Rôle des micro-organismes dans les flux de gaz à effet de serre provenant des écosystèmes aquatiques affectés par la dégradation du pergélisol dans l’Arctique

Rôle des micro-organismes dans les flux de gaz à effet de serre provenant des écosystèmes aquatiques affectés par la dégradation du pergélisol dans l'Arctique

Arthur Szylit

Soutenance de thèse
 04/05/2026
 14:00:00
 Arthur Szylit, ESE
 Laboratoire d’Océanologie et de Géosciences de l’Université du Littoral Côte d’Opale

Membres de l’encadrement

  • Mme CHRISTAKI Urania (Pr., ULCO), directrice de thèse
  • M. JARDILLIER Ludwig (Pr., Université Paris-Saclay), directeur de thèse
  • Mme BARRET Maialen (MCU, Université de Toulouse), co-encadrante
  • Mme CABROL Léa (CR, IRD), co-encadrante

Résumé

Le réchauffement climatique, particulièrement marqué aux hautes latitudes, dégrade le pergélisol arctique et subarctique. Dans le territoire du Yukon (Ouest canadien), ce pergélisol riche en glace et en carbone est très vulnérable. Son dégel forme des plans d’eau thermokarstiques et libère de la matière organique que les micro-organismes convertissent en gaz à effet de serre (GES ; ex. CH4, CO2). Bien qu’une partie du CH4 soit consommée par les méthanotrophes, ces plans d’eau constituent de potentiels « points chauds » d’émissions de ce gaz, amplifiant ainsi par une rétroaction positive le réchauffement global. Cette thèse a eu pour objectif de caractériser les communautés procaryotes, d’en identifier les micro-organismes impliqués dans les émissions de CH4 et de quantifier ces émissions. Pour cela, des approches moléculaires, géochimiques et isotopiques ont été appliquées à des échantillons d’eau et de sédiments collectés dans divers plans d’eau du territoire du Yukon lors de deux campagnes d’échantillonnage. Nos résultats montrent que les petits plans d’eau impactés par le dégel partagent des communautés procaryotes similaires, indépendamment de leur dispersion géographique. Malgré une connectivité hydrologique, les communautés des mares restent distinctes de celles des grands lacs avec une faible connectivité microbienne entre ces deux systèmes. Un changement des méthanogènes dominants s’opère le long de ce continuum : Methanobacterium domine les mares, tandis que Methanoregula et Methanosaeta dominent les sédiments lacustres. Ces écosystèmes émettaient du CH4 (méthanogénèse acétoclastique ou méthylotrophe). Toutefois, l’intensité des émissions variait fortement entre les petits plans d’eau, interdisant toute généralisation à grande échelle. Sur le plan méthodologique, un protocole d’extraction d’ADN a été optimisé pour surmonter le colmatage rapide des filtres accompagné d’une rétention faible de biomasse microbienne, problématique rencontrée dans ces écosystèmes aquatiques.

En conclusion, ce travail contribue à une meilleure compréhension des communautés procaryotes et des dynamiques de méthane dans les systèmes aquatiques impactés par le dégel du pergélisol. Si le dégel du pergélisol favorise l’émergence de « points chauds » d’émissions, l’intensité de cette réponse dépend fortement des caractéristiques internes et géomorphologiques de chaque plan d’eau. Intégrer cette forte hétérogénéité est indispensable pour mieux anticiper l’évolution des émissions de GES arctiques.

Composition du jury

  • M. HERMOSO Michaël (Pr., ULCO), président
  • Mme LELOUP Julie (Pr., Sorbonne Université), rapportrice
  • M. DUPERRON Sébastien (Pr., MNHN), rapporteur
  • Mme OBERNOSTERER Ingrid (Dr. CNRS), examinatrice
  • M. CHAPLEUR Olivier (ICPEF, INRAE, Univ. Paris-Saclay), examinateur

Voir la soutenance en visioconférence : https://meet.google.com/bsh-zuet-zbh