BioChiMar - Biodiversité et Chimiodiversité Marines

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  • redaction - matière potentielle : concise de projets de recherche
Stéphane LA BARRE, Chargé de Mission BioChiMar - Biodiversité et Chimiodiversité Marines ATELIER 2010 Nouméa, 2-10 novembre 2010 Claude PAYRI et Thierry PEREZ, organisateurs Emmanuelle RAFFY, secrétariat et logistique
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BioChiMar - Biodiversité et Chimiodiversité Marines


ATELIER 2010


Nouméa, 2-10 novembre 2010




Claude PAYRI et Thierry PEREZ, organisateurs
Emmanuelle RAFFY, secrétariat et logistique




Stéphane LA BARRE, Chargé de Mission
PROGRAMME MARDI 2 NOVEMBRE

PLONGEE PASSE DE DUMBEA
Deux plongées sur la pente externe du récif, à proximité de la passe de Dumbéa
Echantillonnage d’Asparagopsis taxiformis et de gorgones (Holaxonia)diverses.
Tri des récoltes l’après-midi
VISITE GUIDEE DES MANGROVES
Avec Cyril Marchand à Nakutakoin, à proximité de la piste ULM et de celle d’aéromodélisme.
Sols hypersalins dominés par des cyanobactéries (tannes), zones à mangroves dominée par deux espèces, dont
Rhizophora spp. (dans l’eau de mer) et Avicenia marina (marais hypersalins) avec partage du terrain variant
selon les apports eau-nutriments saisonniers.
Observation de la nature des sols et des profils à partir de prélèvements par carottage de sédiments, partage
milieu anoxique et oxygéné, état de la matière organique selon les zones.

PROGRAMME MERCREDI 3 NOVEMBRE
Claude PAYRI / Thierry PEREZ Mots de bienvenue / infos sur l’atelier

SESSION BACTERIES METALLICOLES

Claude GRISON Du génie génétique à la chimie responsable et vice-versa

Les acides ulosoniques: des molécules au cœur des stratégies de défenses
Claude GRISON bactériennes: de l'expression de la virulence à la dynamique adaptive

Etude des systèmes bactéries-éponges dans les eaux polluées en métaux
Marie-Lise BOURGUET-KONDRACKI toxiques dans le Pacifique Sud



SESSION PROSPECTIVE ENVIRONNEMENT
Stéphane LA BARRE Programme KALEDO +, étude de l’holobionte corallien en Nouvelle
Calédonie et développement d’outils d’évaluation de la santé des
coraux





Stéphane LA BARRE, Chargé de Mission
PROGRAMME JEUDI 4 NOVEMBRE
SESSION CHIMIODIVERSITE

Thierry PEREZ Ecologie Chimique Marine: Indicateurs de Biodiversité et
Valorisation
Olivier THOMAS Valorisation de la chimiodiversité marine
SESSION INTERACTIONS CHIMIQUES INTERSPECIFIQUES

Cecile DEBITUS Adaptation moléculaire en milieu insulaire
Sylvain PETEK Projet Dysidea
Base de données Cantharella

PROGRAMME VENDREDI 5 NOVEMBRE
RESTITUTION DES SESSIONS

Session animée par Claude PAYRI

VISITE GUIDEE DE LA STATION AQUACOLE DE SAINT-VINCENT (IFREMER)
Avec Hughes LEMONNIER de l’Ifremer, chercheur à la Station.

PROGRAMME SAMEDI 6 NOVEMBRE

VISITE GUIDEE DES SITES LATERITIQUES DU GRAND SUD CALEDONIEN
Avec Sylvain PETEK – recherche de plantes métallicoles
PROGRAMME DIMANCHE 7 NOVEMBRE

PLONGEE BOURAIL
Avec le club de plongée local, investi dans le suivi du milieu et notamment la prolifération de Asparagopsis
taxiformis.
Deux plongées
PROGRAMME LUNDI 8 NOVEMBRE

PLONGEE NOUMEA
Deux plongées sur pente externe pour recherche parazoanthus/gorgones

Stéphane LA BARRE, Chargé de Mission
PROGRAMME MARDI 9 NOVEMBRE

PLONGEE BANC DES JAPONAIS ET ILOT MAITRE
Deux plongées le matin
VISITE GUIDEE DE SITES CHOISIS
Avec Sylvain MERLOT du LSTM – sites latéritiques du sud, Goro etc. avec recherche de plantes métallicoles
SESSION ASPARAGOPSIS – ESPECES INVASIVES

Frédérique VIARD
Laury DIJOUX : présentation du sujet de thèse dédié à Asparagopsis
Véronique Guillemard : premiers résultats en chimie obtenu sur les populations d’Asparagopsis échantillonné à
Bourail.

PROGRAMME MERCREDI 10 NOVEMBRE

RESTITUTION GENERALE
Réponse au MOI du programme ERA-NET NETBIOME.



De gauche à droite : Claude PAYRI, Stéphane LA BARRE, Cécile DEBITUS, Sylvain PETEK, Frédérique VIARD,
Thierry PEREZ, Olivier THOMAS, Mehdi ADJEROUD.
Stéphane LA BARRE, Chargé de Mission






Présentations
La réunion présidée par Claude PAYRI, DR IRD et responsable du groupe COREUS, commence par un
tour de table afin que les participants se présentent. Dans l’ordre :
Laury DIJOUX, étudiante en thèse qui a travaillé sur les algues calcaires Halimeda et va maintenant
travailler sur Asparagopsis avec Claude Payri/Frédérique Viard
Olivier THOMAS, maître de conférences HDR à l’Université de Nice, métabolites secondaires des
spongiaires et des zoanthaires, métabolomiques et biosynthèse
Stéphane LA BARRE, chercheur CNRS et chargé de mission du GdR bioChiMar
Frédérique VIARD, généticienne des populations, evo-devo à la Station Biologique de Roscoff pour
coencadrer la thèse Asparagopsis.
Thierry PEREZ, chercheur CNRS au DIMAR (Université de Marseille) et coordinateur de l’ANR ECIMAR
arrivé à terme en octobre 2010.
Cécile DEBITUS, chercheur à l’IRD de Papeete (UMR SAE), chimie des spongiaires et synthèses de
métabolites à partir d’acides aminés.
Claude PAYRI, Directeur de recherche IRD, directrice de l’UR COREUS
Claude GRISON, professeur et membre du CEFE (Centre d’Ecologie Fonctionnelle et Evolutive) à
Montpellier, et du GDR Ecologie Chimique (terrestre), spécialiste de la dynamique adaptative des
bactéries et développe un programme de Chimie Ecologique en Nouvelle Calédonie.
Sylvain PETEK, chercheur IRD, centre de Papeete (UMR SAE) travaille sur les spongiaires,
chimiotaxonomie, phylogénie et bases de données interactives.











Stéphane LA BARRE, Chargé de Mission
Claude PAYRI :
L’atelier de Nouméa est animé par le pôle Biodiversité du GdR Biochimar, dont les responsables sont
T. Perez et C. Payri. Les financements de cet atelier concernent le GOPS (grand observatoire du
Pacifique sud) dirigé localement par Bernard Pelletier et le GdR BioChiMar dirigé par Ali Al Mourabit.
Le choix de la Nouvelle Calédonie pour cet atelier se justifie par son écologie récifale complexe et
variée, tous les types de récifs, climat et géologie et position géographique favorables, forte
biodiversité et taux d’endémisme elevé pour certains groupes ; affinités avec les faunes et flores
tropicales, tempérées voire froides dans le sud de l’ile (plusieurs taxons partagés avec la Tasmanie et
la Nouvelle Zélande).

L’IRD a pour missions l’aide au développement des pays du Sud en général et des ROM/COM en
particulier notamment dans ses implantations en Nouvelle-Calédonie et en Polynésie française, et
peut proposer dans ce cadre des outils pour l’analyse et la préservation de biodiversité.
Les quatre pistes de réflexion proposées ici :
- études d’interactions entre espèces, avec focus sur les espèces proliférantes (autochtones ou
introduites) vs. espèces autochtones, effets des blooms etc.
- études d’interactions hôtes-associés (ex. agresseurs-agressés), euca-euca, proca-euca
- métabolites secondaires e.g. gorgones et extinctions massives de certaines espèces
- impacts des métaux lourds en milieu ultrabasique et effets divers sur les organismes
lagonaires après lessivage des terrains.

Claude PAYRI
Etablir un état de l’art initial, rédaction concise de projets de recherche et profilage de l’audience et
partenaires potentiels (comment les approcher, avec quel type de collaboration, bourses etc.) puis
prospections en plongées pour constats en appui des projets, établir les groupes biologiques, et les
problématiques prioritaires.
Certains thèmes pourraient faire l’objet de projets à déposer dans le cadre des AAP ANR, projet
européen Eranet NETBIOME, d’autres intéressent plutôt le territoire (Fonds Pacifique, AAP du MOM,
ZONECO…) ou les privés etc.
Fabrice Colin, chargé de mission pour la Recherche auprès du Gouvernement de la NC a souhaité
assister aux présentations de la session 1 (bactéries métallicoles).

Thierry PEREZ
Le GdR, deux réunions plénières et plus d’un an d’existence à la suite d’ECIMAR. Trois écoles
thématiques, bourses de congrès pour une douzaine d’étudiants pour participer à une réunion
internationale.
Rôle fédérateur du GdR et besoin de souder les intérêts des membres autour de consortia et être le
plus performant possible sur des demandes.

Organisation
Sorties en mer et sortie terrestre pour la prospection.
Organisation de visites, Saint Vincent (crevettes) – sortie nocturne à l’aquarium (Nouméa)


Stéphane LA BARRE, Chargé de Mission
Sessions
Cinq sessions, dont une (associations proca-euca, S3)
S1 bactéries métallicoles deux présentations de Claude Grison et celle de Marie-Lise Bourguet
S2 prospective Kaledo + avec réflexion sur la problématique des effets combinés biogéoclimatiques
et anthropiques sur les coraux (fondamental) et établissement d’outils d’évaluation basés sur
l’évolution des profilages métaboliques et des profilages métagénomiques (appliqué) sur organismes
écosensibles, par Stéphane La Barre.
S3 sessions chimiodiversité (Ecologie Chimique Marine: Indicateurs de Biodiversité et Valorisation par
Thierry Pérez et Olivier Thomas)
S4 interactions chimiques spécifiques (Cécile Debitus et Sylvain Petek) avec une présentation de
bases de données interactives.
S5 session Asparagopsis, algues invasives ou autochtones et proliférantes, avec présentations de
Laury Dijoux, Véronique Guillemard et Valérie Stiger.































Stéphane LA BARRE, Chargé de Mission















Intervenante : Professeur Claude GRISON, CEFE, Université de Montpellier

Invité : Dr. Fabrice COLIN, DR IRD, chargé de mission pour la recherche, Gouvernement de la
Nouvelle-Calédonie

Participants (OA) : Cécile Debitus, Laury Dijoux, Stéphane La Barre, Cyril Marchand, Sylvain Merlot,
Claude Payri, Thierry Perez, Sylvain Petek, Olivier Thomas, Frédérique Viard

Participante in abstentia : Marie-Lise Bourguet-Kondracki













Stéphane LA BARRE, Chargé de Mission


Projet GénieEcoChim
« Du génie écologique à la chimie responsable et vice-versa »
Porteur du projet : Claude Grison, CEFE UMR 5175
claude.grison@cefe.cnrs.fr

Les exploitations minières intensives et les activités industrielles métallurgiques sont à l’origine
d’une forte pollution des sols par les espèces métalliques. Il s’agit d’un problème très préoccupant,
car le sol exerce des fonctions essentielles qui déterminent en grande partie la production des
produits alimentaires et la qualité de l’eau. La phytorestauration est une des rares solutions
intéressantes de réhabilitation des sols contaminés. Elle consiste à recouvrir ces sols par des
espèces végétales tolérantes et hyperaccumulatrices de métaux lourds, permettant d’immobiliser la
pollution métallique. Une question majeure qui reste en suspens est le devenir de la biomasse
végétale aérienne dans laquelle les espèces métalliques sont venues se concentrer.
GénieEcoChim développe une Technique Innovante de valorisation des espèces végétales
chargées en métaux lourds (prix ADEME – Pollutec 2009).
Ce programme de chimie verte fondamentale à finalité appliquée et industrielle est soutenu
financièrement par le PIR IngecoTech 2010-2012. Il repose sur l’utilisation directe des espèces
métalliques d’origine végétale, comme catalyseurs de réactions chimiques à haute valeur ajoutée.
En effet, au-delà de leur intérêt très prometteur en phytostabilisation, les plantes tolérantes et
hyperaccumulatrices de « métaux lourds », constituent un réservoir naturel de métaux de
transition couramment utilisés en chimie organique.
Le programme a permis de développer pour la première fois à l’échelle du laboratoire des
traitements chimiques sobres, non polluants et transposables à grande échelle, de plantes
hyperaccumulatrices de zinc, de cadmium, de cuivre et de nickel sous une forme utile en synthèse
organique, les dichlorures métalliques. Il a ainsi été possible de préparer de nouveaux catalyseurs
polymétalliques d’origine végétale, actifs dans des transformations chimiques importantes.

Ce travail a fait l’objet d’un brevet international pris par le CNRS le 26 novembre 2009
(PCT/FR2009/052312). Il fait actuellement l’objet de nouvelles extensions qui seront déposées
avant le 19 novembre 2010 (Cf FIST SA ; H. Le Deit, responsable de la valorisation du projet).
Les avancées du projet ont permis d’entreprendre des négociations avec de grands
groupes industriels.
Une collaboration active avec la commune de Saint-Laurent-le-Minier (Gard) a été
mise en place pour développer le programme à l’échelle pilote. Il sera présenté officiellement le 13
novembre 2010 lors des Eco-dialogues du Vigan.
L'Atelier Nouméa est une opportunité pour étendre le projet aux sites dégradés de Nouvelle-
Calédonie.







Stéphane LA BARRE, Chargé de Mission
PREPARATION, DISCUSSION ET RESTITUTION

Deux présentations ont été proposées par Claude Grison, la première s’inscrivant dans la mouvance
« chimie durable » ou chimie verte, avec transfert vers l’industrie responsable, et la deuxième axée
sur le fondamental (écologie chimique évolutive). L’esprit est celui annoncé par les partenaires
ADEME, CNRS et CEMAGREF, pour lesquels « les projets de recherche innovants concernant la
réhabilitation des sites dégradés, doivent associer bénéfices environnementaux, sociaux et
économiques. Cette approche constitue « un gage de durabilité ».
Présentation 1
Constat désolant sur les sites miniers et les unités de traitement des minerais, longtemps exploités
puis abandonnés à l’exemple de St Laurent-le-minier (Gard) : Zinc, cadmium, plomb, arsenic, nickel.
Aspects sociaux et économiques motivant une recherche de dépollution des sites à risque.
Relations symbiotiques et fonctionnelles entre bactéries métallicoles et les modèles hôtes
hyperaccumulateurs Anthyllis vulneraria (légumineuse) et Thlaspi caerulescens (Brassicacée), sur les
bassins de décantation où les sédiments sont très enrichis en métaux lourds. Ces deux modèles
permettent en combinaison une phytorestauration de ces milieux (i) et par le transfert de pollution
sol > masse foliaire, avec concentration de métaux de transition sous forme utilisable en chimie fine
en tant que catalyseurs. Le contenu du projet est protégé (contact : claude.grison@cefe.cnrs.fr) et
a été récompensé en 2009 par le prix Pollutec-ADEME des Techniques Innovantes.
Présentation 2

La dynamique adaptive des bactéries face à leur environnement constitue un modèle de choix de
coévolution. Le stress microbien dans la rhizosphère concerne les métaux lourds, les carences
nutritives, le stress oxydant et les antibiotiques, l’exposition à la lumière, les températures élevées,
et les chocs hyperosmotiques et acides.
Les acides ulosononiques , des dérivés glucidiques complexes sont au cœur des stratégies de
défenses bactériennes. Le KDO est commun aux bactéries Gram-négatives en tant que constituant
lipopolysaccharidique membranaire, et le DAH est un intermédiaire-clé dans la biosynthèse d’acides
aminés aromatiques chez végétaux et chez les bactéries, ces dernières les utilisant dans l’expression
de certains facteurs de virulence..
La voie d’ED dont le KDG est un intermédiaire clé, pourrait être utilisée par les bactéries métallicolles
en réponse au manque de nutriments glucidiques dans des milieux carencés et contaminés par les
métaux lourds ; il s’agit d’une hypothèse importante si l’on veut favoriser le développement des
associations symbiotiques légumineuses–bactéries métallicolles associées dans les programmes de
restauration des sites miniers. Cette hypothèse peut être vérifiée par la synthèse organique du KDG
marqué.

Présentation 3

Sur la base de travaux réalisés à Rio Tinto, site espagnol impacté par l’exploitation de mercure,
l’équipe Molécules de Communication et Adaptation des Micro-organismes (FRE 3206 CNRS du
Muséum National d’Histoire Naturelle de Paris) se propose d’adapter les techniques développées, au
Stéphane LA BARRE, Chargé de Mission