Le changement global et les modifications des régimes de perturbations qui en découlent impactent la stabilité des communautés. Les communautés microbiennes sont des acteurs majeurs du fonctionnement des écosystèmes. En rivière, les biofilms phototrophes participent activement au recyclage de la matière organique et assurent une part très significative voire principale de la production primaire. Identifier les facteurs qui influencent leur stabilité et analyser leur réponse aux multiples perturbations qui affectent les écosystèmes aquatiques est donc crucial. Ce travail de thèse vise ainsi à comprendre comment les propriétés des perturbations (nature, intensité, intervalle de temps entre perturbations successives…) ainsi que les caractéristiques des communautés et leur histoire influencent la stabilité des communautés microbiennes. Pour répondre à cette question, j'ai étudié la résistance et la résilience, structurelles et fonctionnelles, de biofilms phototrophes exposés à des perturbations associées à l'intermittence hydrique (lentification, assèchement, stress thermique, contamination) en manipulant la complexité des assemblages microbiens (souches algales, communautés synthétiques et naturelles) et la complexité des séquences de perturbations (évènements uniques ou séquentiels). Grâce à mes différentes expériences réalisées en laboratoire, j'ai démontré comment la diversité des communautés et leur histoire thermale augmentent la capacité des biofilms à résister à des stress brefs et intenses de température. J’ai aussi montré que la composition initiale des communautés algales conditionne la stabilité de la qualité nutritionnelle des biofilms après un assec. J’ai analysé les effets de l’histoire de l’intermittence hydrique d’une rivière sur la sensibilité des biofilms phototrophes à un contaminant agricole complexe. Enfin, mon travail a permis de démontrer que des perturbations identiques successives de même nature ont des effets combinés très différents (additifs, antagonistes ou synergiques) sur la résilience fonctionnelle des biofilms qui dépendent de l’intensité et de l’intervalle de temps entre les évènements. |
Global changes and resulting changes in disturbance regimes threatened community stability. Microbial communities are major actors of ecosystem functioning. In rivers, phototrophic biofilms contribute significantly to the recycling of organic matter and are one of the most important primary producers. It is therefore crucial to identify the drivers of their stability and to analyse their response to the multiple disturbances aquatic ecosystems are exposed to. My thesis work aims at understanding how disturbance properties (nature, intensity, time interval…) and communities' features and their history influence the stability of microbial communities. To answer this question, I studied both structural and functional resistance and resilience of phototrophic biofilms exposed to disturbances associated with hydric intermittency (lentification, drying, thermal stress, contamination), by manipulating the complexity of microbial communities (isolated strains, synthetic or natural communities) and the complexity of disturbance sequences. Thanks to several laboratory experiments, I showed how the diversity and history of communities increase biofilm resistance to short heat stress. I also demonstrated that the initial algal composition of biofilms determines the stability of the biofilm nutritional quality after a dry period. I also analysed the effects of the history of hydric intermittency on the stability of phototrophic biofilms exposed to a complex contaminant mimicking an agricultural run-off. Finally, I was able to evidence that successions of identical disturbances had very different combined effects (additive, antagonistic or synergistic) on biofilm functional resilience according to the intensity and time interval between each event. |