Exobiologie et Astrobiologie

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Influence des communautés microbiennes dans le processus de fossilisation des protistes  

M2 ORSAY                                                                                             

Pendant la plupart de son histoire et jusqu’à l’explosion Cambrienne il y a ~500 millions d’années, la vie sur Terre était cantonnée au monde microbien. Ces organismes s’organisaient souvent en tapis microbiens complexes, parfois calcifiants, qui ont laissé des traces sous la forme de stromatolites fossiles. La détection des microfossiles ou d’autres signatures clairement biogéniques (empreintes, macromolécules organiques complexes, biominéraux) dans des stromatolites fossiles et leur attribution à des lignées spécifiques serait très utile pour démontrer l’existence et dater l’origine de telles lignées au cours de l’évolution. Une approche complémentaire à l’observation des fossiles à la recherche de traces biogéniques consiste à observer des phénomènes de fossilisation récente dans des systèmes naturels ou à réaliser des expériences de fossilisation in vitro afin de comprendre quel type de traces peuvent laisser les différents types d’organismes et si elles sont diagnostiques ou pas. En collaboration avec K. Benzerara (Laboratoire de Minéralogie et de Physique des Milieux Condensés) et E. Gérard (Institut de Physique du Globe de Paris), nous avons mis en évidence récemment des processus de fossilisation en cours de certaines cyanobactéries dans des microbialites du lac alcalin d’Alchichica, Mexique. Si ces d’observations sur des bactéries en milieu naturel ou in vitro sont utiles, on a beaucoup moins de données sur le processus de fossilisation des microorganismes eucaryotes (protistes). Pourtant, pouvoir dater l’apparition des différentes lignées de protistes dans le registre fossile serait essentiel pour pouvoir valider des hypothèses sur la date d’apparition de ce domaine du vivant et sur la diversification et l’histoire évolutive des grandes lignées eucaryotes. Dans ce stage, nous proposons d’examiner les premières étapes du processus de fossilisation de deux types d’eucaryotes possédant des squelettes externes avec des chimies très contrastées : des diatomées à squelette siliceux et des protistes à squelette carbonatée (certains dinoflagellés et algues rouges). Nous profiterons d’une expérience de fossilisation en milieu semi-naturel (tapis microbiens) en cours au laboratoire. Des échantillons seront prélevés régulièrement à des intervalles de temps définis pour i) observer l’évolution morphologique et chimique de ces protistes en cours de fossilisation et la communauté microbienne environnante et ii) caractériser la diversité des microorganismes associés au cours du temps. Ce stage interdisciplinaire sera réalisé en étroite collaboration avec K. Benzerara et E. Gérard, avec qui seront menées des observations en microscopie électronique (balayage et transmission) et confocale à balayage laser. Pour caractériser la diversité des microorganismes des trois domaines du vivant, bactéries, archées et eucaryotes, nous utiliserons des analyses moléculaires basées sur l’amplification de gènes d’ARN ribosomique 16S/18S et du pyroséquençage. Les séquences seront regroupées en unités taxonomiques opérationnelles, classées en fonction de leur phylogénie et leur abondance relative sera quantifiée. Le candidat sera ainsi familiarisé avec des méthodes observationnelles de haute résolution (microscopies électroniques à balayage et à transmission, microscopie confocale) et avec des méthodes moléculaires de caractérisation de la diversité et d’analyse de séquences. Ce travail pourra être suivi d’une thèse.

Responsables de stage : Purificación López-García et Karim Benzerara

Lieu de stage : équipe “Diversité et évolution microbiennes”, Unité d’Ecologie, Systématique et Evolution, Université Paris-Sud, bâtiment 360, 91405 Orsay cedex; Tél : 01 69 15 76 08

Pour toute demande d’information complémentaire et pour les candidatures :

Contact : puri.lopez@u-psud.fr; karim.benzerara@impmc.jussieu.fr

 

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