1INRA, Equipe Ecotoxicologie et Qualité des Milieux Aquatiques, UMR 0985 Ecologie et Santé des Ecosystèmes, Agrocampus Ouest, 65 rue de Saint-Brieuc, 35042 Rennes
2Université des Antilles et de la Guyane, Equipe Dynamique des Ecosystèmes Caraïbes, EA 926, Campus de Fouillole, 97157 Pointe-à-Pitre
Laurent.Lagadic@rennes.inra.fr
Dans les Antilles françaises, l’utilisation de chlordécone dans les bananeraies du début des années 70 jusqu’au début des années 90 est à l’origine de pollutions avérées des sols, des ressources en eau et des organismes vivants. Dans le milieu naturel, les crustacés aquatiques présentent de très fortes concentrations en chlordécone dans leurs tissus. De ce fait, les autorités ont demandé un contrôle plus important des crustacés dans les élevages, alimentés par les cours d’eau, et il s’est avéré que, dans plusieurs fermes aquacoles d’ouassous (Macrobrachium rosenbergii) en Guadeloupe et Martinique, les animaux présentaient des teneurs supérieures à la LMR (Limite Maximale de Résidus) de 20 µg/kg. Jusqu’à présent, les études réalisées sur ce problème se sont principalement basées sur une approche empirique de l’évaluation de la contamination de l’eau et des crustacés, et de constats de modification de la structure des populations. Beaucoup de questions sont toujours sans réponse quand au mode de contamination des ouassous par la chlordécone, sur sa biodisponibilité et sur la capacité qu’ont les crustacés de pouvoir l’éliminer, mais également sur ses mécanismes d’action en tant que neurotoxique et perturbateur endocrinien. Les travaux en cours visent à utiliser l’ouassou Macrobrachium spp. à la fois comme organisme-sentinelle sur le terrain et comme organisme-modèle en laboratoire afin de générer des connaissances sur des aspects mécanistes concernant notamment (i) les modalités d’exposition des organismes, en fonction de la biodisponibilité de la chlordécone, (ii) leurs capacités de détoxication/dépuration, et (iii) l’impact de la molécule sur la physiologie des organismes en considérant les mécanismes connus pour être affectés chez des modèles mammaliens, en l’occurrence neurotoxicité et perturbation endocrinienne, et (iv) les conséquences populationnelles des altérations de la physiologie des organismes, à tous les stades de leur développement, y compris les stades les plus jeunes (larves, post-larves et juvéniles).
Programme CHLORDEXCO - Pollution des sols et des eaux par la chlordécone aux Antilles, conséquences sur la contamination des cultures et des organismes dulçaquicoles (ANR CES 2008 ; Coord. Ph. Cattan, CIRAD)
Une étude publiée par D. Monti en 2007 a fait état de niveaux de contamination très élevés à l’aval de six rivières échantillonnées en Guadeloupe, avec 90% de résultats positifs sur l’ensemble des rivières prospectées sur l’île de la Basse-Terre. Le niveau de contamination des organismes n’est pas généralement étroitement corrélé à celui de l’eau mais se révèle très important dès les faibles teneurs en polluant mesurés en eau brute, avec un facteur de bioconcentration variant entre 5000 et 35000 chez les poissons ou crustacés. La charge en polluant des organismes montre par contre de nettes différences en fonction du milieu de vie des espèces, avec une biomagnification du polluant plus importante chez les espèces
vivant en faciès calme (Coat, 2009 ; Coat et al., 2008 ; Monti & Coat, 2007). Des différences notables de contamination existent cependant entre espèces et, pour une même espèce, entre les organes ou les stades de vie. Ainsi, chez les crustacés décapodes (Macrobrachium
faustinum), le céphalothorax est environ deux fois plus contaminé que l’abdomen et, pour ce dernier, la carapace est 4 à 5 fois plus contaminée que la chair (Données non publiées obtenues dans le cadre du programme CHLORDEXCO) et les phases juvéniles plus concentrées en polluant que les phases adultes (Monti, 2008).
L’état de santé d’adultes de M. faustinum prélevés selon une approche amont-aval dans la Rivière Pérou a été évalué au moyen de biomarqueurs au cours de mai 2009 à janvier 2010. Faute de connaissances suffisantes sur les mécanismes d’action de la chlordécone chez les invertébrés, les biomarqueurs choisis des biomarqueurs dits généralistes, à savoir les activités acétylcholinestérases (AChE), carboxylestérases (CbE), glutathion S-transférases (GST) et Na+/K+-ATPase. Les premiers résultats montrent que l’activité GST ne présente aucune variation alors que des différences amont-aval ont été observées pour les activités AChE, CbE et Na+/K+-ATPase. Ces résultats suggèrent des différences physiologiques entre les animaux prélevés en amont et ceux échantillonnés en aval sans qu’il soit toutefois possible de les relier sans équivoque à la présence de chlordécone dans la mesure où les biomarqueurs choisis ne sont pas spécifiques du mode d’action de la chlordécone.
Programme MACHLOMA - Mécanismes d’accumulation, d’élimination et de perturba-tion des systèmes nerveux et endocriniens induits par l’exposiperturba-tion de Macrobrachium
rosenbergii à la chlordécone dans les Antilles françaises (ANR CES 2010 ; Coord. S. Lemoine, UAG)
Ce programme démarré en février 2010 devrait permettre non seulement de caractériser les mécanismes de bioconcentration et d’élimination de la chlordécone et de développer des biomarqueurs plus spécifiques des effets de cette molécule chez ces organismes, mais aussi de mieux identifier les sources de contamination des fermes aquacoles et d’apporter des solutions pour la relance de leur activité.
Dans le projet MACHLOMA, appuyé par l’existence d’une ferme écloserie en Guadeloupe qui permettra d’obtenir des individus de stades connus en grande quantité, il est proposé d’utiliser M. rosenbergii comme organisme modèle, afin d’apporter des connaissances indispensables d’une part à l’évaluation du risque de contamination de produits d’élevages aquacoles aux Antilles (appui aux professionnels de l’aquaculture locale) et d’autre part à la mise en œuvre d’une approche de bioindication in situ pertinente (après transfert des méthodes de mesures sur une espèce sauvage, en l’occurrence M. faustinum, utilisée dans le cadre du programme CHLORDEXCO).
Le but de ce projet est d’utiliser M. rosenbergii comme organisme modèle dans des expériences (1) d’intoxications expérimentales en laboratoire et (2) d’exposition dans des bassin d’élevage, sur une période de huit mois, dans des conditions naturelles, avec un niveau de contamination de l’eau (Rivière aux Herbes) en chlordécone d’environ de 0,33 µg.L-1 (moyenne des 18 valeurs obtenues par la DIREN de Mai 2003 à Avril 2008). Pour la même période d’échantillonnage, la rivière Grande-Anse à Trois-Rivières, considérée comme la plus contaminée en chlordécone, présente une moyenne de 0,55 µg.L-1.
Programme "Vulnérabilité des nurseries dulçaquicoles de Guadeloupe et Martinique face à la charge en pesticides des eaux: réponses écotoxicologiques de juvéniles d’espèces locales à la chlordécone" (Onema/ODE ; Coord. D. Monti, UAG)
Dans le cadre de ce programme, une investigation du potentiel métabolique et de son éventuelle modification par la chlordécone chez des larves de Macrobrachium rosenbergii, a été abordée par des mesures de la charge énergétique en adénylates (CEA).
Les mesures de CEA ont été menées parallèlement à des tests de survie et de mesures comportementales, sur des lots de larves de M. rosenbergii préalablement exposées ou non à la chlordécone et observées à l’aide d’une installation de toximétrie dynamique à l’UAG. La
mise en relation de ces deux types de mesures permettra d’établir si les éventuelles altérations comportementales des larves de M. rosenbergii en présence de chlordécone sont liées à une modification du « pool énergétique total ».
Globalement, les variations de la CEA reflètent les altérations du comportement natatoire des larves de M. rosenbergii. Ces perturbations comportementales pourraient être à l’origine d’une diminution de la capacité des larves à remonter en eau douce après leur séjour en milieu marin, ce qui expliquerait la baisse de la densité de population d’ouassous dans les rivière guadeloupéennes.
Perspectives
Les travaux futurs consistent, en s’appuyant sur les résultats des études menées dans les projets précédemment décrits, à évaluer les contributions relatives des formes dissoute et adsorbées (MES et sédiments) de la chlordécone à la contamination des crustacés décapodes dans des rivières de Guadeloupe. Ces études seront mise en œuvre dans des bassins versants où seront abordés (i) l’analyse et la modélisation des caractéristiques d’exposition selon que la chlordécone est sous forme dissoute ou adsorbée, et (ii) l’analyse des voies de contamination et des effets biologiques associés chez deux espèces de crustacés décapodes (Macrobrachium sp. et Atya sp.) présentes dans des faciès différents (lent vs rapide) où les temps de résidence des matières en suspension potentiellement vectrices de chlordécone sont différents.
Mots-clés : chlordécone, Antilles françaises, crustacés, Macrobrachium sp.,
bioconcentration, biomarqueurs
Références bibliographiques
Coat, S. 2009. Identification du réseau trophique de rivière et étude de sa contamination par les pesticides organochlorés (chlordécone et β-HCH) en Guadeloupe. Thèse de doctorat de l’Université des Antilles et de la Guyane, 209 pages.
Coat, S., Monti, D., Legendre, P., Bouchon, C., Massat, F., Lepoint, G., 2011. Organochlorine pollution in tropical rivers (Guadeloupe): Role of ecological factors in food web bioaccumulation. Environmental Pollution, 159(6): 1692-1701.
Monti D., 2007. Biocontamination en Chlordecone, β-Hexachlorocyclohexane et Cadusaphos des Crustacés et Poissons d’eau douce, en Guadeloupe. Convention UAG/Direction Régionale de
l’Environnement Guadeloupe. 36 pages + annexes.
Monti D. 2008. Evaluation de la biocontamination en Chlordecone de crustacés et poissons de rivières du Nord-Ouest de la Basse-Terre, et synthèse à l'échelle de la Guadeloupe. Convention
UAG/Direction Régionale de l’Environnement Guadeloupe. 31 pages + annexes.
Monti D. et Coat S. 2007.- La contamination des espèces d’eau douce aux Antilles. in Numéro spécial
des Cahiers du Pôle de Recherche Agro-environnementale de la Martinique « Pollution des sols