PIB4: Les réseaux d’interactions : un outil de bioindication ?

- Unité d’accueil : Institut Méditerranéen d'Océanologie (MIO)  

- Encadrants : C. Militon & P. Cuny

- Courriel des encadrants : Cette adresse email est protégée contre les robots des spammeurs, vous devez activer Javascript pour la voir.

- Contexte du sujet : La Directive Cadre sur l’Eau (directive 2000/60 ou DCE) est une directive européenne ayant pour objectif de préserver et de restaurer l’état des masses d’eaux de tous les états membres de l’Union Européenne. Dans le cadre de cette directive, l’état français effectue le suivi de l’état chimique et écologique des masses d’eaux de ses grands bassins hydrographiques en métropole et en outre-mer. Ce suivi est réalisé à l’aide d’indicateurs qui compilent des éléments de qualité biologiques (espèces), de paramètres physico-chimiques et hydromorphologiques. Une fois calculés, ces indices permettent de qualifier l’état d’une masse d’eau vis-à-vis de son état de référence (peu ou pas influencée par les activités humaines).
En 2016, le Groupe de Travail sur la Directive Cadre sur l'Eau Mangrove (GT DCE Mangrove) a proposé une stratégie de développement d’indicateurs dans les mangroves permettant l'évaluation et le suivi de l'état écologique des masses d’eau de transition et la masse d’eau côtière de Guyane. Une première action concrète de terrain va être menée en novembre 2017 pour permettre d’acquérir les données nécessaires au développement des outils de bioindication. Parmi les différents compartiments étudiés, nous nous intéresserons particulièrement aux communautés benthiques (peuplant les sédiments) car elles réagissent rapidement face aux perturbations et aux modifications de la qualité du milieu. La caractérisation de la structure des communautés benthiques (micro-, méio- et macrofaune), de leurs activités, des densités et des réseaux d’interactions entre les organismes dans le sédiment devrait donc être à même de nous aider à établir un diagnostic de l'état fonctionnel de la mangrove et de son incidence, en tant que facteur contributeur majeur, à la définition du bon état écologique des masses d'eau littorale et estuarienne adjacentes.

- Travail confié : Les étudiants auront pour objectif de développer un outil convivial permettant à des biologistes (non-bioinformaticiens) de reconstruire des réseaux d’interactions et de définir leurs propriétés (e.g. nodes, links, connectivité, hubs, d’assortativité) à partir de matrices d’abondances (taxa x échantillons) obtenues par barcoding 16S (bactéries et archées), 18S (microeucaryotes) et par observation (meio- et macrofaune).  L’outil devra permettre, après prétraitement, de calculer différents coefficients de corrélation (e.g. Spearman) associés à des P-values. Les co-occurrences et les co-exclusions significatives entre taxa devront être visualisées dans un réseau d’interaction via l’interface graphique Cytoscape.
L’implémentation de traitements permettant de corréler l’abondance des taxa avec les paramètres environnementaux seraient un plus.  

- Compétences techniques attendues (langage de programmation, outils imposés, etc.) :
* Python, Perl ou Bash
* R et Cytoscape