L'utilisation du préleveur hyperbare (HPSS, High Pressure Serial Sampler) ont permis de démontrer que les procaryotes profonds sont adaptés à évoluer dans des conditions de forte pression hydrostatique (et de basse température) en mer Méditerranée (Tamburini et al. 2013).

Ces microorganismes semblent également adaptés à utiliser la matière organique difficilement biodégradable, en relation avec le type de qualité de matière organique se trouvant en milieu profond (Boutrif et al. 2011, Figure 2). Par contre, les procaryotes provenant de la surface des océans, qui, attachés aux particules, chutent le long de la colonne d'eau sont affectés par l'augmentation de la pression hydrostatique et la diminution de la température, limitant leur capacité à dégrader les particules en cours de chute (Tamburini et al. 2013). Enfin, En plus de leur rôle sur le contrôle des populations procaryotiques, la lyse virale jouerait un rôle primordial dans le recyclage de la matière organique en milieu profond, en le réapprovisionnant en carbone plus ou moins biodisponible (Danovaro et al. 2008).

Figure 2. À gauche, cellules marquées au DAPI (excitation UV). Les points noirs entourant les cellules (bleu clair) sont les grains d'argents révélés par l'émulsion photographique correspondant aux cellules qui ont assimilées le substrat radiomarqué. À droite, la même image dévoilant les cellules hybridées par la sonde oligonucléotidique Eury806 pour les Euryarchaea (excitation bleue). L'amplification a été réalisée en utilisant Alexa488-tyramide. Grossissement x1000. D'après Boutrif et al. (2011).

Dû à de forts apports anthropiques de matière organique (apports par les aérosols, pluies, transport maritime, eaux usées), nous avons également porté notre attention sur le devenir de la matière organique anthropique en utilisant les hydrocarbures comme modèle. Nos résultats ont clairement démontré que même un mélange complexe d'hydrocarbures (comme le pétrole le fuel du Prestige) peut être dégradé à 2400 m de profondeur (Tapilatu et al. 2010). Au cours de cette campagne, des sédiments ainsi que de l'eau prélevée à l'interface eau-sédiment ont été prélevés (grâce à un carottier multitube) à la station ANTARES par 2400 mètres de profondeur. Des sous échantillons d'eau et de sédiments ont été analysés (par empreinte moléculaire RISA) afin de caractériser la structure des communautés bactériennes. Les résultats préliminaires obtenus montrent qu'il ne semble pas exister de variation dans la structure verticale des communautés bactériennes des sédiments de surface (0-6 cm). En revanche, les communautés de l'eau situées au niveau de l'interface colonne d'eau-sédiments ont des empreintes RISA bien distinctes de celles des sédiments. Le reste des sédiments prélevés ont servi de matrice permettant la mise en place d'une nouvelle expérimentation de suivi de contamination en milieu profond en utilisant comme pétrole modèle du brut lourd de type MAYA (données en cours de valorisation). Un travail a débuté pour isoler des souches hydrocarbonoclastes à partir de ces échantillons. Pour cela des cultures d'enrichissement avec du pétrole brut MAYA ont été mise en place afin d'isoler différentes souches appartenant à des genres bien connus pour leur implication dans la dégradation des hydrocarbures (e.g. Alcanivorax, Pseudomonas, Rhodoccocus) (Tapilatu, 2010; Tapilatu et al., 2010). L'ensemble des résultats obtenus à ce jour confirment le potentiel de biodégradation des hydrocarbures pétroliers dans les environnements océaniques profonds.

Un autre aspect fascinant des profondeurs océaniques est la bioluminescence de certains organismes vivants, donc les « bactéries » (procaryotes hétérotrophes). Dans le cadre du programme ANTARES (télescope à neutrino placé à 2300m de profondeur), cette bioluminescence constitue une "pollution biologique". Nous avons isolé une souche, Photobacterium phosphoreum ANT-2200, caractérisée comme piézotolérante. Nous avons pu mettre en évidence que la pression n'affectait que très peu la croissance de cette souche mais par contre induisait une plus forte production de lumière à pression élevée (Martini et al. 2013).

La campagne POTES 2007 a également été l'occasion de tester in situ le prototype d'autoéchantillonneur in situ pour la dynamique de l'oxygène dissous IODA₆₀₀₀ v3.0 (Figure 3) installé actuellement sur une ligne du télescope ANTARES (L12) (Robert et al., soumis).

Figure 3. Description de l'In situ Oxygen Dynamics Auto-Sampler (IODA₆₀₀₀). (a) Schéma 3D du IODA₆₀₀₀ ; (b) photographie du IODA₆₀₀₀ sur la ligne 12 du télescope ANTARES à 2000m de profondeur (copyright IFREMER). i: Chambre d'incubation et plaque d'étanchéité ; ii: optodes oxygène ; iii: compartiment électronique équipression ; iv: compartiment équipression pour batteries. D'après Robert et al. (soumis).

L'ensemble du projet ANR POTES a permis, en améliorant notre compétence et parc technologique dans le domaine hyperbare, un progrès significatif de notre connaissance de certains processus biogéochimiques qui se déroulent dans le milieu océanique profond, en relation avec l'océan de surface.