Biodiversité et activité photosynthétique dans les nuages // Biodiversity and photosynthetic activity in clouds

La biodiversité microbienne des écosystèmes de surface peut être transportée par voie aérienne sur de longues distances, notamment par les nuages et les précipitations, et contribuer ainsi à la répartition biogéographique de ces organismes. De nombreux microorganismes phototrophes viables sont ainsi présents dans les nuages, et potentiellement capables de maintenir une activité photosynthétique malgré des conditions peu favorables.
Cette thèse vise à approfondir la caractérisation de la biodiversité microbienne phototrophe de l'atmosphère (microalgues eucaryotes, cyanobactéries, bactéries photohétérotrophes), et à évaluer son potentiel d'activité dans les nuages, afin d'estimer la production primaire associée et la contribution autotrophe au cycle du carbone. Des échantillons atmosphériques seront analysés par des méthodes culturales, cellulaires et moléculaires, et associées à des données chimiques et de dynamique des masses d'air afin d'en identifier l'origine. L'influence des conditions atmosphériques sur l'activité photosynthétique et les flux de carbone mis en jeu seront étudiés en laboratoire et en chambre de simulation, sur des souches isolées et dans des échantillons naturels, par des méthodes de fluorescence, et de chimie analytique. Le projet Explorae CLOUDIA (2025-2027) soutiendra ces recherches, et des programmes tels que CNRS EC2CO et MITI seront sollicités.

Péguilhan et al. (2025). Clouds influence the functioning of airborne microbes. Biogeosci., 22, 1257-1275, https://doi.org/10.5194/bg-22-1257-2025.
Amato et al. (2023). The aeromicrobiome: the selective and dynamic outer-layer of the Earth's microbiome. Frontiers Microbiol., 14, 2023, https://doi:10.3389/fmicb.2023.1186847.
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The microbial biodiversity of surface ecosystems can be transported by air over long distances, particularly by clouds and precipitation, thereby contributing to the biogeographical distribution of these organisms. Many viable phototrophic microorganisms are present in clouds and these are potentially capable of maintaining photosynthetic activity despite unfavourable conditions.
This thesis aims to further characterise the phototrophic microbial biodiversity of the atmosphere (eukaryotic microalgae, cyanobacteria, phototrophic bacteria) and to evaluate its potential activity in clouds in order to estimate the associated primary production and autotrophic contribution to the carbon cycle. Atmospheric samples will be analysed using cultural, cellular and molecular methods, and combined with chemical and air mass dynamics data in order to identify their origin. The influence of atmospheric conditions on photosynthetic activity and the carbon fluxes involved will be studied in the laboratory and in simulation chambers, on isolated strains and in natural samples, using fluorescence and analytical chemistry methods. The Explorae CLOUDIA project (2025-2027) will support this research, and proposals will be further deposited toward programs such as CNRS EC2CO and MITI.

Péguilhan et al. (2025). Clouds influence the functioning of airborne microbes. Biogeosci., 22, 1257-1275, https://doi.org/10.5194/bg-22-1257-2025.
Amato et al. (2023). The aeromicrobiome: the selective and dynamic outer-layer of the Earth's microbiome. Frontiers Microbiol., 14, 2023, https://doi:10.3389/fmicb.2023.1186847.
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Début de la thèse : 01/10/2026

Contrat doctoral

Concours pour un contrat doctoral

Université Clermont Auvergne

65 Sciences de la Vie, Santé, Agronomie, Environnement

La personne recrutée disposera d'une formation de base en écologie microbienne, avec des compétences techniques et scientifiques incluant: cultures microbiennes, cytométrie en flux, analyses moléculaires de la biodiversité structurale et fonctionnelle (amplicons, métagénomique, métatranscriptomique), caractéristiques physiologiques microbiennes (croissance, viabilité, activités métaboliques). La formation peut être complétée par des connaissances en sciences de l'atmosphère et les cycles biogéochimiques, et des compétences en chimie analytique. Une maitrise des outils statistiques et/ou bio-informatiques serait un atout.
The candidate will have basic training in microbial ecology, with technical and scientific skills including: microbial cultures, flow cytometry, molecular analyses of structural and functional biodiversity (amplicons, metagenomics, metatranscriptomics), microbial physiological characteristics (growth, viability, metabolic activities). The training may be supplemented by knowledge of atmospheric sciences and biogeochemical cycles, and skills in analytical chemistry. Proficiency in statistical and/or bioinformatic tools would be beneficial.