Stratégies d'adaptation des communautés de microorganismes aquatiques face aux changements environnementaux

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L'objectif à long terme de mon programme de recherche est de prédire la réponse des communautés de microorganismes aux pressions de sélection dans des contextes de changements environnementaux naturels. Si le séquençage à haut débit a révélé l'extrême diversité de communautés microbiennes environnementales, notre connaissance des processus évolutifs qui les structurent et les maintiennent est très fragmentaire. Comment la sélection naturelle et les échanges génétiques façonnent de nouvelles « espèces » écologiques ? Comment celles-ci s'insèrent et interagissent avec les autres espèces de la communauté microbienne ? L'observation de nombreux transferts horizontaux de gènes impose un nouveau cadre théorique en génétique des populations et en évolution moléculaire qui ignore les frontières entre espèces. Afin d'élucider les mécanismes de l'évolution du rôle fonctionnel de ces communautés, je propose trois objectifs spécifiques de recherche dont deux porteront sur la différenciation taxonomique et fonctionnelle de communautés microbiennes lacustres, dans un contexte d'évolution adaptative (présence de métaux lourds). L'objectif 1 consiste à identifier le nombre de regroupements taxonomiques dans chacune des communautés et à tester si les espèces des communautés perturbées présentent une variation d'abondance réduite au cours de la saison par rapport aux communautés témoins. L'objectif 2 consiste à identifier les transcrits qui distinguent fonctionnellement chacune des communautés perturbées des communautés témoins et à rechercher des indices sur la dynamique historique de leur sélection. Ces deux travaux sont un préalable au troisième objectif dont le but principal sera de reconstituer l'histoire évolutive de gènes fonctionnels adaptatifs au sein de la communauté. Ce troisième objectif consiste à établir une relation entre les diversités taxonomique et fonctionnelle de communautés microbiennes, caractériser la variabilité des gènes candidats dans les communautés perturbées et témoins et à tester en milieu contrôlé l'effet de la sélection sur une communauté microbienne issue d'un lac non perturbé sur environ 2000 générations.