Thèse Candidatus Bathyarchaeia Acteur Majeur du Cycle du Carbone des Zones Humides Continentales H/F - Doctorat.Gouv.Fr

Établissement : Université de Rennes 1 École doctorale : École doctorale Écologie, Géosciences, Agronomie et Alimentation Laboratoire de recherche : ECOSYSTEMES, BIODIVERSITE, EVOLUTION Direction de la thèse : Anniet LAVERMAN Date limite de candidature : 2026-05-28T00:00:00 Les zones humides continentales (ZHC) constituent un écosystème clé du cycle du carbone (C) mondial. Bien que couvrant moins de 10 % des surfaces continentales, elles renferment un tiers du C organique stocké dans les sols à l'échelle planétaire. La réponse future des ZHC au changement climatique, qui limitera (fonction puits de C) ou augmentera (fonction source de C) la concentration en gaz à effet de serre de l'atmosphère, dépend du devenir du carbone organique qu'elles contiennent. Les études de diversité microbienne les plus récentes ont mis en lumière une richesse et une diversité microbienne insoupçonnées dans les sols des ZHC. La plupart de ces micro-organismes appartiennent à des taxa sans représentant cultivé et pour lesquels nous avons peu de données sur leur rôle dans la dégradation du C organique. Une forte proportion d'archées appartenant au taxon Candidatus Bathyarchaeia, a notamment été observée dans les sols des ZHC, en particulier en profondeur (Narrowe et al., 2017). Des études en milieu marin profond ont mis en évidence le rôle clé de certaines lignées de Ca. Bathyarchaeia dans la dégradation du C organique, en particulier de sa composante la plus récalcitrante (Meng et al., 2014; Yu et al., 2018). Cependant, malgré leur abondance dans les ZHC, il n'existe que très peu d'études sur l'activité de Ca. Bathyarchaeia en milieu continental. Ainsi leur rôle et leur importance dans le cycle du C continental restent à élucider. L'objectif de cette thèse sera de caractériser le rôle de Ca. Bathyarchaeia dans la transformation de la matière organique dans les ZHC. Elle testera les hypothèses suivantes : (i) Ca. Bathyarchaeia possède des voies métaboliques spécifiques qui lui permette de dégrader des composés organiques complexes supposés récalcitrants ; (ii) à travers son activité de transformation de la matière organique, Ca. Bathyarchaeia contrôle le cycle du C et les émissions de CO2 et de CH4 des ZHC . La thèse s'appuiera sur une approche expérimentale avec l'utilisation de microcosmes de sols issus de la ZHC de Guidel (OZCAR/H+), où une forte abondance et une forte diversité de Ca. Bathyarchaeia ont été observées (Coffinet et al., Dufresne et al., résultats non publiés).
cette thèse combine trois approches méthodologiques qui correspondent à l'expertise respective des trois encadrants : la microbiologie (A. Laverman), la géochimie organique et isotopique (S. Coffinet) et la bio-informatique (A. Dufresne). A l'université de Rennes, la partie microbiologie sera développée au sein de la plateforme MICRO en collaboration avec Julien Farasin. Les analyses de géochimie organique se feront sur la plateau technique SM2 de l'IETR (collaboration avec David Rondeau et Thomas Delhaye) avec le soutien de Marion Chorin (ECOCHIM) et sur la plateforme CONDATEAU (collaboration avec Marine Liotaud). Nous collaborons également avec Aurélie Cébron (laboratoire LIEC, Nancy) pour les analyses ADN-SIP.

L'approche proposée dans cette thèse est résolument innovante car elle remet en cause le postulat que le C organique, une fois enfoui dans le sol des ZHC, est durablement stocké et inaccessible à l'activité microbienne. Pour ce faire, elle étudiera un taxon peu étudié dans les milieux continentaux mais dont l'impact sur le cycle du C et notamment sur la production de gaz à effet de serre (CO2 et CH4) pourrait être majeur grâce à l'utilisation croisée d'approches de microbiologie environnementale et de géochimie organique. Cette thèse comporte également des développements méthodologiques importants à travers l'optimisation du couplage UHPLC-HRMS pour des applications de géochimie isotopique. Dans cette thèse, ce couplage sera utilisé pour analyser la composition isotopique des lipides membranaires microbiens mais son application pourrait dans le futur être étendu à une très large gamme de biomolécules (protéines, métabolites primaires, secondaires...).