Effets des polluants sur les écosystèmes récifaux

During the last decade, it has proven more and more obvious that coral reefs have become the most threatened class of ecosystems of the world far before the tropical forests. Indeed, not only their global area is much lower but the coral reefs are affected by the largest array of degradation factors, especially toxic pollutants, strictly related to human impacts on the oceanic and global environment. A significant part of reef pollution results from the discharge into marine environment of a large range of pollutants: hazardous chemicals, oil offshore industry and piping of crude oil, lastly from atmospheric transfer of chemicals to the surface of the sea via precipitations. Subsequently will be found in reef waters and sediments a number of toxic metals, hydrocarbon, persistent organic pollutants (POPs), pesticides discharged from land by run off, especially herbicides, as well as antifouling paintings not to mention cyanides widely in unlawful use for reef fishing in developing countries. POPs have been detected in reef ecosystems everywhere they have been investigated. Even non-persistent pesticides are currently found in reef waters and sediments located next from coastal intensive tropical crops. Studies on ecotoxicological effects of reef pollutions have been carried out at various extents according to the class of chemical concerned. Though oil impact on reefs and even heavy metals pollution has been rather intensively investigated, at the opposite, pesticides and especially herbicides have given way to a much smaller number of researches. This fact is quite surprising as herbicides display an impressive potential impact on hermatypic scleractinians due to their extreme toxicity for Dinoflagellate symbiotic algae. Various studies have shown up that a number of toxic pollutants such as hydrocarbons, pesticides or cyanides prevent coral gametes fecundation and the settlement of planula as well as their further metamorphosis, impeding therefore the colonies renewal or the restoration of the ones already degraded subsequently to human activities. Other investigations demonstrated that reef bleaching could be generated by exposure to very low levels of herbicides as well as cyanides that trigger the loss of zooxanthellae. On the other hand, lower concentrations of herbicides, sometime in the order of one μg.L–1 as diuron and various triazines, can inhibit photosynthesis. Additionally to their direct effects on hermatypic scleractinians, toxic pollutants discharged into the coral reefs environment can impinge on other reef habitats of the coral ecosystem, especially on the sea-grass beds growing in its lagoons. Lastly, the impact of various terrigenic pollutants, as herbicides, on other coastal ecosystems especially mangrove can indirectly act on coral reef communities with which they share some of their components, especially fishes and invertebrates: a number of reef species relying on mangrove habitat as nurseries for their larval and/or their juvenile instarsIl est devenu de plus en plus évident au cours de la dernière décennie que les récifs coralliens représentent de loin le type d'écosystème le plus menacé de la planète, beaucoup plus que les forêts tropicales. En effet non seulement leur surface totale est beaucoup plus faible, mais à la différence de ces dernières, ils sont exposés à tous les types de dégradations d'origine anthropique en particulier au spectre complet des polluants toxiques. Une fraction significative des polluants des récifs proviennent de rejets en mer d'une large gamme de composés chimiques dangereux, de l'exploitation de gisements de pétrole offshore, et enfin du transfert de polluants atmosphériques dans les eaux marines via les précipitations. En conséquence, des métaux toxiques, des hydrocarbures, des polluants organiques persistants, des pesticides d'origine tellurique, en particulier des herbicides, vont se retrouver dans les eaux récifales ainsi que des peintures antifouling, enfin, on citera les cyanures utilisés dans la pêche récifale. Les polluants organiques persistants ont été mis en évidence dans les écosystèmes de toutes les grandes provinces récifales du monde. Même les pesticides non persistants peuvent être détectés dans tous les récifs du globe jouxtant des cultures littorales. Les conséquences écotoxicologiques des pollutions récifales ont été étudiées de façon diverse selon les contaminants concernés. Si les effets du pétrole ont donné lieu à un nombre significatif de publications, il n'en est pas de même des pesticides en particulier des herbicides, lesquels constituent pourtant des polluants particulièrement redoutables pour les récifs coralliens en raison de leur forte toxicité potentielle pour les algues symbiotiques des scléractiniaires hermatypiques. Certains travaux ont montré que divers polluants toxiques tels les hydrocarbures, les pesticides ou les cyanures perturbent la fécondation et la fixation des larves planula des polypes, entravant, de ce fait, le renouvellement des colonies et la restauration des récifs déjà dégradés par l'homme. D'autres recherches ont révélé que les herbicides mais aussi les cyanures pouvaient provoquer le blanchissement des coraux en induisant l'expulsion des zooxanthelles par les polypes. En outre, à de plus faibles concentrations, parfois de l'ordre du μg.L-1, des herbicides comme le diuron ou certaines triazines sont susceptibles d'inhiber la photosynthèse de ces algues symbiotiques. En plus de leurs actions directes sur les sléractiniaires hermatypiques, les polluants toxiques rejetés dans les eaux récifales peuvent aussi agir sur d'autres habitats propres aux écosystèmes coralliens, en particulier sur les herbiers de phanérogames marines propres au lagon. Enfin, l'action des polluants d'origine tellurique sur d'autres écosystèmes, qui jouxtent les récifs, en particulier sur les mangroves, peut avoir des conséquences désastreuses pour les biocoenoses coralliennes avec lesquels ils échangent une fraction de certains de leurs peuplements. En effet, les eaux des mangroves jouent le rôle de nurseries pour les stades larvaires et pour les juvéniles de nombreuses espèces de poissons et d'invertébrés récifaux de telle sorte que la dégradation de ces dernières implique des conséquences néfastes pour les communautés récifales

Jacques Tixier (1925-2018)

Jacques Tixier was an internationally known prehistorian and the founder of the technological “reading” of lithic industries. The first approach to this interpretation is based on experiments and the recognition of the chronological order of technical gestures

Mise en évidence et validation de biomarqueurs écotoxicologiques dans la population d'anguilles d'un étang de la réserve naturelle nationale de Camargue, le Vaccarès, exposée à des polluants organiques persistants

Bien que située dans une zone assez isolée du delta du Rhône et de ce fait exempte de toute activité industrielle, la Réserve Naturelle Nationale de Camargue n'en est pas moins exposée à une contamination diffuse par divers polluants organiques persistants, parmi lesquels des hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP) et des composés organochlorés (OC). En raison des particularités de cette contamination, la recherche de biomarqueurs chez les anguilles du Vaccarès se sont orientées vers une analyse multi-paramétrique qui s'intéresse à des réponses métaboliques incluant non seulement les mécanismes de détoxication (biotransformation, antioxydant) et les besoins énergétiques, mais aussi d'autres processus métaboliques « aspécifiques ». Il s'agit de marqueurs enzymatiques membranaires dont certains ont un rôle dans la conduction neuronale (acétylcholinestérase, AChE), dans l'osmorégulation, et/ou dans le métabolisme énergétique (ATPases). A l'issue de ces travaux le taux de glycogène tissulaire s'avère être un marqueur sensible ainsi que trois activités enzymatiques hépatiques impliquées dans la défense contre les espèces réactives de l'oxygène: catalase, glutathion peroxydase (SeGPx) et superoxyde dismutases, (SOD). Par ailleurs les ATPases musculaires et branchiales et l'AChE musculaire et cérébrale présentent une plus grande significativité, en termes de biomarqueurs, que les enzymes de biotransformation éthoxyrésorufine-O-dééthylase (EROD) et uridine diphospho-glucuronyl transférase (UDPGT). Cependant la plupart de ces activités enzymatiques sont dépendantes d'un certain nombre de facteurs abiotiques. Cette étude apporte des éléments de discussion quant à la validation, dans les populations et les peuplements naturels, des données écotoxicologiques obtenues au laboratoire. Elle soulève également la question de la localisation tissulaire de l'imprégnation exprimant l'ancienneté ou le mode de contamination et de son influence sur la réponse des biomarqueurs. Enfin, si la validation des biomarqueurs membranaires se confirme, cette étude, par son approche novatrice, dresse un premier bilan de la menace écotoxicologique qui pèse sur les organismes aquatiques d'une aire protégée, résultant en particulier de l'incorporation de polluants organiques persistants (POP) dans les membranes cellulaires.Though located in a rather remote area free from neighbouring industrial activities, the French National Nature Reserve of Camargue is however exposed to a non point source contamination by a number of persistant organic pollutants, particularly polycyclic aromatic hydrocarbons (PAH) and organochlorine compounds (OC). Due to the nature of this contamination, investigations about validation of biomarkers in the eels of the Vaccarès lagoon have proven to be of the utmost importance. They have been focused on the characterization and validation of biomarkers related to metabolic responses including, not only the detoxification mechanisms (biotransformation, antioxidant process) and the energy requirements, but also some unspecific metabolic processes. These last ones are enzymatic membrane markers implicated either in the neuronal conduction (acetylcholinesterase, AChE) or in the osmoregulation and the energy metabolism (ATPases). The experimental results have been screened by the way of a multivariate analysis. It may be concluded that the rate of tissue glycogen seems to be a sensitive biomarker as well as three hepatic activities involved in the protection against oxyradicals : catalase, glutathion peroxidase (SeGPx) and superoxide dismutases (SOD). The muscle and gill ATPases as well as the muscle and brain AChE show more significant results in term of biomarkers than the biotransformation enzymes : ethoxyresorufine-O-deethylase (EROD) and uridine diphospho-glucuronyl transferase (UDPGT). However most of these enzymatic activities depend on a number of abiotic factors. This study brings some conclusive elements for the validation of the biomarkers use from data obtained in laboratory studies to their application in field ecotoxicology. It also raises the question about the tissue location of the contaminant in fish, in relationship to their age or their mode of contamination, and its influence on the biomarkers response. As a conclusion, if the validation of membrane indicators is confirmed, this study, by its innovative approach, provides the first statement on the extent of the ecotoxicological threat for the aquatic species in a protected area, stemming from the occurrence of persistent organic pollutants (POP) in the cell membranes

Évaluation de la pollution par les pesticides des communautés coralliennes en Polynésie française

Researches have been carried out in the framework of the French Initiative for Coral Reefs in order to assess the pollution levels of the coral reef trophic webs by pesticides in French Polynesia. An overall contamination with critical organisms from various levels of the trophic web was shown. On one hand, analysis showed a contamination by chloroacetamide and triazine derivatives, two major families of herbicides. On the other hand the occurrence of organochlorine insecticide has proven ubiquitous. Especially worrying is our finding of chlordecone (kepone®) occurrence in all of the organisms investigated, mainly in fishes, which are commonly ingested by the local inhabitants. Moreover, these data are very worrying as the average residence time of chlordecone in sediment numbers in thousand of yearsUn programme de recherche a été développé dans le cadre de l'Initiative Française pour les Récifs Coralliens (IFRECOR) afin d'évaluer la contamination de la biocœnose récifale par les pesticides. Les analyses ont mis en évidence une contamination des organismes majeurs du réseau trophique en particulier par des herbicides des groupes des chloracétamides et des triazines, ainsi que par les principaux insecticides organochlorés. De façon inattendue, des niveaux significatifs de chlordécone (képone®) ont été mis en évidence dans les espèces analysées, dont des poissons consommés localement. Ce fait est d'autant plus préoccupant que l'usage de cet insecticide, dont la rémanence dans les sédiments se chiffre en millénaires, n'aurait jamais été officiellement homologué en Polynésie française

Caractéristiques écophysiologiques d'une population d'anguilles de Camargue exposée à une pollution clandestine par des polluants organiques persistants

L'évaluation de l'impact d'une perturbation environnementale sur les principaux paramètres biologiques d'une population ou d'un peuplement implique la connaissance préalable des valeurs normales pour la ou les espèces considérées. Chez les poissons, par exemple, l'établissement de normes écophysiologiques de référence est complexe en raison de la diversité des causes de variations. Les travaux exposés ici ont eu pour objet de déterminer l'influence d'un certain nombre de facteurs écologiques (biotope de prélèvement et saison de capture, état nutritionnel, maturité sexuelle, parasitisme) sur des paramètres écophysiologiques susceptibles d'être considérés comme biomarqueurs sur les populations d'anguilles de Camargue. Il s'agit de données morphométriques et constitutives, d'activités enzymatiques impliquées dans des processus métaboliques énergétiques et l'osmorégulation (ATPases branchiales et musculaires), d'activités de détoxication comme le système multienzymatique cytochrome P450 dépendant hépatique ([éthoxyrésorufine-O-dééthylase (EROD), uridine diphospho-glucuronyl transférase (UDPGT) et glutathion S-transférases (GST)] et les activités antioxydantes hépatiques et érythrocytaires [superoxide dismutases (SOD), gluthation peroxidase-sélénium dependante (SeGPx) et catalase], ainsi que d'une activité neuronale (acetylcholinestérase, AChE). La population d'anguilles échantillonnée sur 2 ans (1999-2000) présente une relation taille-poids (indice de condition) équilibrée, sans différence notable due à l'origine des individus au sein du Vaccarès et malgré un parasitisme chronique par le nématode Anguillicola crassus (près de 40 % de la population). Les principaux constituants du foie et du muscle (protéines, lipides et glycogène) manifestent une variabilité saisonnière et annuelle, liée aux facteurs environnementaux et aux besoins énergétiques des anguilles. Le niveau basal des activités de détoxication EROD, GST et UDPGT est difficile à estimer par suite des nombreuses variations temporelles de ces enzymes. Celles-ci sont potentiellement attribuables aux fluctuations thermiques du milieu et/ ou à l'histoire de l'exposition à des xénobiotiques des individus étudiés. De même, la saison s'avère être le facteur le plus influent sur les activités enzymatiques antioxydantes hépatiques et érythrocytaires. L'état nutritionnel et l'âge des individus présentent également un effet modulateur des activités peroxydasiques hépatiques. En revanche, la présence du nématode Anguillicola crassus dans la vessie gazeuse ne perturbe ni les activités de biotransformation hépatiques ni le métabolisme oxydatif. En dépit de la variabilité des données, l'activité ATPasiquc branchiale ne semble pas influencée par les différents facteurs biotiques et abiotiques pris en compte, à l'inverse les activités ATPasiques musculaires. Celles-ci montrent des variations saisonnières témoignant d'un phénomène d'adaptation aux facteurs physiques du milieu (température et salinité). L'intensité de la prise alimentaire engendre des variations significatives de l'activité ATPasique totale, liée aux besoins énergétiques en ATP, alors que ni la maturité sexuelle ni le parasitisme n'ont d'influence. L'état nutritionnel, et dans une moindre mesure la saison, modulent l'AChE cérébrale et musculaire, contrairement à la maturité sexuelle et au parasitisme.The assessment of the impact of an environmental disturbance on biological parameters in aquatic organisms involves the measure and calibration of the control values. In the fishes, the definition of ecophysiological standard values is difficult due to the diversity of origin and the variability of the sampled organisms. The scope of this study is to appraise the influence of ecophysiological parameters which could be considered as potential biomarkers of chemical contamination in eels of Camargue. These parameters stand as both morphometric and functional data: enzymatical activities involved in the energetic metabolism and the osmoregulation (gill and muscle ATPases); detoxification activities as the hepatic multienzymatic cytochrome P450-dependant system [ethoxyresorufine-O-deethylase (EROD), uridine diphospho-glucuronyl transferase (UDPGT) and glutathion S-transferases GST)]; antioxidant enzymes [superoxide dismutases (SOD), selenium dependant gluthation peroxidase (SeGPx) and catalase], as well as neuronal activity (acetylcholinesterase, AChE). All over the 2 years (1999-2000) of our study , the size-weight relationship (on the basis of the condition index) proved well balanced in the sampled eel population without noticeable variations in three Vaccarès sites and in spite of chronic parasitism due to the nematode Anguillicola crassus (about 40% of the population). The major hepatic and muscular components (proteins, lipids and glycogen) showed a seasonal variability associated to the environmental factors and the energetic requirement of eels. The basal level of detoxification activities — EROD, GST and UDPGT — has proven hard to define due to a number of temporal variations of these enzymes probably linked to the thermal fluctuation occurring in the habitat and/or to ignored history of the exposure of the individuals of the sampled fishes to toxic xenobiotics. The sampling season stands as the major factor which acts on antioxydant system in liver and red blood cells. Nevertheless the nutritional status and maturity of the fishes exert as well a modulating effect on hepatic peroxydases. By contrast, the presence of the nematode Anguillicola crassus in swimbladder does not modify neither hepatic biotransformation activities nor oxydative metabolism. Despite a given data variability the gill ATPases does not seem influenced by the studied biotic and abiotic factors. At the opposite the muscular ATPase shows seasonal variations indicating an adaptive process to physical factors (temperature and salinity). Intensity of feeding promotes significant variations of the total ATPases activities relative to the need of ATP, but sexual maturity and parasitism have no influence. The muscle and brain AChE are obviously partly under the control of the nutritional status and, in a lesser extent, of the season one’s but unrelated to maturity and parasitism. Finally, these studies carried out on the European eel stress the necessity to assess the natural range of variation of the ecophysiological parameters thereupon considered prior to their use as contamination biomarkers

Recherches écotoxicologiques sur la contamination des peuplements de poissons de la réserve naturelle nationale de Camargue par les polluants organiques persistants

Our study was carried out in order to assess the overall contamination by the persistent organic pollutants of eels from a protected coastal wetland, the French National Nature Reserve of Camargue and its effects on the exposed populations. Levels of organochlorine compounds (OC), pesticide residues, polycyclic aromatic hydrocarbons (PAH) and polychlorobiphenyls (PCB) were analyzed in organs of eels, collected from the Vaccarès Lagoon. The PAH and OC contamination proved to be widespread but fluctuating. They showed in the average, especially for PCB, a very high level. The tissular distribution of PAH displayed a shift during the 4 years. The overall biological load has decreased in the liver and the gall from 1998 to 2000. The naphtalene was the most abundant in 1998 but after 1999 its average content in fishes decreases and the most frequent PAH are of molecules with 3 to 5 benzene cycles. The lindane load, which peaked prior to 1998 when its use was banned in France, has decreased in 1999, though it leveled at rates similar to the one’s of pp’-DDE and remains presently still significant. At the opposite, liver and muscle concentrations of dieldrin and HCB have unexpectedly showed a trend to the increase since 1999. By the way of a multivariate analysis, it may be concluded that three hepatic activities involved in the protection against oxyradicals: catalase seem to be most sensitive biomarkers. The muscle and gill ATPases as well as the muscle and brain AChE must be considered as more significant biomarkers than the biotransformation enzymesLe programme de recherches que nous avons développé dans la Réserve Naturelle Nationale de Camargue a eu pour objectif d'estimer l'importance de la contamination des anguilles et d'en décrire les conséquences écotoxicologiques. L'évaluation de la charge tissulaire en polluants organiques persistants (POP) : pesticides organochlorés (OC), hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP) et polychlorobiphényles (PCB), a été réalisée chez des anguilles prélevées dans l'étang de Vaccarès. La contamination en HAP et en OC est systématique mais fluctuante. L'imprégnation générale en HAP régresse dans la bile et le foie de 1998 à 2000. Dès 1999, la concentration en naphtalène, molécule dominante en 1998, diminue nettement et les HAP les plus fréquemment détectés sont alors des molécules à 3 à 5 cycles benzéniques. Les concentrations en OC sont anormalement élevées notamment celles en PCB chez certains individus capturés à la fin du printemps. La charge en lindane, très élevée avant son interdiction (1998), diminue en 1999 mais s'est remise à croître en 2000. Les concentrations hépatiques et musculaires en dieldrine et en HCB ont tendance à augmenter au cours de l'année 2000. Par ailleurs, trois activités enzymatiques hépatiques impliquées dans la défense contre les espèces réactives de l'oxygène se sont avérées être des biomarqueurs sensibles d'exposition à des POP. Par ailleurs les ATPases musculaires et branchiales et l'acétylcholinestérase (AChE) présentent une plus grande significativité, en terme de biomarqueurs, que les enzymes de biotransformation

Researches on the contamination by pesticides of marine organisms within coral reef trophic webs in French Polynesia

Researches addressed in this paper have been carried out in the framework of a survey of the pollution levels by pesticides in French Polynesia coral reefs. A ubiquitous contamination has been shown up of critical organisms from various levels of the trophic web. Such a contamination occurs even in remote areas such as for example some atolls from the Tuamotu Archipelago where agricultural activities are very restricted. On one hand, the occurrence of organochlorine insecticides is shown widespread. Especially worrying is our finding of chlordecone (képone®) widely present in all organisms investigated, particularly in fishes, which are commonly consumed by the local inhabitants. Some concerns arise from these data as the average residence time of chlordecone in sediment numbers in thousands of years. On the other hand, analyses have demonstrated a pervasive contamination of coral reefs trophic webs by various major families of herbicides, namely chloroacetamide and triazine derivatives, as well as diuron. These findings are worrying with respect to the coral reefs ecosystems health, especially since their functioning is strongly dependent on the Symbiodinium zooxanthellae symbiosis with hermatypic coral, as the Symbiodinium Dinoflagellates that have proven especially sensitive to these families of herbicides. These can partially inhibit their photosynthetic activity at concentrations lower than one part per billion in seawaterÀ la suite des résultats déjà publiés sur la contamination par les pesticides d'organismes de récifs coralliens de Tahiti et de Moorea en Polynésie française, l'objectif de nos investigations a été d'étendre nos connaissances sur une éventuelle contamination dans d'autres îles et sur d'autres espèces. Une contamination ubiquiste de divers organismes majeurs des réseaux trophiques récifaux a été mise en évidence même dans des biotopes reculés comme certains atolls des Tuamotu où les activités agricoles sont très réduites voire inexistantes. La présence d'insecticides organochlorés, en particulier du lindane est quasi permanente. Particulièrement préoccupante est la présence généralisée de chlordécone dans tous les types d'organismes analysés, notamment dans les poissons, qui constituent une part importante de la nourriture des populations locales. Par ailleurs, nos recherches montrent une contamination étendue des organismes des réseaux trophiques récifaux par les herbicides dérivés de l'acide trichloracétique, des dérivés des triazines et par le diuron, une urée substituée. Cette contamination est inquiétante pour la santé future des écosystèmes coralliens et leur fonctionnement, tout particulièrement pour les coraux hermatypiques fortement dépendants de leur symbiose avec les zooxanthelles, Dinoflagellés du genre Symbiodinium. Des travaux antérieurs ont, en effet, démontré que leur activité photosynthétique pouvait être partiellement inhibée par des concentrations de ces herbicides dans l'eau de mer, inférieures à la partie par milliard

Hanbury-Brown Twiss correlations to probe the population statistics of GHz photons emitted by conductors

soumis le 22 mars 2004We present the first study of the statistics of GHz photons in quantum circuits, using Hanbury-Brown and Twiss correlations. The superpoissonian and poissonian photon statistics of thermal and coherent sources respectively made of a resistor and a radiofrequency generator are measured down to the quantum regimeat milliKelvin temperatures. As photon correlations are linked to the second and fourth moments of current fluctuations, this experiment, which is based on current cryogenic electronics, may become a standard for probing electron/photon statistics in quantum conductor

Testing the methodological utility of trace element analysis for detetecting dietary differences in fossil fauna from Turkana

International audienc