Nature, Diversité et Spécificité de l'Association Lucinidae / Bactéries ...

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  • THESE DE DOCTORAT DE

    LUNIVERSITE PIERRE ET MARIE CURIE

    Ecole Doctorale

    Diversit du Vivant (ED 392)

    Prsente par

    M. Terry BRISSAC

    Pour obtenir le grade de

    DOCTEUR de lUNIVERSITE PIERRE ET MARIE CURIE

    Spcialit

    Microbiologie et Interactions durables

    Nature, Diversit et Spcificit de lAssociation Lucinidae / Bactries sulfo-oxydantes.

    Soutenue publiquement le 01 octobre 2009 devant le jury compos de :

    Dr. Nicole DUBILIER, Head of Symbiosis Group, Max Planck, Bremen Examinatrice

    Pr. Olivier GROS, Prof. Univ. Antilles-Guyane Co-directeur

    Pr. Vincent MARECHAL, Prof. Univ. Paris VI Examinateur

    Dr. Herv MEROT, CR, HDR, CNRS, Univ. Paris VI Directeur

    Dr. Christine PAILLARD, CR, HDR, CNRS, IUEM, Brest Rapportrice

    Dr. Guennadi SEZONOV, MCU, HDR, Univ. Paris VI Examinateur

    Dr. Fabrice VAVRE, CR, HDR, CNRS, Univ. Lyon 1 Rapporteur

    UMR 7138 UPMC - CNRS MNHN - IRD

    Systmatique, Adaptation, Evolution

    Equipe : Gntique & Evolution Universite Pierre et Marie Curie (Paris VI)

    7, quai St Bernard

    75252 PARIS CEDEX 05

  • REMERCIEMENTS

    Je remercie le professeur Herv Le Guyader de mavoir accueilli dans son unit.

    Je remercie Christine Paillard et Fabrice Vavre qui ont accept dtre rapporteurs de cette thse.

    Je remercie galement Nicole Dubilier, Vincent Marchal et Guennadi Sezonov pour leur prsence au sein de mon jury.

    Je tiens aussi remercier Franoise Gaill et renouveler mes remerciements Christine et Guennadi pour avoir accept de faire partie de mon comit de thse. Leurs questions et conseils lors des diffrentes runion mont ainsi permis de prendre du recul et davoir une autre vision de mon sujet.

    Je remercie bien sr mes deux directeurs de thse, Herv et Olivier.

    Herv qui me suit depuis maintenant cinq ans, avec qui les discussions scientifiques ont quelques fois t longues et douloureuses, ma permis de progresser et ce surtout dans la rdaction et la prsentation. Jai grce lui acquiq lexprience ncessaire pour mener bien ma qute scientifique.

    Olivier qui malgr la distance gographique et le dcalage horaire a toujours t disponible et de bon conseil, rendant par la mme mon travail aussi plaisant Paris quen Guadeloupe. Merci pour ton expertise sur les Lucinidae et de mavoir laiss toute latitude dans lorientation de mon travail, et le test de mes hypothses aussi farfelues soient-elles.

    Je tiens remercier Dominique Higuet, chef dequipe, prsident dEURO-DH et tant dautres qui malgr un emploi du temps surcharg a toujours t prsent pour discuter, changer et surtout rflchir aux rsultats et lavenir. Jesperes ne pas tavoir trop fait te servir de ton tampon et suis sur que tu continueras en faire bon usage.

    Je voudrasi remercier Eric Bonnivard pour son aide et ses conseils manips ou autre ; Un grand merci pour la mche porte-bonheur qui aurait pu dbloquer SAS, MS et PCR en tout genres.

    Je remercie Clmentine Vitte et Denis Poinsot, relecteurs bilingues sans qui, compte tenu de mon anglais, publier se serait rvl tre une tche nettement plus difficile.

    Je remercie aussi les autres thsards ctoys durant cette periode Anna et Yves qui dans leur rle danciens mont beaucoup apport par leur partage de lexprience de la thse (vous ne pourrez plus mappeler petit thsard desormais) ; Etienne, Vincent et bien sr Mathieu (co-fondateur dEURO-DH) sans qui dprimer aurait surement t moins fun , le jukebox musical moins

  • vari et flcher les pices manips plus long. Il faut maintenant te remetre daplomb car il va y avoir beaucoup de choses fter et car tu seras maintenant seul pour sniper Eric & Dominique.

    Je voudrais remercier Paula toujours souriante et de bonne humeur qui apporte ce brin de folie et de joie rendant les journes de travail plus lgres. Merci aussi pour toute laide que tu fournie pour la prparation du grand jour.

    Je remercie les autres membres de lquipe Gntique & Evolution , Micheline a va les jenes , Denis notre ACMO (Agent Charg de la Manutention dObjets ou dmnageur), Guillaume, Isabelle, Pierre et Sophie qui mme si la gographie Paris-6-enne (tout du moins avant ces 2 derniers mois) nous a loigns ont bien voulu mcouter lors de mes nombreuses rptitions et rpondre mes interrogations.

    Je remercie Eric Bapteste pour les discussions sur la congruence et autres dboires phylogntiques.

    Je remercie Catherine Ozouf-Costaz et Jean-Pierre Coutanceau qui ont accompagn mes premires prgrinations dans le monde du FISH.

    Je remercie Danielle Merkiled et Phillippe Leballeur sans qui la gestion des tches administratives (et bien plus encore) serait plus difficile, toujours disponibles et efficace spour rgler tous les problmes.

    Je remercie galement les Membres de lquipe Symbiose Sylvie, Jean-Luc pour leur accueil lors des 2 missions scientifiques (jinsiste) que jai effectues en Guadeloupe ; mais aussi les doctorants Amandine, Leslie, Melina, Nathalie, Jean-Marie, Pedro, Sophie et Yann.

    Je remercie les membres de lquipe Rpression pigntique et lments transposables , Anne-Laure (mme si elle nen fait plus partie), Augustin, Laure, Stphane et Valrie, les voisins de la fameuse Tour42, pour leur prsence, coute et tou ce qui sen suit.

    Egalement un grand merci aux amis, Anna, Arnaud, Aurelia, Franois, Guillain (deux fois merci pour toi), Magali, Orso, Sandra, Alexandre et Nicolas (la pipoteam toujours vivante !) et ceux que jaurais oubli (navr) pour les soires, les pots et tous les petits moments passs parler de tout de rien, bref profiter de la vie.

    Je tiens galement remercier le club de foot des Suprmes Bliers , soupapae de scurit aprs les semaines ras-le-bol .

    Je souhaiterais galement et surtout remercier mes parents qui mont toujours soutenu et encourag dans tous mes projets, cette russite leur appartient tout autant.

    Merci aussi ma tante Nicole qui a permis mon adaptation rapide aprs mon arrive de Guadeloupe.

  • Et bien sr et surtout Clmentine, toi qui as t mon premier soutien dans les moments difficiles, cest aussi grce toi que jai pu en arriver l. Il y a tant dire sur ce que tu as fait (et continue faire) que je ne te remercierais jamais assez.

    Enfin merci tous ceux qui de prs ou de loin ont contribu la russite de cette thse, sans oublier les palourdes qui en torturant ces pauvres bactries ont permis lmergence de ce manuscrit.

  • TABLE DES MATIERES

    REMERCIEMENTS ______________________________________________ 3

    TABLE DES MATIERES __________________________________________ 7

    LISTE DES FIGURES ____________________________________________ 9

    LISTE DES TABLEAUX _________________________________________ 11

    RESUME ______________________________________________________ 15

    INTRODUCTION _______________________________________________ 21

    LA SYMBIOSE ____________________________________________________________ 21

    LES ASSOCIATIONS CHIMIOAUTOTROPHES ______________________________________ 26

    Diversit des htes ________________________________________________________________ 26

    Diversit des symbiotes ____________________________________________________________ 27

    Diversit mtabolique ______________________________________________________________ 27

    Diversit d infection ___________________________________________________________ 28

    LES LUCINIDAE __________________________________________________________ 30

    LES LUCINIDAE __________________________________________________________ 30

    NATURE DE LASSOCIATION ___________________________________ 41

    INTRODUCTION __________________________________________________________ 41

    DEMARCHE EXPERIMENTALE________________________________________________ 43

    RESULTATS _____________________________________________________________ 45

    DISCUSSION _____________________________________________________________ 47

    CONCLUSION ____________________________________________________________ 50

    DIVERSITE BACTERIENNE _____________________________________ 57

    DIVERSITE INTERSPECIFIQUE _______________________________________________ 57

    DEMARCHE EXPERIMENTALE. _______________________________________________ 60

    EVOLUTION DES COUPLES SYMBIOTIQUES ______________________________________ 64

  • DIVERSITE INTRA-SPECIFIQUE. ________________________________________ 71

    RECHERCHE DE MARQUEURS DE DIVERSITE. ____________________________________ 73

    DEMARCHE EXPERIMENTALE. _______________________________________________ 75

    RESULTATS ___________________________________________________________ 82

    DISCUSSION _____________________________________________________________ 91

    SPECIFICITE DASSOCIATION _________________________________ 101

    DISCUSSION GENERALE ______________________________________ 109

    NATURE DE LA RELATION __________________________________________________ 111

    UNE NOUVELLE VISION DE LASSOCIATION ____________________________________ 112

    LUCINIDAE/BACTERIES SULFO-OXYDANTES. ___________________________________ 112

    BIBLIOGRAPHIE _____________________________________________ 117

    ANNEXE 1 : STRUCTURE DES BRANCHIES DE LUCINIDAE __________________________ 131

    ANNEXE 2 : LISTE DES BACTERIES UTILISEES DANS LE CADRE DE LA RECHERCHE DE

    MARQUEURS. ___________________________________________________________ 132

    ANNEXE 3: PROFIL SVARAP DU GENE DNAE. ______________________________ 134

    ANNEXE 4 : TECHNIQUES PARTICULIERES UTILISEES. ___________________________ 135

    ARTICLE 1 : BRISSAC ET AL. (2009) ________________________________________ 139

    ARTICLE 2 : BRISSAC ET AL. ____