Thèse Dynamique des Microbiotes Sédimentaires Face aux Transitions Holocènes H/F - Doctorat.Gouv.Fr

Établissement : Université de Rennes 1 École doctorale : École doctorale Espaces, Sociétés, Civilisations Laboratoire de recherche : CENTRE DE RECHERCHE EN ARCHEOLOGIE, ARCHEOSCIENCES, HISTOIRE Direction de la thèse : Frederique HUBLER Date limite de candidature : 2026-05-17T00:00:00 La paléomicrobiologie moléculaire est une discipline pluridisciplinaire alliant microbiologie, génomique et archéologie, qui connaît un essor considérable grâce aux technologies de séquençage à haut débit. À l'image de la métagénomique qui a révolutionné l'étude des microbiomes contemporains, elle ouvre une fenêtre inédite sur les écosystèmes microbiens du passé et les trajectoires évolutives humaines. Son matériau central est l'ADN ancien, extrait d'une diversité remarquable de sources : tissus durs biologiques (os, dents, tartre, coquilles), tissus mous préservés par momification, congélation ou fossilisation, mais aussi coprolithes, sédiments, pergélisol et carottes de glace. S'y ajoutent des sources plus inattendues comme des vestiges alimentaires piégés dans des amphores ou des céramiques voire des artefacts archéologiques tels que des outils en pierre ou des parchemins. Les sédiments (lacustres, marins, tourbières, pergélisol) constituent notamment des archives biologiques d'exception. En piégeant et préservant l'ADN microbien au fil des dépôts, ils enregistrent fidèlement les fluctuations des communautés microbiennes en réponse aux bouleversements climatiques, environnementaux et anthropiques qui ont rythmé l'Holocène. Le laboratoire CReAAH est une unité interdisciplinaire, à la croisée des sciences humaines et sociales, des sciences de l'environnement et des sciences physiques et chimiques. Il s'articule autour de six équipes thématiques favorisant l'interdisciplinarité et réunissant des spécialistes en archéosciences et en archéologie culturelle afin de mieux appréhender la relation entre l'homme et son environnement dans une perspective diachronique. Le CReAAH est également intégré à l'OSEREN (Observatoire des sciences de l'Univers du CNRS) et au Pôle de recherche Environnement de l'Université de Rennes. Le projet incluera une collaboration avec le LIBA (université du Costa Rica) avec un co-encadrement par le Dr Luis Acuna Amador, notamment sur les bactéries anaérobies. Le·la doctorant·e aura accès aux infrastructures de calcul haute performance de GenOuest, ABIms et IFB ce qui permettra le traitement de larges volumes de données de séquençage. Un poste de travail dédié sera mis à disposition au sein du laboratoire, équipé des logiciels et environnements bioinformatiques nécessaires. Le·la doctorant·e bénéficiera d'un vaste jeu de données de séquences déjà générées. Des campagnes de terrain et/ou d'échantillonnage complémentaires sont prévues et le séquençage sera assuré par l'ANR CROC.
Ce projet doctoral s'inscrit dans le champ de la paléomicrobiologie et des archéosciences et vise à analyser l'ADN ancien prélevé dans des sédiments lacustres, littoraux et terrestres archéologiques pour reconstituer l'histoire, la composition et la dynamique des communautés microbiennes au cours de l'Holocène. Les archives sédimentaires (lacs, tourbières, estuaires, fonds marins) sont traditionnellement étudiées à l'aide de traceurs géochimiques, tels que les isotopes stables pour reconstituer les climats ou la granulométrie pour comprendre la dynamique sédimentaire. Dans ce contexte, l'étude de l'ADN ancien (sedaDNA) est complémentaire et permet d'identifier la composition taxonomique des microbiotes passés, (commensaux, symbiotiques ou pathogènes), d'y associer des changements métaboliques au fil des transitions holocènes et de les relier à des événements environnementaux (variations climatiques, salinité, productivité) ou des activités humaines (agriculture, exploitation littorale, occupation de sites). En complément des traceurs géochimiques classiques, la paléomicrobiologie ouvre une fenêtre unique sur les interactions entre écosystèmes, sociétés humaines et microbiotes anciens. Le doctorant bénéficiera d'un vaste jeu de données de séquences déjà obtenues, incluant des sédiments littoraux provenant de sites archéologiques, tels que des amas coquilliers (Beg-Er-Vil, Hoedic, Beniguet, Dune du Pilat) et des sites de l'arrière-pays atlantique (Plouescat, Marais de Brière) mais également des zones chaudes comme le Maroc ou froides comme Saint-Pierre-et-Miquelon et l'arctique. Parmi les questions posées, on peut citer : l'anthropisation et la signature microbienne des sites archéologiques, la paléomicrobiologie des amas coquilliers, l'évolution des fonctions microbiennes liées aux cycles de l'azote et du carbone, le résistome ancien et la reconstruction de paléo-écosystèmes. Le projet s'appuie sur des pipelines bioinformatiques spécifiquement calibrés pour le traitement de l'ADN ancien sédimentaire hautement dégradé, organisé autour de trois piliers méthodologiques. Premièrement, une assignation taxonomique garantissant une identification rigoureuse des séquences. Deuxièmement, l'utilisation du principe d'actualisme pour inférer les capacités métaboliques passées en utilisant les connaissances sur les microbiotes modernes et troisièmement, l'authentification de l'ancienneté des séquences, en utilisant des standards rigoureux, tels que l'analyse des taux de mésappariements aux extrémités des fragments et la cohérence stratigraphique. Enfin, ce projet renforcera les collaborations pluridisciplinaires entre paléobiologistes, archéologues et microbiologistes, consolidant le rôle du CReAAH dans l'étude intégrée des transformations des environnements des écosystèmes marins, lacustres et terrestres holocènes.