Mégane Noyer
Sujet de Thèse
Développement d'indicateurs microbiens de multipollutions en Méditerranée : vers un outil d'évaluation de la qualité des eaux douces
Directeurs : Olivier VERNEAU et Carmen PALACIOS
Description
Les écosystèmes d’eau douce sont très vulnérables face aux perturbations anthropiques. Ils peuvent en effet subir de multiples pollutions via entre autres le lessivage des sols des bassins versants mais aussi la remobilisation des sédiments des lits des rivières et des réseaux d’assainissement, phénomènes accentués lors des épisodes pluvieux, particulièrement intenses et fréquents dans les régions au climat méditerranéen. Lors d’un épisode méditerranéen étudié précédemment, il a été démontré que des déversements de mélanges de polluants se produisaient, coïncidant avec le pic de débit et du débordement des déversoirs d’orage (DDO) qui l’ont précédée. Au cours de cette thèse, nous avons pu vérifier que ces multipollutions sont récurrentes, se produisant à chaque DDO et pic de débit lors de deux autres crues. Nous avons donc émis l’hypothèse que les communautés microbiennes fluviatiles, qui constituent le seul compartiment biologique capable de dégrader les polluants, pourraient être largement impactées par ces multipollutions récurrentes en méditerranée. Cette thèse visait ainsi à déterminer l'évolution du microbiome fluviatile au cours d’événements pluvieux extrêmes, et ce, à travers la modélisation statistique combinant des données de séquençage haut débit à une large panoplie de paramètres environnementaux. Les résultats obtenus démontrent une relation significative entre les multipollutions et l’apport de microorganismes liés à la matière fécale, aux milieux urbains et résistants aux polluants et/ou pathogènes. Ces microorganismes exogènes pourraient affecter fortement les communautés résidentes. Compte tenu de la réaction rapide du microbiome fluviatile face aux multipollutions, nous avons également mis en évidence des microorganismes clés de stress multiple, qui pourraient servir comme nouveaux biomarqueurs à incorporer dans un outil de détection de multipollutions pour le suivi de la qualité des eaux.
Début thèse : 1er octobre 2017 / Soutenance : 17 décembre 2020.
Financements : Région Occitanie (80%) - Ecole Doctorale 305 (20%)
Development of microbial indicators of multipollution in the Mediterranean: towards a tool for assessing freshwater quality
Freshwater ecosystems are highly vulnerable to anthropogenic disturbances. Indeed, they can be subject to multiple forms of pollution via, among other things, the leaching of soil from catchment basins but also the remobilisation of sediment from river beds and sewerage networks, phenomena that are accentuated during rainy episodes, which are particularly intense and frequent in regions with a Mediterranean climate. In a Mediterranean event studied previously, it was shown that discharges of pollutant mixtures occurred, coinciding with the water discharge peak and combined sewer overflows (CSO) that preceded it. During this thesis, we were able to verify that these multipollutions are recurrent, occurring at each CSO and water discharge peak along two other floods. We hypothesised that fluvial microbial communities, which constitute the only biological compartment able to degraded pollutants, could be largely impacted by these recurrent multipollutions in Mediterranean. This thesis aimed to determine the impact of pollutant mixtures on the evolution of the fluvial microbiome during extreme rainfall events via statistical modelling coupling high throughput sequencing data to a wide range of environmental parameters. Results showed a significant relationship between multipollutions events at CSOs and water discharge peak and the appearance of microorganisms linked to faecal matter, urban environments and resistant to pollutants and/or pathogens, which could strongly affect riverine resident communities. Given the rapid response of the fluvial microbiome to multi-pollutants, we were able to identify key multi-stress microorganisms, that could be used as new biomarkers to be incorporated into a multi-pollutant detection tool for water quality monitoring.
Co-encadrement
- K. Ritchie – Master 1 Université d'Angers – 2 mois – Changes in the environmental bacteriome of a Mediterranean river caused by multiple pollutions
- R. Forné – Master 2 Université de Perpignan – 6 mois – Impact of a disturbed environment on the metabolome and microbiome of the freshwater turtle Mauremys leprosa
- J. Arnoux – Licence 3 Université de Rouen – 3 mois – Metagenomic analysis to study the evolution of microbial communities during photocatalytic wastewater treatment
- C. White – Licence 3 Université d'Ulster (UK) – 3 mois – Microbial disinfection of waste waters using photocatalysis
Enseignements
- La cellule division et différenciation (TD Fécondation _ 7.5h)
- Biologie de la cellule (TP Cellules animales et végétales _ 12h)
- Cycle de la matière (TP microbiologie _ 12h)
- Paléontologie (TP Céphalopodes _ 6h)
Publications
Noyer M., Reoyo-Prats B., Aubert D., Bernard M., Verneau O., Palacios C. Particle-attached riverine bacteriome shifts in a pollutant-resistant and pathogenic community during a Mediterranean extreme storm event. Science Of The Total Environment, (2020), https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2020.139047.
Noyer M., Bernard M., Verneau O., Palacios C. First insights on the particle-attached riverine archaeome in response to seasons and multipollution during a Mediterranean extreme storm event, with a comparison to the bacteriome. Submit, Archaea Journal (Hindawi).
Communications
Orales
Noyer M., Reoyo-Prats B., Aubert D., Bernard M., Verneau O., Palacios C. Particle-attached riverine bacteriome shifts in a pollutant-resistant and pathogenic community during a Mediterranean extreme storm event. Second International Conference on Microbial Ecotoxicology, October 6-9, 2020, Virtual Conference.
→ https://www.youtube.com/watch?v=RVi9M_5zM9E
Palacios C., Grecias L., Forné R., Noyer M., Verneau O. A disturbed environment impacts the gut microbiota of the Mediterranean pond turtle Mauremys leprosa (Schweigger, 1812). Second International Conference on Microbial Ecotoxicology, October 6-9, 2020, Virtual Conference.
Noyer M., Reoyo-Prats B., Bernard M., Verneau O., Palacios C. Differential evolution of archaeal compared to bacterial communities rendered new biomarkers of multipollution events in Mediterranean, coastal rivers. SETAC Europe 29th Annual Meeting, May 26-30, 2019, Helsinki, Finland.
Noyer M., Reoyo-Prats B., Bernard M., Verneau O., Palacios C. Evolution of the structural diversity of Archaeal communities in connection with multipollution events at Mediterranean coastal rivers. 4th Francophone days of Microbial Ecotoxicology (Health, Environment and Molecules Forum organized by the Rovaltain Scientific Cooperation Foundation), October 11-12, 2018, Valence, France.
Posters
Noyer M., Bernard M., Verneau O., Palacios C. Archaea and Bacteria evolve differently in response to a Mediterranean extreme storm event. Second International Conference on Microbial Ecotoxicology, October 6-9, 2020, Virtual Conference.
→ Award: 2nd best poster communication (orally).
→ https://www.youtube.com/watch?v=N1EhY1cLjdo
Palacios C., Ezagouri-Lara J., Arnoux J., Noyer M., Plantard G. Removal of microbial communities (Archaea and Bacteria) from wastewaters by photo-oxidation on TiO2 under controlled radiation. Second International Conference on Microbial Ecotoxicology, October 6-9, 2020, Virtual Conference.
Grecias L., Forné R., Noyer M., Verneau O., Palacios C. Impact of a contaminated environment on the microbiome of Mauremys leprosa, an endemic freshwater turtle of Mediterranean basin. SETAC Europe 29th Annual Meeting, May 26-30, 2019, Helsinki, Finland.
Noyer M., Reoyo-Prats B., Ritchie K., Verneau O., Palacios C. What strategies to adopt to highlight microbial bioindicators? Case study: Evolution of bacterial communities in the face of multiple pollutions during Mediterranean flood events. 4th Francophone days of Microbial Ecotoxicology (Health, Environment and Molecules Forum organized by the Rovaltain Scientific Cooperation Foundation), October 11-12, 2018, Valence, France.
Noyer M., Reoyo-Prats B., Palacios C. Shifting in the structural diversity of archaeal communities with contrasted hydrodynamic regimes in Mediterranean coastal rivers. Ecotoxicomic First International Conference on Microbial Ecotoxicology, November 21-24, 2017, Lyon, France.
Implications Scientifiques
2019 - Auj : Membre du comité de pilotage du réseau Ecotoxicomic https://ecotoxicomic.org/ (groupe de travail de la Fondation Rovaltain)
Ainsi que membre du comité d'organisation et scientifique pour le congrès Ecotoxicomic 2020 https://ecotoxicomic20.sciencesconf.org/
