Diversity of bacteria of the sea surface microlayer : specificity, adaptation and resistance to solar radiation
Diversité des bactéries de la microcouche de surface de l’eau de mer : spécificité, adaptation et résistance aux radiations solaires
Résumé
The sea surface microlayer (first mm of the sea surface), located at the air-water interface, is often enriched in organic matter originating from natural and anthropogenic sources from the atmosphere, from freshwater inputs and from biological activities of the natural ecosystem. This enrichment in organic matter allows a high biological activity and the abundance of microorganisms, named the bacterioneuston, is generally higher when compared to underlying waters. A large number of samplers or sampling techniques have being designed for collection of the first (m of the sea surface microlayer. Initially, we made an methodological study in order to determine the most suitable method of sampling the biological communities of the sea surface microlayer. During several field campaigns on two coastal sites of the north-western Mediterranean Sea, sea surface microlayer and underlying waters samples were collected to isolate culturable bacteria and their diversity was characterized. A collection of 125 isolates was made. The sequencing of the 16S rRNA gene of each isolates revealed a large diversity amongst the bacteria isolated from the sea surface microlayer. Based on phylogenetic analyses, bacterial communities from the sea surface microlayer were similar to those from underlying waters. Amongst the bacteria isolated, several were only distantly related to known species. Lastly, bacterial isolates were screened for resistance to simulated solar radiation. The majority of the isolates were resistant to simulated solar radiation, independent of their origin in the water column. These results provide important information concerning the diversity and adaptation strategies of bacterioneuston to the extreme environment of the sea surface microlayer.
La microcouche de surface (premier mm de la surface des océans), située à l’interface entre l’air et l’eau, est souvent enrichie en matières organiques d’origine naturelle et anthropique issues des apports fluviatiles et atmosphériques et de l’activité biologique du milieu naturel. Cette richesse en
matières organiques permet une forte activité biologique et la densité des microorganismes, qui constituent le bactérioneuston, est souvent très supérieure à celle trouvée dans la colonne d’eau. De nombreuses méthodes d’échantillonnage sont disponibles pour collecter les premiers (m de la surface
des océans. Dans un premier temps, une étude méthodologique a été menée afin de mettre en évidence le ou les échantillonneur(s) le(s) plus approprié(s) pour étudier les communautés biologiques présentes à cette interface. Lors de plusieurs campagnes de prélèvements sur deux sites côtiers du nord-ouest de la mer Méditerranée, des échantillons de microcouche de surface et d’eau sous-jacente ont été collectés pour isoler et analyser la diversité des bactéries cultivables. Une collection de 125 souches a été constituée. Le séquençage de l’ADNr 16S a révélé une grande diversité parmi les bactéries isolées de la microcouche. Ces communautés bactériennes n’étaient pas très différentes sur un plan phylogénétique de celles opérant dans la colonne d’eau. Parmi les souches isolées, certaines étaient très éloignées taxonomiquement d’espèces connues. Dans un dernier temps, la résistance des souches de la collection face aux radiation solaires a été évaluée grâce à l’utilisation d’un simulateur solaire. Une majorité des souches a présenté une résistance importante face aux radiations solaires et ceci quelque soit leur localisation dans la colonne d’eau. L’ensemble des données obtenues nous a apporté des informations concernant la diversité et les stratégies d’adaptation du bactérioneuston à l’environnement particulier de la microcouche de surface.