Etude des impacts toxiques des contaminants chimiques du Bassin d'Arcachon sur l'huitre cultivée Crassostrea gigas : Approche in-situ et expérimentale

The Arcachon Bay is a semi-enclosed lagoon and represents the core of strong economic stakes through the practice of oyster-farming. This activity has been affected for around thirty years by summer mortality events, and more recently by abnormally high death rates of juveniles. This work focused on the role of the Arcachon Bay’s main contaminants in this crisis, by studying their effects on the cupped oyster’s biology. Firstly, an in situ approach was adopted in order to identify the major pollutants of the bay: caged oysters were transplanted and sediments were sampled. The presence of contaminants in the samples was associated to biological responses. Secondly, the contaminants identified in situ were used in controlled conditions at the laboratory. Three experimentations were performed; the first dealt with the contamination pathways of tributyltin; the second focused on the biological effects of pesticides and copper; the third concerned the effects of PAH towards diploid and triploid oysters. Our results indicate that the inner stations present higher accumulation of metals and PAH, in accordance with the hydrodynamic features of the bay. The bioindicators used in situ exhibited seasonal trends related to the oysters’ gametogenesis. In the laboratory, most of the contaminants used at environmental levels induced an adaptive response of the exposed oysters. Our study highlights the importance of coupling in situ and laboratory approaches in order to understand the functioning of coastal ecosystems.Le bassin d’Arcachon est une lagune semi-fermée qui concentre de forts enjeux économiques grâce à la pratique de l’ostréiculture. Cette activité est affectée depuis une trentaine d’années par des phénomènes de mortalités estivales, et plus récemment par des surmortalités du naissain. Ces travaux se sont intéressés au rôle des polluants majeurs du bassin d’Arcachon dans ce contexte de crise en étudiant leurs effets sur la biologie de Crassostrea gigas. Une approche in situ a d’abord été adoptée afin d’identifier les contaminants les plus présents dans le milieu naturel. Des opérations de transplantation d’huîtres et des prélèvements de sédiments ont permis de quantifier divers contaminants et d’associer leur présence à des réponses biologiques. Les polluants ainsi identifiés ont ensuite été employés en conditions contrôlées au laboratoire. Trois expérimentations ont été réalisées : la première concerne l’étude des voies de contamination par le tributylétain ; la seconde concerne les effets des pesticides et du cuivre ; la troisième concerne l’effet des HAP sur des huîtres diploïdes et triploïdes. Nos résultats indiquent que les organismes transplantés au coeur de la lagune sont plus exposés aux polluants, en lien avec les caractéristiques hydrodynamiques du système. La plupart des paramètres biologiques étudiés sur le terrain ont par ailleurs montré une saisonnalité liée aux processus de gamétogenèse. Au laboratoire, la plupart des contaminants testés ont induit une réponse adaptative chez les huîtres exposées. Notre étude souligne l’importance de coupler approche de terrain et approche expérimentale pour comprendre le fonctionnement des écosystèmes côtiers

Study of the Arcachon Bay’s chemical contaminants’ toxic impact on the cupped oyster Crassostrea gigas : in situ and experimental approach

Le bassin d’Arcachon est une lagune semi-fermée qui concentre de forts enjeux économiques grâce à la pratique de l’ostréiculture. Cette activité est affectée depuis une trentaine d’années par des phénomènes de mortalités estivales, et plus récemment par des surmortalités du naissain. Ces travaux se sont intéressés au rôle des polluants majeurs du bassin d’Arcachon dans ce contexte de crise en étudiant leurs effets sur la biologie de Crassostrea gigas. Une approche in situ a d’abord été adoptée afin d’identifier les contaminants les plus présents dans le milieu naturel. Des opérations de transplantation d’huîtres et des prélèvements de sédiments ont permis de quantifier divers contaminants et d’associer leur présence à des réponses biologiques. Les polluants ainsi identifiés ont ensuite été employés en conditions contrôlées au laboratoire. Trois expérimentations ont été réalisées : la première concerne l’étude des voies de contamination par le tributylétain ; la seconde concerne les effets des pesticides et du cuivre ; la troisième concerne l’effet des HAP sur des huîtres diploïdes et triploïdes. Nos résultats indiquent que les organismes transplantés au coeur de la lagune sont plus exposés aux polluants, en lien avec les caractéristiques hydrodynamiques du système. La plupart des paramètres biologiques étudiés sur le terrain ont par ailleurs montré une saisonnalité liée aux processus de gamétogenèse. Au laboratoire, la plupart des contaminants testés ont induit une réponse adaptative chez les huîtres exposées. Notre étude souligne l’importance de coupler approche de terrain et approche expérimentale pour comprendre le fonctionnement des écosystèmes côtiers.The Arcachon Bay is a semi-enclosed lagoon and represents the core of strong economic stakes through the practice of oyster-farming. This activity has been affected for around thirty years by summer mortality events, and more recently by abnormally high death rates of juveniles. This work focused on the role of the Arcachon Bay’s main contaminants in this crisis, by studying their effects on the cupped oyster’s biology. Firstly, an in situ approach was adopted in order to identify the major pollutants of the bay: caged oysters were transplanted and sediments were sampled. The presence of contaminants in the samples was associated to biological responses. Secondly, the contaminants identified in situ were used in controlled conditions at the laboratory. Three experimentations were performed; the first dealt with the contamination pathways of tributyltin; the second focused on the biological effects of pesticides and copper; the third concerned the effects of PAH towards diploid and triploid oysters. Our results indicate that the inner stations present higher accumulation of metals and PAH, in accordance with the hydrodynamic features of the bay. The bioindicators used in situ exhibited seasonal trends related to the oysters’ gametogenesis. In the laboratory, most of the contaminants used at environmental levels induced an adaptive response of the exposed oysters. Our study highlights the importance of coupling in situ and laboratory approaches in order to understand the functioning of coastal ecosystems

Le cuivre dans le Bassin d’Arcachon : Synthèse des connaissances

Les teneurs en cuivre des huîtres sauvages de la zone orientale du Bassin d’Arcachon ont fortement augmenté au cours des dernières années du suivi réalisé dans le cadre du réseau ROCCH mis en œuvre par Ifremer. Pour cette raison, depuis 2013, les teneurs de ce métal dans les eaux du Bassin sont mesurées par le réseau REMPAR du Syndicat intercommunal du Bassin d’Arcachon (SIBA) qui s’intéresse aux différents micropolluants marquant la contamination des eaux de la Baie. Par ailleurs, des études anciennes et récentes, ont été consacrées à cette contamination particulière. Ce document rapporte l’ensemble des résultats concernant le cuivre dans les différentes matrices (eau, sédiment, algues, zostères, huîtres) au cours du temps, recense les sources possibles de ce métal dans l’environnement et met en regard les niveaux de contamination et leurs effets possibles sur différents composants de l’écosystème

Investigating the response of cuproproteins from oysters (Crassostrea gigas) after waterborne copper exposure by metallomic and proteomic approaches

International audienceThe pacific oyster (Crassostrea gigas), a good model for studying biomineralization and coastal environmental change, was used to study the expression of cuproproteins after waterborne Cu exposure (3 μg Cu L(-1)) similarly to the Arcachon Bay aquatic environment. Cuproproteins in oyster cytosols were analyzed by gel electrophoresis (non-denaturing PAGE and SDS 2-DE), laser ablation inductively coupled plasma mass spectrometry (LA-ICP MS) and electrospray ionization mass spectrometry (ESI-MS). The high molecular weight cuproproteins (identified as extracellular superoxide dismutase [Cu-Zn] (EC Cu/Zn-SOD) and l-ascorbate oxidase) in digestive glands of oysters were differentially expressed after Cu exposure. About 1.7 and 1.2-fold increase of the Cu level in EC Cu/Zn-SOD and l-ascorbate oxidase were, respectively, determined, although EC Cu/Zn-SOD was 1.6-1.9-fold down-regulated in the digestive gland of oysters after Cu exposure. At last, the role of EC Cu/Zn-SOD in protection against Cu exposure was discussed to propose possible mechanisms to better understand Cu homeostasis and/or detoxification mechanisms