Recherche

Mon activité de recherche s’inscrit dans le domaine de l’écologie microbienne et fonctionnelle et vise à étudier la structuration des communautés et sa dynamique temporelle dans différents environnements et à identifier et valoriser le rôle fonctionnel de la diversité. Les expérimentations sont réalisées en milieu naturel ou dans des environnements confinés (bioréacteur annulaire rotatif ou canaux expérimentaux).

Concernant le rôle fonctionnel des biofilms phototrophes, la question est de connaître à quels stades de maturité du biofilm les interactions biologiques sont plus structurantes que les contraintes environnementales. La présence de pesticides (doctorat A. Paule, 2012) ou de métaux lourds (doctorats A. Coutaud, 2016 ; E. Loustau, 2019) ont des conséquences irréversibles sur la structuration des communautés par la modification des trajectoires de succession écologique.

La compréhension du fonctionnement de rivières à écoulement non permanent en région méditerranéenne est un défi par rapport aux changements globaux. La caractérisation des traits biologiques des espèces algales acclimatées à ce type de situation a permis de définir des stratégies de bio-indication (doctorat A. Roux-Barthès, 2014).

Le potentiel de bio-épuration de sols de mangrove, recevant périodiquement des eaux usées domestiques prétraitées (site pilote de Malamani, Mayotte), a été évalué (doctorat C. Capdeville, 2018). Les réponses structurelles et fonctionnelles des communautés végétales, animales et microbiennes ont été analysées.

La biominéralisation du CO₂, lors de la précipitation de minéraux carbonatés en présence de biofilms cyanobactériens, constitue une des solutions de limitation des émissions de CO₂ atmosphérique (doctorat C. Lamérand, 2021, non soutenu).

Le devenir du Carbone, des nutriments et des micro-organismes contenus dans la glace dispersée en profondeur dans le sol de régions à pergélisol est au front des études dans l’Arctique (doctorat 2023- , L. Pérez-Serrano). Cette glace peut libérer ses solutés vers les eaux de surface, représentant un risque de rétroactions importantes au réchauffement climatique en cours.

Enseignement

Mon activité d’enseignement relève des thématiques suivantes :

Écologie Microbienne et ses applications environnementales : bases de l’écologie des micro-organismes des milieux naturels et principaux outils de l’écologie microbienne. Les connaissances permettent de comprendre les relations entre la biodiversité microbienne d’un écosystème (habitats, réseaux trophiques, interactions biotiques) et les fonctions qu’elle y exprime (cycles biogéochimiques), d’aborder les outils (prélèvement et conservation, biomasse et activités, cytométrie, biomarqueurs, etc.) et de proposer des applications concrètes (milieux extrêmes, biofilms, bio-épuration).

Traitement biologique des eaux usées : bases du fonctionnement et du dimensionnement des procédés de traitement des eaux usées domestiques (assainissements individuel et collectif) et industrielles. Les connaissances portent sur le rôle des micro-organismes dans les processus de traitement des eaux usées (matière organique, Azote, Phosphore), sur les procédés d’épuration et leurs spécificités (lagunage, boues activées, lit bactérien, biofiltre, etc.), et leur intégration au sein de filières de dépollution.

Réhabilitation de milieux anthropisés par ingénierie écologique : bases de réhabilitation de milieux aquatiques anthropisés (hydromorphologie, marnage, batillage, etc.) par des approches d’ingénierie écologique (continuité écologique, protection, végétalisation, etc.) ; gestion et traitement des eaux pluviales de surfaces urbaines imperméabilisées.

J’interviens dans des formations, en étant responsable de 4 UE, au sein :

• de la Licence mention « Sciences de la Vie » en L1 et en L3 du parcours « Biodiversité, Biologie Environnementale », itinéraire « Ingénierie pour l’Environnement »,
• du Master mention « Biodiversité, Écologie et Évolution » en M1 du parcours « Écosystèmes & Anthropisation »,
• du Master mention « Sciences de la Terre et des Planètes, Environnement » en M2 du parcours « Observation et Gestion Durable de l’Environnement »,
• de l’Ecole d’ingénieurs UPSSITECH en 3ème année de la spécialité « Génie Civil & Géosciences ».

Responsabilités, autres activités

Mandats en cours :

• Membre nommé au Collège scientifique BEST (Biodiversité, Ecologie et Sciences de la Terre) de l’UT3 (2022- ).
• Membre élu au Groupe d’Avancement E (sections CNU 64-69, 81-82 et 85-87) de l’UT3 (2022- ).
• Membre élu au Conseil d’Administration de la ComUE expérimentale Université de Toulouse (2021- ).
• Membre élu au Conseil d’administration de l’UT3 (2023- ). Membre du Bureau de l’UT3.
• Animateur de la Commission scientifique de la Faculté Sciences et Ingénierie de l’UT3 (2024- ). Membre du Comité de direction de la FSI.
  
  

Expertises :

Membre nommé du Comité de visite Hcéres pour la section des établissements du Muséum National d’Histoire Naturelle (2024).

Sélection de publications

A.G. GONZALEZ, O.S. POKROVSKY, Y. AUDA, L.S. SHIROKOVA, J.L. ROLS, J.C. AUGUET, A. de DIEGO et L. CAMARERO (2024). Trace elements in the water column of high-altitude Pyrenean lakes: impact of local sulphide weathering and long-range atmospheric input. Environmental Pollution, 342, 123098.

I.S. IVANOVA, L.S. SHIROKOVA, J.L. ROLS et O.S. POKROVSKY (2023). Partitioning of dissolved organic carbon, major element and trace metal during laboratory freezing of organic leachates from permafrost peatlands. Applied Science, 13, 4856.

D.M. KUZMINA, A.G. LIM, S.V. LOIKO, N. SHEFER, L.S. SHIROKOVA, F. JULIEN, J.L. ROLS et O.S. POKROVSKY (2023). Dispersed ice of permafrost peatlands represents an important source of labile carboxylic acids, nutrients and metals. Geoderma, 429, 116256.

C. LAMERAND, L.S. SHIROKOVA, P. BENEZETH, J-L. ROLS et O.S. POKROVSKY (2022). Carbon sequestration potential of Mg carbonate and silicate biomineralization in the presence of cyanobacterium Synechococcus. Chemical Geology, 599, 120854.

C. LAMERAND, L.S. SHIROKOVA, M. PETIT, P. BENEZETH, J-L. ROLS et O.S. POKROVSKY (2022) Kinetics and mechanisms of cyanobacterially-induced precipitation of magnesium silicate. Geobiology, 20 (4), 560-574.

E. LOUSTAU, J. LEFLAIVE, C. BOSCUS, Q. AMALRIC, J. FERRIOL, O. OLEINIKOVA, O.S. POKROVSKY, E. GIRBAL-NEUHAUSER et J.L ROLS (2021). The response of EPS production by phototrophic biofilms to a sequential disturbance strongly depends on environmental conditions. Frontiers in Microbiology, 12, 742027.

L.S. SHIROKOVA, D. PAYANDI-ROLLAND, A.G. LIM, R.M. MANASYPOV, J. ALLEN, J.L. ROLS, P. BENEZETH, J. KARLSSON et O.S. POKROVSKY (2020). Diel cycles of carbon, nutrient and metal in humic thaw ponds of permafrost peatlands. Science of the Total Environment, 737, 139671

A. COUTAUD, A. PAULE, M. MEHEUT, J. VIERS, J.L. ROLS et O.S. POKROVSKY (2020). Elemental and isotopic variations of Cu and Zn associated with the diel activity of phototrophic biofilm. Environmental Science & Technology, 54 (11), 6741-6750.

D. PAYANDI-ROLLAND, L.S. SHIROKOVA, P. NAKHLE, M. TESFA, A. ABDOU, C. CAUSSERAND, B. LARTIGES, J.L. ROLS, F. GUERIN, P. BENEZETH et O.S. POKROVSKY (2020). Effects of temperature and inoculation level by culturable heterotrophic bacteria on aerobic release and biodegradation of dissolved organic matter from frozen peat. Chemical Geology, 536, 119448.

C. LAMERAND, L.S. SHIROKOVA, P. BENEZETH, J.L. ROLS et O.S. POKROVSKY (2020). Olivine dissolution and hydrous Mg carbonate and silicate precipitation in the presence of microbial consortium of photo-autotrophic and heterotrophic bacteria. Geochemica et Cosmochimica Acta, 268, 123-141.

E. LOUSTAU, J. FERRIOL, S. KOTEICHE, L. GERLIN, J. LEFLAIVE, F. MOULIN, E. NEUHAUSER-GIRBAL et J.L. ROLS (2019). Physiological responses of three mono-species phototrophic biofilms exposed to Copper and Zinc. Environmental Science and Pollution Research, 26, 35107-35120.

C. CAPDEVILLE, K. ABDALLAH, R. WALCKER, J.L. ROLS, F. FROMARD et J. LEFLAIVE (2019) Contrasted resistance and resilience of two mangrove facies after exposure to long-term and short-term anthropic disturbances. Marine Environmental Research, 146, 12-23.

A. COUTAUD, M. MEHEUT, J. VIERS, J.L. ROLS et O.S. POKROVSKY (2019). Copper isotope fractionation during excretion from a phototrophic biofilm. Chemical Geology, 513, 88-100.

C. CAPDEVILLE, T. POMMIER, J. GERVAIX, F. FROMARD, J.L. ROLS et J. LEFLAIVE (2019). Resistance and resilience of microbial communities in mangrove sediments exposed to anthropic disturbance. Frontiers in Microbiology, 9, 3337.

C. CAPDEVILLE, K. ABDALLAH, E. BUFFAN-DUBAU, C. LIN, F. AZEMAR, L. LAMBS, F. FROMARD, J.L. ROLS et J. LEFLAIVE (2018) Limited impact of several years of pretreated wastewater discharge on the fauna and vegetation in a mangrove ecosystem. Marine Pollution Bulletin, 129 (1), 379-391.

E. LOUSTAU, J.L. ROLS, J. LEFLAIVE, C.E. MARCATO-ROMAIN et E. GIRBAL-NEUHAUSER (2018). Comparison of methods for extracellular polymeric substances extraction from aggregates of three biofilm-forming phototrophic micro-organisms. Canadian Journal of Microbiology, 64 (11), 887-899.

S. COMPTE-PORT, C.M. BORREGO, H. MOUSSARD, M. JEANBILLE, C.X. RESTREPO-ORTIZ, A. de DIEGO, A. RODRIGUEZ-IRURETAGOIENA, A. GREDILLA, S. FDEZ-ORTIZ de VALLEJUELO, P. GALAND, D. KALENITCHENKO, J.L. ROLS, O.S. POKROVSKY, A. GONZALEZ, L. CAMARERO, E. NAVARRO-NAVARRO et J.C. AUGUET (2018) Metal contaminations impact archaeal community composition, abundance and function in remote alpine lakes. Environmental Microbiology, 20 (7), 2422-2437.

A. COUTAUD, M. MEHEUT, P. GLATZEL, G.S. POKROVSKI, J. VIERS, J.L. ROLS et O.S. POKROVSKY (2018). Small changes in Cu redox state and speciation produce large isotope fractionation during adsorption and incorporation of Cu by a phototrophic biofilm. Geochemica et Cosmochimica Acta, 220, 1-18.

L.S. SHIROKOVA, R. BREDOIRE, J.L. ROLS et O.S POKROVSKY (2017). Moss and peat leachate degradability by heterotrophic bacteria: fate of organic carbon and trace metals. Geomicrobiology Journal, 34 (8), 641-655.

A. GONZALEZ, L. FERNANDEZ-ROJO, J. LEFLAIVE, O.S. POKROVSKY et J.L. ROLS (2016). Response of three biofilm-forming benthic microorganisms to Ag nanoparticles and Ag⁺: the diatom Nitzschia palea, the green alga Uronema confervicolum and the cyanobacteria Leptolyngbya sp. Environmental Science and Pollution Research, 23 (21), 22136-22150.