(1) Background: The geothermal spring of La Crouen (New Caledonia) discharges warm (42 °C) alkaline water (pH~9) enriched in dissolved nitrogen with traces of methane, but its microbial diversity has not yet been studied. (2) Methods: Cultivation-dependent and -independent methods (e.g., Illumina sequencing and quantitative PCR based on 16S rRNA gene) were used to describe the prokaryotic diversity of this spring. (3) Results: Prokaryotes were mainly represented by Proteobacteria (57% on average), followed by Cyanobacteria, Chlorofexi, and Candidatus Gracilibacteria (GN02/BD1-5) (each > 5%). Both potential aerobes and anaerobes, as well as mesophilic and thermophilic microorganisms, were identified. Some of them had previously been detected in continental hyperalkaline springs found in serpentinizing environments (The Cedars, Samail, Voltri, and Zambales ophiolites). Gammaproteobacteria, Ca. Gracilibacteria and Thermotogae were significantly more abundant in spring water than in sediments. Potential chemolithotrophs mainly included beta- and gammaproteobacterial genera of sulfate-reducers (Ca. Desulfobacillus), methylotrophs (Methyloversatilis), sulfur-oxidizers (Thiofaba, Thiovirga), or hydrogen-oxidizers (Hydrogenophaga). Methanogens (Methanobacteriales and Methanosarcinales) were the dominant Archaea, as found in serpentinization-driven and deep subsurface ecosystems. A novel alkaliphilic hydrogenotrophic methanogen (strain CAN) belonging to the genus Methanobacterium was isolated, suggesting that hydrogenotrophic methanogenesis occurs at La Crouen.

Le système hydrothermal de la baie de Prony en Nouvelle-Calédonie est composée de plusieurs sources émettant à faible profondeur des fluides hyperalcalins, mesothermiques, et anoxiques riches en hydrogène (H2) et méthane, produits par la réaction de serpentinisation. Dans le cadre de ces travaux de thèse, la capacité potentielle des microorganismes à produire de l’H2 dans ces écosystèmes a été évaluée par des analyses moléculaires et culturales. Nos premières analyses moléculaires ont mis en évidence une grande diversité de bactéries et une faible diversité d’archées. La diversité et la distribution des populations productrices d’H2 a ensuite été spécifiquement évaluée par des analyses métagénomiques et basées sur la PCR. Les séquences de gènes hydA, utilisés comme marqueur moléculaire des bactéries productrices d’H2, étaient principalement associées à celles du phylum des Firmicutes. Deux groupes de séquences hydA se sont distinguées en fonction de l’origine des échantillons. De plus, plusieurs nouvelles bactéries alcalophiles ont été isolées de différents sites. Parmi elles, la souche alcalophile et anaérobie, PROH2 est capable de produire efficacement de l’H2 par voie fermentaire en condition alcaline (pH 9,5), de façon comparable aux espèces de Clostridium neutrophiles. Ces travaux présentent également la caractérisation d’une nouvelle espèce bactérienne anaérobie, mésophile et alcalophile (pH optimum de 9,5) d’un nouveau genre, nommée Serpentinicella alkaliphila, isolée d’un site intertidal de la baie de Prony. L’ensemble des données démontre la capacité des Firmicutes des environnements associés à la serpentinisation à produire de l’H2 par voie fermentaire.