Metabolic interactions between Daphnia and cyanobacteria

Interactions métaboliques entre la daphnie et les cyanobactéries Il n'est pas clair si la présence de zooplancton a un impact sur la production de métabolites secondaires chez les cyanobactéries, le stress oxydatif et la physiologie des cyanobactéries. Le zooplancton est capable de développer une tolérance en tant que réponse physiologique aux cyanobactéries et à leurs composés bioactifs, grâce à des mécanismes tels que l'augmentation de l'activité des enzymes antioxydants de stress et des enzymes de détoxification. Cependant, cela s'accompagne d'un coût énergétique qui, à son tour, influence les traits de vie des daphnies et peut nuire à leurs populations. L'objectif principal de cette thèse est de mieux comprendre la complexité de la co-acclimatation et de la coexistence mutuelle entre daphnies et cyanobactéries. Nous émettons l'hypothèse que : a) la présence de D. magna induira un mécanisme de défense chez M. aeruginosa par la production de composés bioactifs spécifiques et affectera sa physiologie et b) la présence de M. aeruginosa affectera les réponses physiologiques et les traits de vie chez D. magna. Afin de déconvoluer les interactions mutuelles, M. aeruginosa a été exposé à du filtrat de D. magna, et vice-versa, D. magna a été exposé à du filtrat de M. aeruginosa. Des interactions mutuelles entre M. aeruginosa et D.magna ont été observées dans une chambre de co-culture spécialement construite pour permettre l'échange des métabolites au travers d’une membrane de 0.2 μm sans contact direct entre les organismes. La croissance, l'activité photosynthétique, les ROS et la dynamique des métabolites secondaires intracellulaires et extracellulaires ont été suivis chez M. aeruginosa en présence de daphnies. Parallèlement, des réponses physiologiques et des réponses aux traits de vie de Daphnia ont été suivies, y compris la survie, le stress oxydatif, la biotransformation et la répartition de l'énergie en présence de M. aeruginosa. Les résultats ont montré que le filtrat de Daphnia avait un impact sur la physiologie des cyanobactéries et leur stress oxydatif, mais que la réponse dépendait du type d'exposition, des densités initiales et de la concentration des composés info-chimiques de Daphnia dans le filtrat. La souche M. aeruginosa, qui ne produit pas de microcystin (MC-) a mieux résisté au stress causé par le filtrat de D. magna, que la souche M. aeruginosa qui produit de la microcystin (MC+). Dans l’expérience de co-culture, la souche toxique (MC+) a réussi à s’acclimater aux composés de daphnies diffusant progressivement à travers la membrane. De plus, des concentrations extracellulaires élevées de MC-LR (en co-culture) et de Cyanopeptolin A (expérience de filtrat de Daphnia) pourraient jouer un rôle anti prédation, mais d'autres recherches sont nécessaires pour confirmer cette fonction. M. aeruginosa a affecté négativement la survie de la daphnie dans toutes les configurations d'exposition. La diminution de l'activité de la CAT, de la SOD et de la GST suggère l'épuisement enzymatique dû à la présence de MC-LR et d'autres composés dans le milieu lors de l’exposition en co-culture ou de l’exposition du filtrat de la souche toxique de M. aeruginosa. De plus, dans les deux types de setups expérimentaux, la diminution des paramètres énergétiques chez la Daphnie suggère une allocation d'énergie vers des mécanismes de réponse au stress qui n'ont pas été observés dans cette étude.