Axes et Questionnements

par LUGLIA Mathieu

C’est dans ce cadre thématique que s’inscrivent mes recherches, dont l’objectif est d’étudier et de comprendre la variabilité des fonctions microbiennes en relation avec la qualité intrinsèque des sols/sédiments et de la matière organique/nutriments des écosystèmes, les changements globaux auxquels ils peuvent être soumis et la nature des producteurs primaires (Figure).

L'enzymologie, un outil au service de l'étude de l'évolution de la matière organique, des relations fonctionnelles et des interactions biotiques, et de la dynamique des fonctions microbiennes des écosystèmes

Ces recherches se déclinent en 2 axes principaux :

Axe 1 – Il vise à comprendre comment évoluent et se structurent les fonctions microbiennes dans les écosystèmes, en particulier au cours de l’intégration de la matière organique au sol/sédiment. En pratique, il s’agit d’étudier la dynamique d’un certain nombre d’activités enzymatiques en relation avec les cycles biogéochimiques du carbone, azote, phosphore et soufre.

  • Comment les fonctions microbiennes sont-elles exprimées ?
  • Quels facteurs environnementaux contribuent à la variabilité et à la structuration de ces réponses fonctionnelles ?
  • Comment sont-ils hiérarchisés ?

Axe 2 – Il découle naturellement du premier et vise à explorer la vulnérabilité des fonctions microbiennes face à des contraintes ou des stress.

  • Identifier et quantifier les impacts (i) des pressions anthropiques (changement d’occupation et d’usage des sols, poly-contaminations) et (ii) du changement climatique sur les fonctions microbiennes.
  • En estimer le degré de vulnérabilité dans les écosystèmes.

Pour répondre à ces questionnements, je développe différents modèles d’étude afin d’appréhender la variabilité d’expression des activités microbiennes dans des conditions écosystémiques variées, allant de milieux naturels pas ou peu anthropisés, tels que les litières et les sols forestiers, jusqu’à des milieux présentant des pressions environnementales et anthropiques croissantes, tels que les zones littorales, voire extrêmes à l’instar des sols de friches industrielles (e.g. terril, crassier).
De plus, j’utilise diverses échelles d’observation, allant du microcosme de laboratoire jusqu’au paysage. Ce dernier aspect est particulièrement important en enzymologie, car des études se cantonnant uniquement à des expériences de laboratoire ne peuvent se substituer à une vision plus globale de la fonctionnalité des écosystèmes, impliquant de fait des changements d’échelle pouvant être importants. Néanmoins, les expérimentations en conditions contrôlées restent indispensables, d’une part pour les développements méthodologiques, et d’autre part afin de répondre ponctuellement à des questions précises pouvant constituer des verrous à la compréhension globale de l’expression et de la régulation d’une activité microbienne dans un écosystème.