Dynamique de la diversité microbienne dans la grotte de Lascaux

Les grottes paléolithiques attirent un million de touristes par an, faisant d’elles des milieux fortement anthropisés. L’anthropisation de la grotte de Lascaux, célèbre pour son art pariétale, à entrainé un déséquilibre du microbiote de la grotte et une prolifération anormale de certains microorganismes. Aujourd’hui deux types d’altérations microbiennes (taches noires et zones sombres) sur les parois de la grotte sont des menaces pour sa conservation. L’objectif général de cette thèse était de mieux comprendre les dynamiques des communautés microbiennes des trois domaines du vivant, au niveau des altérations (taches noires et zones sombres) présentes sur les parois de la grotte de Lascaux. Il s’agissait notamment d’identifier les communautés microbiennes de la grotte à différentes échelles spatio-temporelles et de comprendre les dynamiques de la diversité microbienne lors de la formation, l’évolution et la dissémination des altérations en utilisant le séquençage à haut débit d’acides nucléiques par des approches ciblées (métabarcoding MiSeq) et non ciblées (métagénomique shotgun). Ces recherches visaient à tester quatre hypothèses : (i) la formation et l’évolution des zones sombres seraient liées à des successions microbiennes rapides car les zones altérées et zones saines sont visuellement très différentes, sans zone de transition apparente, (ii) au moins une partie des changements de la communauté microbienne liés à la formation de zone sombre implique des taxons cosmopolites à l’échelle de la grotte, mais aussi des taxons endémiques conformément aux spécificités du microbiote des différentes pièces ou surfaces, (iii) les dynamiques de régression et de repousse de certaines taches noires seraient liées à des successions microbiennes particulières, et (iv) les taches noires étant attribuées à l’activité des champignons pigmentés, la synthèse de pigments concernerait des taxons spécialistes des conditions environnementales particulières correspondant aux altérations. Nos recherches ont montré, premièrement, que la formation des zones sombres implique un change- ment brutal de la communauté microbienne impliquant une seule zone de transition en bordure de zone altérée. Deuxièmement, les zones sombres présentent un mélange de taxons cosmopolites des altérations et de taxons endémiques à chaque endroit de Lascaux, suggérant que la propagation de ces altérations pourrait se poursuivre en fonction de la zone de distribution des taxons cosmopolites. Troisièmement, le nettoyage mécanique des taches noires a mis en évidence des taxons spécifiques liés à la recolonisation des zones altérées sur les parois, tandis que l’atténuation des taches noires (uniquement dans le Cabinet des Félins) est probablement liée à la sélection déterministe de taxons de la biosphère rare. Quatrièmement, le potentiel génétique analysé pour les deux types d’altérations a mis en évidence (i) un lien possible entre la dégradation du chlorure de benzalkonium (biocide utilisé à Lascaux) et la biosynthèse de pigments, et (ii) la présence de voies métaboliques de synthèse de mélanine et de caroténoïdes dans les communautés des deux types d’altérations, chez les bactéries et les microeucaryotes. Ce projet a caractérisé l’impact de la perturbation anthropique sur la diversité, la structure, la com- position et le potentiel génétique des communautés microbiennes de la grotte de Lascaux. Il a permis de mieux comprendre les dynamiques microbiennes associées à la formation, l’évolution et la dissémination des altérations apportant de nouvelles connaissances pour mieux guider les stratégies de conservation de ce site paléolithique emblématique.