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Structure et fonctionnement des communautés microbiennes dans la glace annuelle et pluriannuelle de la mer de Lincoln au printemps

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Duffaud, Constance (2020). Structure et fonctionnement des communautés microbiennes dans la glace annuelle et pluriannuelle de la mer de Lincoln au printemps. Mémoire. Rimouski, Université du Québec à Rimouski, Institut des sciences de la mer de Rimouski (ISMER), 103 p.

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Résumé

RÉSUMÉ: La glace de mer est un écosystème unique au sein des régions polaires qui constitue un habitat pour une communauté de microorganismes diversifiée, active et spécialisée associée à la glace. La diminution de l'étendue et de l'épaisseur de glace de mer dans l'océan Arctique et le remplacement progressif de la glace pluriannuelle par la glace annuelle modifient l'habitat des communautés microbiennes présentes dans la glace de mer. Dans ce contexte de changement climatique et en raison de leur rôle central dans les cycles biogéochimiques des milieux marins, il est essentiel de caractériser la dynamique microbienne dans la glace de mer. Dans cette étude, nous évaluons la structure et le fonctionnement des communautés microbiennes dans la glace de mer annuelle et pluriannuelle de la mer de Lincoln en déterminant la répartition des bactéries et des virus ainsi que leur relation avec les facteurs biotiques et abiotiques. Nos résultats révèlent de forts gradients verticaux dans la répartition verticale des bactéries et des virus dans la glace de mer où les abondances sont plus élevées à la base de la glace. De plus, la répartition verticale des bactéries et des virus est similaire à celle des nutriments, du carbone organique dissous (COD) et de la chlorophylle a (chl a). Des relations significatives et positives entre l'abondance des bactéries et des virus et le phosphate, le COD, la chl a et le volume de saumure (un indice de la perméabilité de la glace) ont été mises en évidence pour la glace de mer annuelle et pluriannuelle en période printanière. Un modèle écologique basé sur l'analyse des coefficients de direction a révélé un réseau trophique microbien dans la glace de mer du Haut-Arctique canadien et un couplage étroit entre les bactéries et les algues via le COD et le phosphate. La même analyse souligne que les virus dans la glace de mer sont essentiellement bactériophages. Ce projet fournit de nouvelles connaissances sur la structure et le fonctionnement des microorganismes dans la glace annuelle et pluriannuelle de la mer de Lincoln, une région unique où la glace pluriannuelle devrait persister au cours des prochaines décennies. -- Mot(s) clé(s) en français : Glace de mer, bactéries, virus, répartition verticale, réseau microbien, mer de Lincoln, zone séculaire de glace, Haut-Arctique canadien. -- ABSTRACT: Sea ice is a unique ecosystem within the polar regions and constitutes a habitat for a diverse, active and specialized ice-associated community of microorganisms. The decline in sea ice extent and thickness in the Arctic Ocean and the gradual replacement of multiyear ice by first-year ice significantly alters the habitat of sea-ice microbial communities. In this context of climate change and due to their central role in biogeochemical cycles in marine systems, it is essential to characterize the dynamics of sea-ice microbes. In this study, we assess the structure and function of microbial communities in first-year and multiyear ice in the Lincoln Sea by determining the distribution of bacteria and viruses and their relationships with biotic and abiotic variables. Our results show strong vertical gradients in the distribution of bacteria and viruses in the ice, with higher bacterial and viral abundances at the bottom ice horizon. The vertical distribution of bacteria and viruses in the ice was closely related to that of nutrients, dissolved organic carbon (DOC) and chlorophyll a (chl a). Significant and positive relationships were found between bacterial and viral abundances and phosphate, DOC, chl a and brine volume (a proxy of sea ice permeability) in first-year and multiyear ice during spring. Ecological modelling through path analysis reveals an active microbial food web in the sea ice of the Canadian High Arctic and a tight coupling between bacteria and sea ice algae via DOC and phosphate. The same analysis highlights that viruses in sea ice are likely bacteriophages. This study provides new knowledge on the structure and functioning of microorganisms in first-year and multiyear ice in the Lincoln Sea, a unique region where multiyear ice is predicted to persist over the next decades. -- Mot(s) clé(s) en anglais : Sea ice, bacteria, viruses, vertical distribution, microbial food web, Lincoln Sea, Last Ice, Canadian High Arctic.

Type de document : Thèse ou Mémoire (Mémoire)
Directeur(trice) de mémoire/thèse : Michel, Christine
Co-directeur(s) ou co-directrice(s) de mémoire/thèse : Gosselin, Michel
Information complémentaire : Mémoire présenté dans le cadre du programme de maîtrise en océanographie en vue de l'obtention du grade de maître ès sciences.
Mots-clés : Micro-organismes Écologie Arctique Virus Bactéries Habitat Mer de Lincoln Répartition verticale
Départements et unités départementales : Institut des sciences de la mer de Rimouski (ISMER) > Océanographie
Déposé par : DIUQAR UQAR
Date de dépôt : 17 août 2021 17:56
Dernière modification : 17 août 2021 17:56
URI : http://semaphore.uqar.ca/id/eprint/1845

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