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thèse de Robin Havas

Étude multi-isotopique de microbialites actuelles en environnement lacustre alcalin (cratères de volcans) et de stromatolithes néorchéens

Début : janvier 2020

Encadrant : Christophe Thomazo

Financement ANR

 

Résumé

Les stromatolithes, et plus largement les microbialites, sont des structures organo-sédimentaires formées sous l’influence de communautés microbiennes, aux fonctionnements et phylogénies variées, en interaction avec des processus abiotiques. Les stromatolithes fossilisés représentent aujourd’hui les plus vieilles traces de vie admises sur Terre (~ 3,5 Ga). Pourtant, la nature et le fonctionnement précis des microorganismes qui leur sont associés, les conditions environnementales locales résultant de leur formation ainsi que leur préservation sur le long terme dans l’enregistrement sédimentaire sont faiblement compris. Ce doctorat intègre un projet ANR interdisciplinaire à la frontière entre géologie, chimie et biologie visant à déchiffrer les processus de formation des microbialites de l’échelle nanoscopique à macroscopique. C’est-à-dire, identifier les communautés bactériennes présentes, comprendre comment elles favorisent la précipitation ou dissolution minérale, de quelles minéralogies s’agit-il, comment ces environnements (leur chimie, le contexte géologique, etc.) influencent la formation de ces microbialites, quelles signatures chimiques / isotopiques sont préservées et comment peut-on les rattacher au répertoire géologique ancien ? Nous réaliserons l’aspect géochimique/isotopique de ce projet multidisciplinaire, utilisant les signatures en isotopes stables du C, N, S et O en parallèle des informations de métatranscriptomique et de minéralogie détaillée.

Les analyses isotopiques de microbialites actuelles restent rares (les données δ13C and δ18O sur microbialites et eaux de lac sont parcellaires et il n’existe pas de données δ15N et multi-isotopie du souffre Δ34S, Δ33S) et les modèles tentant de corréler les variations spatiales de fractionnements isotopiques avec la distribution de lignages microbiens spécifiques sont manquants. Une tel regroupement des données est essentiel pour pouvoir associer des groupes phylogénétiques à certaines signatures isotopiques de l’enregistrement fossile.

Par conséquent, nous nous attachons à analyser et caractériser les membres les plus actifs des communautés microbiennes présentes à différentes profondeurs de lacs de cratères mexicains, utilisant les mesures isotopiques du C, O, N et S dans les phases organiques et minérales, de l’échelle nanoscopique à la roche totale. De plus, nous analysons les eaux et sédiments de fond de lacs afin d’avoir une compréhension à plus grande échelle des relations biogéochimiques complexes ayant cours dans ces lacs alcalins. Cette nouvelle base de données servira pour la comparaison et l’interprétation de compositions isotopiques de stromatolithes néoarchéens issus de la plateforme carbonatée de Malmani (~ 2,5 Ga), Afrique du Sud.

Mots clés

microbialites, géochimie isotopique, lacs alcalins, stromatolithes, archéen

 

Comité de suivi de thèse

Karim Benzerara
Vincent Busigny

extrait:
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Étude multi-isotopique de microbialites actuelles en environnement lacustre alcalin (cratères de volcans) et de stromatolithes néorchéens

Début : janvier 2020

Encadrant : Christophe Thomazo

Financement ANR

 

Résumé

Les stromatolithes, et plus largement les microbialites, sont des structures organo-sédimentaires formées sous l’influence de communautés microbiennes, aux fonctionnements et phylogénies variées, en interaction avec des processus abiotiques. Les stromatolithes fossilisés représentent aujourd’hui les plus vieilles traces de vie admises sur Terre (~ 3,5 Ga). Pourtant, la nature et le fonctionnement précis des microorganismes qui leur sont associés, les conditions environnementales locales résultant de leur formation ainsi que leur préservation sur le long terme dans l’enregistrement sédimentaire sont faiblement compris. Ce doctorat intègre un projet ANR interdisciplinaire à la frontière entre géologie, chimie et biologie visant à déchiffrer les processus de formation des microbialites de l’échelle nanoscopique à macroscopique. C’est-à-dire, identifier les communautés bactériennes présentes, comprendre comment elles favorisent la précipitation ou dissolution minérale, de quelles minéralogies s’agit-il, comment ces environnements (leur chimie, le contexte géologique, etc.) influencent la formation de ces microbialites, quelles signatures chimiques / isotopiques sont préservées et comment peut-on les rattacher au répertoire géologique ancien ? Nous réaliserons l’aspect géochimique/isotopique de ce projet multidisciplinaire, utilisant les signatures en isotopes stables du C, N, S et O en parallèle des informations de métatranscriptomique et de minéralogie détaillée.

Les analyses isotopiques de microbialites actuelles restent rares (les données δ13C and δ18O sur microbialites et eaux de lac sont parcellaires et il n’existe pas de données δ15N et multi-isotopie du souffre Δ34S, Δ33S) et les modèles tentant de corréler les variations spatiales de fractionnements isotopiques avec la distribution de lignages microbiens spécifiques sont manquants. Une tel regroupement des données est essentiel pour pouvoir associer des groupes phylogénétiques à certaines signatures isotopiques de l’enregistrement fossile.

Par conséquent, nous nous attachons à analyser et caractériser les membres les plus actifs des communautés microbiennes présentes à différentes profondeurs de lacs de cratères mexicains, utilisant les mesures isotopiques du C, O, N et S dans les phases organiques et minérales, de l’échelle nanoscopique à la roche totale. De plus, nous analysons les eaux et sédiments de fond de lacs afin d’avoir une compréhension à plus grande échelle des relations biogéochimiques complexes ayant cours dans ces lacs alcalins. Cette nouvelle base de données servira pour la comparaison et l’interprétation de compositions isotopiques de stromatolithes néoarchéens issus de la plateforme carbonatée de Malmani (~ 2,5 Ga), Afrique du Sud.

Mots clés

microbialites, géochimie isotopique, lacs alcalins, stromatolithes, archéen

 

Comité de suivi de thèse

Karim Benzerara
Vincent Busigny

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Étude multi-isotopique de microbialites actuelles en environnement lacustre alcalin (cratères de volcans) et de stromatolithes néorchéens
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janvier 2020

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