Les protistes: acteurs-clés du réseau trophique pélagique au Lac Tanganyika

(eng) While pathogenic microbes are actually far from being the rule, in contrast microbes are generally associated to illness. Actually, microbes play crucial parts in sustaining life on Earth and preserving biodiversity. In aquatic environments, protists (microbial eukaryotes) are fundamental components of the pelagic food web, both as primary producers and as the main link between picoplanktonic carbon and the higher trophic levels, through grazing activities. The substantial role of protozoan has been particularly stressed for the oligotrophic systems, where picoplankton, inedible for metazooplankton, typically dominates planktonic biomass and productivity. Located in the East African Rift Valley, Lake Tanganyika is one of the world's largest and deepest lakes, which is also known for the unusually high yield of its pelagic fisheries. Its high water transparency and low nutrient levels favour both picophytoplankton proliferation, at the expense of larger phytoplankton, and development of an important microbial trophic network. As carbon transfer through microbial food web increases the number of trophic links and leads to large energy losses, it is expected that Lake Tanganyika microbial communities are particularly efficient in carbon use and cycling to reduce these losses and therefore sustain high fish productivity. Our first objective was thus (i) to estimate carbon biomass transiting through protozoa by focussing on protozooplancton impact on both autotrophic and heterotrophic picoplancton in Lake Tanganyika, and (ii) to determine the major carbon pathway within the microbial trophic network. Protist communities in aquatic systems can also be phylogenetically and functionally diverse. During the last decade, molecular surveys have regularly unveiled undescribed lineages, suggesting that microbial eukaryote diversity remains undersampled. Actually, small-eukaryote communities in tropical lacustrine systems had not been investigated so far. Yet, from an ecological perspective, molecular approaches for describing protistan diversity often represent the first step in characterizing the different functional roles performed within assemblages. Our second objective consisted in unveiling small-eukaryote diversity retrieved from the tropical Lake Tanganyika by using DGGE and clone libraries of 18S rDNA. Further clone libraries were also constructed to uncover small-eukaryote diversity within Lake Kivu, another freshwater system located in the Rift Valley. Differences and similarities were detected among microbial eukaryote communities recovered from these two oligotrophic tropical lakes that feature contrasting physical-chemical conditions and trophic structures. Detection of common undescribed lineages in both lakes suggested that tropical conditions could favour some taxonomic groups. Using the FISH technique, we especially focussed on novel kinetoplastids which were retrieved in both lakes and appeared to be abundant in Lake Tanganyika. The present study provides the first description of small-eukaryote diversity within a tropical freshwater ecosystem and brings substantial evidence of the crucial role of protozooplankton in carbon transfer in one of the most fascinating lacustrine systems, Lake Tanganyika.

(fre) Les microbes. Pour la plupart d'entre nous, leur nom est synonyme de maladies. Pourtant, les microbes pathogènes sont plutôt l'exception que la règle. Les microbes ont colonisé l'ensemble des environnements que compte notre planète et les diverses fonctions qu'ils y remplissent sont d'une importance capitale pour le maintien de la diversité sur Terre. C'est le cas des protistes. Dans les milieux aquatiques, ces microorganismes eucaryotes, principalement assimilés à des producteurs de matière organique ainsi qu’à des consommateurs de picoplancton, sont des acteurs essentiels dans le transfert de matière et d’énergie au sein du réseau trophique. Le rôle des protistes brouteurs a été spécialement mis en évidence dans les milieux oligotrophes, où les constituants du picoplancton, trop petits pour être consommés par le métazooplancton, sont particulièrement abondants. Situé dans la Vallée du Rift d’Afrique de l’Est, le Lac Tanganyika se classe parmi les lacs les plus grands et les plus profonds du monde. Il est également reconnu pour sa remarquable productivité piscicole. Ses eaux claires et pauvres en nutriments sont autant de conditions propices à la prolifération du picophytoplancton, au détriment d’organismes phytoplanctoniques de plus grande taille, et au développement d’un important réseau trophique microbien. Or, cette voie parallèle de transfert de carbone augmente le nombre d’intermédiaires et, par conséquent, les pertes engendrées par respiration. Pour maintenir un niveau de productivité piscicole élevé, les communautés présentes au sein du Lac Tanganyika doivent donc être particulièrement efficientes en terme d’utilisation et de transfert de carbone. Le premier objectif de ce travail a donc été d’évaluer l’impact du protozooplancton sur le picoplancton autotrophe et hétérotrophe du lac, afin d’estimer la quantité de carbone transitant par les protistes brouteurs, et de déterminer les voies préférentielles de transfert de carbone au sein du réseau trophique microbien de ce milieu tropical. Par ailleurs, en fonction du milieu étudié, les communautés de protistes aquatiques peuvent présenter une diversité phylogénétique et fonctionnelle tout à fait remarquable. Depuis une dizaine d’années, grâce aux analyses génétiques, de nouveaux lignages sont régulièrement décrits, suggérant que la diversité de ces microorganismes reste actuellement toujours sous-estimée. Or, jusqu’à aujourd’hui, aucune étude de ce genre n’avait encore été entreprise dans les milieux d’eau douce tropicaux. L’étude de la diversité phylogénétique présente au sein de ces communautés constitue pourtant une première étape vers la caractérisation de la diversité fonctionnelle qu’elles renferment. Le second objectif de notre recherche fut donc de réaliser une première étude phylogénétique des assemblages de petits eucaryotes présents au sein d’un système d’eau douce tropical. Pour cela, deux outils moléculaires complémentaires, la DGGE et les bibliothèques de clones, basées sur les séquences codant pour l’ARNr 18S, ont été employés. D’autres bibliothèques de clones ont également été construites pour les petits eucaryotes du Lac Kivu, un autre lac de la Vallée du Rift, afin de mettre en évidence les différences et les similitudes pouvant exister au sein de communautés évoluant dans deux systèmes tropicaux oligotrophes présentant des caractéristiques physico-chimiques et une structure trophique contrastées. Ainsi, la détection dans les deux lacs de séquences jusqu’alors inconnues suggère que le développement de certains organismes pourrait être favorisé par les conditions tropicales. Par l’emploi de la technique du FISH, nous nous sommes particulièrement intéressés à un nouveau groupe de kinétoplastidés, présents dans les deux lacs, et relativement abondants au Lac Tanganyika. Au terme de notre recherche, nous avons donc pu mettre en évidence le rôle crucial du protozooplancton dans le transfert de carbone vers les niveaux trophiques supérieurs et approcher la diversité des petits eucaryotes présents au sein d’un des plus fascinants milieux d’eau douce, le Lac Tanganyika.