Thèse Stratégies Écophysiologiques et Résilience des Biofilms Phototrophes dans les Sources Minérales Réponses aux Stress Lumineux Thermiques et Chimiques H/F - Doctorat.Gouv.Fr

Établissement : Université Clermont Auvergne École doctorale : Sciences de la Vie, Santé, Agronomie, Environnement Laboratoire de recherche : Laboratoire Microorganismes : Génomes et Environnement Direction de la thèse : ISABELLE MARY ORCID 0009000097218038 Début de la thèse : 2026-10-01 Date limite de candidature : 2026-06-15T23:59:59 Les sources minérales constituent des écosystèmes particuliers caractérisés par des gradients hydriques et géochimiques marqués qui imposent des contraintes fortes aux communautés microbiennes.
Cette thèse vise à comprendre comment les biofilms phototrophes s'adaptent et persistent dans des conditions de stress dans ces environnements chimiquement contraignants. Elle cherchera (i) à caractériser les réponses photo physiologiques des biofilms face à des stress lumineux et thermiques isolés et combinés, (ii) à identifier les mécanismes de tolérance et d'acclimatation impliqués, notamment via la photoprotection, la composition pigmentaire et la structure des biofilms, et (iii) à déterminer le rôle des gradients physico-chimiques de la source dans la modulation de ces réponses. En combinant mesures photo-physiologiques (fluorimétrie PAM), analyses pigmentaires (HPLC), caractérisation moléculaire et structurale des biofilms et données physico-chimiques du milieu, l'objectif est d'identifier les stratégies écophysiologiques permettant à ces communautés de maintenir leur activité photosynthétique et leur résilience face à des stress multiples, dans un contexte de changement environnemental.
Les sources minérales constituent des milieux extrêmes, caractérisés par des conditions physico-chimiques marquées (fortes températures locales, pH atypiques, conductivité élevée) et un isolement hydrologique fréquent. Ces contraintes sélectionnent des communautés microbiennes spécialisées, où les biofilms micro-algaux jouent un rôle central dans la production primaire et la structuration trophique locale (Hanson et al., 2012 ; Langenheder & Lindström, 2019). Les gradients abiotiques intenses, souvent perceptibles sur quelques mètres, offrent un contexte privilégié pour étudier l'adaptation et la résilience microbienne.
Ces systèmes présentent plusieurs atouts pour des tests mécanistiques : (i) des gradients abrupts permettant de relier précisément conditions locales et réponses physiologiques ; (ii) une faible complexité trophique limitant les facteurs confondants ; (iii) l'isolement hydrologique mettant en évidence le rôle des traits locaux et de leur plasticité ; (iv) la stabilité relative de certaines variables facilitant la détection de réponses fines et de trajectoires de succession (Rossi et al., 2021 ; Dini-Andreote et al., 2018).
Le site atelier de la Source du Ceix (Auvergne, France), suivi depuis 2020 dans le cadre des projets SPRINGS et ZAL/ZATU, constitue un observatoire idéal. Les suivis physico-chimiques continus et les campagnes biologiques y ont documenté la dynamique saisonnière de la biomasse pigmentaire, la variabilité des assemblages de diatomées le long des gradients thermiques, ainsi que les principales séries de variables environnementales (température, pH, conductivité, nutriments). Ces données fournissent un référentiel robuste pour relier conditions abiotiques, composition taxonomique et variations fonctionnelles des biofilms (Beauger et al., 2019 ; Lai et al., 2019).
S'appuyant sur les données expérimentales issues de ce site et complétées par des modèles développés en laboratoire, la thèse a pour objectifs de mieux comprendre comment les biofilms phototrophes s'adaptent et persistent dans ces environnements chimiquement contraignants. Elle cherchera (i) à caractériser les réponses photo-physiologiques des biofilms face à des stress lumineux et thermiques isolés et combinés, (ii) à identifier les mécanismes de tolérance et d'acclimatation impliqués, notamment via la photoprotection, la composition pigmentaire et la structure des biofilms, et (iii) à déterminer le rôle des gradients physico-chimiques de la source dans la modulation de ces réponses. En combinant mesures photo-physiologiques (fluorimétrie PAM), analyses pigmentaires (HPLC), caractérisation moléculaire et structurale des biofilms et données physico-chimiques du milieu, l'objectif est d'identifier les stratégies écophysiologiques permettant à ces communautés de maintenir leur activité photosynthétique et leur résilience face à des stress multiples, dans un contexte de changement environnemental. - Échantillonnage de biofilms phototrophes le long d'un gradient environnemental de source minérale
- Mesure des paramètres physico-chimiques du milieu (composition ionique, pH, conductivité, oxygène dissous, température) afin de caractériser le contexte géochimique.
- Expériences de stress lumineux et thermiques isolés et combinés sur les biofilms en conditions contrôlées.
- Mesures photophysiologiques par fluorimétrie PAM (Fv/Fm, Y(II), courbes lumière-réponse) pour évaluer la tolérance et la résilience des communautés.
- Analyses pigmentaires par HPLC pour caractériser les pigments photosynthétiques et photoprotecteurs.
- Caractérisation de la structure et de l'organisation des biofilms par microscopie (confocale et/ou électronique) et caractérisation moléculaire
- Intégration et analyse des données physiologiques et environnementales afin d'identifier les mécanismes d'acclimatation et les stratégies écophysiologiques des communautés le long du gradient.

- Formation en écologie, microbiologie, biologie des organismes ou sciences de l'environnement (Master ou équivalent).
- Intérêt marqué pour l'écologie microbienne, l'écophysiologie et les écosystèmes aquatiques.
- Connaissances de base en physiologie des microalgues / cyanobactéries ou fonctionnement des biofilms appréciées.
- Expérience ou intérêt pour les approches expérimentales en laboratoire et le travail de terrain.
- Intérêt pour les techniques analytiques (fluorimétrie PAM, chromatographie HPLC, microscopie).
- Compétences en analyse et traitement de données (R ou équivalent) souhaitées.
- Capacité à travailler de manière autonome, rigoureuse et collaborative dans un projet interdisciplinaire.
- Bonnes capacités de communication scientifique à l'écrit et à l'oral (français et anglais).