Projet MICADO : ECOBIO, lauréat d’une Marie Sklodowska-Curie



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L’objectif du projet MICADO est de caractériser les processus à l’origine des émissions de méthane des zones humides continentales

Le projet MICADO (microbial contribution to continental wetland carbon budget) - projet CNRS porté par Anniet Laverman (ECOBIO), Alexis Dufresne (ECOBIO) et Sarah Coffinet, est lauréat d’une bourse de mobilité européenne Marie Skłodovska Curie 2019. Les bourses européennes Marie Curie sont attribuées chaque année à des jeunes chercheurs européens afin d’aider au développement de leur carrière grâce à l’acquisition de nouveaux domaines de compétences et le renforcement de leur expertise. Cette année, 2500 chercheurs européens ont été financés, tous domaines confondus, et le taux de réussite dans le domaine « environnement » était d’environ 12%. Sarah Coffinet est actuellement au MARUM (Center for Marine Environmental Sciences, University of Bremen, Germany) : début du projet en janvier 2020.


Les zones humides continentales, première source naturelle de méthane à l’échelle mondiale :

L’objectif du projet MICADO est de caractériser les processus à l’origine des émissions de méthane des zones humides continentales. Le méthane est un gaz à effet de serre très puissant, possédant le plus fort pouvoir réchauffant à 100 ans. Les zones humides continentales constituent une source majeure d’émission de méthane, représentant environ un tiers des émissions naturelles mondiales. Ce sont également des zones très sensibles au changement climatique, en particulier la modification du régime des précipitations, car leur bon fonctionnement dépend du taux de saturation en eau de leurs sols. Si ce niveau de saturation varie, cela entrainera une modification des processus se déroulant dans ces sols, notamment ceux responsables des émissions de méthane. Se pose alors la question suivante : comment les émissions de méthane vont-elles évoluer sous l’effet d’un climat différent ?


Les microorganismes souterrains à l’origine du méthane émis dans les zones humides continentales :

Dans les zones humides, le méthane est essentiellement produit dans les sous-sols par des microorganismes dits méthanogènes. Au cours des dernières années, les progrès en biologie moléculaire ont permis d’observer la présence de nombreux méthanogènes capables de produire du méthane à partir de sources de carbone variées, telles que le dioxyde de carbone mais également de petites molécules organiques issues de la dégradation des tissus végétaux. Mais tous les organismes présents dans un écosystème ne sont pas tous actifs de la même façon. Certaines conditions environnementales comme la température ou la présence de nutriments peuvent stimuler certaines communautés et inhiber d’autres. Le projet MICADO propose de développer une approche innovante pour identifier quelles communautés microbiennes et quelles voies de production du méthane sont les plus actives au sein d’une zone humide continentale.


MICADO : l’alliance de la microbiologie et de la géochimie organique

Le projet MICADO se concentrera sur l’étude de la zone humide de Ploemeur – Guidel. Ce site fait l’objet d’un suivi environnemental régulier par l’équipe de Laurent Longuevergne (Géosciences Rennes). Deux carottes longues de sol seront prélevées en hiver et en été afin de comparer l’influence de la saturation en eau sur les processus microbiens dans le sous-sol. L’originalité du projet réside dans la combinaison d’outils de biologie moléculaire et de géochimie organique qui sont rarement utilisés de concert. L’analyse metagénomique des communautés permettra de déterminer les microorganismes présents tandis que la géochimie organique, grâce à un bilan isotopique des substrats carbonés et des produits formés, permettra de mettre en évidence quelles voies de production de méthane sont privilégiées par ces communautés. Ce suivi in situ du site de Guidel sera couplé à des incubations en laboratoire qui permettront de quantifier les différents processus en jeu et de mieux comprendre les facteurs environnementaux contrôlant la production de méthane.

En plus des équipes rennaises d’ECOBIO et Géosciences, le projet inclura également l’équipe de Kai-Uwe Hinrichs du MARUM (Center for Marine Environmental Sciences, University of Bremen, Germany) où Sarah Coffinet est actuellement en post-doctorat. L’interaction avec ces spécialistes de l’étude des environnements marins permettra de comparer les processus observés en zones continentales avec les processus observés dans les fonds marins.


A noter que Sarah a bénéficié d'une subvention Boost Mobilité de la Région Bretagne de 1000 € - obtenue début 2019 - pour préparer,  avec la DR17 du CNRS, son projet et sa demande à l'Union européenne : c'est un dispositif assez unique en France et très utile notamment pour la préparation des projets Marie Curie individuels (NB : le 2PE - Plateforme projets européens Bretagne - est à la disposition des chercheurs et enseignants-chercheurs pour toute information sur le dispositif Boost Europe : contacter Claire Bajou).


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Représentation schématique d'une zone humide. Le projet MICADO se concentre sur les circuits de transformation de la matière organique induits par les microbes qui conduisent à la production de CH4 dans les horizons anoxiques des zones humides. Le tapis microbien est représenté en orange dans ce schéma global.



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Image en microscopie électronique à balayage montrant les structures extracellulaires produites par les bactéries oxydant le fer. L'accumulation importante de ces structures, constituées de carbone organique et d'oxydes de fer, conduit à la formation de tapis microbiens au niveau des zones de résurgence d'eau souterraine riche en fer.
Image de gauche : tubes formés par les bactéries du genre Leptothrix. Image de droite : fibres torsadées produites par les bactéries de la famille Gallionellaceae.
Image prise par Olivier Bochet ("Les fractures du sous-sol favorisent le développement de la vie intraterrestre", article paru en janvier 2020 dans Nature Geoscience)





Contact OSUR

Sarah Coffinet (ECOBIO, MARUM, University of Bremen) / @
Alain-Hervé Le Gall (OSUR multiCOM) / @