Bacterial communities dynamics in response to phytoplanctonic bloom in the Arctic Ocean and identification of the microbial players in the organic matter degradation

Le réchauffement climatique conduit à une diminution drastique de l’étendue et de l’épaisseur de la banquise entrainant un allongement et une intensification du bloom phytoplanctonique Arctique. L’augmentation de la production primaire pourrait modifier le fonctionnement de cet écosystème ainsi que les communautés bactériennes (CB) impliquées dans la dégradation de la matière organique (MO). Les objectifs de cette thèse étaient (1) de décrire la dynamique spatiale et temporelle in situ des CB lors du développement du bloom ; et (2) d’identifier expérimentalement les acteurs bactériens responsable de la dégradation de la MO excrétée par des microalgues arctiques. Les résultats montrent une forte réactivité des CB en réponse au bloom lors du retrait de la banquise, avec des maxima simultanés entre la chla et l’abondance bactérienne. Des modifications dans la composition des CB (CCB) ont lieu avant et au cours du bloom avec une diminution de la diversité. L’acclimatation rapide des CB à cette nouvelle source de MO phytoplanctonique pourrait être favorisée par l’apport préalable de MO produite par les microalgues de glace et par le tapis algal sous la banquise. Le retrait de la banquise et le développement du bloom conduisent à une CB dominée par les Oceanospirillales et les Flavobacteriaceae. Nos résultats de terrain et expérimentaux soulignent l’importance du genre Polaribacter dans la dégradation de la MO produite lors de bloom arctique dominé par les diatomées. Ils suggèrent également qu’une modification dans la composition du bloom phytoplanctonique (en faveur des picoeucaryotes) liée au réchauffement climatique pourrait avoir des conséquences sur l’activité et la CCB.Global warming leads to a drastic decrease in the coverage and thickness of the ice pack leading to longer and more intense Arctic phytoplankton blooms. The increase in primary production associated to the phytoplankton bloom could induce pronounced changes in the functioning of the Arctic ecosystem, in particular the bacterial communities (BC) implicated in the degradation of organic matter (OM). The objectives of the present thesis were to (1) describe the in situ temporal and spatial dynamics of the BC during the ice retreat and the spring phytoplankton bloom, and (2) identify experimentally the bacterial players responsible for the degradation of OM excreted by different Arctic microalgae. The results show a rapid response of the BC to the phytoplankton bloom during the ice retreat, with simultaneous maxima in chla and bacterial abundance. Modifications in the BC composition (BCC) appear prior and during the phytoplankton bloom with a decrease in the bacterial diversity. The rapid acclimation of the BC to the fresh phytoplankton OM could be due to preceding OM production by ice microalgae or by algal mats attached to the ice. Ice retreat and phytoplankton bloom development lead to a BC dominated by Oceanospirillales and Flavobacteriaceae. Field and experimental results highlight Polaribacter as a key player in the degradation of OM produced during diatom dominated phytoplankton blooms in the Arctic Ocean. Our results also suggest a modification in the phytoplankton community composition (towards picoeukaryotes) linked to global warming could have consequences on the activity and composition of the associated BC