Description du projet
Impacts du changement climatique sur la toxicité des efflorescences cyanobactériennes
Les proliférations de cyanobactéries photosynthétiques qui produisent des toxines dangereuses menacent la qualité de l’eau et la santé humaine. Elles devraient également augmenter avec le réchauffement climatique. La toxicité de ces efflorescences se manifeste à différentes échelles, de l’accumulation de la biomasse à la dominance d’espèces et de génotypes toxiques et à la production de toxines cellulaires. Le projet BLOOMTOX, financé par l’UE, entend comprendre les mécanismes de toxicité des efflorescences en étudiant les effets combinés des nutriments, des niveaux élevés de dioxyde de carbone et du réchauffement à chaque échelle. Grâce à un pipeline de cytométrie en flux à haut débit et à une nouvelle plateforme expérimentale de type «laboratoire sur puce», BLOOMTOX réalisera une évaluation massive et parallèle des principaux traits compétitifs de diverses espèces de phytoplancton et de génotypes de cyanobactéries. Associée à une combinaison d’approches de mise à l’échelle, cette plateforme permettra de comprendre les mécanismes de la toxicité des efflorescences cyanobactériennes et leur réaction aux changements environnementaux mondiaux.
Objectif
Harmful cyanobacterial blooms produce toxins that are a major threat to water quality and human health. Blooms increase with eutrophication and are expected to be amplified by climate change. Yet, we lack a mechanistic understanding on the toxicity of blooms, and their response to the complex interplay of multiple global change factors. Bloom toxicity is determined by a combination of mechanisms acting at different ecological scales, ranging from cyanobacterial biomass accumulation in the ecosystem, to the dominance of toxic species in the community, contribution of toxic genotypes in the population, and the amounts of toxins in cells. I will develop a fundamental understanding of bloom toxicity by revealing the combined effects of nutrients, elevated pCO2 and warming at each scale, and integrate these responses using a unique combination of ecological theory, technological advances, and methodological innovations. Specifically, I will use first principles to scale from cellular traits, like carbon and nutrient acquisition, cellular toxin synthesis and growth rates, to population and community dynamics. To enable rapid assessment of numerous cyanobacterial traits, I will set-up a high-throughput flow-cytometry pipeline. Also, I will develop a novel lab-on-a-chip experimental platform to allow massive parallel screening of key competitive traits in various phytoplankton species and cyanobacterial genotypes. To scale from these cellular traits to population and community interactions, I will study genotype selection and interspecific resource competition in state-of-the-art chemostats. I will further scale-up to natural communities in the field and in large-scale indoor mesocosms to assess global change impacts on the mechanisms underlying toxicity of (near) real-life blooms. With this unique combination of scaling approaches, I will provide a breakthrough in our mechanistic understanding on the toxicity of cyanobacterial blooms, and their response to global change.
Champ scientifique
- engineering and technologyother engineering and technologiesmicrotechnologylab on a chip
- natural sciencesearth and related environmental scienceshydrology
- natural sciencesbiological sciencesecologyecosystems
- natural sciencesearth and related environmental sciencesatmospheric sciencesclimatologyclimatic changes
- agricultural sciencesagricultural biotechnologybiomass
Programme(s)
- HORIZON.1.1 - European Research Council (ERC) Main Programme
Régime de financement
HORIZON-ERC - HORIZON ERC GrantsInstitution d’accueil
1011 JV AMSTERDAM
Pays-Bas