L’anthropisation est la principale source de perturbations dans les grottes, et dans la grotte de Lascaux cela a entrainé la prolifération de microorganismes et des altérations de paroi menaçant sa conservation. L’objectif de cette thèse était de mieux comprendre l’écologie des microorganismes colonisant la grotte de Lascaux, en identifiant sa communauté microbienne à différentes échelles spatio-temporelles, de caractériser les facteurs qui structurent cette communauté et d’en étudier la dynamique fonctionnelle en utilisant le séquençage à haut débit d’acides nucléiques, une nouvelle approche à Lascaux. Une comparaison à l’échelle régionale de différentes grottes de Dordogne, plus ou moins anthropisées a été réalisée, puis à une échelle locale avec l’étude de salles de Lascaux, le Passage pour évaluer le rôle des substrats minéraux, et l’Abside qui présente deux types d’altérations (taches noires et zones sombres). Nos résultats montrent que les grottes anthropisées (dont Lascaux) ont des communautés microbiennes particulières. Le substrat minéral structure davantage la communauté du Passage que la présence de taches. Dans l’Abside, bien que les zones sombres soient visuellement différentes des taches noires, les communautés microbiennes présentent des similarités fortes, et notamment le rôle des interactions entre les collemboles, les champignons noirs et des bactéries. Enfin, les profils métatranscriptomiques diffèrent en fonction des salles et de la présence de taches. Ce projet a permis de caractériser l’écologie de la communauté microbienne de Lascaux et permet de mieux comprendre le fonctionnement microbien de la grotte / Anthropisation is the main source of disturbance in the caves, and in the cave of Lascaux it has led to the proliferation of microorganisms and alterations of the wall threatening its conservation.The objective of this thesis was to better understand the ecology of microorganisms colonizing the cave of Lascaux, by identifying its microbial community at different spatio-temporal scales, to characterize the factors that structure this community and to study its functional dynamics in using high throughput sequencing of nucleic acids, a new approach to Lascaux.A regional comparison of different Dordogne caves, more or less anthropised was carried out, then at a local scale with the study of Lascaux rooms, the Passage to evaluate the role of mineral substrates, and the Apse which presents two types of alterations (black spots and dark areas).Our results show that anthropogenic caves (including Lascaux) have particular microbial communities. The mineral substrate structures the Passage community more than the presence of spots. In the Apse, although dark areas are visually different from black spots, microbial communities show strong similarities, including the role of interactions between collembolans, black fungi, and bacteria. Finally, the metatranscriptomic profiles differ according to the rooms and the presence of spots.This project has made it possible to characterize the ecology of the Lascaux microbial community and to better understand the microbial functioning of the cave

La connaissance de la diversité microbienne des milieux ultramafiques est essentielle pour établir le fonctionnement écologique de ces milieux, qui présentent de fortes teneurs en Ni et sont caractérisés par une flore particulière, e.g. plantes hyperaccumulatrices de Ni. La rhizosphère des hyperaccumulateurs comporte une forte proportion de bactéries résistantes au Ni, qui peuvent aussi agir sur la nutrition des plantes et sur les propriétés physico-chimiques du sol. Le premier défi de cette thèse a été de cerner le déterminisme de la diversité bactérienne de la rhizosphère d’hyperaccumulateurs de Ni. Le second a été de tester l'intérêt de souches PGPR (Plant Growth Promoting Rhizobacteria) pour optimiser l'agromine à partir d'interactions entre les rhizobactéries et les hyperaccumulateurs de Ni. La démarche s'est appuyée sur un ensemble de prospections dans deux régions climatiques et sur des analyses de séquençage haut débit. Des tests de cultures de plantes hyperaccumulatrices inoculées ont également été conduits. Les résultats montrent que le déterminisme de la diversité bactérienne est variable selon l'échelle spatiale. A l'échelle mondiale, le type de végétation est le facteur majeur structurant les communautés bactériennes, elle-même contrôlée indirectement par le climat. L’influence directe du climat (température et humidité) sur la diversité est significative mais moindre. A l'échelle d'une région climatique, la physico-chimie des sols ultramafiques structure et détermine la diversité des communautés bactériennes rhizosphériques. Enfin, l'inoculation de souches PGPR fortement bioaccumulatrices de Ni modifie la dynamique du Ni dans le sol, ce qui démontre qu'il existe une compétition pour le Ni entre la plante et la bactérie inoculée. En conclusion, le déterminisme de la diversité des communautés bactériennes rhizosphériques est dépendant de l'échelle spatiale considérée. En outre, le choix de la souche PGPR à inoculer, dans un contexte d'amélioration de l'agromine du Ni, est primordial. / Knowledge of the microbial diversity in ultramafic areas is essential to establish the ecological functioning of these environments, which display high level of Ni and are characterized by the presence of particular plants, e.g. Ni hyperaccumulators. The rhizosphere of these plants promotes a high proportion of Ni resistant bacteria that can act on plant nutrition and soil physicochemical properties. The first challenge of this thesis was to understand the bacterial rhizosphere diversity of Ni hyperaccumulators. The second was to test the interest of PGPR (Plant Growth Promoting Rhizobacteria) strains in order to improve agromining based on rhizobacteria and Ni hyperaccumulators interactions. The approach was based on two-contrasted climatic areas prospection and on high-throughput sequencing analyzes. Tests on culture of hyperaccumulator plants inoculated were also conducted. The results show that the determinism of this bacterial diversity is variable according to the spatial scale. On a global scale, the vegetation type, indirectly influenced by the climate, is the major factor structuring bacterial communities. The direct influence of the climate (temperature and humidity) on bacterial diversity is significant but lower. At the scale of a climatic region, the physic-chemistry of ultramafic soils structures and determines the rhizosphere bacterial community diversity. Finally, the inoculation of highly Ni bioaccumulative PGPR strains modifies the Ni dynamic in the soil, demonstrating that there is a competition for this metal between the inoculated bacteria and the hyperaccumulator plant. In conclusion, the rhizosphere bacterial community diversity is dependent on the considered spatial scale. Furthermore, these results emphasize how the choice of the PGPR strain to inoculate is important in order to improve Ni agromining.