Effect of climate warming on the functioning of the sphagnosphere : polyphenols – microbial communities relationships
Impact d’un réchauffement climatique sur le fonctionnement de la sphagnosphère : relations polyphenols-communautés microbiennes
Résumé
Carbon stocks of Sphagnum-peatlands are likely to be altered by climate warming due to important changes in “Sphagnum-microorganisms” relationships which are responsible for carbon sequestration. The objectives of the thesis are (1) to identify the chemical interactions between Sphagnum-polyphenols and Sphagnum associated microbial communities and (2) to understand the impact of warming on these relationships.An experimental design using Open-Top-Chambers (OTC) was used to simulate an increase of air temperatures (+1°C) on a peatland situated in Jura Mountains (Frasne, 25). Temperature increase induced a modification of the microbial food web with an increase of the biomass of bacteria and a strong decrease of the biomass of top-predators (-70%), i.e. testate amoebae. Warming also induced a decrease of Sphagnum-polyphenols, diminishing their inhibitory effect on microbial communities. In parallel, an increase of phenoloxidase enzymatic activities was recorded in OTC. Climate warming thus modified polyphenol-phenoloxidase interplay, two crucial components of carbon cycle in peatlands. Warming effects on the different components – i.e. polyphenols, phenoloxidases, microbial food web – induced a modification of Sphagnum-microbial communities interplay, favoring carbon and nutrient recycling, which could alter peatland functioning in long-term.
Dans un contexte de réchauffement climatique, la fonction puits de carbone des tourbières à sphaignes est susceptible d’être altérée en raison d’une modification des interactions sphaignes-microorganismes, responsables de l’accumulation de carbone. L’objectif de cette thèse a été (1) d’identifier les interactions chimiques entre les polyphénols des sphaignes et les communautés microbiennes des sphaignes et (2) d’évaluer l’impact du réchauffement climatique sur ces relations.Un dispositif expérimental (Open Top Chambers) simulant in situ une hausse modérée des températures (+ 1°C) a été installé sur la tourbière de Frasne (25). La hausse des températures a provoqué une modification du réseau alimentaire microbien avec l’augmentation de la biomasse des bactéries et une baisse importante (-70%) de la biomasse des prédateurs (amibes à thèque). Le réchauffement climatique a également induit une baisse de la production de polyphénols, diminuant ainsi leur effet inhibiteur sur les microorganismes. En parallèle à cette baisse, une hausse des activités enzymatiques phénoloxydases a également été enregistrée. Le réchauffement a ainsi modifié les relations polyphénols – phénoloxydases, deux éléments essentiels du cycle du carbone des tourbières.Les différents changements induits par le réchauffement climatique (polyphénols, phénoloxydases, réseau trophique microbien) ont aussi conduit à une modification des relations « sphaignes-microorganismes » via une accélération potentielle du recyclage des nutriments, ce qui pourrait influencer sur le long terme le fonctionnement de l’écosystème tourbière.
| Origine | Version validée par le jury (STAR) |
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