Impacts of marine heatwaves on the microbiome of Corallium rubrum and other Mediterranean octocorals

Impacts des vagues de chaleur marine sur le microbiome de Corallium rubrum et d'autres octocoralliaires méditerranéens Les gorgones méditerranéennes, telles que Corallium rubrum et Paramuricea clavata, jouent un rôle écologique clé en tant qu'espèces ingénieures, structurant des habitats riches en biodiversité. Toutefois, leur survie est menacée par les vagues de chaleur marines, responsables de mortalités massives. Dans ce contexte, une approche holistique centrée sur le concept d'holobionte, considérant l'hôte et son microbiote comme une unité biologique fonctionnelle, peut apporter un éclairage nouveau sur la vulnérabilité et la résilience de ces coraux face aux stress climatiques. Cette thèse a permis de caractériser le microbiote associé aux octocoralliaires méditerranéens, d'explorer les liens coévolutifs entre les hôtes et leurs symbiotes bactériens ainsi que l'effet du stress thermique sur les holobiontes de C. rubrum et P. clavata en utilisant une approche combinant observations in situ et expérimentations en laboratoire. Des analyses ciblant à la fois l'hôte et son microbiote (PCR quantitative, séquençage haut débit, cultures microbiennes) ont permis cette caractérisation et notamment la documentation de la réponse des holobiontes aux anomalies thermiques. Les résultats montrent que ces octocoralliaires abritent un microbiote bactérien spécifique, souvent dominé par un taxon unique, comme les Spirochaetaceae ou les Endozoicomonadaceae. Les analyses de phylosymbiose et de cophylogénie révèlent une congruence évolutive entre les hôtes et certains symbiotes, suggérant une histoire commune ancienne, notamment entre C. rubrum et les Spirochaetaceae. Le microbiote de ce dernier apparaît particulièrement stable dans l'espace et dans le temps. En revanche, les communautés microeucaryotes (eucaryome) sont plus sensibles aux conditions environnementales. Le jeu de données de métabarcoding basé sur l'ARNr 18S produit durant cette thèse constitue l'un des premiers inventaires de l'eucaryome corallien. Il révèle une diversité élevée, incluant des ciliés (Licnophoridae), straménopiles (Labyrinthulomycètes) et dinoflagellés (Syndiniales). Par ailleurs, la culture fongique à partir de tissus et de squelettes de corail a permis d'isoler de nombreuses espèces cultivables. Nos études sur l'impact du stress thermique ont mis en évidence une dysbiose marquée du microbiote sous température élevée, avec une augmentation notable de bactéries opportunistes et potentiellement pathogènes, telles que les Vibrionaceae et Rhodobacteraceae. Néanmoins, l'abondance des symbiotes majeurs comme Spirochaetaceae et Endozoicomonaceae est restés stable. L'eucaryome de C. rubrum a montré une réponse plus rapide et plus sensible au stress thermique que la communauté bactérienne. De plus, après retour à des conditions normales, le microbiote n'a pas complètement retrouvé son état initial, bien que l'expression génique de l'hôte soit revenue à la normale. Les Vibrio, notamment, sont restés abondants, suggérant qu'un stress sublétal peut laisser une empreinte microbienne durable, susceptible d'affecter la résistance future du corail. Ces travaux mettent en lumière le rôle déterminant du microbiote dans la santé des coraux, en révélant les profondes altérations que peut induire un stress thermique. Les changements observés au sein des communautés microbiennes, notamment l'émergence de bactéries opportunistes et la persistance de certaines signatures dysbiotiques après le stress, suggèrent que le microbiote constitue un indicateur sensible de l'état de santé des coraux et de leur exposition aux perturbations environnementales, en particulier celles liées au changement climatique.