Diversité, distribution et activité des diazotrophes planctoniques en mer Méditerranée

La mer Mediterranee est une des zones oceaniques les plus oligotrophes de la planete pour laquelle la fixation biologique d’azote a ete proposee comme jouant un role important dans les flux de carbone et d’azote. Comme les organismes planctoniques potentiellement responsables de cette activite n’y ont jamais ete etudies, les objectifs de cette these etaient de caracteriser la diversite (abondance et richesse specifique), la distribution spatio-temporelle, et les facteurs de controle des diazotrophes, en s’axant particulierement sur les cyanobacteries unicellulaires (UCYN). Pour cela, des hybridations in situ (TSAFISH)sur differentes fractions de taille en combinaison avec des comptages microscopiques et des analyses phylogenetiques sur les genes 16S ADNr et nifH ont ete realisees, a la fois lors d’un cycle saisonnier a la station cotiere SOMLIT de Marseille, et lors du transect Mediterraneen BOUM. Alors que les cyanobacteries filamenteuses Richelia intra cellularis et Trichodesmium sp. ont ete detectees seulement ponctuellement dans le temps et dans l’espace, en tres faible concentration (0.02 filament.ml-1), la communaute des cyanobacteries diazotrophes etait dominee a 99,9% par du picoplancton hybride avec la sonde Nitro821, specifique aux UCYN. Ces cellules, de petite (0.7-1.5 μm) ou de grande (2.5-3.2 μm)taille, ont ete retrouvees en faible concentration (1-6 cellule.ml-1) dans toute la Mediterranee et tout au long de l’annee, a l’exception de l’ete 2006 lorsque la concentration des petites cellules a atteint 5300 cellule.ml-1 au cours d’un evenement exceptionnel de pollution atmospherique urbaine. Des efflorescences similaire sont ete observees suite a des enrichissements en poussieres sahariennes a une station cotiere en Corse et au large au centre de la Mediterranee, simultanement avec des augmentations de l’activite de fixation d’azote.L’affiliation des petites cellules aux UCYN-A a ete confirmee par phylogenie dans les eaux du large de la Mediterranee occidentale. Les librairies de clones nifH de la fraction de taille picoplanctonique etaient dominees par des sequences d’α-proteobacteries appartenant a un nouveau groupe marin de Bradyrhizobium. D’autres groupes de rhizobia et des γ-proteobacteries ont ete detectes ponctuellement.Alors que l’absence de Trichodesmium sp. au large pourrait etre liee aux faibles concentrations en phosphate et en fer, les facteurs inhibant le developpement des UCYN-B et –C restent inconnus. Lesdiazotrophes picoplanctoniques (Bradyrhizobium, rhizobia, UCYN-A) pourraient avoir developpe des strategies specifiques, telles que des associations avec des eucaryotes ou des particules inertes, et/ou la capacite de photosynthese, pour acquerir le carbone necessaire au soutien du processus de la diazotrophie