Soutenance mémoire
Les levures en milieu marin
Les levures sont omniprésentes dans l’environnement marin. Elles sont fréquemment trouvées dans le tube digestif des organismes marins, dans l’eau de mer et dans le sable de plage (Van Uden et Branco, 1963; Taysi et Van Uden, 1964; Kawakita et Van Uden, 1965; Fell, 1967; Vogel et al., 2007; Kutty et Philip, 2008). On considère donc que les facteurs affectant la distribution des levures marines comprennent les courants, la migration des organismes marins et la contamination provenant de sources terrigènes (Van Uden et Branco, 1963; Fell, 1967; Vogel et al., 2007; Kutty et Philip,2008).
Les levures marines indigènes ont besoin de se développer sur ou dans un substrat marin. Cependant, la tolérance de salinité ne distingue pas les espèces marines des espèces terrestres parce que certaines espèces terrestres peuvent se développer dans des concentrations en chlorure de sodium supérieurs a celles normalement présentes dans la mer (Yamagata et Fujita, 1970; Kutty et Philip, 2008).Des études antérieures ont indiqué que les levures marines n’appartiennent pas à un genre ou à un groupe spécifique, mais elles sont représentées par une grande variété de genres bien connus tels que Candida, Cryptococcus, Debaryomyces, Pichia, Hansenula, Rhodotorula, Saccharomyces, Trichosporon, et Torulopsis (Kutty et Philip, 2008). Relativement, peu d’études ont étudié les levures marines, et ce groupe de Mycota est encore mal compris (Kutty et Philip, 2008).
Les moisissures terrestres en milieu marin
Les moisissures terrestres sont fréquemment isolées du milieu marin. Cependant, leur rôle reste encore très discuté et peu reconnu par la communauté scientifique. En effet, la plupart des scientifiques considèrent que les moisissures ne sont présentes dans les écosystèmes marins qu’à l’état de spores.
Les champignons filamenteux sont connus depuis longtemps en milieu marin. Plusieurs espèces ont été isolées d’eaux côtières hawaiiennes en utilisant une méthode de culture sur boite (Steele, 1967). Les écosystèmes étudiés ont montré une abondance et une variation des populations fongiques en fonction des zones. L’auteur discuta les critères définissant les champignons marins en évoquant la difficulté de considérer les moisissures comme espèces marines, même si des études antérieures relataient unemeilleure croissance de champignons filamenteux d’origine terrestre sur des milieux de culture salés (Gray et al., 1963).
Des études plus récentes ont été publiées sur les champignons filamenteux. Gonzalez et al. (1998) ont étudié l’abondance et la diversité de la microfonge arénicole de trois plages mexicaines. Les résultats obtenus ont montré une prédominance de l’espèce non marine Cladosporium cladosporoides sur les trois sites étudiés.
Pénétration des hydrocarbures dans la chaîne alimentaire
Les produits pétroliers rejetés dans l’environnement ont des répercussions sur les plantes, animaux et êtres humains. Les conséquences de la contamination dépendent des organismes eux-mêmes et de la structure chimique des hydrocarbures. Certaines espèces éprouvent des changements de comportement à peine perceptibles ou des problèmes de santé à court terme. Certaines d’entre elles éprouvent des effets toxiques instantanés et aigus parfois mortels, tandis que chez d’autres espèces, les répercussions se manifestent lentement à long terme (Agence Française de Sécurité Sanitaire des Aliments, communique de presse, 6 Janvier 2000). Face à ces polluants, les organismes susceptibles d’être contaminés doivent être considérés en fonction de leur capacité de réponse spécifique.
Les bactéries, nourriture de nombreuses espèces aquatiques, peuvent être des vecteurs de contamination par lesquels les hydrocarbures peuvent entrer dans la chaîne alimentaire (Bertrand et Mille, 1989).
Les connaissances les plus nombreuses portent sur les hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP) dont la toxicité la plus souvent rapportée correspond à leur potentiel carcinogène.
Composition chimique des hydrocarbure
La spécificité des substrats à l’attaque microbienne a été largement étudiée. Atlas (1981) et Leahy et Colwell (1990), ont classé les composés du pétrole en quatre familles: les hydrocarbures saturés, les aromatiques, les asphaltènes (phénols, acides gras, kétones, esters et porphyrines) et les résines (pyridines, quinolines, carbazoles, sulfoxides, et amides). Ces composés différents par leur susceptibilité à l’attaque microbienne. Ainsi la vitesse de biodégradation est plus élevée pour les saturés, viennent ensuite les aromatiques légers, les aromatiques à haut poids moléculaire, les composés polaires ayant la vitesse de dégradation la plus faible.
Les hydrocarbures saturés incluent les n-alcanes, les alcanes ramifiés et les cycloalcanes (naphtènes). Les alcanes normaux ou à chaînes linéaires sont les plus abondants (10 à 40 % des hydrocarbures totaux dans le cas du pétrole léger et peuvent atteindre dans certains cas 60 %) et les plus rapidement dégradables: les n-alcanes à nombre de carbone supérieur à 44 peuvent être métabolisés par les microorganismes mais ceux ayant de 10 à 24 atomes de carbone (C10-C24) sont généralement les plus facilement dégradables. Les alcanes ramifiés sont plus récalcitrants à la biodégradation que les n-alcanes et plus le nombre de ramifications augmente, moins ces composés sont susceptibles à la dégradation microbienne.
Les sources des hydrocarbures en milieu marin
Les hydrocarbures pétroliers qui arrivent dans l’environnement marin peuvent avoir quatre origines majeures: les sources géochimiques, l’extraction de pétrole, le transport et la consommation. La part des sources géochimiques dues à des fuites naturelles qui apparaissent au fond des océans s’élève à 47 %. Les 53 % restant se répartissent ainsi: 38 % proviennent des rejets suite à la consommation (exemple: rejets d’industries basées à terre et des grandes agglomérations urbaines), 12 % sont dus au transport et 3% à la production pétrolière offshore.
Il faut enfin signaler qu’une quantité non négligeable d’hydrocarbures peut provenir de l’activité de nombreux microorganismes et des plantes (Albro, 1976; Saliot, 1981; Bachofen, 1982).
Les impacts de la pollution par les hydrocarbures sont multiples. Les aspects les plus évidents sont les grandes catastrophes très médiatisées comme les marées noires: forte mortalité de la faune aquatique, bords de mer englués, Il ne faut pas négliger les conséquences économiques de ces événements pour les riverains vivant de la pêche ou du tourisme ainsi que pour les collectivités territoriales et l’état. Mais, les effets à court terme comme à très long terme sur les écosystèmes terrestres et aquatiques sont mal connus (Soltani, 2004).
Impacts des hydrocarbures en milieu marin
Les effets des hydrocarbures sur les organismes et les écosystèmes marins sont divers. Lorsqu’ils sont déversés en grande quantité, les hydrocarbures forment un film à la surface de l’eau qui interfère avec la pénétration de la lumière dans la colonne d’eau ainsi qu’avec les échanges gazeux entre l’air et l’eau. Ils sont aussi connus pour avoir un effet inhibiteur sur de nombreuses réactions enzymatiques et peuvent obstruer les ouvertures stomatales chez les macrophytes interférant ainsi avec les processus de photosynthèse (Kaiser, 2001). D’autres études effectuées dans la mer du Nord ont démontré que la pollution par les hydrocarbures diminue la richesse spécifique et nuit à la dispersion des organismes marins (Warwick, 2004). Ce phénomène a aussi été observé par Gómez Gesteira et Dauvin (2000) lors de leurs études de deux communautés infralittorales d’amphipodes de la côte ouest de la Manche et du nord de la péninsule Ibérique. Dans les deux cas, les chercheurs ont remarqué la disparition du genre Ampelisca ainsi qu’un très faible taux de recolonisation des autres espèces d’amphipodes durant les quatre années ayant suivi les déversements des pétroliers Amoco Cadiz en 1978 et Aegean Sea en 1992 (Bélanger, 2009).
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Table des matières
Introduction générale
CHAPITRE I : Données bibliographiques sur les peuplements fongiques et présentation des hydrocarbures
I. Données bibliographiques sur les peuplements fongiques
1. Caractères généraux des champignons
1.1. Structure
1.2. Reproduction
1.3. Ecologie
1.4. Relations biologiques
1.4.1. Saprophytisme
1.4.2. Parasitisme et pathogénie
1.4.3. Symbiose
1.5. Croissance
1.6. Classification des champignons
1.6.1. Chytridiomycotina
1.6.2. Zygomycotina
1.6.3. Ascomycotina
1.6.4. Basidiomycotina
1.6.5. Deuteromycotina
2. Les champignons marins
2.1. Profils écologiques
2.2. Fonctions écologiques
2.3. Les levures en milieu marin
2.4. Les moisissures terrestres en milieu marin
2.5. Facteurs influençant la biodiversité des champignons marins
2.5.1. Habitats dans l’écosystème marin
2.5.2. Disponibilité des substrats fongiques dans l’écosystème marin
2.5.3. Concurrence d’inhibition
2.5.4. Répartition géographique et température
2.5.5. Effets de salinité
2.5.6. Pression hydrostatique
2.6. Applications biotechnologiques
II. Présentation des hydrocarbures
1. Généralités
1.1. Structure des HAP
1.2. Origines et sources des HAP
1.3. Propriétés physico-chimiques
1.4. Potentiel toxique
2. Comportement des HAP dans le milieu marin
3. Pénétration des hydrocarbures dans la chaine alimentaire
4. Microorganismes dégradant les hydrocarbures
4.1. Bactéries
4.2. Champignons
4.3. Algues
5. Voie de dégradation des HAP des champignons
6. Facteurs physiques et chimiques affectant la biodégradation des hydrocarbures
6.1. Composition chimique des hydrocarbures
6.2. Etat physique et concentration des hydrocarbures ou du pétrole
6.3. Influences de la température
6.4. Influence de l’oxygène
6.5. Influence des éléments nutritifs
6.6. Effet de la salinité et du pH
6.7. Effet de la pression
7. Les sources des hydrocarbures en milieu marin
8. Impacts des hydrocarbures en milieu marin
CHAPITRE II : Matériels et méthodes
1. Matériels et méthodes
1.1. Les prélèvements
1.2. Lieu de prélèvement
1.2.1. Port d’Oran
1.3. Milieu de culture utilisé
1.4. Mise en culture pour l’isolement des souches fongiques
1.5. Isolements et Purification des souches
1.6. Identification
1.6.1. Observations macroscopiques
1.6.2. Observations microscopiques
1.7. Conservation
1.7.1. Conservation a 4
1.7.2. Conservation de longue durée sous huile de paraffine
1.7.3. Conservation dans l’eau distillée
1.7.4. Conservation de très longue durée en cultures congelées
1.7.5. Conservation de courte durée à température ambiante
1.8. Détermination de l’index d’émulsion E24
1.9. Test préliminaire de sélection des souches fongiques
1.10. Biotest ou le test biologique
1.11. Dégradation du pétrole brut en milieu liquide et production de biosurfactants
CHAPITRE III : Résultats et discussion
I. Résultats
1. Isolement et identification des souches
2. Description et illustration des différents genres isolés
2.1. Le genre penicillium
2.2. Le genre Aspergillus
2.2.1. Aspergillus nidulans
2.2.2. Aspergillus versicolor
2.2.3. Aspergillus flavus
2.2.4. Aspergillus fumigatus
2.2.5. Aspergillus niger
2.3. Le genre Cladosporium
2.4. Le genre Alternaria
2.5. Le genre Acremonium
3. Détermination de l’index d’émulsion E24
4. Test préliminaire de sélection des souches fongiques
5. Biotest ou le test biologique
5.1. Le volume
5.2. Le temps
6. Expérience de dégradation du pétrole brut en milieu liquide
II. Discussion
Conclusion générale et perspectives
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