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Signature des magnétites produites par les bactéries magnétotactiques : perspectives chimiques et isotopiques

09/12/2021

IPGP - Îlot Cuvier

14:00

Soutenances de thèses

Amphithéâtre

François Mathon

Géochimie des isotopes stables (GIS)

Les bactéries magnétotactiques (MTB) sont des microorganismes ubiquitaires vivant aux interfaces oxiques-anoxiques et produisant des nanocristaux de magnétite (Fe3O4) ou de greigite (Fe3S4) intracellulaires. Les études phylogénétiques convergent vers une émergence des MTB précoce dans l’histoire de la vie, probablement dès la période Archéenne (2.5-3.8 Ga). Dater précisément leur apparition n’a pour l’heure pas été possible, notamment car les traces de vie laissées par les MTB dans les roches sédimentaires sont difficilement identifiables. À la mort de ces microorganismes, les biominéraux, et en particulier la magnétite, constituent les seuls restes détectables dans le registre sédimentaire. On leur attribue le nom de magnétofossiles. Afin de distinguer les magnétites d’origine abiotique des magnétofossiles et de pouvoir attester de la présence de MTB dès l’Archéen, les critères morphologiques et magnétiques sont insuffisants. L’objectif principal de cette thèse a consisté à développer des critères géochimiques et isotopiques pour permettre à terme d’identifier des magnétofossiles. Des travaux préliminaires par Amor et al. (2015, 2016) avaient montré qu’une souche de MTB d’eau douce, Magnetospirillum magneticum (AMB-1) produit des magnétosomes possédant une signature géochimique et une composition isotopique en fer unique, toutes deux différentes des magnétites abiotiques. Dans ce travail de thèse, ces critères ont été testés dans différentes conditions expérimentales sur une souche de MTB marine, Magnetovibrio blakemorei (MV-1), produisant des nanocristaux de magnétite différents de la souche AMB-1. Les résultats géochimiques et isotopiques obtenus en laboratoire sur les souches AMB-1 et MV-1 sont prometteurs. Ils présentent notamment des enrichissements en Sn, Mo, Se et un enrichissmeent en isotopes légers du 56Fe permettant de les distinguer des magnétites d'origine abiotique. Ces critères doivent maintenant être testés dans le milieu naturel sur des MTB environnementales. Au cours de cette thèse, plusieurs missions de terrain menées au lac Pavin (Massif Central) ont également permis de mettre au point des méthodes de prélèvement et purification des MTB présentes dans la colonne d’eau et les sédiments. Ces méthodes permettront de collecter de grandes quantités de MTB et de répondre ainsi aux exigences en termes de quantité de matériel pour les futures analyses géochimiques.