008-09

Lors de la campagne d'été 2008-09, de nouveaux prélèvements d'eau et de sédiments mais aussi d'air vont être effectués au niveau des sources et fumerolles dans les 3 zones géothermiques actives : Rallier du Baty, Val Travers et l'île Saint-Paul. Ces échantillons permettront à la fois de quantifier l'abondance et de caractériser la diversité des populations thermophiles procaryotiques mais aussi celles des populations virales qui sont inféodées à ces niches écologiques. La présence d'organismes pico et micro-eucaryotes extrêmophiles va pour la première fois être également recherchée. L'étude de la dynamique des populations microbiennes et virales et de leur interactions sera entreprise grâce à la réalisation de prélèvements espacés dans le temps, au niveau des sources pilotes. Dans de tels écosystèmes, les virus sont en effet considérés commes les premiers sinon les seuls prédateurs des microorganismes thermophiles. D'autre part, dans le perspective de pouvoir étudier ultérieurement plus en détail les capacités de dispersion à longue distance des microorganismes et de leurs éléments génétiques, par l'eau ou par voie aérienne, des séries de prélèvements d'eau et d'air seront entreprises selon un gradient croissant de distance autour des sources et fumerolles. Ceci devrait apporter d'intéressantes informations tant sur les propriétés d'aérosolisation des microorganismes extrêmophiles que sur les potentialités de transfert de gènes à partir du pool génétique microbien ou viral des sources chaudes vers d'autres écosystèmes.

Campagne 2007-08

De nouveaux prélèvements d'eau seront effectués au niveau des sources et fumerolles ( Cf. vidéo à droite). Les propriétés géochimiques des eaux thermales seront établies. Ces prélèvements serviront à établir et comparer les profils des communautés microbiennes par approche moléculaire. Parallèlement, de nouveaux microorganismes apparentés à de nouvelles espèces seront recherchés par la mise en oeuvre de techniques culturales. La présence de plasmides et de virus sera systématiquement recherchée dans les enrichissements de culture et dans les microorganismes isolés à partir de ces enrichissements. Ces éléments génétiques feront par la suite l'objet d'une caractérisation biologique et moléculaire (séquençage et analyse fonctionnelle de leur génome). Dans la perspective de pouvoir ultérieurement étudier directement l'abondance et la dynamique des populations virales présentes dans ces eaux, des essais préliminaires de concentration des particules virales, par procédé de filtration, seront réalisés in situ.

Des pièges à microorganismes seront enfin déployés sur zone (Rallier du Baty), afin d'étudier la capacité de dispersion des microorganismes hyperthermophiles et de leurs virus.