THESE Anne POSTEC Diversité de populations microbiennes ...

Introduction générale
C’est en 1977 qu’ont été découverts près des Galápagos les sources hydrothermales
abyssales, associées à de véritables oasis de vie dans les grandes profondeurs océaniques
(Corliss & Ballard 1977). Ces écosystèmes constituent des environnements extrêmes. Ils
sont caractérisés par une pression hydrostatique élevée et l’émission de fluides chauds dont
les températures peuvent atteindre 400°C, et sont chargés en éléments réduits (H 2 , CH 4 ,
H 2 S etc.), en métaux, et en CO 2 . Le mélange de ce fluide avec l’eau de mer froide engendre
des gradients thermiques et chimiques abrupts. La découverte d’une étonnante "explosion
de vie" (communautés animales de fortes biomasses) dans un tel milieu, hostile et instable, a
été l’une des dernières grandes découvertes dans les domaines de l’océanographie
biologique. Les microorganismes qui colonisent ces écosystèmes sont capables de tolérer
des conditions extrêmes. Les microorganismes thermophiles en particulier constituent une
source d’enzymes thermostables potentiellement utiles pour des applications
biotechnologiques et des développements industriels.
L’étude des microorganismes a longtemps été limitée à la capacité des
microbiologistes à recréer in vitro des conditions favorables à la croissance des
communautés microbiennes. Il est généralement admis que moins de 10% de la microflore
environnementale est accessible en culture pure. Le développement des techniques de
biologie moléculaire basées sur l’étude de la molécule d’ARN ribosomique comme marqueur
évolutif a permis de s’affranchir de l’étape de culture pour identifier les microorganismes d’un
environnement. Ces techniques permettent d’établir des relations phylogénétiques entre
différents organismes vivants. Ainsi, de nouveaux taxons ont été découverts, qui ne sont
représentés par aucun microorganisme cultivé. C’est le cas en particulier dans les
écosystèmes extrêmes mais également dans d’autres environnements (sol, sédiments, etc.)
où un grand nombre de microorganismes échappe à toute méthode de culture. Par
conséquent, les caractères physiologiques et le rôle écologique de ces microorganismes
restent encore à élucider. Or, il est particulièrement difficile de simuler au laboratoire les
conditions physico-chimiques d’écosystèmes extrêmes tels que les sources hydrothermales
océaniques profondes (fortes températures, fortes pressions, absence d’oxygène, fluctuation
des sources de nutriments et d’énergie etc.) Il existe également des interactions biologiques
in situ à l’échelle des microorganismes que l’on ne sait pas toujours reconstituer in vitro. Le
développement de nouvelles stratégies de culture apparaît alors comme une nécessité pour
poursuivre l’exploration de la diversité microbienne.
A mon arrivée au LMBE (Laboratoire de Microbiologie et Biotechnologies des
Extrêmophiles), l’activité du laboratoire était centrée sur l’étude des microorganismes issus
des sources hydrothermales et de leurs applications potentielles dans le domaine des
biotechnologies. Ces travaux ont conduit à la description et à la publication de plusieurs
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