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Doctorant en écologie marine (H/F) - M/F

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Informations générales

Référence : UMR8187-SYLGAU-004
Lieu de travail : WIMEREUX
Date de publication : lundi 27 avril 2020
Nom du responsable scientifique : Dr Sylvie Marylène Gaudron
Type de contrat : CDD Doctorant/Contrat doctoral
Durée du contrat : 36 mois
Date de début de la thèse : 1 octobre 2020
Quotité de travail : Temps complet
Rémunération : 2 135,00 € brut mensuel

Description du sujet de thèse

Modélisation bioénergétique de bivalves symbiotrophiques

Le doctorant mettra en place plusieurs modèles bioénergétiques 'Dynamic Energy and mass Budget' modèle (DEB, Kooijman 2010) sur si possible trois espèces de bivalves symbiotiques de la famille de vésicomyidés (Phreagena soyoae, Archivesica gigas et Calyptogena pacifica) présentes dans le bassin de Guaymas (Océan Pacifique), mais aussi sur des bivalves symbiotiques d'autres environnements réduits peu profonds. Les modèles DEB s'appliquent à tous les êtres vivants (même aux organismes autotrophes) et permettent de quantifier pour une population locale donnée, les flux d'énergie d'un individu au cours des différents stades de sa vie (embryon, larve véligère, juvénile et adulte) entre (i) sa croissance et la maintenance de celle-ci, (ii) sa reproduction (complexité et maintenance) et (iii) ses réserves en fonction des variables forçantes que sont en générale la température et le niveau de nourriture. Ces modèles sont très utiles pour comprendre pour un environnement donné comment une espèce est capable de se disperser, de croître, de se reproduire et de générer une descendance. Ils permettent donc d'acquérir ou de consolider des connaissances sur les traits de vies des organismes marins afin de comprendre la connectivité ou la résilience des ces espèces dans un contexte d'anthropisation.
L'océan profond représente plus de la moitié de la surface de notre planète et contient une étonnante biodiversité qui permet le fonctionnement de l'écosystème global lui rendant des services écosystémiques indispensables (Levin & Le Bris 2015). Cet écosystème est soumis à une pression anthropogénique croissante par l'expansion rapide de l'extraction des ressources minérales, du pétrole et des gaz (Cordes et al. 2016). Cette exploitation va être destructive, notamment pour les espèces endémiques de certains écosystèmes, tels les mollusques bivalves symbiotiques de la famille des vésicomyidés, taxons clés des communautés liées aux émissions de fluides froids et hydrothermales. Ces derniers constituent la faune symbiotrophique la plus répandue et la plus diversifiée en espèces dans les sédiments meubles des habitats chimiosynthétiques profonds (Krylova & Sahling 2010).
Ce projet de thèse est lié à une mission océanographique (Big-B) qui est en cours de demande par IFREMER (cheffe de mission Lucie Pastor), et au projet BEVEGA (80_PRIME CNRS PI Sylvie Gaudron, UMR8187 LOG) qui s'intéresse à la biologie et l'écologie des bivalves symbiotiques de la famille des vésicomyidés du Bassin de Guaymas (Mexique, Océan Pacifique) et qui rassemble plusieurs chercheur(e)s en biologie, écologie, microbiologie et géochimie de différents laboratoires avec lesquels l'étudiant en thèse sera susceptible d'interagir (LEP/IFREMER avec Karine Olu, Loïc Michel et Lucie Pastor), AD2M/UMR 7144 avec Ann Andersen et, MCAM/UMR 7245 avec Sébastien Duperron). Dans le bassin de Guaymas, plusieurs espèces de vésicomyidés (Phreagena soyoae, Archivesica gigas et Calyptogena pacifica) forment des agrégats denses (50 à 100 ind. m-2) où ils investissent ces habitats riches en sulfures grâce à leur endosymbiose avec des bactéries sulfo-oxydantes majoritairement (Portail et al. 2015). Ce sont des espèces ingénieures de l'écosystème qui, par leur contribution à la bioturbation du sédiment permettent l'installation d'autres taxons, créant une communauté à l'échelle locale dont la composition varie selon l'espèce de vésicomyidés (Portail et al. 2015).
Dans le cadre de la thèse, pour mettre en place le modèle DEB, douze paramètres primaires sont nécessaires. Ces paramètres sont estimés grâce aux données 'zérovariées' et 'univariées' utilisant le DEBtool package (Marques et al. 2018) dans un seul et même fichier MATLAB. L'étudiant sera encadré par Sylvie Gaudron (qui a suivi la formation DEB et est compétente sur les traits d'histoire de vie des bivalves). L'étudiant en thèse collaborera avec un des curateurs de la théorie DEB, Gonçalo Marques (Université de Lisbonne, Portugal) qui l'aidera à utiliser les équations du DEB. G. marques a mis en place avec ses collègues un MOOC sur la théorie DEB (debX) que l'étudiant en thèse suivra pour avoir les notions de base sur la théorie DEB. Un certain nombre d'études ont déjà été réalisées concernant les traits d'histoire de vie sur d'autres sites sur deux des trois espèces de vésicomyidés présentes dans le Bassin de Guaymas ainsi que des expériences de consommation de sulfures, permettant la paramétrisation initiale des modèles DEB (ex : Barry et Kochevar 1998 ; Lisin et al. 1997). Les modèles devront être adaptés pour les stades adultes car à ce stade, les espèces sont symbiotrophiques strictes. A ce jour, aucun modèle DEB d'invertébrés benthiques de l'Océan Profond n'a été développé et déposé dans la base de données Add_My-Pet qui compte actuellement autour de 2000 espèces (https://www.bio.vu.nl/thb/deb/deblab/add_my_pet/species_list.html ).
L'étudiant apprendra à programmer dans MATLAB et à estimer les paramètres du modèle DEB en utilisant la procédure développée dans 'Add-My-Pet' (AMP) (Marques et al. 2018, 2019). La communauté internationale DEB se réunit tous les deux ans et l'étudiant pourra participer pendant l'année 2021 à l'école d'été (Canada) d'une semaine mettant en pratique l'utilisation de ses données et en 2023, il participera au workshop et à la conférence internationale DEB. De ces modèles, nous pourrons simuler différents scénarios (scénarisation) concernant la croissance et la reproduction des bivalves symbiotrophiques de différents habitats réduits en faisant varier la température mais aussi les proxys de la quantité de nourriture qui pourront être les concentrations en sulfures (ou d'autres paramètres environnementaux) ou, la quantité de bactéries symbiotiques, données obtenues par le travail collaboratif du projet BEVEGA. L'étudiant en thèse pourra développer des modèles DEB sur d'autres espèces symbiotrophiques des sédiments réduits peu profonds qui se trouvent en Manche. Des expériences en laboratoire pourront être réalisées à la station marine de Wimereux sur certains stades de vies ciblées avec la mise en place par exemple, d'expériences in vitro de fécondation (ou ex-situ) pour obtenir les larves, ou, sur la reproduction (âge et taille de première maturité sexuelle, fécondité…) en utilisant l'histologie etc... Tout le matériel pour l'expérimentation et les mesures sont disponibles au laboratoire LOG.

Références bibliographiques :
Barry JP, Kochevar RE (1998) A tale of two clams : differing chemosynthethis life styles among vesicomyids in Monterey Bay cold seeps. Cah. Biol. Mar. 39: 329-331.
Cordes E.E. et al. (2016) Environmental Impacts of the Deep-Water Oil and Gas Industry: A Review to Guide Management Strategies. Frontiers in Environmental Science 4.
Kooijman SALM (2010) Dynamic energy and mass budgets in biological systems. 2nd Edition. Cambridge University Press. 419pp.
Krylova EM, Sahling H (2010) Vesicomyidae (Bivalvia): Current Taxonomy and Distribution. PLoS ONE 5: e9957.
Levin LA, Le Bris N (2015) The deep ocean under climate change. Science 350: 766-768.
Lisin SE, Barry JP, Harrold C (1993) Reproductive biology of vesicomyid clams from cold seeps in Monterey Bay, California. Am. Zool. 33, 50A.
Marques G, Augustine S, Lika K, Pecquerie L, Domingos T, Kooijman SALM (2018) The AmP Project: Comparing Species on the Basis of Dynamic Energy Budget Parameters. PLOS Computational Biology 14(5): e1006100.
Marques G, Lika K, Augustine S, Pecquerie L., Kooijman SALM (2019). Fitting Multiple Models to Multiple Data. Journal of Sea Research 143: 48 –56.
Portail M, Olu K, Escobar-Briones E, Caprais JC, Menot L, Waeles M, Cruaud P, Sarradin PM, Godfroy A, Sarrazin J (2015). Comparative study of vent and seep macrofaunal communities in the Guaymas Basin. Biogeosciences 12: 5455–5479.

Contexte de travail

La thèse de doctorat se déroulera au Laboratoire d'Océanologie et de Géosciences (UMR 8187 LOG) à Wimereux à partir du 1er Octobre 2020 jusqu'au 30 Septembre 2022 pour une durée de 3 ans sous la direction de Sylvie Gaudron (Maître de Conférences HDR) en collaboration avec Gonçalo Marques (Université de Lisbonne).
Le salaire de l'étudiant en thèse (2135 euros en brut) est financé par le CNRS. La thèse sera environnée pour les deux premières années par le projet BEVEGA (MITI CNRS) dont S. Gaudron est porteur qui couvrira les frais de fonctionnement et de mission de l'étudiant en thèse. La date de recrutement est susceptible d'être reportée à la fin de la période de confinement.

Contraintes et risques

L'étudiant sera rattaché à l'école doctorale SMRE-104 (Sciences de la Matière, du Rayonnement et de l'Environnement) de l'Université de Lille, où il devra valider 60 ECTS qui seront pris en charge par l'école doctorale. Il devra parfois se déplacer sur Lille (à une heure en train de Wimereux) pour suivre des formations (pris en charge par l'ED). Pour sa recherche, des déplacements nationaux (Paris, Bretagne) et internationaux (conférences, workshop, école d'été) sont prévus. Plusieurs présentions orales se dérouleront pendant sa thèse (journée des doctorants, comité de thèse, conférences…).

Informations complémentaires

Compétences attendues
Modélisation, expérimentation, connaissances en biologie et écologie marines, statistiques, être à l'aise en programmation (le langage peut s'adapter, ici ce sera MATLAB). Avoir un excellent niveau en anglais est un prérequis. L'étudiant devra être motivé et passionné par son travail de recherche. Il doit avoir un esprit curieux.

Les candidatures devront inclure un CV détaillé avec au moins deux lettres de références ; une lettre de motivation d'une page ; un résumé d'une page du
mémoire de master ; les notes de Master 1 et 2 ou d'école d'ingénieur.
La date limite pour l'envoi des candidatures est le 25/05/2020. »

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