Spatial and temporal dynamics of microbial communities in active hydrothermal vents
Dynamique spatiale et temporelle des communautés mircrobiennes dans les édifices hydrothermaux actifs
Résumé
In deep-sea hydrothermal vents, the mixing between hot, acidic and anoxic hydrothermal fluid with seawater leads to the formation of hydrothermal chimneys. These are porous structures whose mineralogical composition changes over time.Thermal and chemical gradients are favourable to the growth of microbial communities, that present a high taxonomic, physiologic and metabolic diversity.Despite numerous studies about the microbiology of hydrothermal environments, the spatial and temporal dynamics of microbial communities in hydrothermal vents remain relatively unknown. Our study was based on a rigorous sampling of hydrothermal chimneys from six sites in the Lucky Strike hydrothermal vent field, and the associated proximal plume.The mineralogical composition of hydrothermal chimneys, determined by X-ray diffraction, was used to estimate the growth stage of the chimneys.Complementary approaches were implemented to study and compare the microbial communities in chimneys and proximal plume. The phylogenetic diversity and the structure of these communities was studied by a metabarcoding approach, and functional information were obtained by realizing continuous cultures in bioreactor, MPN enrichments and metabolic activities measurements. A strain of the genus Persephonella was isolated and described.The investigation of its physiological and metabolic capacities has highlighted its adaptation to the hydrothermal environment.
Dans les sources hydrothermales océaniques profondes, le mélange du fluide hydrothermal chaud, acide et anoxique avec l’eau de mer froide et oxygénée provoque la formation de cheminées hydrothermales. Il s’agit de structures poreuses dont la composition minéralogique évolue au cours du temps. Les gradients thermiques et chimiques sont propices à la croissance de communautés microbiennes, qui présentent une forte diversité taxonomique, physiologique et métabolique. Malgré les nombreuses études portant sur la microbiologie de ces environnements, la dynamique spatiale et temporelle des communautés microbiennes des cheminées hydrothermales reste encore peu connue. Notre étude a été basée sur un échantillonnage rigoureux de cheminées hydrothermales de six sites du champ hydrothermal Lucky Strike, et du panache proximal associé. La composition minéralogique des cheminées hydrothermales, déterminée par diffraction aux rayons X, a permis d’estimer le stade de maturation des cheminées. Des approches complémentaires ont été mises en place pour étudier et comparer les communautés microbiennes des cheminées et du panache proximal. La diversité phylogénétique et la structure de ces communautés a été étudiée par une approche de metabarcoding, et des informations fonctionnelles ont été obtenues en réalisant des cultures en continu en bioréacteur, des enrichissements MPN ainsi que des mesures d’activité métabolique. Une souche appartenant au genre Persephonella a également été isolée et décrite et son adaptation à l’environnement hydrothermal a été montrée.
Origine : Version validée par le jury (STAR)