Avis de soutenance Métabolomique, effets biologiques et caractère

Avis de soutenance
Stéphane Greff
Discipline : Sciences de l’Environnement, Spécialité : Ecologie
présentera publiquement ses travaux de thèse
Métabolomique, effets biologiques et caractère
invasif de la macroalgue Asparagopsis taxiformis
le 28 novembre 2016 à 9h00
à la salle de Conférence de la Station Marine d’Endoume
Chemin de la Batterie des Lions - 13007 Marseille
devant le jury composé de :
Philippe POTIN
Gérald CULIOLI
Catherine FERNANDEZ
Julijana IVANISEVIC
Claude PAYRI
Thierry PEREZ
Olivier THOMAS
Directeur de Recherche CNRS
Maître de Conférence HDR
Professeur des Universités
Maître d'enseignement et de
recherche
Directrice de Recherche IRD
Directeur de Recherche CNRS
Professeur associé
Univ. Pierre et Marie Curie
Univ. de Toulon Var-Sud
Aix Marseille Univ.
Univ. de Lausanne
Rapporteur
Rapporteur
Examinatrice
Examinatrice
IRD Nouméa
CNRS Aix Marseille Univ
Univ Galway
Examinatrice
Directeur de thèse
Co–directeur de
thèse
Résumé
Considérées comme des menaces pour les écosystèmes marins tropicaux et subtropicaux, les
proliférations de macroalgues sont susceptibles de modifier le fonctionnement et la structure des récifs
coralliens. Le genre Asparagopsis (Rhodophyta) est connu pour être largement distribué, introduit et
parfois invasif dans certaines régions comme en Méditerranée occidentale. Le manque de connaissances
concernant cette algue et ses effets réels sur les récifs nécessitait une étude interdisciplinaire afin de
mieux comprendre et, le cas échéant, gérer certains évènements de proliférations. Le programme ERA–
NET BIOME « SEAPROLIF » (www.seaprolif.ird) avait pour principaux objectifs d’étudier la
distribution et la dynamique d'A. taxiformis en milieux tempérés et tropicaux, et d’évaluer si le caractère
invasif d’A. taxiformis pouvait être expliqué par son identité génétique, son phénotype chimique ou la
diversité de son microbiome associé.
Des travaux récents ont démontré l’existence de 6 lignées génétiques distinctes pour A. taxiformis. Le
premier objectif de cette thèse était de corréler le métabolisme spécialisé et la bioactivité de l’algue à son
génotype, et éventuellement à son caractère proliférant. Aucune corrélation génétique/métabolomique n’a
été démontrée, ce qui laisse entendre que le métabolisme de cette algue serait principalement influencé
par l'environnement et/ou sa flore microbienne associée. En milieu tempéré, A. taxiformis et A. armata
présentent des signatures métabolomiques globalement similaires et associées à une bioactivité
significativement plus importante qu'en milieu tropical. Cependant, même lorsqu’elle a été introduite, une
même lignée génétique et un même phénotype chimique peuvent présenter des caractères proliférants
opposés.
Nous avons également étudié l’interaction algue–coraux en s’intéressant particulièrement au rôle du
métabolisme spécialisé. En milieu tropical, les extraits de macroalgues testés in situ sur 4 espèces de
coraux n'ont provoqué que de faibles blanchissements. En milieu tempéré, aucun effet biologique de
l’algue n’a été enregistré sur le corail Astroides calycularis. Par contre des expériences en aquarium ont
permis de montrer qu’A. taxiformis pouvait exprimer un métabolisme spécifique avec une bioactivité
augmentée après 10 jours de contact avec ce corail.
En conclusion, qu’elle soit indigène ou introduite, A. taxiformis exerce très peu d’effets sur la santé des
coraux, et le caractère invasif de cette algue reste une source de débat.
Mots–clés : Asparagopsis, empreintes métabolomiques, bioactivité, interactions macroalgue–corail
Abstract
Considered as a major threat for sub–tropical and tropical ecosystems, macroalgal proliferations are
susceptible to modify the structure and the functioning of coral reefs. The genus Asparagopsis
(Rhodophyta) is known to be widespread, introduced and sometimes invasive in certain regions such as
the Western Mediterranean Sea. The lack of knowledge concerning this alga and its putative impact on
coral reefs requested an interdisciplinary study to better understand and eventually manage proliferation
events. The main objectives of the ERA–NET BIOME project « SEAPROLIF » (www.seaprolif.ird) were
to study the distribution and dynamics of A. taxiformis, both in temperate and tropical areas, and to
evaluate if its proliferation trait could be explained by genetic identity, its chemical phenotype, or the
diversity of its associated microbiome.
Recent studies have demonstrated the existence of 6 genetic lineages of A. taxiformis. The first objective
of this thesis was to correlate the algal specialized metabolism and its bioactivity with its genotype, and
eventually with its proliferation trait. No correlation between genetics and metabolomics has been
demonstrated, which would suggest the main influence of environmental factors and/or the associated
microbial diversity on the algal metabolism. In temperate regions, A. taxiformis and A. armata showed
similar metabolomic fingerprints with bioactivities significantly higher than in tropical regions. However,
even when it is introduced, a given genetic lineage and a given chemical phenotype can exhibit opposite
proliferative traits.
The interaction between the alga and corals was also studied, focusing especially on the role of the
specialized metabolism. In tropical areas, algal extracts tested in situ on 4 coral species did not lead to any
coral bleaching. In temperate areas, no biological effect of the alga was recorded on Astroides calycularis.
However, some aquarium experiments allowed to show that A. taxiformis can express a specific
metabolism, with an increased bioactivity after 10–days of contact with coral.
To conclude, either indigenous or introduced, A. taxiformis poorly affects corals’ health, and thus the
invasiveness of this alga remains a matter of debate.
Key words: Asparagopsis, metabolomic fingerprinting, bioactivity, coral–macroalgal interaction