Projet de recherche SD/NS/04A (Action de recherche SD)
Contexte
Comme beaucoup de métaux lourds des sédiments marins contaminés sont complexés par de la matière organique, il pourra y avoir relarguage de métaux dans la colonne d'eau lorsque la matière organique est dégradée par les micro-organismes. La biodiversité microbienne pourrait être affectée par ce phénomène et les métaux pourraient s'accumuler dans les niveaux trophiques supérieurs. Jusqu'à présent, les micro-organismes des sédiments marins du Plateau Continental Belge (PCB) sont très peu connus, particulièrement dans les zones contaminées par les métaux. Le projet MICROMET s'inscrit dans deux domaines prioritaires du programme Science pour un Développement Durable (Biodiversité et Ecosystèmes Marins) et est directement concerné par les priorités de la Directive Cadre Eau (2000/60/EC).
Description du projet
Objectifs
Le but du projet MICROMET est de comprendre le lien entre l'activité des micro-organismes et les flux de métaux lourds dans les sédiments marins. Pour cela, les communautés microbiennes complètes seront étudiées dans la zone du PCB en employant une approche interdisciplinaire dans laquelle les méthodes microbiologiques et géochimiques seront utilisées en parallèle. La recherche est subdivisée en trois grandes parties (WP 1-3). Le but de la première partie (WP 1) est de déterminer l'impact des contaminants métalliques sur la diversité microbienne des sédiments. Pour la deuxième partie (WP 2) il s'agit de déterminer l'importance des micro-organismes dans le relarguage des contaminants métalliques depuis les sédiments vers la colonne d'eau. Enfin, pour la troisième partie (WP 3), des modèles numériques seront utilisés avec les données récoltées au cours du projet. Ceci permettra de faire des prédictions et mènera à une meilleure compréhension des écosystèmes benthiques.
Methodologie
WP 1. Environ 10 stations du PCB seront examinées durant la première année. Les sédiments seront échantillonnés avant et après les "blooms" de phytoplancton. La diversité microbienne sera déterminée par la technique DGGE, des cultures de micro-organismes seront réalisées, la biomasse microbienne sera évaluée ainsi que les propriétés géochimiques du sédiment. Les concentrations en métaux des eaux interstitielles seront déterminées par les techniques DET (Diffusive Equilibrium Technique) et DGT (Diffusive Gradient Technique). Pour la deuxième année, 4 stations seront suivies mensuellement afin de tenir compte de divers taux de sédimentation de matière organique. En plus de la DGGE, le SSU ARNr complet sera séquencé afin de mieux comprendre la diversité et la physiologie microbienne.
WP 2. Des profils sédimentaires verticaux seront étudiés en détail dans les 4 stations en employant les techniques FISH et Real-Time PCR ainsi qu'en réalisant des mesures de productivité et des analyses géochimiques détaillées. La partie centrale du travail consistera en des simulations de laboratoire dans lesquelles des sédiments seront incubés dans différentes conditions environnementales.
WP 3. Des modèles numériques seront employés et validés avec les données obtenues au cours de cette étude. Ceci permettra de prédire les flux benthiques de métaux en fonction de différents facteurs.
Interactions entre les differents partenaires
Deux équipes de microbiologistes (ULB & UGent) et deux équipes de géochimistes (VUB & USTL) travailleront sur les mêmes carottes de sédiments. En conséquence, les différents partenaires interagiront de manière efficace et les données microbiologiques pourront être facilement corrélées aux données géochimiques.
Résultats attendus
Le but du projet MICROMET est de récolter de nouvelles données sur les variables environnementales et les processus microbiologiques non encore inverstigués dans la zone du PCB.
Les variables microbiologiques du sédiment inclueront des indices de biodiversité, des sequences d'ARNr et des biomasses. Des activités enzymatiques et des taux de sulfatoréduction seront aussi déterminés. Ces données font actuellement défaut pour le PCB.
Les variables géochimiques du sédiment inclueront des profils d'oxygène, de pH, de S(-II), et de métaux obtenus (micro-électrodes). Des profils à haute résolution seront obtenus par les approches DET et DGT. D'autres variables (C et N organique, etc.) seront également mesurées.
Site internet de MICROMET : http://ulb.ac.be/sciences/micromet
Partenaires
Activités
1) Laboratoire de Biologie Marine, ULB. Les activités de l'unité concernent la biologie, l'écologie et l'écotoxicologie des invertébrés marins et des communautés microbiennes marines.
http://www.ulb.ac.be/sciences/biomar
2) Protistologie et Ecologie Aquatique, UGent. Les activités de l'unité concernent la biologie et la biodiversité des procaryotes et des protistes, dans les écosystèmes marins et dulcicoles.
http://www.pae.ugent.be
3) Laboratoire ANCH, VUB. Les activités de l'unité sont focalisées sur le développement des matériaux de référence, sur l'étude du rôle des océans dans l'effet de serre, ainsi que sur l'analyse des polluants dans l'environnement.
http://www.vub.ac.be/ANCH/
4) Laboratoire PBDS, USTL. L'unité développe et optimise des méthodes électrochimiques pour mesurer les métaux dans les environments sédimentaires.
http://www.univ-lille1.fr/geosciences/umr_pbds/umr_pbds.html
Coordonnées
Coordinateurs
David C. Gillan & Philippe Dubois
Université Libre de Bruxelles (ULB)
Marine Biology Laboratory
CP160/15
50 av. F. Roosevelt
B-1050 Bruxelles
Tel:+ 32 (0) 2 650 43 85 (28 39)
Fax:+ 32 (0) 2 650 27 96
dgillan@ulb.ac.be
phdubois@ulb.ac.be
Promoteurs
Koen Sabbe
Universiteit Gent
Protistology & Aquatic Ecology
Dept. Biologie
Krijgslaan 281-S8
B-9000 Ghent
Tel:+ 32 (0)9 264 85 11
Fax:+ 32 (0)9 264 85 99
Koen.Sabbe@UGent.be
Willy Baeyens & Martine Leermakers
Vrije Universiteit Brussels (VUB)
Department of Analytical and Environmental Chemistry (ANCH)
Pleinlaan 2
1050-Brussels
Tel:+32 (0)2 629 36 02 (32 66)
Fax:+32 (0)2 629 32 74
wbaeyens@vub.ac.be
mleermak@vub.ac.be
Jean-Claude Fischer
Université des Sciences et Technologies de Lille
UMR CNRS 8110, PBDS
Equipe de Chimie Analytique et Marine
Bât. C8
59 655 Villeneuve d'Ascq Cedex (France)
Tel:+ 33 3 20 43 49 28
Fax + 33 3 20 43 48 22
jean-claude.fischer@univ-lille1.fr
Comité de suivi
Estelle Balian - Institut Royal des Sciences Naturelles de Belgique (IRSNB)
Kris Cooreman - Instituut voor Landbouw en Visserijonderzoek (ILVO)
Bruno Danis - Institut Royal des Sciences Naturelles de Belgique (IRSNB)
Peter De Smet - Greenpeace Belgium
Paul De Vos - Universiteit Gent
K. Delbeke - European Copper Institute
Jan Mees - Vlaams Instituut voor de Zee
Geert Raeymaekers - SPF Santé publique, Sécurité de la Chaîne alimentaire et Environnement
Serge Scory - Institut Royal des Sciences Naturelles de Belgique (IRSNB)
Microbial diversity and metal fluxes in contaminated North Sea sediments : final report (phase 1)
Brussels : Federal Science Policy, 2009 (SP2088)
[Pour télécharger]
Diversité microbienne et flux de métaux dans les sédiments contaminés de la mer du Nord : résumé (phase 1)
Bruxelles : Politique scientifique fédérale, 2010 (SP2179)
[Pour télécharger]
Microbial diversity and metal fluxes in contaminated North Sea sediments : summary (phase 1)
Brussels : Federal Science Policy, 2010 (SP2180)
[Pour télécharger]
Microbiële diversiteit en metaalfluxen in gecontamineerde Noordzeesedimenten : samenvatting (fase 1)
Brussel : Federaal Wetenschapsbeleid, 2010 (SP2181)
[Pour télécharger]
Microbial diversity and metal fluxes in contaminated North Sea sediments : final report
Gillan, David - Dubois, Philippe - Sabbe, Koen ... et al Brussels : Federal Science Policy, 2012 (SP2502)
[Pour télécharger]
