thiery-martin-garin-2014

Proposition de sujet de thèse 2014
(À remplir par les équipes d'accueil et à retourner à Isabelle Hammad : [email protected]
MASTER : SET SBE
Ordre de priorité de la proposition :
Candidate
Nom–Prénom :
Sujet de doctorat proposé
Intitulé
Analyse morphométrique des méduses tératologiques de l’Étang de Berre (Aurelia aurita). Impacts des contaminants métalliques et des
nanoparticules sur la morphogenèse
Descriptif
L’Étang de Berre est une étendue d’eau saumâtre d’importance économique particulièrement soumise aux perturbations anthropiques et où de nombreux
organismes marins s’y reproduisent dont la méduse autochtone Aurelia aurita (L., 1758), [Scyphozoa, Ulmaridae]. Normalement constitués au stade adulte
de quatre sacs gastro-gonadiques en fer à cheval, l’appareil digestif– reproductif présentent, chez certains individus, des caractères tératogènes en nombre
– de trois à neuf sacs – ou en taille, mais aussi des altérations de la symétrie. Avant les travaux récents conjointement initiés par les laboratoires IMBE et
CEREGE d’Aix– Marseille université (Gadreaud et al., 2014a, Gadreau et al., 2014b, Viseur et al., soumis), ce caractère tératogène n’avait été notifié, observé
ou quantifié dans la littérature qu’à six reprises par McGraw (1974), par Brusca & Brusca (2002 ; p. 258), par Berking & Hermann (2007) par des
photographes amateurs pour le compte du site web de biologie marine D.O.R.I.S de la fédération française d’études et des sports sous-marins et sur les sites
francophones et anglophones de wikipedia ou par le personnel de l’aquarium de Nausicaá (Boulogne-sur-Mer). Les travaux de Master 2 en cours de Justine
Gadreaud ont ainsi permis d’investiguer et d’initier l’identification des vecteurs d’écotoxicité responsables de ces aberrations morphologiques.
L’objectif de la thèse est de tester divers vecteurs de pollution – eau, sédiments, matières en suspension – et de tester l’effet de
contaminants métalliques parmi les plus fréquents, et à des doses environnementales inquiétantes, dans l’étang de Berre (ETMs) et
émergents (nanoparticules; voir von Goetz et al., 2013) pouvant conduire à des modifications morphogénétiques et du cycle de vie des
méduses. La morphologie des méduses, en particulier leur plan d’organisation bauplan visera à déterminer des effets dose-dépendants et à
tester le modèle méduse A. aurita comme bioindicateur de contaminations en milieu marin et lagunaire.
1– Étude expérimentale
Le stage de recherche de Master 2 SET SBE de Justine Gadreaud – réalisé dans le cadre de l’ANR 12–EMMA–0008 NANODECONGELS – a initié la
mise en place d’un protocole expérimental fin et l’équipement d’une salle dédiée à l’élevage de méduses Aurelia aurita sur le site du
laboratoire CEREGE UM 34 Saint-Charles. Vingt aquariums Kreisel, quatre aquariums pour l’élevage d’Artemia – nourriture –, un réfrigérateur
équipé de sondes de températures et accueillant les polypes, un poste de chimie, un set de verrerie, etc. Le doctorant devra pérenniser ce
protocole expérimental de contaminations environnementales à visées tératologiques et écotoxicologiques. Pour cela, il utilisera des
contaminants d’oxydes métalliques sous forme nanoparticulaire (argent, titane et cérium) et particulaire afin de continuer d’explorer les
effets tératogènes du chrome (III) ainsi que d’autres polluants présents dans l’Étang de Berre et conduisant à la formation et au
développement des malformations des sacs gastro-gonadiques et des aberrations de développement des bras marginaux et des rhopalies –
ou organes récepteurs – richement illustrés par Gadreaud et al., (2014a) au cours de l’ontogenèse.
2– Génomique fonctionnelle
L’étude sera complétée par un volet omiques avec plus particulièrement l’analyse de l’expression des gènes dans un environnement
pollué – transcriptomique et protéomique –, travail qui sera réalisé dans le cadre de l’équipe BBE de l’IMBE (Axe 6). Les aspects histologique
et histochimiques permettant le suivi des modifications ontogénétiques seront complémentaires de l’étude et des analyses spécifiques à la
détection et la quantification des nanoparticules intratissulaires et intracellulaires – fluorescence X, micro et nanotomographie X, seront
réalisées en collaboration avec l’équipe Interfaces & Transferts (Jean-Yves Bottero) du CEREGE (Europôle de l’Arbois). Les techniques
d’observation telles que MEB, TEM et microscopie confocale sont également au programme.
3– Morphométrie et espaces morphologiques ontogénétiques
Le stage de recherche de Master 2 en cours a déjà généré la création d’un algorithme visant à automatiser les analyses morphométriques basées sur des photos numériques d’individus d’Aurelia adulte (Gadreaud et al., 2014b, Viseur et al., soumis). Cet algorithme,
implanté sous le logiciel opensource ImageJ combine une analyse de contour et la transformée de Hough. Il permet d’approximer le contour
de la méduse et de ses gonades par des ellipses afin d'en extraire leurs caractéristiques géométriques et surfaciques afin de créer un espace
morphologique – basé sur l’analyse des données multifactorielles biométriques – des individus adultes présentant ou non des caractères
tératogènes. Les malformations initialement observés, et en cours de caractérisation et de quantification dans le cadre du Master 2, sur les
méduses adultes de l’étang de Berre ayant été identifiées et générées par l’expérimentation au laboratoire CEREGE UM 34, il est à présent
nécessaire de créer un espace morphologique ontogénétique depuis l’émission des éphyrules par les strobilae – t0 – jusqu’à la formation de
l’ombrelle du stade adulte – à environ t15 jours. À ces fins, l’utilisation des deux dimensions fractales de Kaye (1994) –
dimensions texturale et structurale – seront utilisées pour la première fois sur un objet zoologique sans squelette pour l’implantation et la
mise à jour de l’algorithme utilisé sur les calices de coraux scléractiniaires (Martin-Garin et al., 2007b).
4– Références
nd
Berking S. & Herrmann K., 2007. Compartments in Scyphozoa. The International Journal of Developmental Biology 51, 221–228. Brusca & Brusca, 2002. Invertebrates. 2 Edition. Sinauer Associates,
Incorporation Publishers. Sunderland. 936 pp. D.O.R.I.S, 2012. Données d’Observations pour la Reconnaissance et l’Identification de la faune et de la flore Subaquatiques. http://doris.ffessm.fr/ Gadreaud
J., Martin-Garin B., Viseur S., Gourio G., Artells E. & Thiéry, A., 2014a. Morphometric analysis of teratological Berre lagoon jellyfish (Aurelia aurita). Potential impacts of metal
contaminants : chromium (III) and silver nanoparticles on the morphogenesis. International Limnology and Oceanography Conference (JILO). Marseille. Gadreaud J., Martin-Garin B., Viseur
th
S., Gourio G., Artells E. & Thiéry A., 2014b. Using Hough transforms for the characterization of the Aurelia aurita jellyfish shape. 8 Symposium of
Morphometrics and Evolution of Shape. Dijon. Graw K., 1974. Two aberrant forms of the moon jellyfish, Aurelia aurita (Linné), in the Northeastern Gulf of Mexico. Chesapeake Science 15, 55–56. Kaye B.H.,
nd
1994. A random walk through fractal dimensions (2 Edition). John Wiley and Sons Limited, Chichester, 427 pp. Martin-Garin B., Lathuiliere B., Verrecchia E.P. & Geister J., 2007. Use of fractal dimensions to quantify
coral shape. Coral Reefs 26, 541-550. Viseur S., Gadreaud J., Gourio G., Martin-Garin B. & Thiéry A., soumis. Automated algorithm for extracting jellyfish morphogenetical attributes from numerical photos. Journal of
computa
tional Biology. von Goetz N., Lorenz C., Windler L., Nowack B., Heuberger M. & Hungerbühler K., 2013. Migration of Ag-and TiO2-(Nano)particles from Textiles into Artificial Sweat under
Physical Stress: Experiments and Exposure Modeling. Environmental Science & Technology 47, 9979–9987.
Wikipedia. http://en.wikipedia.org/wiki/Aurelia_aurita et http://fr.wikipedia.org/wiki/Aurelia_aurita
Programme finançant la recherche
Obtenu : cette thèse bénéficiera de l’appui logistique de l’Equipex, du Labex Serenade et de la plateforme de microscopie et d’imagerie
2
d’Aix–Marseille université – Crn m et PFM Techno-imagerie PRATIM du site Saint-Charles – et sera traitée en étroite relation avec les projets
ANR nanoparticules, Mesonnet, 12–EMMA–0008 NanoDeconGels en cours.
Directeurs de thèse proposés
Directeur HDR proposé
Nom–Prénom : THIÉRY Alain Corps : PR—Docteur
ès Sciences Laboratoire : BBE Axe 6—IMBE UMR
CNRS 7263
Adresse mail: [email protected]
Choix de publications récentes (souligner éventuellement les étudiants dirigés co-signataires):
Lilley M.K.S., Ferraris M., Elineau A., Berline L., Cuvilliers P., Gilletta L., Thiéry A., Gorsky G. & Fabien Lombard F., 2014a. Culture and growth of the jellyfish Pelagia noctiluca in the laboratory. Marine
Ecology Progress Series, in press Auffan M., Bertin D., Chaurand P., Pailles C., Dominici C., Rose J., Bottero J.-Y. & Thiéry A., 2013. Role of molting on the biodistribution of CeO2 nanoparticles within
Daphnia pulex. Water Res., 47: 3921–3930. Artells E., Issartel J., Auffan M., Borschneck D., Thill A., Tella M., Brousset L., Rose J., Bottero J.-Y. & Thiéry A., 2013. Exposure to cerium dioxide nanoparticle
differently affects swimming performance and survival in two daphnid species. PLoS ONE 8: e71260. doi:10.1371/journal.pone.0071260 De Jong L., Moreau X., Bestel I., Beaudoin E., Aimé A., Dolain
C., Saez G., Tonetto A., Barthélémy P. & Thiéry A., 2013. Uptake of quantum dots into a freshwater flatworm: intracellular accumulation and transmission from parents to offspring. Journal of Nanoscience
Letters, 3: 28. Thiéry A., De Jong L., Issartel J., Moreau X., Saez G., Barthélémy P., Bestel I., Santaella C., Achouak W., Auffan M., Rose J. & Bottero J.-Y., 2012. Effects of metallic and metal oxide
nanoparticles in aquatic and terrestrial food chains. Biomarkers responses in invertebrates and bacteria. Int. J. Nanotechnol., 9(3-7): 181–203. Auffan M., Santaella C., Thiéry A., Rose J., Achouak W., Thill
A., Wiesner M. & Bottero J.-Y., 2012. Ecotoxicity of inorganic nanoparticles: from unicellular organisms to invertebrates. In Encyclopedia of Nanotechnology, Bhushan, B., Springer Ed. Saez G., Moreau X.,
De Jong L., Thiéry A., Dolain C., Bestel I., Di Giorgio C., De Méo M. & Barthélémy P., 2010. Development of new nano-tools: towards an integrative approach to address the societal question of
nanotechnology? Nano Today, 5(4): 251–253.
Thèses encadrées ou co-encadrées au cours des quatre dernières années
Nom : Scher Olivier Intitulé : les bassins d’eau pluviale autoroutiers en région Méditerranéenne : fonctionnement et biodiversité. Évaluation de l’impact de la
pollution routière sur les communautés animales aquatiques
o
Type d'allocation : CIFRE n 609/2001 Date de début de l'allocation de doctorat : Date de soutenance (si la thèse est soutenue) : 9 décembre 2005 Programme finançant la recherche :
ANRT/ASF Situation actuelle du docteur (si la thèse est soutenue) : chargé de projets au conservatoire des espaces naturels du Languedoc-Roussillon
Pourcentage de participation du directeur à l'encadrement en cas de co-direction : 100% Cinq articles, dont trois internationaux, ont été publiés de cette thèse: 2004,
Bulletin de la Société Herpétologique de France, 111/112: 25-36 / 2005, Archives des Sciences, 57(2-3): 123-132 / 2005, Hydrobiologia, 551: 237-251 / 2006, Science of the Total
Environment, 366: 164-173 / 2010, Limnetica, 29(1): 1-12.
Nom : Triboit Frédéric Intitulé : les métaux dans les bassins autoroutiers du Sud-Est de la France. Potentialités de dépollution des eaux et des sédiments par les plantes Type
d'allocation : CIFRE n°0083/05 Date de début de l'allocation de doctorat : Date de soutenance : 25 juin 2009 Programme finançant la recherche : ANRT/ASF Situation actuelle du
docteur (si la thèse est soutenue): auto-entrepreneur. Entreprise Frédéric Triboit (RCS 527 799 639) spécialisée dans le secteur d’activité de l’ingénierie, études techniques.
Pourcentage de participation du directeur à l'encadrement en cas de co-direction : 50%
Deux articles ont été publiés de cette thèse: 2010, Water, Air and soil Pollution, 209: 229-240 / 2013, Acta Botanica Gallica, DOI: 10.1080/12538078.2013.806872
Nom : Artells Ester Intitulé : effets des nanoparticules d’argent enrobées initiales et vieillies, sur la dénaturation des métalloprotéines (hémocyanine,
métallothionéines) et ses conséquences physiologiques chez des Crustacés d’eau douce
Type d'allocation : Bourse Post Doc Labex Serenade Date de début de l'allocation de doctorat : 1
er
septembre 2013 Date de soutenance (si la thèse est soutenue) : 31 août 2015 Programme finançant la recherche : Labex
Serenade Situation actuelle du docteur (si la thèse est soutenue) : en cours Pourcentage de participation du directeur à
l'encadrement en cas de co-direction : 100%
Publications produites durant le Post Doc. 2013, PLoS ONE 8: e71260. doi:10.1371/journal.pone.0071260 + 3 in press. (Nanoscale, Nature Sci., Env. Sci. & Technol.)
Nom : Lilley Martin K.S. Intitulé : Quantification et caractérisation spatiale des essaims de plancton gélatineux et étude de l’action de la mésoglée de
plancton gélatineux sur l’agglomération de nanopaticules
er
Type d'allocation : ANR Date de début de l'allocation de doctorat : 1 juin 2013. Date de soutenance : 30 juin 2014 Programme finançant la recherche : ANR Emergence
‘NanoDeconGels EMMA 008’ Situation actuelle du docteur : en cours Pourcentage de participation du directeur à l'encadrement en cas de co-direction : 50% Quatre
publications produites durant le post Doctorat: 2013a, Diversity and Distributions, doi: 10.1111/ddi.12077 / 2013, Biological Conservation, Doi:
10.1016/j.biocon / 2014a, Marine Ecology Progress Series, in press / 2014b, Marine Ecology Progress Series, in press.
Autre directeur proposé
Nom–Prénom : Martin-Garin Bertrand
Corps : MCF—Docteur ès Sciences
Adresse mail : [email protected]
Laboratoire : CEREGE UM 34, thème VIE, équipe bioindicateurs et traceurs des paléoenvironnements
Choix de publications récentes
Martin-Garin B., Lathuilière B. & Geister J., 2012. The shifting biogeography of reef corals during the Oxfordian (Late Jurassic). A climatic control? Palaeogeography, Palaeoclimatology, Palaeoecology,
365-366: 136-153. Olivier N., Martin-Garin B., Colombié C., Cornée J.-J., Giraud F., Schnyder J., Kabbachi B. & Ezaidi K., 2012. Ecological succession evidence in an Upper Jurassic coral reef system (Izwarn
section, High Atlas, Morocco). Geobios, 45: 555-572. Martin-Garin B., Lathuiliere B., Geister J. & Ramseyer K., 2010. Oxygen isotopes and climatic control of Oxfordian coral reefs (Jurassic,
Tethys). Palaios, 25: 721-729. Martin-Garin B., Lathuilière B., Geister J., Chellai E.H. & Huault V., 2007a. Geology, facies model and coral associations of the Late Jurassic reef complex at Cape Ghir (Atlantic
High Atlas,
Morocco). Comptes Rendus Geoscience, 339: 65-74. Martin-Garin B., Lathuiliere B., Verrecchia E.P. & Geister J., 2007b. Use of fractal
dimensions to quantify coral shape. Coral Reefs, 26: 541-550.
Profil du candidat, compétences requises
Le candidat devra être titulaire d’un Master 2 recherche dans l’un des domaines suivants:
Écologie et biologie du développement des invertébrés aquatiques
Écologie des milieux aquatiques et écotoxicologie – nanoparticules, Éléments Traces Métalliques
Le candidat devra posséder des compétences affirmées dans les domaines suivants:
Expérimentation en laboratoire et aquariophilie marine
Biostatistiques – bonne maîtrise du logiciel R et des bases de la programmation
Analyse d’image des systèmes complexes et techniques de morphométrie géométrique
Niveau 1 minimum de plongée subaquatique souhaitait

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