Zoom instrumental : l’IFCB

La floraison printanière en cliché ou comment décrire les successions printanières du phytoplancton d’une manière innovante!

Depuis avril dernier, des échantillons d’eau de mer (5 profondeurs) et de glace de mer (2 épaisseurs de glace sous 2 couverts de neige) sont analysés quotidiennement au laboratoire à l’aide de l’Imaging FlowCytobot (encore appelé IFCB). L’IFCB est un instrument développé à Woods Hole Oceanographic Institution (USA) qui permet de caractériser des cellules ou particules à partir d’images desquelles sont extraites leurs propriétés lors de leur passage devant un faisceau laser.

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Crédit photo : Claudie Marec

L’IFCB combine les principes de cytométrie en flux et de microscopie. Un système de valves combiné à une seringue programmable permet d’injecter l’échantillon d’eau de mer dans le centre d‘un jet d’eau exempt de particules (« sheath flow of particle-free water »). Toutes les particules sont ainsi dirigées une à une vers le centre de la chambre de mesure. Chaque particule est « nette » quand elle passe devant l’objectif de la caméra.

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Source : Olson et Sosik 2007

Ce système offre l’injection alternative de standards internes (« red fluorescent beads » de 9 microns) qui permettent de contrôler les performances de l’appareil. L’instrument offre une résolution d’environ 1µm et est optimal pour l’identification des cellules de 10-100µm. Un ordinateur interne, piloté à distance, gère l’acquisition des images. Un traitement automatisé des images permettra ensuite de caractériser rapidement les changements de communautés de phytoplancton avant, pendant et après le « BLOOM » printanier.

Les premiers résultats permettent de distinguer les communautés d’algues de glace, vivant dans les derniers 10 cm de la banquise, de celles de phytoplancton vivant dans l’eau de mer. Deux grands groupes sont observés : les diatomées (Nitzschia frigida, Gyrosigma/Pleurosigma spp., Entomoneis sp., Navicula sp., Chaetoceros sp., et plusieurs autres espèces de diatomées pennales et centriques) ainsi que les dinoflagellés (Peridiniella sp.). Les échantillons provenant de la glace de mer présentent un nombre d’images, donc une abondance, largement plus élevée que celle de l’eau de mer. En effet, cette observation est appuyée par des concentrations de chlorophylle a supérieures à 100 mg m-3 dans les 3 derniers centimètres de la glace pour des concentrations approchant les 0,4 mg m-3 dans les 5 premiers mètres de la colonne d’eau. Le BLOOM n’est donc toujours pas initié dans l’eau de mer ! Avec la fonte de la banquise qui s’amorcera dans les prochaines semaines, une plus grande quantité de lumière atteindra l’océan et favorisera la croissance du phytoplancton. Il est attendu que des espèces des genres Chaetoceros et Thalassiosira domineront les communautés à ce moment. Avec l’épuisement des nutriments, les communautés de dinoflagellés et des petits flagellés devraient succéder vers la fin de la floraison printanière.

Il existe plusieurs méthodes d’utilisation de cet instrument à la fine pointe de la technologie. Dans le cadre du camp de glace Green Edge, l’IFCB est utilisé pour échantillonnage en mode discret ou ponctuel. L’instrument est donc alimenté manuellement par des échantillons prélevés par d’autres systèmes. Alternativement, lors de la navigation circumpolaire de TARA dans l’océan Arctique, il a été utilisé pour la première fois pour échantillonnage en mode continu. C’est-à-dire l’instrument aspire lui même un échantillon à même la surface de l’océan tout au long de la trajectoire du navire en déplacement. À WHOI, où il a été conçu, il est mouillé, plongé dans l’océan à une profondeur fixe, pendant plusieurs mois de manière à opérer une surveillance accrue de l’apparition ou de la disparition d’espèces cibles (Olson et Sosik, 2007 ; Sosik et Olson, 2007).

Claudie Marec, Joannie Ferland et Pierre-Luc Grondin

Références

Olson, R. J. and H. M. Sosik (2007). « A submersible imaging-in-flow instrument to analyze nano-and microplankton: Imaging FlowCytobot. » Limnology and Oceanography-Methods 5: 195-203

Sosik, H. M. and R. J. Olson (2007). « Automated taxonomic classification of phytoplankton sampled with imaging-in-flow cytometry. » Limnology and Oceanography-Methods 5: 204-216

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