La paléoécologie est l'étude de l'histoire de l'écosystème à l'aide d'enregistrements sédimentaires ou d'autres archives naturelles. Cette approche scientifique permet de mieux comprendre la relation chronologique entre l'utilisation du sol et son impact sur la santé et la structure de l'écosystème. Les analyses de la composition chimique, isotopique et biologique des sédiments fournissent des indices sur les conditions environnementales passées d'un écosystème particulier. Les sédiments lacustres contiennent non seulement des matières fossiles organiques et inorganiques, mais également divers micro-organismes pouvant servir d'indicateurs biologiques aux études paléoécologiques. Pour pouvoir servir de traceurs, les indicateurs paléoécologiques, les organismes ou au moins leur structure ou une composition chimique et isotopique reconnaissable qui leur sont liées (grains de pollen ou tests, par exemple) doivent être conservés dans les sédiments pendant de longues périodes. Alors que la composition minéralogique, chimique et isotopique des sédiments a été utilisée avec succès comme traceur des conditions paléoécologique et paléoenvironnementale, les endospores bactériennes n’ont été examinées que récemment. Les endospores bactériennes sont des formes cellulaires hautement spécialisées qui permettent aux groupes bactériens capables de les produire de tolérer des conditions environnementales difficiles, tout en conservant leurs informations génétiques. Ce type de structure n’a été rapporté que pour Firmicutes (bactéries à faible teneur en G + C à Gram positif). Étant donné que les spores sont capables de survivre à l'état dormant pendant de longues périodes, ces formes cellulaires peuvent également être considérées comme des substituts potentiels pour les études paléoécologiques et paléoenvironnementales d'échantillons de sédiments. Au cours des dernières années, des méthodes moléculaires spécifiques ont été développées, permettant d'étudier les Firmicutes formant des endospores d'une manière indépendante de la culture. Ceci est un avantage majeur car la culture est une approche méthodologique très biaisée, car elle nécessite la réactivation du microorganisme en sommeil, et dans de nombreux cas, les conditions pour y parvenir sont inconnues. En particulier, les marqueurs génétiques pouvant être utilisés pour étudier les bactéries formant des endospores directement à partir d'échantillons environnementaux ont été identifiés. Le gène codant pour le régulateur principal de la cascade génétique menant à la formation d’endospores (spo0A) s’est révélé être un marqueur moléculaire spécifique de ce groupe bactérien. En utilisant cette approche moléculaire, une corrélation entre la structure de la communauté dans les sédiments et l'histoire paléolimnologique du lac Léman a été démontrée. Les variations dans la structure des communautés peuvent être liées à l’eutrophisation, au métabolisme des sulfates ou à des modifications des apports de matière organique terrestre, qui peuvent à leur tour être liés aux changements climatiques. Un traitement permettant de séparer les endospores des cellules végétatives et le séquençage de la fraction d’endospores permet d’évaluer l’effet de la perturbation sur les populations actives par rapport aux populations dormantes en réponse aux changements des conditions environnementales. Ces informations, en plus de celles obtenues par l’approche plus «classique» d’utilisation de la composition minéralogique, chimique et isotopique (carbone, azote et / ou oxygène de la matière organique et de carbonate inorganique ou de matière fossile phosphatée) peuvent être utilisées conjointement pour améliorer et affiner les interprétations paléoécologiques.

Le but de cette projet est de valider l’application de cette nouvelle approche d’utilisation des endospores par rapport à d’autres méthodes complémentaires utilisées pour les interprétations paléoécologiques et paléoenvironnementales des systèmes aquatiques. Pour ce faire, trois objectifs spécifiques seront définis: i) valider l'utilisation des endospores par rapport aux substituts biologiques plus traditionnels; ii) évaluer le potentiel de généralisation de l’approche combinée des endospores et des méthodes chimiques complémentaires aux lacs de diverses conditions environnementales; iii) évaluer expérimentalement le rôle de la dormance / germination dans la création de communautés spécifiques de Firmicutes formant des endospores en réponse aux changements environnementaux.