L’équipe CoMiC étudie les communautés microbiennes des écosystèmes continentaux terrestres et aquatiques dans un cadre interdisciplinaire qui allie la microbiologie, la génomique comparative, la métagénomique, la chimie, l’écologie, la santé, les sciences de l’environnement et les sciences sociales.
Plus précisément, nos recherches portent sur (i) la vulnérabilité des communautés microbiennes aux perturbations et polluants induits par l’activité humaine (ii), les flux et la diversité des pathogènes (des humains ou des plantes) dans l’environnement, (iii) le développement de nouveaux outils de surveillance des écosystèmes aquatiques et de nouvelles approches pour assurer une gestion durable de ces écosystèmes.
Notre travail, structuré autour du concept « one health/ecohealth », se développe sur deux axes principaux :
Biodiversité structurelle et fonctionnelle des communautés microbiennes, leurs interactions et leurs rôles dans la fonction des écosystèmes où nous étudions :
- La relation entre la structure et la composition des communautés microbiennes et les flux de carbone organique et d’azote ou de polluants dans les écosystèmes.
- L’impact des changements locaux et globaux sur la dynamique et la structure des communautés microbiennes et sur les processus microbiens impliqués dans la dynamique des cycles C et N.
- Les conséquences de ces changements dans les communautés microbiennes sur les services écosystémiques rendus par les écosystèmes et sur les usages qui en sont faits.
Qualité écologique des écosystèmes continentaux- (dys)-fonctionnement des communautés microbiennes et risques associés pour la santé humaine et la production végétale où nous étudions :
- La relation entre la qualité écologique des écosystèmes continentaux (matière organique, niveau trophique, structure et composition des communautés microbiennes, …) et la survie et/ou le développement de bactéries pathogènes pour les plantes ou les humains.
- Les proliférations de cyanobactéries dans les écosystèmes aquatiques continentaux et la production de toxines, depuis la compréhension des processus (mise en place, synergie avec les micro-organismes hétérotrophes…) jusqu’à la mise au point d’outils de surveillance de ces proliférations et le développement de nouvelles approches pour la gestion des écosystèmes aquatiques.
- Les risques d’exposition humaine aux pathogènes bactériens et aux toxines des cyanobactéries en relation avec les usages des sols et des milieux aquatiques.
- L’adaptation des pathogènes à l’environnement par des approches de génomique comparative
Dans un contexte de changement global et local présent et futur, les chercheurs de CoMiC visent à :
- placer leur travail dans un cadre théorique et conceptuel solide ;
- apporter des réponses ciblées aux besoins spécifiques de la société et des parties prenantes dans les pays développés, émergents et en développement.
Les membres de l’équipe ont tous une forte implication dans les activités d’enseignement, en particulier à Sorbonne Université, mais aussi dans d’autres Universités (UPEC, Université de Paris) ou dans les écoles agronomiques (Agroparistech, ISARA de Lyon) ainsi que dans les pays du Sud (Côte d’Ivoire, Ouganda, Laos, Niger, Sénégal, Vietnam, Thaïlande) et dans la formation continue des chercheurs et personnels scientifiques des pays du Sud.
Quelques exemples de nos recherches
Les maladies liées à l’eau sont un problème de santé publique majeur ainsi qu’un obstacle au développement dans les pays tropicaux. Dans le nord du Laos, l’expansion rapide des plantations de teck (barres brunes, figure de gauche) a considérablement augmenté le ruissellement des eaux chargées de sédiments, entraînant des inondations (image centrale) qui transportent des eaux très turbides sévèrement contaminées par des bactéries pathogènes (graphique de droite).
References
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Burkholderia pseudomallei est un pathogène environnemental endémique dans les sols et les eaux de l’Asie du Sud-Est, responsable de la mélioïdose, une maladie particulièrement grave dont le taux de mortalité varie entre 20 et 50%. La connaissance de la distribution environnementale de B. pseudomallei est le préalable essentiel pour comprendre son écologie et épidémiologie et ainsi permettre des interventions de santé publique. Au Laos, nous développons depuis 2011 un programme multidisciplinaire pour comprendre les facteurs environnementaux qui déterminent l’occurrence et la propagation hydrologique du pathogène.
Ce programme a ainsi révélé la saisonnalité marquée de la contamination du réseau hydrographique au Laos (stations et rivières positives pour B. pseudomallei (points rouges) et négatives (points noirs) pendant la saison sèche (A) et la saison des pluies (B) ; photo de gauche : Dr Sayaphet Rattanavong échantillonnant des sédiments pour la détection environnementale de B. pseudomallei).
Références
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Le projet vise à mieux comprendre la synergie entre la qualité de la matière organique (MO) dissoute (MOD) et particulaire (MOP) issue des blooms de cyanobactéries et les communautés microbiennes hétérotrophes (Figure 1). Les expériences conduites en conditions contrôlées (Figure 2) simulaient une fin de bloom de la cyanobactérie Microcystis aeruginosa (M), de la cyanobactérie Aphanizomenon gracile (A) et du mélange des deux (MA), en comparaison à une situation contrôle (C). Nous avons déterminé la contribution des communautés microbiennes hétérotrophes à la dégradation de la MO cyanobactérienne (Figure 3), et si cette contribution pouvait être affectée par (i) le mode de vie de ces microorganismes (libres et attachés), et (ii) la ou les espèce(s) cyanobactérienne(s) majoritaire(s).
Nous avons déterminé la dynamique des microorganismes, en termes de diversité (Figure 4), fonctions et diversité fonctionnelle, en fonction de la nature et de la complexité de la MO. Le suivi des pools de MO dissoute et particulaire nous ont permis d’étudier l’évolution de leurs quantités et qualités chimiques au cours de leur minéralisation (Figure 5).
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Les bactéries soft rot sont responsables de pourriture sur un grand nombre de plante (Figure 1). Historiquement, leur isolement était restreint aux plantes malades avec une forte prépondérance d’isolement sur pomme de terre, plante d’intérêt économique majeur (Figure 2). L’élargissement de l’échantillonnage aux eaux de surface du bassin versant de la Durance (Figure 3) a mis en évidence des espèces circulantes non encore répertoriée en France ainsi que des nouvelles espèces négligées ou absentes des plantes malades. Les espèces pathogènes agressives sur plantes sont rares dans l’eau suggérant une adaptation au biome d’isolement. La génomique comparative des espèces permettra de mieux comprendre l’adaptation des espèces à leur biome d’origine ainsi que l’évolution de ce groupe de bactérie.
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Les amendements organiques, utilisés pour palier à la diminution des teneurs en C des sols ont un impact sur la croissance des plantes et les apports de C d’origine végétale au sol. Nous avons comparé l’impact d’amendements produits avec et sans minéraux en présence et en l’absence de vers de terre. Le carbone du sol provenant des racines a pu être suivi grâce à des microcosmes où des plantes étaient cultivées sous atmosphère enrichie en 13CO2, dans des mélanges terre plus compost ou lombricompost. Le C des racines était transféré au sol via des microorganismes situés à quelques micromètres des cellules de la racine. Ces microorganismes avaient incorporé plus de carbone dérivé des racines et étaient de plus grande taille dans le traitement avec lombricompost produit en présence de minéraux, ce qui reflète des conditions favorables à la croissance microbienne. Nous avons ainsi montré que la production d’amendement en présence de minéraux (argiles) avec l’action de vers de terre (Eisenia foetida) augmente la biomasse végétale et le transfert de carbone dans le sol.
Référence
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Publications de l'équipe
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Membres de l'équipe
| Nom Prénom | Corps | Employeur | Département et Équipe | Adresse | Téléphone | Mél |
|---|---|---|---|---|---|---|
| BARNY Marie-Anne | DR | INRAE | Équipe CoMiC du Département DCFE | Jussieu Tour 44-45 – 4 étage – bureau : 408 | (+33) 01 44 27 32 94 | marie-anne.barny@upmc.fr |
| BEN MOUSSA Hajar | Doctorante | Sorbonne Université | Équipe CoMiC du Département DCFE | Campus Pierre et Marie Curie – Paris 5e Tour 44-45 – 4e étage – bureau : 413 | (+33) 01 44 27 23 49 | hajar.ben_moussa@etu.upmc.fr |
| DIGNAC Marie-France | DR | INRAE | Équipe CoMiC du Département DCFE | Campus Pierre et Marie Curie – Paris 5e Tour 44-34 – 5e étage – bureau : 504 | (+33) 01 44 27 51 71 | marie-france.dignac@inrae.fr |
| GASQUE Mégane | Doctorante | IRD | Équipe CoMiC du Département DCFE | Campus Pierre et Marie Curie – Paris 5e Tour 44-45 – 4e étage – bureau : 0 | (+33) 06 25 95 72 52 | megane.gasque@ird.fr |
| HUMBERT Jean-Francois | DR | INRAE | Équipe CoMiC du Département DCFE | Campus Pierre et Marie Curie – Paris 5e Tour 44-45 – 4e étage – bureau : 511 | (+33) 01 44 27 41 67 | jean-francois.humbert@upmc.fr |
| LAMY Dominique | MC | Sorbonne Université | Équipe CoMiC du Département DCFE | Campus Pierre et Marie Curie – Paris 5e Tour 44-45 – 4e étage – bureau : 408 | (+33) 01 44 27 32 94 | dominique.lamy@sorbonne-universite.fr |
| MITROI Veronica | CDD Chercheur | Sorbonne Université | Équipe CoMiC du Département DCFE | Campus Pierre et Marie Curie – Paris 5e Tour 44-45 – 4e étage – bureau : 410 | (+33) 01 44 27 41 67 | veronica.mitroi@enpc.fr |
| PEDRON Jacques | MC | Sorbonne Université | Équipe CoMiC du Département DCFE | Campus Pierre et Marie Curie – Paris 5e Tour 44-45 – 4e étage – bureau : 410 | (+33) 01 44 27 41 67 | jacques.pedron@upmc.fr |
| PIERRET Alain | CR | IRD | Équipe CoMiC du Département DCFE | Departement of Agricultural Land Management (DALaM) – – – étage – bureau : – | (+ 856) 20 52 97 60 04 | alain.pierret@ird.fr |
| ROCHELLE-NEWALL Emma | DR | IRD | Équipe CoMiC du Département DCFE | Campus Pierre et Marie Curie – Paris 5e Tour 44-45 – 4e étage – bureau : 404 | (+33) 01 44 27 38 26 | emma.rochelle-newall@ird.fr |
| TREVISAN Dominique | IR | INRAE | Équipe CoMiC du Département DCFE | Campus Pierre et Marie Curie – Paris 5e Tour 44-45 – 4e étage – bureau : 1 | (+33) 01 44 27 32 11 | dominique.trevisan@inrae.fr |
| VAN GIJSEGEM Frederique | CR | INRAE | Équipe CoMiC du Département DCFE | Campus Pierre et Marie Curie – Paris 5e Tour 44-45 – 4e étage – bureau : 408 | (+33) 01 44 27 32 94 | vangijse@agroparistech.fr |
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