Une approche écotoxicologique et génotoxicologique des
IMPLICATION POUR LA DÉGRADATION DES PEUPLEMENTS BENTHIQUES La densité et la diversité spécifique de la macrofaune benthique ont été déterminées
par le GIPREB en juin 2010 (ainsi que les années précédentes, GIPREB, 2006). Les sites présentant les plus faibles densités (<1200 ind.m-2) et diversités spécifiques (≤7
espèces) sont B11 (=VC), B10 (=VN), B8 et B3. Les sites B11, B10 présentent les plus fortes concentrations totales ou labiles (EDTA, ascorbate) pour les plupart des ETM et B8 montre les plus fortes concentrations totales en Hg. Le site B11 est aussi celui sur lequel des activités clastogènes ont été observées dans les organismes. Ainsi, l’état dégradé des peuplements dans ces sites est en bonne correspondance avec les travaux réalisés sur le sédiment ou les organismes et peut être en partie attribué à la présence d’ETM et/ou de contaminants organiques dans les sédiments. Le rôle et l’importance respective de chacun d’eux sur cette altération des organismes ne peuvent toutefois pas être précisés.
Cependant, bien que la présence des contaminants dans Vaïne ou dans le golfe de Saint-Chamas doit contribuer à la dégradation des peuplements benthiques, les facteurs physico-chimiques restent fort probablement le paramètre régulateur le plus important dans le reste du Grand Etang. En effet, l’état de dégradation observé sur le site B3 ne peut s’expliquer par la contamination car les niveaux en ETM y sont nuls à faibles. Cette dégradation est liée à la proximité de l’embouchure du chenal hydroélectrique qui, malgré les fortes diminutions de ces dernières années des apports en eaux douces et en limons, a très probablement un effet local encore très important.
L’influence locale des conditions physico-chimiques du milieu sur l’état de la macrofaune benthique est aussi particulièrement bien visible au niveau du site B12, localisé à l’embouchure du chenal de Caronte où la salinité est la plus élevée et les variations sont les plus faibles, et qui présente la richesse spécifique la plus élevée.
PERSPECTIVES
Sur la base de ces résultats, un deuxième programme de recherche BERTOX a été financé en 2010 par l’INSU et l’IFREMER. Ce programme plus ambitieux s’appuie sur le suivi de trois sites dans l’étang de Vaïne pour définir les interactions entre les dynamiques des communautés macrofaunistiques et microbiennes du sédiment et les facteurs physico-chimiques des eaux porales (oxygène, potentiel redox, pH, nutriments, métaux). Il doit également permettre de préciser l’influence de contaminants présents dans le sédiment sur ces interactions en étudiant : 1) l’influence de la diversité taxonomique et fonctionnelle des microorganismes sur la biodisponibilité et la toxicité des sédiments 2) la santé et l’aptitude d’espèces sentinelles de la macrofaune ; 3) la spéciation et disponibilité de ces contaminants ; 4) l’évolution de différents biomarqueurs de dommage et de défense et 5) l’activité génotoxique mesurée dans les organismes.
Ce programme est encore en cours, mais trois résultats majeurs peuvent d’ores et déjà être soulignés.
La contamination des sédiments dans les niveaux de surface (0-3 à 4 cm) ne reflète pas forcément ce qui se passe sous quelques centimètres à dizaine de centimètres de profondeur. Ainsi, des carottes de sédiments prélevées sur les sites VN et VC montrent une augmentation des teneurs en métaux et en HAPtot avec la profondeur, pouvant atteindre des niveaux très élevés. Si les organismes benthiques descendent rarement en dessous de 10 cm lors de leur enfouissement, ces teneurs posent tout de même la question du risque en cas de repeuplement important ou de travaux d’aménagement (ex : pose/dépose de canalisation, …).
La mesure de l’état de la balance oxydative chez les polychètes et les moules prélevés en VN, VC et B9 a été réalisée en déterminant l’activité d’enzymes antioxydantes, la catalase, la glutathion péroxydase (GPx) et la superoxyde dismutase (SOD), ainsi que la quantité de lipides oxydés. Les résultats préliminaires obtenus chez les polychètes montrent une augmentation de l’activité de la SOD, qui transforme l’ion superoxyde O2- en eau oxygénée, une substance prooxydante produite en cas de stress, et de la catalase, qui détruit cette eau oxygénée, chez les organismes issus de VN et VC par rapport à B9 indiquant une exposition des organismes de l’étang de Vaïne à un stress environnemental plus important.
De nouveaux tests génotoxicologiques ont été conduits en VN, VC et B9. Une approche plus directe a été choisie en réalisant le test des comètes non plus sur des extraits de sédiments mais sur des cœlomocytes (cellules immunitaires) prélevés directement sur Nereis succinea. Les premiers résultats confirment des lésions d’ADN significativement supérieures sur le site VC, indiquant là-aussi une exposition plus importante de ces organismes à un stress environnemental.
REMERCIEMENTS
Les travaux présentés ici ont été réalisés grâce à des financements de recherche de la Fédération de recherche ECCOREV ainsi que de l’INSU et de l’IFREMER (programme EC2CO). S. Rigaud a bénéficié d’une bourse de thèse région PACA.-GIPREB.
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Dans le cadre du Schéma directeur d'aménagement et de gestion des eaux du Bassin Rhône Méditerranée Corse, le littoral méditerranéen français a été compartimenté en 50 zones cohérentes de gestion, limitées à la ligne bathymétrique des 100 mètres. Développé par l’Ifremer avec le soutien de l’Agence de l’Eau RM&C, le Réseau intégrateurs biologiques a été conçu pour évaluer les niveaux de contamination chimique dans la zone de dilution des différents apports (appelé champ moyen) affectant chacune de ces zones.
La mesure directe des contaminants dans l'eau fait appel à des techniques analytiques sophistiquées et coûteuses, difficilement applicables à de nombreux échantillons prélevés le long d'un important linéaire côtier. Par ailleurs, la variabilité du milieu littoral ne confère que peu de signification à une mesure ponctuelle effectuée dans la colonne d’eau. Le biomonitorage utilisant la moule repose sur l’hypothèse que le contenu en contaminant chez cet animal reflète la concentration en contaminants biodisponibles dans l’eau sous formes particulaire et / ou dissoute, selon un processus de bioaccumulation (Wang et al., 1996).
Les techniques dites des bioindicateurs - quantitatifs utilisent cette propriété pour suivre la contamination chimique du milieu, tout en atténuant les fluctuations à court terme du milieu (Claisse et al., 1992, O’Connor., 1992). Les stratégies développées sont de deux types. Celles qui utilisent les populations indigènes de moules sauvages ou cultivées (biomonitorage passif, cas du ROCCH) et celles qui ont recourt aux transplants d’individus provenant d’un site de référence (biomonitorage actif).