Résumé

Les communautés microbiennes sont primordiales dans le fonctionnement des écosystèmes ainsi que pour la santé des plantes, des animaux et des humains. Leur assemblage repose sur différents processus communément appelés filtres abiotiques et biotiques. Malgré l'accent mis sur les filtres abiotiques dans les écosystèmes terrestres, de nouvelles preuves suggèrent que les interactions entre les microorganismes jouent un rôle clé dans l'assemblage des communautés. Cependant, la contribution de ces interactions à l'assemblage des communautés microbiennes et des facteurs qui les influencent demeure floues. Traditionnellement, les interactions biotiques entre microorganismes ont été étudiées par coculture d'une poignée de souches, négligeant complètement la complexité des communautés microbiennes naturelles.Les objectifs de cette thèse étaient d’identifier les interactions biotiques se produisant entre les membres de communautés microbiennes et d'évaluer le rôle de ces interactions dans l'assemblage de communautés complexes. Pour cela, nous avons utilisé trois expériences basées sur la manipulation de communautés microbiennes natives de sol et sur leur ré-inoculation dans des microcosmes de sol stérile leur permettant de se réassembler lors de la recolonisation du sol.Nos résultats suggèrent qu'entre 15% et 28% des communautés bactériennes seraient soumis à des interactions négatives pendant la recolonisation du sol. La corrélation négative récurrente entre Proteobacteria et Firmicutes indique que la compétition entre eux pourrait être une règle régissant l'assemblage des communautés microbiennes. Notre approche a également mis en évidence l'importance de la densité dans l'assemblage des communautés microbiennes, la compétitivité des individus dépendant fortement de la densité et de l'identité de leurs voisins. En outre, nous avons montré que la coalescence (c’est-à-dire le mélange de communautés manipulées et contrôle) pourrait restaurer - au moins partiellement - la diversité et les fonctions des communautés. Alors que la diversité des communautés coalescées dépend de celle des communautés sources, leur structure était principalement influencée par la densité et la composition des communautés sources.Nos travaux apportent des preuves supplémentaires que la manipulation des communautés peut devenir un outil de référence pour identifier les interactions microbiennes dans des communautés complexes, leur contribution à l'assemblage de ces communautés, et les liens entre structure et fonction des communautés. De plus, notre travail met en évidence le potentiel de la manipulation de communautés pour concevoir de nouvelles stratégies d'ingénierie écologique permettant de remanier les communautés microbiennes in situ, sans ajouter d'espèces non endémiques, en utilisant les interactions qui se produisent entre les membres de la communauté native.

Thèse soutenue le 06 décembre 2022

Composition du jury:

Le président du jury était Aurélie Cébron.

Le jury était composé de Marie Simonin, Sana Romdhane.

Les rapporteurs étaient Agnès Richaume-Jolion, Etienne Yergeau.