UVECO
Induction of microbial community responses and dissolved organic matter transformations by UltraViolet radiation in marine ECOsytems

	I. INTÉRÊT SCIENTIFIQUE (click to go to ...)
	2. OBJECTIFS DU PROJET UVECO
	>   Objectif 1 : Étude des réponses cellulaires et moléculaires des populations microbiennes au stress UV
	>    Objectif 2 : Étude expérimentale de l'impact du rayonnement UV et du PAR sur la structure des composés organiques et sur son accessibilité par les bactéries marines
	>   Objectif 3 : Étude in-situ de l'impact du rayonnement UV sur les flux de carbone entre les compartiments MOD / bactéries / phytoplancton à la surface de l'océan. Modélisation des processus
	>   Objectif 4 : Impact du rayonnement UV sur les processus de dégradation biologique et photochimique du DMS et du DMSP
	>   Objectif 5 : Caractérisation de la pénétration du rayonnement UV dans le milieu marin
	Sites d'étude retenus dans le projet UVECO (click to go to ..)
OBJECTIFS
	Le projet UVECO doit nous permettre d'étudier certains processus bien précis mais également d'avoir une première estimation "quantitative" des effets potentiels des UV sur la biologie et les transformations photochimiques de la MOD. Nous avons fait le choix d'aborder l'impact du rayonnement UV aux doses naturelles que nous rencontrons actuellement. Il nous apparaît effectivement important de pouvoir estimer le rôle des UV-R aux doses "naturelles" avant de pouvoir travailler sur une simulation d'augmentation ou de diminution du rayonnement UV-B ou UV-A.
Objectif 1 : Étude des réponses cellulaires et moléculaires des populations microbiennes au stress UV
	A) Étude des mécanismes de photoadaptation des cyanobactéries marines   Compte tenu de l’importance des cyanobactéries marines, Synechococcus et plus encore Prochlorococcus, dans la biomasse et la production chlorophyllienne des eaux superficielles oligotrophes (Partensky et al., 1999), une question importante qui se pose est leur capacité de résistance aux forts rayonnements de photons visibles et UV-R incidents en surface de l’océan, et l’impact de ces rayonnements sur la croissance et la photosynthèse de ces cellules. Des expériences seront donc réalisées au laboratoire puis sur le terrain pour évaluer la réponse des cellules de Prochlorococcus et Synechococcus à une variété de stress lumineux. Les effets induits par ces stress sur la pigmentation seront étudiés grâce à deux techniques : l'HPLC pour ce qui concerne les chlorophylles (et divinyl-chlorophylles) et les caroténoïdes et une méthode spectrofluorimétrique (Lantoine and Neveux, 1999) pour ce qui concerne les phycobiliprotéines (essentiellement phycoérythrine et phycocyanine). Pour les études in situ, le dosage des caroténoïdes sera étendu à l’ensemble des pigments du phytoplancton, avec une emphase particulière sur les pigments à rôle photoprotecteur. Dans le cadre de ce projet, nous comptons également développer l'analyse par HPLC des mycosporine like amino acids (MAAs), des composés induits spécifiquement par le stress UV. Nous étudierons également les mécanismes moléculaires mis en place par les cyanobactéries pour se protéger contre l’excès de photons (visible ou UV-R). Les études seront réalisées sur des souches de Prochlorococcus (MED4, une souche de surface) et de Synechococcus (WH8102) dont les génomes sont entièrement séquencés, rendant possibles des méthodes d'approche globales de type protéomique. Ainsi, l’utilisation de l’électrophorèse bidimensionnelle permettra de repérer l’ensemble des protéines induites spécifiquement par différents types de stress lumineux (forte lumière, UV-A et UV-B) puis de les séquencer et de les identifier précisément grâce aux bases de données génomiques disponibles (voir détails expérimentaux plus bas). En plus de cette approche globale, nous nous intéresserons plus spécifiquement au rôle dans la photoprotection des complexes zéaxanthine-protéine et des complexes pigments-HLIP (high light inducible proteins) dans les membranes photosynthétiques de Prochlorococcus et Synechococcus.   L’étude au laboratoire devrait révéler l’identité d’un certain nombre de gènes importants dans la photoprotection chez les cyanobactéries marines. Après avoir étudié leur expression en conditions contrôlées, le même type d'études sera réalisé in situ durant la campagne BIOSOPE. Nous nous intéresserons tout particulièrement aux variations de l'expression survenant au cours de la journée et/ou en fonction des conditions de milieu (profondeur, couvert nuageux, niveau trophique). La partie centrale du Pacifique Sud Est est particulièrement intéressante dans ce contexte car il s'agit de la zone du globe la plus pauvre en particules et le coefficient d'atténuation diffuse dans l'UV-R y est extrêmement faible. Autrement dit, l'influence des UV-R doit se ressentir sur une couche relativement épaisse. La faisabilité de la méthode de RT-PCR quantitative envisagée pour l’étude de l’expression génique chez les populations naturelles de Prochlorococcus a récemment été démontrée avec un gène très faiblement exprimé (fstZ, codant pour une protéine intervenant dans la multiplication cellulaire) dont l’expression a été suivie au cours du rythme jour-nuit plusieurs jours consécutifs à la station A dans le Golfe d’Aqaba (Holtzendorff et al., 2002). L’un des buts de ce projet sera de distinguer l’effet des fortes intensités visibles (PAR) seules et celles spécifiquement dues au rayonnement UV.    B) Étude du spectre d'action du rayonnement solaire et de la photoadaptation au stress UV chez deux modèles de bactéries marines hétérotrophes   La connaissance précise du spectre d'action du rayonnement solaire sur la physiologie des bactéries ainsi que des facteurs qui peuvent le modifier sont des points importants dans l'estimation des conséquences d'une modification du rayonnement UV à la surface des océans sur le recyclage de la MOD par les bactéries. Les résultats de la littérature sont assez divergents en ce qui concerne le rôle respectif des UV-B, des UV-A et du PAR. Aas et al. (1996) ont observé que les UV-B, les UV-A et le PAR contribuaient respectivement à 39%, 37% et 23% de l'inhibition de la production bactérienne pour des eaux mésotrophes estuariennes. Inversement, Sommuraga et al. (1997) ont observé que l'impact des UV-B est négligeable et que les UV-A et le PAR ont un effet à peu près égal dans l'inhibition de la production bactérienne dans le cas de la Mer Adriatique. Nous avons nous mêmes observé des variations notables dans l'inhibition bactérienne due aux différentes parties du spectre solaire dans le cas d'un milieu côtier méditerranéen (travaux du PNEC ART 5). Plusieurs raisons peuvent être évoquées pour expliquer ces résultats contradictoires : (1) les protocoles expérimentaux utilisés différent légèrement d'une étude à une autre (e.g., élimination ou non de la communauté phytoplanctonique de l'échantillon; ajout ou non du radioisotope durant l'incubation au soleil), (2) les communautés bactériennes étudiées sont différentes (en termes de composition et d'activité), (3) les conditions environnementales dans lesquelles sont effectuées les expériences sont différentes (e.g., qualité et quantité de MOD, limitations nutritives, température).   Afin de déterminer précisément le rôle des différentes longueurs d'onde dans la réponse biologique, il est possible de décrire dans des conditions contrôlées le Spectre d'Action Biologique (SAB; Spectral Weigthing Function pour les auteurs anglo-saxons) (Neale, 2000). Les SAB sont déterminés classiquement par l'utilisation d'une source de lumière polychromatique et de filtres qui assurent des coupures précises à une de longueur d'onde donnée (filtre passe-haut). Dans ce schéma expérimental, les réponses biologiques mesurées reflètent les effets simultanés (et parfois concurrentiels) de processus dépendants de longueurs d'ondes multiples (Rundel, 1983). Un grand nombre des travaux menés sur les SAB concerne des espèces phytoplanctoniques (Neale, 2000). À notre connaissance, les seuls SAB réalisés sur des bactéries marines concernent des bactéries chimiolithotrophes nitrifiantes du genre Nitrosomas et Nitrococcus (Guerrero et Jones, 1996a,b). Les SAB des bactéries marines hétérotrophes restent encore largement inexplorés. Dans le cadre du projet d'ATIPE SDU "Réponse des bactéries marines au stress radiatif : rôle de l'environnement immédiat" (F. Joux), nous étudierons le spectre d'action biologique du rayonnement solaire sur deux modèles bactériens: Sphingomonas alaskensis RB2256 (alpha Protéobacterie, modèle de bactérie oligotrophe facultative) et Vibrio angustum S14 (gamma Protéobactérie, modèle de bactérie copiotrophe). Ce travail sera réalisé au moyen d'un simulateur solaire en utilisant une lumière continue. Les paramètres étudiés recoupent en grande partie ceux utilisés dans l'étude de la photoadapatation de cyanobactéries marines décrite ci-dessus, notamment par l'utilisation de l'approche protéomique (collaboration R. Cavichiolli). Il sera donc possible d'effectuer des comparaisons intéressantes entre les différents modèles étudiés. Ce travail, ainsi que le développement des différentes approches méthodologiques seront effectués sur les fonds propres au projet ATIPE.   Dans le cadre du projet UVECO, nous étendrons ce travail en étudiant la réponse des deux modèles bactériens sous lumière modulée UV/visible au moyen du cyclostat développé pour la culture des cyanobactéries marines (cf. paragraphe 2.1.1.1). Ce dispositif offre des perspectives de travail très intéressantes : il a été montré dans le milieu naturel que l'activité des bactéries en surface et la quantité des dommages ADN causés par les UV-B, suivaient un cycle jour/nuit bien marqué (activité minimale et dommages maximals en fin de journée, activité maximale et dommages minimals en début de matinée), suggérant un cycle inhibition/reprise d'activité couplé à un cycle dommages/réparation (Jeffrey et al., 1996; Visser et al., 2002). Il est assez difficile, malgré tout, dans un contexte d'une communauté bactérienne complexe de faire la part des choses entre les mécanismes actifs de reprise d'activité et de réparation chez des cellules endommagées et l'élimination de ces cellules par des prédateurs. Nous proposons dans le cadre d'UVECO, d'utiliser le cyclostat décrit précédemment pour étudier la rythmicité de l'activité et des dommages cellulaires chez les deux modèles de bactéries du projet ATIPE. Ce dispositif doit également nous permettre de mettre en évidence si les bactéries peuvent développer des mécanismes de photoadaptation au stress UV. Celui-ci a déjà été observé chez une espèce de Vibrio soumis au stress UV-B et se traduisait par une induction moindre de dimère de thymine lors d'une deuxième exposition aux UV-B après une phase de réparation (Joux et al., 1999). Les différentes approches méthodologiques développées dans le cadre de l'ATIPE seront utilisées pour cette étude spécifique du projet UVECO.
Objectif 2 : Étude expérimentale de l'impact du rayonnement UV et du PAR sur la structure des composés organiques et sur son accessibilité par les bactéries marines
	Cet objectif regroupe des études expérimentales portant sur une étude d’impact du rayonnement (UV-B, UV-A et PAR)  sur  la structure moléculaire de la matière organique dissoute et sur les capacités minéralistarices des bactéries hétérotrophes. Notre choix s’est porté sur des molécules considérées comme labiles (lipides, sucres et protéines) et/ou d’importance dans le fonctionnement cellulaire des organismes marins (bactériens et phytoplanctoniques).   A) Impact du rayonnement UV et PAR sur la dégradation des acides gras, des polysaccharides et des protéines      Des études récentes ont montré que la dégradation photochimique de la MOD pouvait jouer un rôle très important dans le cycle du carbone par l’intermédiaire de deux processus : (1) Un processus abiotique conduisant à une production photochimique directe de CO (Mopper et al., 1991) et de CO2 (Granéli et al., 1996), et (2) un processus séquentiel photochimie/voie biotique impliquant une photodégradation de la MOD suivie d’une assimilation bactérienne et d’une transformation en biomasse et en CO2 par respiration. Par ailleurs de nombreux travaux suggèrent que la réponse du bactérioplancton en présence de MOD exposée aux UVB-R est fonction de son origine et de sa composition avant et après l’exposition (Naganuma et al., 1996 ; Mopper et Kieber, 2000 ; Obernosterer et al.  2001). D’autre part, l’activité bactérienne peut-être inhibée par la production photochimique de radicaux libres (Qian et al., 2001).  Les UVB-R ne conduisent pas seulement à une dégradation de la MOD mère, mais induisent également des réactions secondaires par l’intermédiaire de photosensibilisateurs, réagissant avec des molécules qui n’absorbent pas les UV-R. Il s'agira de déterminer, en condition de laboratoire et dans la permière partie de ce travail,  si le rayonnement UV-R et le PAR est un facteur essentiel à la photodégradation ou la photoaltération de la MOD.   Nos objectifs abordés dans ce thème de recherche seront d’étudier les effets du  rayonnement UV sur : - Les modifications de la structure physico-chimique de la Matière Organique Dissoute Colorée (MODC) induites par les irradiations seront suivies par les spectres d'émission et d'excitation intégrés sous formes de matrices 3D (contouring),et par la composition  de la MODC quantifiée en chromatographie d'exclusion de tailles (SEC-Chromatographie) (Minor et al., 2002).   - La production de molécules à courtes chaîne comme les acides dicarboxyliques, les céto-acides à partir d’acides gras mono-insaturés ex : l’acide oléique) pour différentes dosses d’irradiation UV-R (A, B) et de PAR.   - La production d’acides aminés à partir de différentes protéines et de peptides pour différentes doses d’irradiation UV-R (A et B) et de PAR.   - La production de monosaccharides à partir de différents polysaccharides et oligosaccharides pour différentes doses d’irradiation UV-R (A et B) et de PAR.   - Ces expériences seront réalisées sur des molécules synthétiques et naturelles en solution dans l’eau de mer et dans de l’eau ultra-pure. Le rôle des photosensibilsateurs comme les radicaux OH. produits par exemple à partir des nitrates sera également abordée dans ces travaux.   B) Dégradation des composants lipidiques du phytoplancton par le rayonnement UV et PAR   Lors de la sénescence du phytoplancton, l’énergie lumineuse captée par la chlorophylle n’est plus utilisée dans les réactions photosynthétiques (Nelson, 1993). Ceci conduit à un afflux de formes excitées de la chlorophylle et de l’oxygène qui sature alors les systèmes photoprotecteurs des cellules (caroténoïdes, vitamine E …) (Merzlyak et Hendry, 1994). Il en résulte une photodégradation intense de nombreux constituants cellulaires (chlorophylles, stérols, acides gras insaturés, alcènes) (Rontani et al., 1995 ; 1997 ; 1998 ; Rontani, 2001 ; Mouzdahir et al., 2001a). Contrairement à certaines idées reçues, cette dégradation n’est pas induite par les radiations les plus énergétiques (UV) mais par les radiations du domaine du visible responsables de la photosynthèse (PAR, Photosynthetically Active Radiation). Ces réactions photochimiques conduisent à la formation de nombreux hydropéroxydes. Lors de l’analyse de divers échantillons de matériel particulaire et de sédiments récents, nous avons pu mettre en évidence des quantités importantes de ces composés (Rontani et Marchand, 2000 ; Marchand et Rontani, 2001), pourtant généralement considérés comme très instables. Ces hydropéroxydes d’origine photochimique sont susceptibles d’induire diverses réactions radicalaires (autoxydation) et donc de jouer un rôle non-négligeable lors de la diagenèse de la matière organique phytoplanctonique en zones oxiques (colonne d’eau et couche superficielle des sédiments).   Nos objectifs abordés dans ce thème de recherche seront d’étudier l’effet des radiations UV et visibles sur les composants lipidiques (acides gras insaturés, stérols, chaîne phytyle des chlorophylles) des cellules phytoplanctoniques (cinétiques de dégradation et identification des photoproduits) afin de rechercher ensuite les composés formés in situ et de déterminer le rôle réel joué par ces deux types de radiations dans la dégradation de la MOP.     C) Impact du rayonnement UV et PAR sur le recyclage bactérien de la matière organique   Ce type de travaux portera sur :   - Les effets des modifications (dues à différentes intensités d’exposition) des structures moléculaires des acides gras, des protéines et des polysaccharides sur l’activité de dégradation bactérienne en terme de vitesse de dégradation, d’activité enzymatique et de rendements de croissance bactérien (Sempéré et al., 1998; 2000; 2002; Panagiotopoulos et al., 2002).   - Les effets des dommages bactériens (dues à différentes intensités d’exposition) seront estimés d’une part par le suivi de la protéine RecA (caractéristique du stress UV dans la cellule bactérienne) et par des mesures de production bactérienne durant les processus de dégradation ultérieurs. Nous étudierons ensuite l’impact des dommages bactériens sur l’activité de dégradation bactérienne de composés organiques (protéines, polysaccharides et acides gras) en terme de vitesse de dégradation, d’activité enzymatique et de rendements de croissance bactérien.   Ces expériences seront réalisées au LMM-COM Marseille à partir de souches bactériennes marines et de molécules synthétiques exposées à différentes doses de rayonnement UV (A et B) et de PAR. Le rôle des photosensibilisateurs sera également étudié dans ce type de recherche. Ces études seront ensuite abordées à partir d’échantillons naturels. Il est important de noter que ces travaux seront poursuivis à partir de solutions naturelles marines (en terme d’assemblage bactérien et de composés organiques) dans l’objectif 3 de ce programme et durant la participation du groupe "UVECO" aux projets de campagnes océanographiques hauturières Biosope, Keops et Action (PROOF) dans lequel notre groupe est engagé à participer.
Objectif 3 : Étude in-situ de l'impact du rayonnement UV sur les flux de carbone entre les compartiments MOD / bactéries / phytoplancton à la surface de l'océan. Modélisation des processus
	Différents effets liés au rayonnement UV sur le phytoplancton, les bactéries et la matière organique dissoute ont été décrits dans la littérature comme pouvant affecter les flux de carbone entre ces compartiments. Ces effets n'ont jamais été étudiés simultanément, par conséquent il est impossible de pouvoir apprécier l'importance de chacun d'entre eux et d'avoir une vision synoptique des modifications de flux de carbone résultant de l'exposition au rayonnement UV.   Les principaux processus susceptibles d'être affectés par le rayonnement UV sont les suivants :   -          production primaire -          variations des paramètres photosynthétiques -          excrétion phytoplanctonique -          production bactérienne -          activité bactérienne exoenzymatique -          rendement de croissance bactérien -          photo-oxydation directe de la MOD -          accessibilité de la MOD à la dégradation bactérienne   Le premier challenge de cet objectif est d'étudier ces différents effets (en distinguant ceux liés aux UV-B et ceux liés aux UV-A) d'une manière conjointe sur des échantillons en Méditerranée. L'autre challenge est de réaliser ces mesures à différentes profondeurs dans la colonne d'eau. Effectivement, la plupart des études concernant l'impact du rayonnement UV ont été réalisées en utilisant des incubations en surface et/ou en laboratoire. Il est très difficile d'apprécier à partir de ces seules expériences l'ampleur des effets étudiés dans la colonne d'eau en raison de la modification de la composition du rayonnement solaire en fonction de la profondeur. L'approche utilisée permettra d'avoir une vision intégrative des effets mesurés qui est essentielle si l'on veut apprécier correctement l'impact des UV sur le fonctionnement du réseau trophique microbien. L'autre point original de ce travail sera de quantifier l'effet négatif du rayonnement UV sur la production primaire en fonction de la classe de taille du phytoplancton. Si quelques mesures ont déjà été réalisées dans le cas de systèmes lacustres, aucune donnée n'existe à notre connaissance sur l'environnement marin. Les différentes classes de phytoplancton étant consommées par différents types de prédateurs, cette donnée est importante à connaître pour apprécier l'impact des UV sur le transfert de la biomasse phytoplanctonique vers les échelons supérieurs. Un premier atelier aura lieu à Banyuls durant l'été 2004, qui permettra de rôder le système en réalisant 3 séries d'expériences sur des journées différentes. Durant la campagne en Méditerranée programmée en été 2005, le dispositif sera utilisé pour réaliser 4 à 5 séries d'expériences le long du transect allant de 5° à 30° E. Les résultats obtenus serviront à l'établissement d'un modèle où le forçage des UV sera identifié en fonction de la profondeur dans la colonne d'eau (collaboration F. Touratier, CEFREM). Ce modèle, qui n'a pas été réalisé pour un système aquatique, pourra constituer une première étape car le facteur d'atténuation des dommages par le mélange des masses d'eau ne sera pas pris en compte (les incubations d'échantillons étant réalisées à profondeurs fixes). La réalisation de ce objectif devrait profiter du concours de W. Jeffrey durant l'atelier Banyuls 2004. Un poste rouge CNRS sera demandé pour ce chercheur américain spécialisé dans l'étude de l'impact du rayonnement UV sur les bactéries marines.   Un apport non négligeable des études de processus que nous mènerons en milieu naturel sera d'estimer l'erreur introduite par les méthodologies classiques de mesures d'activité biologique. Nos résultats obtenus dans le cadre d'un projet du PNEC ART 5 montrent une inhibition importante en surface de la production primaire et bactérienne par les rayonnements UV. La production primaire est généralement mesurée après inoculation de 14C et incubation dans des flacons en polycarbonate transparents, alors que la production bactérienne est mesurée à l'obscurité. L'utilisation de telles conditions d'incubation filtrant une partie importante ou la totalité des rayonnements UV pourrait introduire une surestimation importante des quantités de carbone fixé et recyclé sur la colonne d'eau, particulièrement dans les zones superficielles.
Objectif 4 : Impact du rayonnement UV sur les processus de dégradation biologique et photochimique du DMS et du DMSP
	S'il se confirme que les processus de production et de destruction des composés soufrés DMSP et DMS sont particulièrement sensibles au rayonnement UV-A, comme semblent l'indiquer les travaux préliminaires sur le sujet, un changement du rayonnement UV-A induit par un changement de la nébulosité et des propriétés radiatives des nuages pourrait avoir un impact important sur le cycle biogéochimique de ces composés. Les conclusions de nos travaux qui ont porté sur l'impact de l'augmentation de l'effet de serre sur les apports de sulfure de diméthyle (DMS) à l'atmosphère (Bopp et al., 2002) et sur la rétroaction du DMS sur le bilan radiatif via l'effet indirect qu'exerce le DMS sur les propriétés radiatives des nuages (Bopp et al., soumis), pourraient en être affectées.   Nous avons choisi dans le cadre du projet UVECO de nous focaliser sur les processus de photolyse du DMS et de dégradation du DMSP par les bactéries hétérotrophes.   Nous étudierons plus précisément dans le cadre du projet UVECO : -          le rôle de la qualité de la DOM dans le processus de photolyse du DMS, -          le rôle potentiel de la prise de DMSP par les bactéries dans leur résistance au stress UV et dans leur capacité de récupération après exposition au stress UV. -          et l'importance relative des processus de photolyse et de dégradation bactérienne du DMS dans la colonne d'eau.
Objectif 5 : Caractérisation de la pénétration du rayonnement UV dans le milieu marin
	La profondeur de pénétration des UV dans la colonne d’eau peut-être évaluée à l’échelle globale, en combinant les estimations satellitales d’éclairement UV à la surface de l’océan (satellite TOMS) calculées en fonction de l’angle solaire au zénith, des quantités d’ozone et d’aérosols, de l’albédo de surface, de la nébulosité et des estimations satellitales de la couleur de l’océan (satellite SeaWIFS) dans la région spectral du visible (Madronich, 1993 ; Herman et al., 1998 ; Moran et Zepp, 2000 ; Vasilkov et al., 2001).  La nébulosité et les aérosols ont des effets importants sur la transmission des radiations UV (Green et Schippnick, 1982 ; Madronich et al., 1998 ; Herman et al., 1998) mais apparaissent moins sélectifs que l’ozone, affectant aussi les UVA-R et le domaine visible. Un des objectifs de ce projet sera de préciser la profondeur de pénétration du rayonnement UV en Mer Méditerranée par des mesures de rayonnement in situ à l'aide d’un radiomètre en relation avec les concentrations de COD, de CDOM, de chlorophylle a et de MES. Des données d’irradiance UV pourront être obtenues également durant les campagnes hauturières auxquelles le groupe UVECO est engagé (programmes Biosope, Keops, Action). Elles seront comparées et serviront à calibrer les estimations satellitales obtenues à partir du sattelite TOMS (négociations en cours avec A. Vasilkov).
Sites d'étude retenus dans le projet UVECO
	Le domaine d'investigation prévilégié dans ce projet sera la Méditerranée pour des raisons de stratégie de recherche : nous souhaitons dans un premier temps avoir un accès rapide à des échantillons pour mener différentes expériences in situ et au laboratoire qui demandent pour certaines d'entres elles quelques mises au point. Cette facilité d'accès aux échantillons nous permettra également de prendre en considération la variabilité temporelle dans les réponses mesurées qui est trop souvent négligée dans les études sur l'impact du rayonnement UV. Ce travail reposera notamment sur l'utilisation des données de stations d'observation sur lesquelles nous travaillerons. La mer Méditerranée constitue un milieu oligotrophe exposé à des doses relativement élevées d'UV du fait de la faible couverture nuageuse (Vasilkov et al., 2001). En dépit du fait que les doses naturelles en UV des zones méditerranéennes peuvent excéder celles des hautes latitudes, même celles sous l'influence de la diminution de la couche d'ozone, très peu de choses sont connues sur l'impact des UV sur les communautés bactériennes et phytoplanctoniques en Méditerranée ainsi que sur l'importance des processus de phototransformations de la MOD.   1) Banyuls/mer : La position géographique et les moyens à la mer (R/V Néréis II) du Laboratoire Arago, permettent d'échantillonner durant la journée des types d'eaux avec des caractéristiques assez tranchées avec des eaux typiquement côtières et des eaux relativement oligotrophes. Ce site d'étude bénéficie du service d'observation de la station côtière SOLA (Lat.: 42°29'N; Long.: 3°08'E) (réseau du SOMLIT) qui enregistre un certain nombre de paramètres météorologiques, chimiques et biologiques (http://ww2.obs-banyuls.fr/sola/sola.html). Le Laboratoire Arago est également équipé d'un radiomètre terrestre qui assure l'enregistrement en continu du rayonnement UV-B, UV-A et PAR. Cette installation fait partie du réseau ELDONET qui compte une vingtaine de stations de mesures en Europe (http://www.eldonet.org/).   2) Marseille : La position géographique et les moyens à la mer (R/V Antédon) du COM, permettent d'échantillonner durant la journée des types d'eaux avec des caractéristiques assez tranchées avec des eaux typiquement côtières (station SOFI) et des eaux sous influence anthropique et plus riches en MOD (station SOFCOm). Ce type d’étude bénéficiera de collaborations établies avec le conseil général de la région PACA (bourse de thèse 2002-2005 acquise pour Marc Tedetti, LMM) ainsi que les sociétés locales Airmarex et ACRI. Ces collaborations impliquent des mesures régulières d’irradiance UV-visible dans la zone côtière de Marseille couplées à des mesures d’ozone troposphérique (Airmarex, Marseille) et des mesures d’estimations du rayonnement UV à partir de données satellitales et d’algorithmes (Société ACRI, région PACA).   3) Transect Méditerranée occidentale-orientale : campagne UVECO/ACTION Une demande de campagne en Méditerranée sur le R/V Thalassa sera formulée pour l'été 2005. Cette demande se fera en association avec l'équipe du projet ACTION (programme PROOF, resp. C. Goyet). Cette campagne d'une durée de 4 semaines, couvrira un transect des longitudes 5° E aux longitudes 30° E.   Certains participants au projet UVECO feront également partie de différentes campagnes (sous réserve d'acceptation des projets) dans lesquelles la problématique UV pourra être abordée, notamment par des mesures de pénétration du rayonnement UV en mer : -          CADO dans l'Océan Antarctique (zone couverte : Secteur Indien Antarctique : trajet Ile de la Réunion-Base Dumont-Durville) (LMM; février 2003), -          PROOF-BIOSOPE dans le Pacifique sud Est (resp. H. Claustre), (LMM, SBR; fin 2003-début 2004), -          PROOF-KEOPS dans l'Océan austral (resp. S. Blain) (LMM; Hiver 2003-2004 ; zone d’étude : plateau de Kerguelen).   Pacifique Sud-Est : Les eaux ultra-oligotrophes qui seront traversées lors du transect le long d’une radiale Est-Ouest à 27°S prévu dans le cadre de la campagne BIOSOPE (programme PROOF, resp. H. Claustre programmée fin 2004-début 2005) constitueront une autre source intéressante d’échantillons pour tester l’effet du rayonnement ultra-violet sur les différents paramètres géochimiques et biologiques qui mesurés dans le cadre du présent programme. En particulier, il est prévu d’étudier jusqu’à quelle profondeur le stress UV est sensible dans de telles conditions de transparence de l’eau pour les picocyanobactéries marines (notamment Prochlorococcus qui est un composant majeur de cet écosystème) en étudiant l’expression de gènes spécifiquement induits par ce stress.   Durant cette campagne des mesures d’irradiances UV-Visible seront effectuées à l’aide d’un radiomètre (submersible et de surface) associées à des mesures de carbone organique dissous, de CDOM, de chlorophylle a et de MES. Une collaboration (en cours de négociation avec le Dr. Vasilkov) devrait permettre un calibrage des données satellites (en particulier une estimation de la pénétration du rayonnement UV dans la colonne d’eau à partir de données satellitales atmosphériques comme la concentration en ozone, et la nébulosité). Durant cette campagne des expériences de biodégradation de MOD exposée aux UV-R seront également réalisées.   Océan austral (campagne KEOPS) : Des mesures de rayonnement UV ainsi que des facteurs influant sur la pénétration des UV-R seront également réalisées la campagne KEOPS (programme PROOF, resp. S. Blain, fin 2003-2005), et probablement CADO (conditions soumise à l’obtention ou au prêt d’un radiomètre). Des expériences visant à étudier l’impact du rayonnement UV-visible sur le recyclage bactérien de la matière organique dissoute seront effectuées durant les missions KEOPS et CADO. Ces expériences seront réalisées à partir d’échantillons naturels prélevés durant les campagnes et incubés suivant différents types de rayonnement (à l’aide de filtres et de tubes en quartz et en Pyrex) durant la campagne.