Encadrement :
Michael Danger (michael.danger@univ-lorraine.fr) – Encadrant
Aurélie Cébron (aurelie.cebron@univ-lorraine.fr) – Co-encadrante
Martin Laviale (martin.laviale@univ-lorraine.fr) – Co-encadrant
Titouan Dionet (titouan.dionet@univ-lorraine.fr) – Doctorant, co-encadrant
Laboratoire d’accueil :
Laboratoire Interdisciplinaire des Environnements Continentaux (LIEC), UMR CNRS 7360 – Université de Lorraine – Campus Bridoux, Metz et FST, Nancy (https://liec.univ-lorraine.fr/)
Stage de 6 mois : à partir de janvier (ou plus tôt selon les calendriers des formations de master des candidat(e)s – Calendrier adaptable aux formations en alternance). Stage faisant l’objet d’une gratification.
Pas de financement acquis pour une poursuite en thèse.
Contexte général du projet dans lequel s’intègre le stage proposé
Les détritus végétaux, constitués en grande partie par les feuilles mortes et le bois mort, représentent la source principale d’énergie et de nutriments dans nombre de cours d’eau de tête de bassin versant (Fisher & Likens 1973). Pour permettre le transfert de ces ressources aux niveaux trophiques supérieurs (détritivores), le rôle du pré-conditionnement des détritus par les décomposeurs microbiens – en particulier par les hyphomycètes aquatiques – a été établi de longue date (Bärlocher 1985, Suberkropp & Chauvet 1995). Néanmoins, nos travaux des dix dernières années ont mis en évidence que ce conditionnement n’était pas suffisant pour assurer la production secondaire et le bon fonctionnement des cours d’eau. En effet, les champignons seuls rendent accessible la ressource en ramollissant les tissus des détritus, mais sans apports externes de minéraux (immobilisation de N et P du milieu), cette ressource reste insuffisante qualitativement pour soutenir la production des détritivores (Danger et al. 2013a). De même, sans apport complémentaire de ressources riches en molécules spécifiques, la survie, la croissance et la reproduction des détritivores sont remises en cause (Crenier et al. 2017 ; Rollin et al. 2018 ; Labed-Veydert et al. 2023). Le conditionnement microbien des litières à la fois par les décomposeurs et par les producteurs primaires est donc primordial pour assurer l’efficacité des transferts trophiques et soutenir la production secondaire. L’efficacité et les effets de ce conditionnement devraient dépendre respectivement du match entre les traits des cellules microbiennes et ceux des litières à décomposer et du match entre les traits des détritus conditionnés et les traits des consommateurs.
Dans la nature, de nombreux stresseurs seraient susceptibles d’affecter la colonisation des détritus par ces microorganismes, mais paradoxalement, très peu de choses sont connues à ce sujet. Les rares études sur cette thématique ont ciblé les champignons aquatiques (Krauss et al. 2003), mais aucune information n’est actuellement disponible sur les effets des stresseurs sur la colonisation conjointe des litières par les décomposeurs et les producteurs primaires. Parmi ces stresseurs, la carence en éléments minéraux (N et P en particulier) pourrait jouer un rôle central, en impactant la compétition entre les deux groupes fonctionnels et en impactant les capacités de germination des spores et/ou les capacités d’adhésion des diatomées sur les litières. Par ailleurs, les contaminants ciblant plus spécifiquement un des deux compartiments biologiques, décomposeurs ou producteurs primaires, pourraient altérer l’abondance relative de ces deux groupes et incidemment la qualité de la ressource mise à disposition pour les détritivores. Dans les petits cours d’eau, deux contaminants modèles antifongiques, le cuivre et le tébuconazole possèdent un fort réalisme environnemental, étant largement employés dans les cultures notamment viticoles. Ils pourraient agir fortement dans le déterminisme des ratios algues/champignons se développant dans les litières, avec des conséquences indirectes prévisibles sur la production des détritivores.
Ce projet s’inscrit dans le cadre d’une thèse de doctorat intitulée « Comment les carences en nutriments et les contaminants impactent-ils la qualité de la ressource pour les détritivores ? » (2024 – 2027). Les objectifs de cette thèse sont (1) d’étudier l’effet des stresseurs environnementaux sélectionnés (carence en N et P ; contamination) sur les interactions physiques entre les cellules microbiennes (spores fongiques, cellules algales) et les substrats à coloniser (litières végétales), (2) d’établir le lien entre la diversité cellulaire à l’origine de la colonisation microbienne des litières et les communautés microbiennes présentes au cours de la décomposition et (3) de déterminer si les différences de colonisation microbienne induites par les stresseurs sélectionnés entraînent des changements de qualité des détritus, impactant les traits d’histoire de vie des détritivores (survie, croissance) et la production secondaire.
Contexte du stage proposé
Dans ce cadre, le stage de Master 2 aura pour objectif de suivre expérimentalement la colonisation de litière modèle (érable) et le développement de communautés microbiennes sous différentes conditions de stress (carence en nutriments, contamination au cuivre et au tébuconazole), en appliquant des méthodes couramment appliquées au LIEC (notamment microscopie DIC). Les données recueillies permettront d’analyser les structures des communautés microbiennes au cours du processus de décomposition, via une approche de qPCR ciblée. Les résultats seront comparés et mis en relation avec les données disponibles existantes, enrichissant ainsi la compréhension des dynamiques microbiennes en réponse aux contraintes environnementales.
Missions du stage
– Mise en place et gestion des expérimentations : participation à la conception des designs expérimentaux, mise en place et suivi des unités expérimentales, analyses microbiologiques.
– Gestion et analyse statistique de l’ensemble des données obtenues pendant le stage à l’aide du logiciel RStudio : comparaison et interprétation des résultats dans le contexte du projet, biostatistiques et analyses multivariées.
– Mise en perspective avec les données de la littérature scientifique.
Compétences requises
Nous recherchons un(e) étudiant(e) sérieux(se), dynamique, autonome et organisé(e) présentant des compétences et connaissances en microbiologie et en analyse de données sous R (biostatistiques et analyses multivariées).
Ce stage, de nature expérimentale, demandera au candidat de bonnes aptitudes au travail de laboratoire, de la rigueur, ainsi que de bonnes capacités à travailler en équipe.
Le candidat devra également démontrer une capacité à effectuer des recherches bibliographiques, une compréhension écrite de l’anglais, ainsi qu’une bonne capacité rédactionnelle.
Modalités de candidature
Envoyer un CV (avec le nom d’au moins 1 référent scientifique), une lettre de motivation, les relevés de notes universitaire (master & licence ou équivalent) et tout autre document pertinent que le (la) candidat(e) jugera utile de fournir à : michael.danger@univ-lorraine.fr ; avant le 20/10/2024.
Le recrutement s’effectuera en deux temps : phase d’étude du dossier puis phase d’entretien. Les
candidatures seront examinées au fil de l’eau.
Références
Bärlocher, F. (1985). The role of fungi in the nutrition of stream invertebrates. Botanical journal of the Linnean Society, 91(1-2), 83-94.
Crenier C., Arce-Funck J., Bec A., Perrière F., Leflaive J., Guérold F., Felten V. & Danger M. (2017) Minor food sources can be major drivers of secondary production in detritus-based ecosystems. Freshwater Biology, 62 (7), 1155-1167
Dang, C. K., Gessner, M. O., & Chauvet, E. (2007). Influence of conidial traits and leaf structure on attachment success of aquatic hyphomycetes on leaf litter. Mycologia, 99(1), 24-32.
Danger M, Arce Funck J., Devin S., Heberlé J., Felten V. (2013a). Phosphorus content in detritus controls life history traits of a detritivore. Functional Ecology, 27: 807-815
Danger, M., Cornut, J., Chauvet, E., Chavez, P., Elger, A., & Lecerf, A. (2013b). Benthic algae stimulate leaf litter decomposition in detritus‐based headwater streams: A case of aquatic priming effect?. Ecology, 94(7), 1604-1613.
Fisher, S. G., & Likens, G. E. (1973). Energy flow in Bear Brook, New Hampshire: an integrative approach to stream ecosystem metabolism. Ecological monographs, 43(4), 421-439.
Francius, G., Petit, F., Clément, E., Chekli, Y., Ghigo, J. M., Beloin, C., & Duval, J. F. (2021). On the strong connection between nanoscale adhesion of Yad fimbriae and macroscale attachment of Yad-decorated bacteria to glycosylated, hydrophobic and hydrophilic surfaces. Nanoscale, 13(2), 1257-1272.
Krauss, G., Bärlocher, F., & Krauss, G. J. (2003). Effects of pollution on aquatic hyphomycetes. Fungal Diversity Research Series, 10, 211-230.
Labed-Veydert T., Danger M., Felten V., Bec A., Laviale M., Cellamare M., Desvilettes C.. Microalgal food sources largely improve macroinvertebrates growth in detritus based-headwater streams: Evidences from an instream experiment. Freshwater Biology, 67 (8), 1380-1394Wang et al. 2022
Loustau, E., Leflaive, J., Boscus, C., Amalric, Q., Ferriol, J., Oleinikova, O., … & Rols, J. L. (2021). The response of extracellular polymeric substances production by phototrophic biofilms to a sequential disturbance strongly depends on environmental conditions. Frontiers in Microbiology, 12, 742027.
Suberkropp, K., & Chauvet, E. (1995). Regulation of leaf breakdown by fungi in streams: influences of water chemistry. Ecology, 76(5), 1433-1445.
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