Résumé : During the years 1972-1993, kepone a persistent pesticide has been used in the banana fields of the French West Indies (Martinique and Guadeloupe) to content a weevil. A slow desorption of the molecule from soil induces its transfer to the sea through the rivers from leaching and erosion. This study intended to take stock on the contamination by kepone of the fishery species around the islands fifteen years after the kepone ban. Furthermore other chemical pollutants were sought in fish and shellfish around the Martinique island. The results confirmed persistence of marine fauna contamination by kepone, mainly in the alluvium areas in front of polluted rivers. They shown also that this contamination may spread more widely but with fast decreasing through the marine food webs. For the other pollutants sought, the results were in general lower than the statutory values. Within these substances, only mercury gave a signal close to the prescribed threshold for top predator samples. Finally, on the whole the observed systems appeared preserved from human chemical pollutants, apart from kepone.
Pendant les années 1972-1993 un pesticide persistant, la chlordécone, a été utilisé dans les bananeraies des Antilles françaises (Martinique et Guadeloupe) pour lutter contre un charançon. Une désorption lente de la molécule fixée dans les sols conduit à son transfert progressif dans les milieux aquatiques puis vers le domaine marin au gré du lessivage et de l'érosion des sols contaminés. La présente étude visait à faire le point sur la contamination de la faune halieutique côtière des Antilles françaises quinze ans après l'interdiction d'usage de la molécule. En parallèle, une recherche systématique d'autres polluants chimiques a été effectuée sur des poissons et des crustacés ainsi que dans des sédiments autour de la Martinique. Les résultats confirment la persistance d'une contamination de la faune par la chlordécone, particulièrement dans les zones alluvionnaires des cours d'eau contaminés. Ils montrent également que cette contamination diffuse plus largement en s'atténuant, à travers les réseaux trophiques marins. Parmi les autres substances recherchées, les résultats dans les espèces d'intérêt halieutique se situent en général sous les concentrations maximales admissibles fixées par la réglementation. Parmi ces molécules, seul le mercure donne un signal de contamination proche de ce seuil chez des grands prédateurs. Ce constat souligne l'état de préservation des milieux observés vis-à-vis de la contamination chimique environnementale, hormis bien évidemment le cas de la chlordécone.

Droits : 2010 Onema / Ifremer
http://archimer.ifremer.fr/doc/2009/rapport-6896.pdf
http://archimer.ifremer.fr/doc/00000/6896/

Éditeur(s) : Université de Bretagne Occidentale
Résumé : This activity report entitled (“Chemical contamination of the marine environment: from measurement to risk assessment”) summarizes the main stages my career at Ifremer from November 1975 to june 2013. The first chapter deals with the seawater chlorination and chlorinated waters released into the sea, the identification and the conditions of the formation of various by-product of these processes. The second chapter concerns PCBs, their nature, their chemical analysis in environmental matrices. PCBs are considered as the best examples of persistant and bioaccumulable compounds and therefore, in all this report they are flagship contaminants to which other groups of studied substances are compared. The third chapter refers to studies performed within marine pollution monitoring programme RNO (Réseau National d’Observation de la qualité de l’environnement marin - National observation network on the quality of the marine environnment) and well as other more limited studies like a first assessement on the presence of dioxins and dioxin-like PCBs in the French coastal marine environment and last, on the use of zebra mussel (Dresseinia polymorpha) as sentinelle species of the chemical contamination in the Seine estuary. The next two chapters are about bioaccumulation and about the distribution of organic contaminants (PCBs, dioxins, PAHs, PBDEs) in marine organisms and in marine foodwebs. These studies aim at a better knowledge of the presence and fate of these compounds in fish and marine organisms eitheir in an environmental perspective (chapter IV) or in order to contribute to the assessment of their health impact, or more precisely to estimate therelative part of fish and seafood to the human exposure to chemical residues (chapter V). To conclude, the chapter VI concerns the PCB and dioxin fingerprints in the various studied marine matrices ; analytical and environmental interpretations of the observed differences are suggested as well as possible applications.
Ce bilan d’activité intitulé « Contamination chimique du milieu marin : de la mesure à l’évaluation des risques » retrace les étapes essentielles de mon parcours à Ifremer entre novembre 1975 et juin 2013. Le premier chapitre traite de la chloration dans l’eau de mer et les rejets chlorés en mer, l’identification des sous-produits formés lors de ces traitements, les conditions de leur formation. Le second chapitre concerne la nature des PCB et leur analyse dans les matrices environnementales. Les PCB considérés comme les meilleurs exemples de composés persistants bioaccumulables constituent les « contaminants phares » de l’ensemble de ce travail et c’est par rapport aux PCB que sont comparés et évalués les autres groupes de contaminants étudiés. Le troisième chapitre se rapporte aux travaux réalisés dans le cadre de la surveillance RNO (Réseau National d’Observation de la qualité de l’environnement marin) ainsi que dans des études ponctuelles comme un premier inventaire sur les niveaux de présence des dioxines (PCDD et PCDF) dans l’environnement marin littoral ou sur l’utilisation de la moule zébrée (Dresseinia polymorpha) comme espèce indicatrice de la contamination de l’estuaire de la Seine. Les deux chapitres suivants sont consacrés aux travaux sur la bioaccumulation et aux contaminants organiques (PCB, dioxines, HAP, PBDE) dans les organismes et les réseaux trophiques marins soit dans une perspective environnementale sur le devenir des contaminants dans le vivant (chapitre IV) soit dans le cadre de l’évaluation des risques sanitaires ou, plus précisément, de l’estimation de la contribution de la consommation des produits de la mer à l’exposition de l’homme aux résidus chimiques (chapitre V). Pour terminer, le chapitre VI concerne les empreintes de PCB et de dioxines dans les différentes matrices étudiées ; une interprétation analytique et environnementale des différences observées est proposée ainsi que de possibles applications.

Droits : 2013 UBO
http://archimer.ifremer.fr/doc/00168/27946/26237.pdf
http://archimer.ifremer.fr/doc/00168/27946/

Éditeur(s) : HAL CCSD
Résumé : The presence of biological matter (biofilms) in deep geological sites for storage of, for instance, toxic elements or groundwater in aquifers was clearly proved. That biomass triggers physical and chemical processes which greatly modify the durability and the sustainability of the sites. These processes, mainly from oxidative/reductive reactions, are poorly understood. This is mainly due to the fact that former studies were done at the macroscopic level far away from the micrometric scale where relevant processes induced by bacteria take place. Investigations at microscopic level are needed. Thus, we developed an experimental set-up based on the combined use of optical microscopy (transmission), atomic force microscopy (AFM) and electrical and electro-chemical AFM microscopy (EC_AFM) in order to get simultaneous information on topographic and electro-chemical processes. The first highly sensitive step was to use AFM with biological samples in liquid environment: wepresent here a study about AFM imaging of living, moving or self-immobilized bacteria, in their genuine physiological liquid medium and in true in vivo conditions. No external immobilization protocol, neither chemical nor mechanical was needed. For the first time, the native gliding movements of Gram negative Nostoc cyanobacteria upon the surface were studied by AFM. AFM height and mechanical stiffness data were simultaneously acquired. From these, mechanical parameters, inner turgor pressure and Young modulus, were derived for different bacterial species (Anabaenopsis circularis, Rhodococcus wratislaviensis). Our study revealed that AFM imaging is thus possible on moving living species. These results open a large window on new studies of both dynamical phenomena of practical and fundamental interests such as the formation of biofilms and dynamic properties of bacteria in real physiological conditions. The second delicate step was to combine AFM and optical measurements with electrical ones. We mounted a new experimental set-up coupling real-time (i) monitoring of optical properties as the optical density (OD) evolution related to bulk bacterial growth in liquid or as the counting of number of bacteria adhering on the surface of the sample as well and (ii) electrical and electrochemical measurements. Furthermore, these results will shortly be applied to the optimized monitoring of the in-situ activity of bacteria consuming oil pollutants, following this way, in real-time, the bioremediation of an oilcontaminated soil (ANR ECOTECH_BIOPHY program).
La présence de matière biologique (biofilms) dans les sites de stockage géologique profond, d'éléments toxiques ou encore de l'eau potable des aquifères est maintenant clairement démontrée. Cette biomasse est à l'origine de processus physiques et chimiques qui modifient considérablement la durabilité et la pérennité des sites concernés. Ces processus, principalement de type oxydo-réductif, sont encore mal compris. Ceci est principalement dû aux méthodes d'investigation, principalement macroscopiques, loin de l'échelle micrométrique caractéristique des bactéries. Seules des études, basées sur des méthodes d'investigation locale, peuvent apporter les informations requises. Ainsi, nous avons développé un dispositif expérimental basé sur l'utilisation combinée de la microscopie optique (en transmission), la microscopie à force atomique (AFM) et la microscopie AFM en mode électrique et électrochimique (EC_AFM) afin d'obtenir des informations simultanées sur la topographie de l'échantillon et sur les processus électrochimiques à l'échelle des bactéries. La première étape sensible consistait à utiliser l'AFM sur des échantillons biologiques en milieu liquide: nous présentons ici les résultats de l'imagerie AFM en milieu liquide de plusieurs types de bactéries dans leurs conditions physiologiques naturelles (conditions in vivo). Aucun protocole d'immobilisation, ni chimique ni mécanique, n'a été nécessaire; et pour la première fois, les mouvements de reptation de cyanobactéries Nostoc ont été étudiés par l'AFM. Les études AFM ont permis d'acquérir des données topographiques mais aussi mécaniques : nous avons pu ainsi mesurer le module d'Young, la pression de turgescence de différentes souches bactériennes (Anabaenopsis circularis, Rhodococcus wratislaviensis). Cette étude complète, a révélé que l'imagerie AFM est donc possible sur des espèces vivantes en mouvement. Ces résultats ouvrent une grande fenêtre sur de nouvelles études d'intérêts tels que la formation de biofilms et les propriétés dynamiques de bactéries dans des conditions physiologiques réelles. La deuxième étape délicate était de combiner l'AFM aux mesures optiques et électriques. Nous avons développé un nouveau dispositif expérimental permettant (i) le suivi de l'évolution de la croissance bactérienne par la mesure des propriétés optiques comme la densité optique DO (pour le développement bactérien en volume - milieu planctonique) , ou l'analyse de l'image du substrat par comptage du nombre de bactéries sur la surface de l'échantillon (biofilm), et (ii) les mesures électriques et électrochimiques. L'ensemble de ces résultats sera prochainement appliqué au développement de nouveaux outils de surveillance d'une biodépollution de terrain contaminé par les hydrocarbures, par le suivi in situ et en temps réel de l'activité de bactéries dépolluantes (ECOTECH_BIOPHY ANR).
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Éditeur(s) : ISTPM
Résumé : Shell is the basis of the distinction between the different species of molluscs. But the elements defining the shape and colour of the shell can vary according to the environmental conditions. So much so that, in numerous cases, a whole range of intermediates can be found between two species. Among molluscs, oysters are considered as a particularly confused group. Their shells are indeed extremely variable. All sorts of intermediates can be found. They usually attach themselves using their bottom valve, and, depending on the shape of the substrate, salinity conditions, temperature, outside environment, they present a wide range of individual variations. I had the opportunity to examine the larval shells of some of our coastal species. I noticed that each species had a specific prodissoconch, with a constant shape and no fundamental individual variations, an understandable fact given their planktonic life. The hinge and the position of the ligament in the hinge enable the definition of their genus. During the study of the collections of oysters from some of the world's most renowned museum (1), I tried to isolate the prodissoconches of the different species. I found them attached to the adult shells, making sure that all the prodissoconches attached to the top of the adult shells showed the same morphological characteristics. (unverified OCR)
LAMARCK, en 1806, dans l'ouverture de son Cours sur les «Animaux sans Vertèbres», s'exprimait ainsi : «En attendant, souvenons-nous que rien de tout cela n'est dans la nature, qu'elle ne connaît ni Classes, ni Ordres, ni Genres, ni Espèces, malgré le fondement que paraissent leur donner les portions de la série naturelle que nous offrent nos collections et que parmi les corps organisés, il n'y a réellement que des individus et des races diverses qui se nuancent dans tous les degrés de l'organisation. » Ainsi, pour LAMARCK, les cadres de la Classification zoologique seraient artificiels, ce seraient des créations de l'esprit, ayant seulement pour but de faciliter l'étude du monde vivant. Effectivement lorsqu'on consulte, comme je l'ai fait, les «Collections Lamarck» des Musées de Paris et de Genève. on s'aperçoit que, pour LAMARCK, le moindre caractère morphologique qui différencie une coquille de Mollusque d'une autre est une entité. Il multipliait le nombre des espèces et créait des variétés. Pour CUVIER (2) : «Le travail des nomenclatures, besogne facile, qui ne demande aucune intelligence a fait négliger la science véritable.» Et dit-il, ailleurs (:1) : «Après tout je n'ai pas jeté cette esquisse de division pour servir aux commençans à trouver les noms des espèces; qu'ils emploient pour cela tel système artificiel qu'ils trouveront le plus facile; cela est juste... » Les systèmes en question ne seraient donc que jeux de l'esprit, pour CUVIER également. Notre pensée a beaucoup évolué depuis cette époque. Nous pouvons dire maintenant que la Vie est la manière d'être des protéines et qu'il existe autant de protéines que d'espèces. Dès 1912, Jacques LOEB disait (4) : «Qu'en toute certitude, chaque animal a des substances germinatives spécifiques et que les substances germinatives diffèrent chimiquement d'un animal à l'autre, Les qualités chimiques d'un oeuf de poulet font qu'il ne peut donner naissance qu'à un poulet.» La notion d'espèce chimique vivante nous entraîne, par ailleurs, vers une nouvelle conception des autres groupes de la classification. L'individu porteur de caractères particuliers par lesquels il peut seulement être défini, est aussi porteur d'un noyau protoplasmique spécifique et enfin d'autres, propres successivement à la famille, à l'ordre, à la classe et à l'embranchement dont il fait partie. Cela est très important, car toutes ces catégories de la classification zoologique ne nous apparaissent plus alors comme de simples entités, subjectives, formelles, mais comme ayant effectivement une réalité précise dans le monde extérieur. La recherche et la définition correcte des espèces apparaissent alors comme un travail de première importance. Lorsqu'on poursuit des recherches embryologiques, physiologiques, biologiques ou autres sur un organisme, il est indispensable de savoir d'une manière précise en présence de quelle espèce on se trouve. Par ailleurs, comment parler de l'évolution des espèces si leur existence objective n'est pas admise et si elles ne sont pas correctement définies? Toute l'histoire de la Zoologie est marquée par l'effort constant de préciser les caractères de l'espèce et d'en faire une réalité objective. Chez les Mollusques, la coquille a servi de base essentielle pour la distinction des espèces. Mais les éléments de la forme et de la couleur de la coquille varient avec les conditions du milieu de telle sorte qu'on trouve dans de nombreux cas, tous les intermédiaires entre deux espèces. Parmi les Mollusques, les Huîtres constituaient un groupe particulièrement confus. En effet, leurs coquilles sont extrêmement variables. On rencontre tous les intermédiaires. Elles se fixent le plus souvent sur un support par la valve inférieure et là selon la forme du support, selon les conditions de la salinité, de la température, du milieu extérieur, elles présentent une immense gamme de variations individuelles. J'ai été amené à examiner les coquilles larvaires de quelques espèces de nos côtes. J'ai constaté que chaque espèce avait une prodissoconque particulière, d'une forme constante et sans variations individuelles fondamentales ce qui se conçoit aisément, étant donné leur vie planctonique. Leur charnière et la position du ligament par rapport à cette dernière, permettent de définir les genres, En étudiant les collections d'Huîtres des grands musées du monde (1), j'ai cherché à isoler les prodissoconques des diverses espèces. Je les ai trouvées sur les coquilles adultes où elles s'étaient fixées. m'assurant chaque fois que les prodissoconques conservées au sommet des coquilles adultes présentaient les mêmes caractéristiques morphologiques. J'ai microphotographié la plupart des coquilles larvaires étudiées. Ce sont les épreuves qui sont reproduites ici. J'en ai fait faire des dessins au trait et pour quelques-unes dont les microphotographies manquent, on trouvera les dessins au trait réalisé à la chambre claire. Chaque espèce est bien définie par sa coquille larvaire. La meilleure démonstration en est fournie par les deux espèces. si voisines par leurs coquilles adultes, Ostrea edulis et Ostrea chilensis; leurs prodissoconques sont spectaculairement différentes. Je remercie Monsieur le Directeur de l'Institut scientifique et technique des Pêches maritimes qui a bien voulu accepter de publier le résultat de ces recherches dans la belle Revue des Travaux de son Institut. (OCR non contrôlé)
Revue des Travaux de l'Institut des Pêches Maritimes (0035-2276) (ISTPM), 1967-06 , Vol. 31 , N. 2 , P. 127-199

Droits : Ifremer
http://archimer.ifremer.fr/doc/1967/publication-3761.pdf
http://archimer.ifremer.fr/doc/00000/3761/

Éditeur(s) : HAL CCSD
Résumé : Semi-volatile organic compounds (SVOCs) are widely present in indoor environments and are suspected to be repro- or neurotoxic but little is known on the health impact on SVOC mixtures. The objective of this work is to derive cumulative toxicity indicators for SVOCs detected in French dwellings in carrying forward a cumulative health risk assessment. SVOCs were grouped according to their repro- and neurotoxic common modes of action (i.e. decrease in serum testosterone concentrations, decrease in neuronal viability). Benchmark doses (BMDs) were then estimated by modeling dose-response relationships from scientific literature (Hill models, PROAST, RIVM). Comparable BMDs were estimated only for 6 of the 19 reprotoxic SVOCs which are responsible to 10 or 50% decrease in testosterone in adult male rats orally exposed. Estimated relative potency factors (RPFs) from BMDs are similar according to the response level (from 1600 for the B(a)P to 0.1 for the BBP), excepted for bisphenol A moving from 7E+6 to 180. For in vitro neuronal death, BMDs were estimated for 13 neurotoxic SVOCs using data from different cell lines and species. BMDs equivalent to a 10% of response range from 0.07 (PCB-153) to 95 µM (diazinon). The originality of this work is the grouping of compounds from different chemical families which we are really exposed to. BMDs estimation from published data was possible but many methodological limitations lead us to put forward recommendations especially on the standardization of experimental protocols and the availability of results in adapted format for dose-response relationship modeling.
Les composés organiques semi volatils (COSV) sont largement présents dans les environnements intérieurs et sont suspectés d’être repro- ou neurotoxiques, mais peu de données sont disponibles quant à leur toxicité en mélanges. L’objectif de cette thèse est de proposer des indicateurs de toxicité cumulés pour les COSV détectés dans les logements français, dans un cadre d’évaluation des risques sanitaires cumulés. Les COSV ont été regroupés en fonction de leurs modes d’action communs, en lien avec les effets reprotoxiques (diminution de la concentration de testostérone sérique) et neurotoxiques (diminution de la viabilité neuronale). Des benchmark doses (BMD) ont ensuite été estimées par modélisation (modèle de Hill, PROAST, RIVM) des relations dose-réponse de la littérature décrivant la réponse d’intérêt. Des BMD comparables ont pu être estimées seulement pour 6 des 19 COSV reprotoxiques induisant une diminution de testostérone de 10 ou 50 % chez le rat adulte exposé par voie orale. Les facteurs de toxicité relatifs (RPF) estimés à partir des BMD sont sensiblement les mêmes en fonction du niveau de réponse (de 1600 pour le B(a)P à 0,1 pour le BBP), excepté pour le biphénol A qui passe de 7E+6 à 180. Considérant la mort neuronale in vitro, des BMD ont pu être estimées pour 13 COSV neurotoxiques, à partir de données provenant de différentes lignées et espèces. Les BMD équivalent à un niveau de réponse de 10 % s’échelonnent de 0,07 (PCB-153) à 95 µM (diazinon). L’originalité de ce travail repose sur le regroupement de composés de familles chimiques différentes qui constituent des contaminations réelles de notre environnement. Si l’estimation des quelques BMD a été possible à partir des données de la littérature, de nombreuses limites méthodologiques conduisent à émettre des recommandations en particulier sur la standardisation des protocoles expérimentaux et la disponibilité des résultats sous une forme adaptée à la modélisation de la relation dose-réponse.
https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-01308535

NNT : 2015REN1B019
tel-01308535
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Éditeur(s) : Université Bordeaux 1
Résumé : The mercury cycle was explored in the Petit-Saut reservoir / Sinnamary Estuary continuum in French Guiana. Main processes involve (i) photo-induced reduction, (ii) adsorption and desorption at the particle surfaces, (iii) methylating bacterial activity, (iv) precipitation and dissolution of iron oxyhydroxides and sulfides. Sources of mercury to the Petit-Saut reservoir consist of the partly impacted river-tributaries, the atmospheric deposition and the flooded soils or vegetation. Once into the reservoir, divalent mercury undergoes a large spectrum of transformations including speciation and phase changes. We, here, probe these processes and demonstrate that the Petit-Saut reservoir behaves as a privileged site for atmospheric recycling and in situ methylation. At the air / water interface, the mercury evasion exceeds by 50 % the direct atmospheric deposition. The in situ monomethylmercury (MMHg) production mostly occurs at the water-column chemocline and near the benthic interface. It reaches, for the whole reservoir, 8.1 moles yr-1 which corresponds to a 0.06 % d-1 methylation rate. We calculated that the 2003/04 period MMHg outputs from the reservoir to the Sinnamary Estuary averaged 13.5 moles yr-1 while the inputs were 5.4 moles yr-1. The dynamic Sinnamary Estuary is the genuine geochemical reactor of the continuum. There, the divalent mercury undergoes rapid yet profound partitioning among phases, recycling to the atmosphere and methylation processes. Those mostly originate from the long-scale oxygen paucity of the dam discharged waters. The expression of marked redox gradients and the intense organic matter turnover enhance the production of methylable inorganic mercurial species and tend to favor the sulfate reducing bacteria (methylating agents) activity. As a result, the dynamic Sinnamary Estuary exports 60 % more MMHg than it does import: 27 versus 17 moles yr-1. Further at large, in the saline estuary, we determined: (i) a non conservative behavior of dissolved (< 0.2 µm) mercury, (ii) a lowering of the mercury level of particles during mixing with the Amazon plume and (iii) a gradual dilution of the estuarine mercury concentrations by oceanic waters.
La retenue de Petit-Saut et, à l'aval, l'estuaire du Sinnamary sont deux centres d'altération du cycle naturel du mercure. Les processus sont, entre autres, (i) la photoréduction, (ii) la sorption / désorption en surface des particules, (iii) l'activité méthylante des bactéries, (iv) la dissolution / précipitation des oxyhydroxydes et des sulfures de fer. Les sources de mercure vers la retenue sont variées. Elles regroupent, en premier lieu, les affluents (partiellement orpaillés), l'atmosphère, les sols et la végétation ennoyés. Dans la colonne d'eau, les formes divalentes du mercure subissent un train complet de transformations couplant changements de phase et de spéciation. Nos résultats illustrent ces processus et démontrent que la retenue constitue un site privilégié de recyclage vers l'atmosphère et de méthylation. A l'interface air / eau, les exports en mercure de la retenue excèdent de 50 % le dépôt atmosphérique. La production endogène de monométhylmercure (MMHg) a lieu dans des sites particuliers : la chemocline et l'interface benthique. Elle atteint pour l'ensemble de la retenue 8,1 moles a-1 soit un taux de méthylation de 0,06 % j-1. On estime que la retenue exporte vers l'estuaire du Sinnamary 13,5 moles a-1 de MMHg alors qu'elle n'importe que 5,4 moles a-1. L'estuaire dynamique du Sinnamary constitue le véritable réacteur chimique du système fonctionnant en liaison avec celui de la retenue. Le mercure y décrit un cycle rapide aux processus de partition, de recyclage et de méthylation marqués. Ces processus résultent de l'oxygénation incomplète et durable des masses d'eau anoxiques exportées par la retenue de Petit-Saut. L'expression de gradients rédox prononcés conjuguée à un intense recyclage de la matière organique y favorise la production de formes méthylables de mercure ainsi que l'activité des bactéries sulfatoréductrices (agents de la méthylation). C'est pourquoi, l'estuaire dynamique du Sinnamary exporte 60 % plus de MMHg qu'il n'importe : 27 contre 17 moles a-1. Plus en aval, dans l'estuaire salin, nous avons mis en évidence : (i) un comportement non conservatif du mercure dissous, (ii) un appauvrissement du mercure des particules suite au mélange avec le panache de l'Amazone et (iii) une dilution des concentrations par les masses d'eau océaniques.

Droits : info:eu-repo/semantics/openAccess
http://archimer.ifremer.fr/doc/2006/these-1508.pdf
http://archimer.ifremer.fr/doc/00000/1508/

Éditeur(s) : Université de Paris 7
Résumé : The Seine estuary and its adjacent region Pays de Caux are two significant sources of mercury for coastal marine environments. It is carried through fluvial means for the Seine bay and through karstic fresh water emergences for Pays de Caux's coastal area. Mercury cycle in the Seine estuary and bay is affected by additional anthropical activities. The estuary's maximal turbidity area acts like a trap and a chemical reactor for fluvial mercury. Within this area, we can confirm: (i) the non conservative behaviour of dissolved mercury; (ii) mercury enrichment of particles when comparing the Seine's and marine environment and we suggest mercury particle redistribution from the organic fraction to the oxyhydroxydes fraction. A large fraction of mercury is exported in this state towards coastal areas. Mercury reduction in surface coastal waters and its atmospherical recycling are major phenomena. Photoreduction and biological reduction play quantitative roles equivalent to total mercury recycling via the atmosphere corresponding approximately to 30 % of fluvial exchanges. We are demonstrating that reactive forms of mercury are supporting photoreduction. Mercury behaviour within Pays de Caux's karst depends of the hydrogeological context of the system (time and flow speed, turbidity, flow); regardless of the speciation and/or partition in underground waters, the total amount of mercury in intertidal areas is quantitatively the same as in the Seine estuary. Mercury brought through intertidal emergences (karstic exudations) is not « filtered » by a maximal turbidity area and is more widely bio-available for mussels than in the Seine estuary. Even being free from growth factor influences through simple models, mussels found in Pays de Caux still show one of the highest mercury contamination on the French coast; for the first time this places the emphasis on how much mercury is brought from underground waters to the coastal environment. Surface complexation modelisation tests are able to reproduce the major part of mercury partition in the Seine estuary and bay if a very low mercury exchangeable fraction and minimum complexation parameters are taken into account; thermodynamic calculations also suggest that a strong or highly concentrated « dissolved » ligand must be present in the water in order to compete with chlorocomplex formations and explain our measures.
L'estuaire de la Seine et la région adjacente du Pays de Caux sont deux sources significatives en mercure pour le milieu marin côtier. Les apports sont d'une part fluviatiles en ce qui concerne la Baie de Seine et karstiques via des émergences d'eau douce pour la zone côtière du Pays de Caux. Le cycle du mercure en estuaire et baie de Seine est perturbé par les apports liés aux activités anthropiques. La zone de turbidité maximum de l'estuaire joue le rôle de piège et de réacteur chimique pour le mercure fluviatile. Au sein de cette zone, nous mettons en évidence : (i) un comportement non-conservatif du mercure dissous; (ii) un enrichissement en mercure des particules par rapport à celles de la Seine et du milieu marin et suggérons une redistribution du mercure particulaire de la fraction organique vers la fraction oxyhydroxydes. C'est sous cette forme qu'une fraction importante du mercure est exportée vers la zone côtière. La réduction du mercure dans les eaux côtières de surface et son recyclage atmosphérique sont des phénomènes majeurs. En effet, la photoréduction et la réduction biologique jouent des rôles quantitativement équivalents avec un recyclage total du mercure via l'atmosphère correspondant à environ 30% des apports fluviatiles. Nous montrons que les formes réactives du mercure constituent le substrat de la photoréduction. Le comportement du mercure au sein du karst du Pays de Caux dépend du contexte hydrogéologiques du système (temps et vitesse de circulation, turbidité, débit) ; quelle que soit la spéciation et/ou la partition dans les eaux souterraines, l'apport en mercure total à la zone intertidale est quantitativement du même ordre de grandeur que les apports de la Seine. Le mercure apporté par les émergences intertidales (exutoires karstiques) n'est pas « filtré » par une zone de turbidité maximale et se trouve plus largement biodisponible pour les moules qu'en estuaire de Seine. En s'affranchissant, par des modèles simples, de l'influences des facteurs de croissance, les moules du Pays de Caux affichent toujours une contamination par le mercure parmi les plus élevées du littoral français; ceci met pour la première fois l'emphase sur l'importance de l'apport en mercure par des eaux souterraines dans un environnement côtier. Les essais de modélisation de complexation de surface reproduisent la majeure partie de la partition du mercure dans l'estuaire et la baie de Seine si l'on tient compte d'une fraction échangeable en mercure très faible et de paramètres de complexation minimums ; les calculs thermodynamiques suggèrent aussi qu'un ligand « dissous » fort ou présent à de fortes concentrations doit être présent dans l'eau afin d'entrer en compétition avec la formation de chlorocomplexes et expliquer nos mesures.

Droits : info:eu-repo/semantics/openAccess
http://archimer.ifremer.fr/doc/2001/these-1842.pdf
http://archimer.ifremer.fr/doc/00000/1842/

Éditeur(s) : Université de Pau et des Pays de l'Adour
Résumé : In a context of decline of European eel (Anguilla anguilla L.) and search for biological markers of habitat use and quality, a multidisciplinary approach was engaged on the Adour estuary and its associated wetlands. Two axes were developed. The first axe aimed at highlighting the successive presence of the species in different ecosystems based on the otolith elemental composition. The second aimed at the evaluation of the chemical pressure underwent by eels based on the contaminant bioconcentration in soft tissues and the early molecular response to the chemical stress. With a view to the analyses of otolith elemental composition taking into account the 3D structure, the low elemental concentration in the matrix and keeping the finest spatial resolution, four micro sampling strategies and multi elemental analyses using femtosecond laser ablation ICP-MS were tested (crater, 1D scan, 2D scan, flash ablation). The strategy showing the best compromise according to the objectives (continuous recording, multi elemental approach) was applied on otolith of yellow eels from the Adour. The simultaneous use of Sr and Ba profiles, after validation, represents a new tool, easy, fast and reliable for the reconstruction of freshwater and brackish ecosystems use by eel avoiding misinterpretation due to vaterite inclusions. Three major behaviors were highlighted on the Adour: a residency in brackish water, a residency in freshwater and nomad behavior. The last one is illustrated by a shift to brackish water after three to four years spent in freshwater. Simultaneously, the study of inorganic and organic contamination of eel soft tissues showed that sampled wetlands are moderately contaminated. These results were confirmed by the first estimation, in wild conditions, of the early response to the chemical stress using the hepatic expression of CYP1A1 gene measured by real time RT-PCR. Conversely, in the downstream part of the Adour estuary, Hg loads in eels, especially methyl mercury, and PCBs analyses indicate values that need further investigations considering the European norms of consumption. The comparison of the different markers used (heavy metal and organochlorinated compounds contamination of soft tissues, condition index) support a lower quality of the estuary despite higher eel growth rate on this site. This study supports the use of numerous markers in integrated studies in order to understand and specify the relationships between eels and their continental growth zones.
Dans un contexte de déclin de l'anguille européenne (Anguilla anguilla L.) et de recherche de marqueurs biologiques retraçant la fréquentation des divers habitats et renseignant sur la qualité de ceux-ci, une approche pluridisciplinaire a été mise en place sur l'estuaire de l'Adour et ses zones humides. Deux axes ont été privilégiés. Le premier cherchait à visualiser la présence successive de l'espèce dans différents écosystèmes en se basant sur la composition élémentaire des otolithes. Le deuxième avait pour but d'évaluer la pression chimique inorganique et organique subie par l'anguille dans les zones d'études en s'appuyant sur la bioconcentration des contaminants dans les tissus mous et la réponse moléculaire précoce au stress chimique. En vue des analyses de la composition élémentaire des otolithes et pour répondre au mieux à la structure en trois dimensions, à la faible concentration des éléments dans la matrice tout en conservant une résolution spatiale la plus fine possible, quatre stratégies de micro-échantillonnage et d'analyses multiélémentaires par ablation laser femtoseconde ICP-MS ont été testées (cratère, scan 1D, scan 2D, ablation flash). La méthodologie présentant le meilleur compromis par rapport aux objectifs fixés (enregistrement continu, approche multiélémentaire) a ensuite été appliquée sur les otolithes d'anguilles jaunes du Bas-Adour. L'utilisation simultanée des profils continus de Sr et de Ba, après validation, constitue un outil facile d'utilisation, rapide et fiable pour reconstruire les historiques de fréquentation des différents écosystèmes estuariens et dulçaquicoles par l'anguille tout en s'affranchissant des problèmes potentiels liés aux inclusions de vatérite, un polymorphe du carbonate de calcium. Trois grands types de comportement ont pu être mis en évidence sur l'Adour : résidence en eau saumâtre, résidence en eau douce et nomadisme. Ce dernier est plus particulièrement illustré par un mouvement marqué vers l'eau saumâtre pour des individus ayant passé de trois à quatre ans dans l'eau douce. Parallèlement, l'étude de la contamination organique et inorganique des tissus mous de l'anguille a permis de déduire à la faible contamination des zones humides échantillonnées. La première estimation en condition naturelle de la réponse précoce au stress chimique par évaluation de l'expression hépatique du gène CYP1A1 par RT-PCR en temps réel confirme ces résultats. En revanche, dans la partie estuarienne aval de l'Adour, les niveaux en Hg, présent en majorité sous sa forme méthylée dans les anguilles, et l'analyse des PCBs indiquent des valeurs qui suscitent un examen plus approfondi au regard des normes européennes en vigueur. La confrontation des différents descripteurs (contamination des tissus mous par les métaux lourds et organochlorés, indice de condition) utilisés conforte la qualité moindre de la zone estuarienne malgré des performances de croissance de l'anguille favorisées sur ces sites. Ainsi, cette étude supporte l'intérêt de la mise en oeuvre de descripteurs multiples utilisés (niveaux de métaux lourds et organochlorés dans les tissus mous, réponse moléculaire au stress chimique, microchimie de l'otolithe, indice de condition, taux de croissance) dans des approches intégrées pour comprendre et préciser les relations existantes entre l'anguille et ses zones de croissance continentales.

Droits : info:eu-repo/semantics/openAccess
http://archimer.ifremer.fr/doc/2009/these-7381.pdf
http://archimer.ifremer.fr/doc/00000/7381/

Éditeur(s) : Actes de Colloque: Avancées et nouvellles technologies en toxinologie, éditeurs: Julien BARBIER, Evelyne BENOIT, Pascale MARCHOT, César MATTEI, Denis SERVENT
Résumé : Over the past seven years, methods available for the detection of phycotoxins have been extensively reviewed in a number of international expert committees, such as the consultations organised by FAO/IOC/WHO and EFSA, as well as by individual scientists. These reviews have shown that the methods available have severe limitations for the use in official control, either due to their limited scope and detection capability or due to a lack of calibration standards, reference materials and validation efforts. The present review focuses on recent developments in the detection of phycotoxins in several areas of applied research. Not being able to exhaustively describe all recent developments, the review focussed on three areas of interest to the authors: (i) detection of ultra-trace amounts of toxins, (ii) metabolism of toxins and their localisation in biological tissues, and (iii) approaches to detect unknown toxins or analogues of known toxins. Miniaturisation in combination with physico-chemical techniques appears to be a very efficient approach to detect low trace amounts of individual toxin analogues. In particular, the detection of azaspiracids and okadaic acid and analogues, using micro-filtration and on-line pre-concentration techniques, has shown to be useful for the characterisation of various algal and shellfish species. In the area of interactions of toxins with shellfish and mammalian systems, it is noted that several studies on biomarkers reveal either protein biomarkers of exposure to toxins or potential pathways of metabolism of the toxins themselves. A particular focus is given to recent findings in the areas of brevetoxin metabolism and biomarkers as well as azaspiracid localisation and metabolism. Finally, the detection of novel compounds is a particularly challenging area. The interest in this area has risen over the past years following cases of unexplained mouse toxicity such as the UK cockle toxicity and the French atypical toxicity in mussels and oysters from the Atlantic and Mediterranean coasts. Some attention is given to immuno-, functional and cellular bio-assays for the identification of bioactive agents in shellfish.
Durant les sept dernières années, les méthodes disponibles pour la détection des phycotoxines ont été abondamment revues dans de nombreux groupes internationaux d’expertises, tels que les consultations organisées par FAO/IOC/WHO et EFSA ainsi que dans de nombreux articles scientifiques de synthèse. Ces revues ont démontré que, vis-à-vis des systèmes de régulations officiels, les méthodes disponibles présentent des limites d’utilisation importantes. Soit elles ont un périmètre réduit et des limites de détection trop élevées, soit il y a un manque d’étalons, de matériaux de référence ou d’efforts de validation. La présente revue focalise sur les développements récents dans la détection de phycotoxines en recherche appliquée. Sans vouloir décrire de manière exhaustive tous les développements récents, la revue examine trois domaines d’intérêt pour les auteurs : (i) la détection de quantités ultra-traces de toxines, (ii) la métabolisation et la localisation des toxines dans des tissus biologiques, et (iii) les approches pour la détection de toxines non-répertoriées ou des analogues de toxines connues. La miniaturisation en combinaison avec les techniques physico-chimiques constitue apparemment une approche efficace pour la détection de faibles traces d’analogues individuels des toxines. En particulier, la micro-filtration et des techniques de pré-concentration en ligne se sont montrées utiles pour la détection des azaspiracides et des toxines du groupe de l’acide okadaïque dans la caractérisation de diverses espèces d’algues et de coquillages. Dans le domaine des interactions des toxines avec les coquillages et des systèmes vivants de mammifères, nous avons noté que plusieurs études sur les bio-marqueurs révèlent soit des marqueurs protéiniques d’exposition aux toxines, soit des marqueurs du métabolisme des toxines elles-mêmes. Un intérêt spécifique a été trouvé dans les résultats d’étude sur le métabolisme des brévétoxines et des azaspiracides. La détection des composés bioactifs non-répertoriés constitue un défi particulièrement difficile. Ce domaine a trouvé plus d’intérêt dû à plusieurs cas de toxicités inexpliquées dans le test souris telles que les toxicités observées dans les coques en provenance de Grande-Bretagne ou encore dans les moules et huîtres des côtes méditerranéennes et atlantiques françaises. Une attention particulière a été consacrée à l’identification d’agents bioactifs par les essais cellulaires ou fonctionnels ou basés sur la détection immuno-chimique.

Droits : 2010 SFET
http://archimer.ifremer.fr/doc/00019/12975/9949.pdf
http://archimer.ifremer.fr/doc/00019/12975/

Éditeur(s) : Gauthier-Villars
Résumé : The seasonal variations of total dissolved copper were surveyed during one year (1983/1984) in the Aulne estuary (Western Brittany, France), an ecosystem with a high rate of water renewal. Copper in filtered water samples (after and without acidification) was determined after preconcentration on Chelex 100, and the eluates were analyzed by graphite furnace atomic absorption spectroscopy. The concentrations of free and complexed copper were then plotted versus chlorosity. Globally, the total dissolved copper concentrations tend to decrease with salinity. The role of physicochemical parameters such as pH and suspended matter (adsorption-desorption mechanisms) on dissolved copper content is shown to be significant. With a variable intensity, desorption (release) takes place in summer and in autumn, while adsorption is observed at very low chlorosity in winter. The dissolved copper concentrations in the Aulne estuary (0.26 to 2.52-mu-g.l-1, with the highest values in autumn) are similar to most estuarine copper values. The proportion of complexed species ranges from 4 to 69% (average of 27%).
Les variations saisonnières des concentrations en cuivre dissous dans l'estuaire de l'Aulne (Bretagne occidentale) ont été mesurées au cours d'un cycle annuel (1983/1984). Les concentrations en cuivre libre et celles en cuivre complexé ont été suivies séparément en fonction de la chlorosité, un paramètre conservatif. Les profils obtenus pour le cuivre total dissous montrent généralement une décroissance des teneurs en métal des eaux douces aux eaux marines, tout en restant supérieures à celles de la droite théorique de mélange. On montre le rôle fondamental de la variation du pH concomitante de celle de la matière en suspension (mécanisme d'adsorption-désorption) dans l'évolution des teneurs en cuivre dissous. Ce processus agit plus ou moins intensément dans le sens de la désorption (été, automne) ou de l'adsorption (hiver aux faibles chlorosités). Dans l'ensemble, les teneurs en cuivre total dissous (de 0,26 à 2,52 J.lg.l- 1 , les valeurs automnales étant les plus élevées) sont comparables à celles de nombreux autres écosystèmes estuariens, avec un taux de complexation compris entre 4 et 69% (moyenne de 27% ).
Oceanologica Acta (0399-1784) (Gauthier-Villars), 1991 , Vol. 14 , N. 5 , P. 445-457

Droits : Gauthier-Villars
http://archimer.ifremer.fr/doc/00103/21377/18977.pdf
http://archimer.ifremer.fr/doc/00103/21377/43066.pdf
http://archimer.ifremer.fr/doc/00103/21377/

Éditeur(s) : International Conference on the Handling, Processing and Marketing of Tropical Fish, London, 1976
Résumé : Experiments were carried out on two species of marine Silurides (Arius luniscutis and Arius albicans) to investigate the preparation of salted and smoked flllets. These fish are popular in the area and are smoked traditionally but an improved product is required. The fish were fIlletted, lightly brined and hot smoked (40 minutes at 35°C, 40 minutes at 70°C and 50 minutes at 85°C) in a mechanical kiln. The yield aftersmoking was estimatedand the products were vacuum wrapped and stored at 2-4°C. Quality changes were determined during storage by organoleptic and chemical means and the fillets were found to have an acceptable shelf life of 3 weeks. The paper concludes by considering the possibility of establishing a small industry based upon this new. product.
Des expérimentations sont effectuées sur deux espèces de Silurides marins (Arius luniscutis et Arius albicans) pour étudier la préparation des filets salés et fumés. Ces · poissons sont populaires dans la région et sont fumés traditionnellement, mais on désire une amélioration du produit. Le poisson est mis en filets, légèrement saumuré et fumé à chaud (40 minutes à 35°C, 40 minutes à 70°C et 50 minutes à 85°C) dans un four mécanique. Le rendement après le fumage est estimé et les produits sont enveloppés sous vide et conservés à 2-4 oC. Les variations de qualité sont déterminées pendant la conservation par des moyens organoleptiques et chimiques, et il est mis en évidence que les filets ont une durée de conservation acceptable de trois semaines. La communication pour terminer, traite de la possibilité d'établir une petite industrie basée sur ce nouveau produit.

Droits : Tropical Products Institute
http://archimer.ifremer.fr/doc/00004/11520/8100.pdf
http://archimer.ifremer.fr/doc/00004/11520/

Éditeur(s) : HAL CCSD
Résumé : Tropical forests are a biodiversity hotspot, with the coexistence of numerous species until a fine spatial scale. Particularly, 16.000 tree species coexist in Amazonia, 1.800 in Frenche Guiana and between 120 and more than 200 tree species per hectare. However, there are some uncertainties in maintaining diversity in regard to global changes. Hence before predicting the diversity evolution face of global changes, fundamental studies are needed to understand which assembly processes are involved in the maintenance of diversity. These fundamental studies still relevant given the lack of consensus on the relative importance of assembly processes. This thesis is a continuation of these fundamental studies, using innovative integrative approach, at multi-scale, to address three types of diversity: taxonomic diversity, functional and phylogenetic. Our results challenge the importance of environmental filtering for hydrological and chemical properties of soils, versus the importance of biotic interactions on community assembly. Furthermore, our results suggest that species distributions could be affected by forest dynamics related to falling trees and therefore by light availability. Finally, we have highlighted the importance of dispersal limitation on community assembly.
Les forêts tropicales représentent un ‘hotspot’ de diversité avec un nombre considérable d’espèces qui coexistent jusqu’à une échelle locale fine. Plus particulièrement, 16 000 espèces d’arbres coexistent en Amazonie, 1 800 en Guyane française et entre 120 et plus de 200 espèces d’arbres par hectare. Cependant, le maintien de cette diversité face aux changements globaux actuels et à venir (qu’ils soient anthropiques ou climatiques…) est incertain. Avant de pouvoir prédire l’évolution de la diversité face aux changements globaux, un travail fondamental est nécessaire afin de comprendre les processus d’assemblage des communautés, processus qui maintiennent cette diversité. Ce travail est réalisé depuis de nombreuses années en écologie et reste d’actualité vu l’absence de consensus quant à l’importance relative des processus d’assemblage. Cette thèse s’inscrit dans la continuité de ce travail fondamental en utilisant une approche intégrative innovante, qui aborde de manière multi-échelle trois types de diversité : diversité taxonomique, fonctionnelle et phylogénétique. Nos résultats questionnent sur l'importance du filtrage environnemental quant aux propriétés hydrologiques et chimiques des sols, et sur celle des interactions biotiques dans l’assemblage de la communauté étudiée. Par ailleurs, nos résultats suggèrent que les distributions d’espèces puissent être influencées par la dynamique forestière en lien avec les chutes d’arbres et donc avec la disponibilité en lumière. Enfin, nous avons mis en évidence l’importance de la limitation de dispersion.
https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-01418447

NNT : 2016YANE0003
tel-01418447
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Éditeur(s) : HAL CCSD
Résumé : soutenue le 09 juin 2008
Intrinsic tribological properties of lamellar compounds are usually attributed to the presence of van der Waals gap in their structure. The controled variation of the graphite's crystal and electronic structure by intercalation processes of different species (electrophile, nucleophile ...) give a possibility to study in a more deeply way the friction reduction processes for low dimensional compounds. Three groups of intercalant are studied and tribological properties are correlated to structural and chemical evolutions.
Les propriétés tribologiques intrinsèques des composés lamellaires sont généralement attribuées à la présence de gap de van der Waals dans leur structure. La possibilité de faire varier de manière contrôlée la structure cristalline et la structure électronique du graphite par processus d'intercalation de différentes espèces chimiques (électrophile, nucléophile ...) sont utilisées pour étudier de façon plus approfondie les processus de réduction du frottement par les composés de basse dimensionnalité. Trois familles d'intercalants sont étudiées et les propriétés tribologiques sont corrélées aux évolutions structurales et chimiques.
https://tel.archives-ouvertes.fr/tel-00431713

Droits : info:eu-repo/semantics/OpenAccess
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Éditeur(s) : Université d'Angers
Résumé : In oyster farming areas, organic matter fluxes toward sediment is increased. Pacific oysters (Crassostrea gigas) reject organic-rich faeces and pseudofaeces as a result of filtration process. Organic matter can be consumed by benthic fauna, but in excess it can entails the reduction of benthic faunal species richness, abundance and biomass. Organic matter degradation also induces hypoxic (or anoxic) conditions in the sediment, and production of ammonia and sulfides in toxic concentrations. The main objective of this study is to assess the effects of oyster farming on benthic intertidal ecosystems in the Pertuis Charentais. Benthic macrofauna, living (stained) foraminifera, and physicochemical characteristics of the water column and sediment were used as indicators to evaluate these effects. A multidisciplinary approach was conducted across the Pertuis Charentais at 3 different spatial scales: an oyster trestle (micro-scale), an oyster culture area (meso-scale) and various sites across the Pertuis Charentais (macro-scale). The study was also realised at 4 different temporal scales: some months for the spatial micro-scale, every two weeks for 2 years at meso-scale and once per season during one year at macro-scale. In this study, I found that oyster farming enriches sediment in fine particles, organic matter (up to 12 %), particulate organic carbon (15-20 µg mg 1) and leads to high microphytobenthic biomass. Moreover, the association of seasonnal warming (during spring and summer), remineralisation of accumulated organic matter and short-term hypoxic conditions leads to sulfides and ammonium production. Consequently, the benthic biodiversity decreases and the population dynamic is disturbed. The population dynamic disturbance is characterised by fast abundance rises followed by high mortality rates. In these conditions, tolerant benthic macrofaunal (Cirratulidae, Spionidae and Capitellidae) and foraminiferal (Ammonia tepida and Cribroelphidium gunteri) species are promoted. AMBI index confirms "medium" ecological quality of oyster farming areas. On the contrary, across the control sites, sensible species are maintained (Amphipods, Rosalina cf. vilardeboana). Comparison of oyster farming techniques shows that on-bottom culture is less disturbing for benthic ecosystem than off-bottom culture. Axial tomodensitometry, an innovative method, was used to describe in 3D the sedimentary column organisation. I show that oyster farming modifies the sedimentary column functioning. Indeed, the macrofaunal diversity decrease leads to the modification of the functional diversity of assemblages. Thus, the vertical distribution of living foraminifera is limited in oyster farming areas, because their distribution is tightly related to macrofaunal bioturbating modes.
Dans les zones ostréicoles, les flux de matière organique sont importants, l'huître Crasssotrea gigas rejetant sous forme de pseudo-fécès et de fécès de grandes quantités de matière organique. De ce fait, bien que cette matière organique puisse être consommée par la faune benthique, sa surabondance peut provoquer une réduction de la richesse spécifique, de l'abondance et de la biomasse et provoquer sur le plan des processus biogéochimiques des déplétions en oxygène et l'apparition de substances comme l'ammonium et les sulfures dont les concentrations peuvent devenir toxiques. L'objectif principal de cette étude était donc de déterminer l'impact de l'ostréiculture, grâce à plusieurs indicateurs, sur le compartiment benthique d'un écosystème littoral comme les pertuis charentais. Pour évaluer ces effets, la macrofaune benthique et les foraminifères vivants benthiques ont été utilisés en association avec des mesures des paramètres physico-chimiques de la colonne d'eau et du sédiment. Une approche pluridisciplinaire a ainsi été menée dans les pertuis charentais à trois échelles spatiales différentes : à l'échelle d'une table ostréicole (micro-échelle), à l'échelle d'un site ostréicole (méso-échelle) et à l'échelle des pertuis charentais (macro-échelle). Dans les trois cas, un suivi dans le temps a été associé à une étude de distribution spatiale, quelques mois à micro-échelle, tous les quinze jours pendant deux années à méso-échelle et une fois par saison pendant une année à macro-échelle. Ces différentes approches ont permis d'avoir une vision pertinente de la dynamique et de la réponse fonctionnelle de la faune benthique aux changements induits par la présence de l'ostréiculture. La présence des cultures ostréicoles dans les pertuis charentais enrichit les sédiments en particules fines, en matière organique (12 %), en carbone organique particulaire (15-20 µg mg-1) et favorise une production microphytobenthique élevée. Pendant la période chaude de l'année printemps-été, la reminéralisation de la matière organique accumulée associée à des hypoxies temporaires a favorisé la production de sulfures et d'ammonium. Dans les stations soumises à l'ostréiculture, la diversité des assemblages diminue. La dynamique des espèces est caractérisée par des augmentations rapides des abondances suivies d'épisodes de mortalité. Les espèces tolérantes de la macrofaune benthique (Cirratulidae, Spionidae et Capitellidae) et des foraminifères vivants benthiques (Ammonia tepida et Cribroelphidium gunteri) sont favorisées. Le calcul de l'indice AMBI confirme la qualité écologique moyenne de ces sites. Au contraire, dans la station témoin, les espèces sensibles sont favorisées (Amphipodes, Rosalina cf. vilardeboana). La comparaison de la technique de culture sur table et de culture à plat a montré que la culture des huîtres à plat est moins perturbante pour le milieu. L'étude de la bioturbation a montré l'influence qui existe entre le mode de bioturbation des différents groupes de la macrofaune et la répartition verticale des foraminifères vivants dans la colonne sédimentaire. La diminution de la diversité des assemblages de la macrofaune dans les zones soumises à l'ostréiculture modifient la diversité fonctionnelle de ces assemblages et affectent le fonctionnement de la colonne sédimentaire, limitant la répartition verticale des foraminifères dans ces zones.

Droits : info:eu-repo/semantics/openAccess
http://archimer.ifremer.fr/doc/2007/these-2582.pdf
http://archimer.ifremer.fr/doc/00000/2582/

Éditeur(s) : HAL CCSD
Résumé :   Diffusion du document : INRA Antilles-Guyane, UMR ECOFOG, F97387 Kourou, Guyane (France) Diplôme : DEA
il s'agit d'un type de produit dont les métadonnées ne correspondent pas aux métadonnées attendues dans les autres types de produit : DISSERTATION
This work on tropic al humid forest of Paracou includes 16 permanent sample plots covering a total surface of 119 hectares. Ten hectares of them are taken up by floodplains which characteristic is a continuous no-deep underground water level with phases of strong surface water logging. Three items have been studied : (i) Checking that during dry season the maps of the underground water level including its limits are reliable, (ii) Characterising the most suitable ecological niches for certain species, (iii) Additional updating the floodplains characterisation by precisely analysing the chemical soil content as well as the physiological reaction of the Symphonia Globulifera . Checking the underground water level in dry season enabled to put down to a quite good measurement reliability by GIS. The classification ecological of species proposed in this work is based on the relative density in floodplain and drain soil very similar to that which concerns a surface located ten or more kilometres further. This lets us assess that this classification is of a good reliability as long as the climate conditions are quite similar to ours in Paracou. Furthermore the presence of pneumatophores in the Symphonia Globulifera is a good biological criterion as long as it shows a long time ground moisture saturation. By analysing the life litter and the soil we mentioned that the leaf content and the soil content indicate a better nutritional value (phosphorus, calcium and potassium) in the floodplains. For phosphorus the relation between the life litter and the soil results put forward that the Olsen method gives a better explanation of the real phosphorus availability for the trees.
Le dispositif de recherche sur la forêt tropicale humide de Paracou est composé de 16 parcelles permanentes couvrant au total 119 ha, dont 10 ha sont occupés par des bas-fonds, caractérisés par l'existence permanente d'une nappe peu profonde et par des périodes de fort engorgement en surface. Notre étude avait trois objectifs : (i) vérifier la fiabilité des cartes de la profondeur de nappe en saison sèche, qui délimitent ces bas-fonds, (ii) caractériser les préférences écologiques de quelques espèces et (iii) compléter la caractérisation des bas-fonds par l'analyse de la richesse chimique du sol et l'étude de la réaction physiologique du Symphonia globulifera. La vérification sur la profondeur de nappe en saison sèche a montré que les imprécisions des cartes étaient d'ampleur limitée, sans incidence forte par rapport à l'ensemble des données. Le classement écologique des espèces proposé dans cette étude, basé sur leurs densités relatives dans les bas-fonds et hors des bas-fonds, est très similaire à celui présenté par une autre étude, dans un dispositif situé à plusieurs dizaines de kilomètres. Cela suggère que ce classement a une bonne validité, tant que les conditions climatiques ne diffèrent pas trop de celles rencontrées à Paracou. Par ailleurs, la présence des pneumatophores du Symphonia globulifera est un bon critère biologique signalant un engorgement hydrique prolongé du sol. Au niveau des analyses de la litière et du sol, les teneurs foliaires et les teneurs dans le sol semblent indiquer que la nutrition en phosphore, calcium et potassium est meilleure en bas-fonds. Au niveau de la méthode de mesure du phosphore assimilable, les relations entre les résultats de la litière et celles du sol suggèrent que la méthode d'Olsen rend mieux compte de la disponibilité effective du phosphore pour les arbres de la forêt tropicale humide que la méthode de Duchaufour.
https://hal.archives-ouvertes.fr/hal-01189229

hal-01189229
https://hal.archives-ouvertes.fr/hal-01189229
PRODINRA : 17050

Éditeur(s) : HAL CCSD
Résumé : Croton urucurana Baillon (Euphorbiaceae), plant species popularly known in Brazil as “sangra-d’água”, is commonly found in Mato Grosso do Sul State (midwestern Brazil), where its latex is popularly used to treat several types of cancer. Despite the ethnopharmacological significance of the species, no phytochemical or cytotoxic studies of its latex have been published. In this context, the aim of the present study was to assess the cytotoxic activity of crude extracts, fractions and isolated compound from the latex of C. urucurana and to investigate the effects of crourorb A1 on the viability, apoptosis, cell cycle and cell migration of human hepatocarcinoma cell lines (Huh-7). Also, we have evaluated the viability of Huh-7 cells treated with crourorb A1 in 3D collagen gels. The cytotoxicity was detected using the sulforhodamine B (SRB) assay against six human cancer cells lines and one nontumor NIH/3T3 cell line (murine fibroblast). Studies on the mechanism of cell death of crourorb A1 were conducted in different test systems in vitro. The bioactive ethyl acetate phase obtained from the latex of C. urucurana afforded a novel cyclic peptide, [1−9-NαC]-crourorb A1, that proved active against NCIADR/ RES (ovary, multidrug-resistance phenotype) cells with the same potency as doxorubicin (positive control) and inactive up to the highest concentration tested against nontumor NIH/3T3 cells (GI50 = > 250 μg/mL). Crourorb A1 treatment decreases the cell viability of Huh-7 at dose and time dependent manner associated with induction of apoptosis by caspase 3/7 activation and increasing expression of pro-apoptotic proteins: Bak, Bid, Bax, Puma, Bim, and Bad and clived-caspase3 protein. The JNK/MAP pathway is involved in this induced cell death. Crourorb A1 effect is also associated with G2/M phase cell cycle arrest. In parallel, we observed that crourorb A1 treatment resulted in an increase of cyclin-dependent kinase (CDK1), cyclin B1 and cyclin D1 expressions. A significant reduction of Huh-7 cells migration by crourorb A1 can be assessed and we also show that cells grown on 3D collagen gels exhibited increased resistance to crourorb A1 when compared to 2D cell culture.
Croton urucurana Baillon (Euphorbiaceae), est une plante très connue et utilisée en médecine traditionnelle au Brésil, la «sangra-d’água» retrouvée dans l'État du Mato Grosso do Sul (région Centre-Ouest du Brésil). Son latex est abondamment utilisé en médecine traditionnelle dans le traitement de plusieurs types de cancer. En dépit de son importance ethnopharmacologique, on ne trouve aucune étude sur sa composition chimique ou sur sa potentielle activité anti-cancéreuse. L’objectif de ce travail a été d'évaluer l'activité cytotoxique des extraits totaux, fractions d’extraits et de molécules purifiées, isolées du latex de C. urucurana. Nous avons étudié plus particulièrement les effets du crourorb A1 sur la viabilité, l'apoptose, le cycle cellulaire et la migration de cellules issues de carcinome hépatocellulaire humaine (Huh-7). Nous avons également évalué l’effet du crourorb A1sur la viabilité des cellules Huh-7 cultivées dans les gels de collagène en 3D. L' activité cytotoxique ont été réalisées par le test à la sulforhodamine B sur six lignées cellulaire cancéreuses et sur une lignée cellulaire non cancéreuse de fibroblastes murins, les cellules NIH/3T3. L'étude phytochimique de la fraction ‘acétate d'éthyle’ du latex de C. urucurana bioguidé a permis d’obtenir un nouveau cyclopeptide que nous avons nommé [1-9-NαC]-crourorb A1. Le crourorb présente une cytotoxicité puissante sur la lignée cellulaire cancéreuse NCI-ADR/RES (ovaire, le phénotype de multirésistance) à un niveau équivalent à celle de la doxorubicine (témoin positif). Ce composé est de plus pratiquement inactif (GI50 = >250 μg/mL) sur la lignée non cancéreuse NIH/3T3. L'évaluation de la cytotoxicité in vitro du crourorb A1 (test wst1) sur les cellules Huh-7 a démontré que la viabilité des cellules est inhibée de manière dose et temps-dépendant. Nous avons mesuré une forte activation des caspases 3 et 7 et une nette augmentation de l’expression des protéines pro-apoptotiques (Bak, Bid, Bax, Puma, Bim et Bad) ainsi que de la caspase 3 clivée par le crourorb A1. Nous avons également déterminé que la voie de signalisation JNK-MAPkinase semble nécessaire à l’induction de la mort cellulaire des cellules Huh-7 traitées au crourorb A1. Le crourob A1 induit un arrêt du cycle cellulaire en phase G2/M. En parallèle, les expressions de la cycline-dépendante kinase CDK1, des cyclines B1 et D1 sont augmentées après traitement au crourorb A1. De plus, le crourorb A1 a un effet inhibiteur significatif de la migration des cellules Huh-7, en présence ou absence de mitomycine C. Nous avons également confirmé, l’effet inhibiteur du crourob A1 sur la viabilité des cellules Huh7 cultivées en 3D dans les gels de collagène 1 et démontré que les cellules cultivées en 3D semblent plus résistantes au crourorb A1 par rapport aux cultures en monocouche 2D.
Croton urucurana Baillon (Euphorbiaceae) é uma espécie arbórea conhecida popularmente no Brasil como “sangra d´água”, comumente encontrada no estado de Mato Grosso do Sul, onde seu látex tem sido utilizado na medicina popular no tratamento de vários tipos de câncer. Apesar de sua importância etnofarmacológica, não há relatos de estudos relacionados à sua composição química ou atividades anticâncer na literatura. Nesse contexto, o objetivo do presente estudo foi avaliar a atividade citotóxica de extratos, fases, frações e da substância isolada do látex de C. ururucurana e investigar os mecanismos celulares e moleculares in vitro responsáveis pela citotoxicidade da substância isolada considerando seu potencial apoptótico e influência sobre a progressão do ciclo celular em uma linhagem de hepatocarcinoma celular humano (Huh-7), bem como, os efeitos desta substância sobre a migração e viabilidade de células Huh-7 cultivadas em geis de colágeno em 3D. O ensaio de citotoxicidade in vitro foi realizado com o corante sulforrodamina B (SRB) em seis linhagens de células neoplásicas humanas e uma linhagem de células não neoplásicas NIH/3T3 (fibloblasto murinho). Os estudos de mecanismos de ação com crourorb A1 foram conduzidos em diferentes sistemas-teste in vitro. O estudo fitoquímico biomonitorado da fase bioativa acetato de etila do látex de C. urucurana resultou no isolamento de um novo ciclopeptídeo denominado [19-NαC]-crourorb A1, que apresentou potente atividade citotóxica frente à linhagem de células neoplásicas NCI-ADR/RES (ovário com fenótipo de resistência a múltiplos fármacos), com a mesma potência que a doxorrubicina (controle positivo), e foi inativa até a maior concentração testada (GI50 = >250 μg/mL) frente à linhagem de células não neoplásicas 3T3. A exposição de células Huh-7 ao crourorb A1 resultou em uma diminuição da viabilidade celular de maneira dose e tempo-dependentes. Nós observamos um aumento da atividade de caspases 3 e 7 e um aumento da expressão de proteínas próapoptóticas (Bak, Bid, Bax, Puma, Bim e Bad) e caspase 3 clivada após tratamento com crourorb A1. Além disso, observamos que a via de sinalização celular MAP/JNK foi necessária para induzir a morte celular em células Huh-7 tratadas com crourorb A1. Os efeitos de crourorb A1 foram também associados com o acúmulo de células na fase G2/M do ciclo celular. Em paralelo, as expressões da cinase dependente da ciclina (CDK1), ciclina B1 e ciclina D1 foram aumentadas após tratamento com crourorb A1. Foi demonstrado também o envolvimento de crourorb A1 na redução da migração de células Huh-7 cultivadas na presença e ausência de mitomicina C. A avaliação da viabilidade de células Huh-7 cultivadas em geis de colágeno em 3D apontou uma maior resistência destas células ao crourorb A1 quando comparadas com a cultura de células em 2D.
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NNT : 2016REN1B010
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Résumé : Dans le cadre de la promotion de systèmes de culture alternatifs à moindres intrants chimiques, des études sur l'introduction de plantes de service ayant vocation à réduire l'usage des pesticides et engrais azotés mobilisent un effort de recherche considérable. Dans le cadre de la production bananière pour laquelle la nuisibilité causée par les nématodes phytoparasites constitue l'une des principales contraintes, une des principales alternatives à l'utilisation de nématicides chimiques repose sur l'usage raisonné en rotation ou en association culturale de plantes de service à propriétés nématorégulatrices. Parmi les espèces candidates, celles du genre Crota/aria spp. ont largement été étudiées en raison de leur aptitude à contrôler les nématodes phytoparasites. Une méta-analyse révèle cependant que même si de nombreux auteurs s'accordent à reconnaître les propriétés allélopathiques des plantes de cette espèce, ils sont également enclins à reconnaître la forte variabilité d'expression de ces propriétés vis-à-vis du contrôle des nématodes selon les situations expérimentées. L'objectif de ce travail repose sur la compréhension du déterminisme biochimique des exsudats. La stratégie expérimentale mise en oeuvre a consisté à tester en conditions contrôlées le comportement biochimique des exsudats racinaires de deux espèces de crotalaires (C retusa, C spectabilis) et d'une espèce sensible, le bananier dessert (Musa spp.) en fonction i) de conditions biotiques variées -i.e. présence ou non de nématodes (Radopholus similis et Meloidogyne arenariaï, et présence ou non de mycorhizes-, ii) de conditions abiotiques contrastées -i.e. utilisation d'un sol naturel vs. substrat neutre, ajout ou non d'engrais chimique. La méthodologie innovante des «plantes à traire » (Brevet INRA) a été requise pour pouvoir travailler sur les exsudats racinaires des plantes conditionnées plutôt que sur des Iixiviats, comme réalisé dans des expérimentations antérieures.Les résultats obtenus en spectrophométrie visible montrent que la modification des conditions abiotiques affecte de manière importante les profils biochimiques des plantes étudiées. En présence du nématode 1..·1. arenaria les profils biochimiques des deux crotalaires sont également modifiés. Des biotests réalisés à l'aide des exsudats racinaires conditionnés au préalable par les modifications biotiques ont permis de démontrer l'effet nématostatique des crotalaires. Des analyses biochimiques en Ge-MS mettent en évidence de manière plus précise des molécules actives mises en jeu sous différentes modalités biotiques et abiotiques. Ces recherches, de portée générique, permettront de mieux comprendre les conditions de l'environnement qui régulent les profils biochimiques des exsudats racinaires des crotalaires et par extension, seront applicables aux recherches menées sur d'autres plantes de service candidates. Ceci aidera, à terme, à définir les conditions environnementales à réunir, pour orienter de manière optimale les effets allélopathiques dans une perspective de nématorégulation naturelle
As part of the promotion of alternative cropping systems at lower chemical inputs, studies on the introduction of cover crops designed to reduce the use of pesticides and nitrogen fertilizers mobilize a considerable research effort. Under banana production for which the hannfu1ness caused by plant-parasitic-nematodes is one ofthe main constraints, one of the main alternatives to the use ofchemical nematicides is based on the rational use in rotation or intercropping of cover rI crops to proteet crops from plant-parasitic-nematodes, Among the candidate species, the species from the genus of Crota/aria spp. have been widely studied because of their ability to control plant parasitic-nematodes. A meta-analysis reveals that although many authors agree allelopathic properties of these species, they are also likely to recognize the high variability of expression of these properties vis-àvis the control of nematodes according to the situations experieaced.. The objective of this woIk is focnsed on the onderstanding of the biochemical determinism of mot exudates onder environment biotic and abiotic variations. The experimental strategy was 10 test onder controlled conditions the biochemical behavior of mot exudates of two species of crotalarias (C retusa, C. spectabilis) and a susceptible species, the dessert banana crop (Musa spp.) with i) modification ofbiotic conditions -ie presence or absence of nematodes iMeloidogyne arenaria and Radopho/us similis), and presence or absence of mycorrhiza-ii) contrasting abiotic conditions -ie using a natural soil vs. neutral substrate, whether to add fertilizer. The innovative methodology of "milking plants" (patent INRA) was required in order to work on the root exudates of plants packed rather thanleachate, as done in previous experiments. The results obtained show that 'visible spectrophotometry changing abiotic conditions affect significantly the biochemical profiles of the studied plants. In the presence of nematode M. arenaria biochemical profiles of both crotalarias are also changed. Bioassays conducted using mot exudates conditioned in advance by biotic changes have demonstrated the effect of nématostatique crotalarias. Biochemical Ge-MS demonstrate more clearly active molecules that are involved in varions biotic and abiotic conditions. This research, generic scope, to better understand the environmental conditions that regulate biochemical profiles of mot exudates crotalarias and by extension, will apply to research on other plants service candidates. This will ultimately define the environmental conditions to meet, to guide optimal allelopathic effects from the perspective ofnatural nématorégulation

http://www.theses.fr/2012AGUY0561/document

Résumé : Les mutualismes, interactions interspécifiques où chaque partenaire retire un bénéfice net de leur association, sont centraux dans l’origine et l’organisation de la biodiversité. Bien que globalement bénéfiques pour chacun des partenaires, ces interactions n’enlèvent rien à l’égoïsme inhérent de chaque espèce pour sa survie et sa reproduction, générant des conflits d’intérêts entre les espèces. Ainsi, comprendre les processus écologiques et évolutifs qui maintiennent le caractère mutualiste d’interactions entre plusieurs espèces est primordial dans la compréhension du maintien de la biodiversité. Néanmoins, le corpus scientifique s’est jusqu'à présent surtout concentré sur des paires d’espèces en interaction. Or, ces avancées scientifiques restent partielles car la plupart de ces interactions s’englobent dans un contexte communautaire. C’est dans ce cadre conceptuel que se place mon travail de thèse. Alors que la diversité structurelle des mutualismes de protection entre plantes et fourmis en ont fait un modèle d’étude clé dans la compréhension des mutualismes, j’ai concentré mes recherches sur l’intégration d’un troisième partenaire fongique pour comprendre ses conséquences sur les résultantes écologiques et évolutives de ces mutualismes tripartites. Je me suis tout d’abord intéressé à définir la relation qui lie de façon mutualiste le champignon aux deux autres partenaires et à établir les conflits d’intérêts émanant de ces différentes interactions pour comprendre quels facteurs permettaient de les réguler. Ainsi, la relation qui lie le champignon aux fourmis peut être qualifiée d’agriculture. Les fourmis protègent, nourrissent et disséminent le champignon et celui-ci, via ses propriétés structurales, permet l’élaboration de galeries servant de piège pour capturer des proies. Ce phénomène crée cependant un conflit d’allocation de la force ouvrière des fourmis et nuit directement aux bénéfices de la plante par une diminution de l’intensité des patrouilles sur ses feuilles, diminuant consécutivement sa protection et sa fitness. Néanmoins, le rôle du champignon dans les transferts de nutriments entre les fourmis et la plante, ainsi que certaines réponses évolutives de la plante permettent de réguler ces conflits, stabilisant les bénéfices nets de chaque partenaire dans ce mutualisme tripartite. Puis, je me suis concentré à comprendre comment certains facteurs évolutifs pouvaient moduler cette résultante écologique. La prise en compte du caractère multipartite d’un mutualisme change radicalement la vision de l’évolution des mutualismes jusqu’alors étudiée entre paires d’espèces. Alors que le corpus scientifique s’accorde à dire que la spécialisation entre espèce par coévolution renforce la stabilité et les bénéfices perçus par chaque partenaire, le contexte multipartite semble altérer ces prédictions. Au contraire la spécialisation multipartite peut être dans certains cas un moteur d’instabilité et de baisse des bénéfices. Enfin cette thèse permet de faire le lien entre deux concepts qui s’opposent : la coévolution diffuse et la coévolution par paire. Je montre ainsi que la coévolution peut intervenir sur plus de deux espèces à la fois, mais qu’elle peut quand même entrainer une spécialisation multispécifique. Finalement, au contraire des prédictions de la coévolution diffuse, cette thèse montre que plusieurs pressions de sélection contrastées émanant de différentes espèces envers un seul trait d’une troisième espèce peuvent promouvoir la spécialisation multi-spécifique.
Mutualisms, defined as interspecific interactions where each partner receives net benefices from their interactions, are central to the organization of earth biodiversity. Although globally beneficial for each partner, such interactions do not modify the inherent selfishness of species for their survival and reproduction, generating conflicts of interests between species. Thus understanding the ecological and the evolutionary processes maintaining positive outcomes in mutualisms is fundamental to understand how mutualisms shape earth biodiversity. However, scientific research on mutualisms has most of the time focused on interaction between pairs of species. Such knowledge is thus partial as mutualisms are embraced in a community context. My doctoral thesis takes place in this conceptual framework. I focused my research on the integration of a third fungal partner in protective interactions between ants and plants to evaluate its consequences on the ecological and evolutionary outcomes of such mutualisms, taken as multispecies interactions. I first focused my researches in defining the mutualistic interaction linking the fungal partner with its two other associates and in revealing any conflict of interests and their regulation that may emerge from such tripartite interactions. The interactions between the ants and the fungi can be qualified as a case of non-food fungiculture. The ants protect, provide food and disseminate the fungus, and the latter, thanks to its structural properties, allows the elaboration of galleries used that are then used as trap to capture preys. This phenomenon creates a conflict of interest in the allocation of the worker force, altering host plant benefits through a decrease of worker patrolling activity and consequently leaves protection and thus fitness. However, the role of the fungus in the nutrient transfers between ants and plants added to evolutionary responses from the plant allows regulating this conflict, stabilizing the net benefits towards the plant. Then I have concentrated my researches in understanding how evolutionary factors would modulate the ecological outcomes of such interactions. Taking into account the multispecific character of mutualisms changes radically the vision on the evolution of mutualisms when pair of species are considered. While it is widely accepted that specialization of mutualist species through coevolution reinforce the stability of the interaction and the net benefit of each partner, the multispecific context seems to deviate these predictions. Conversely, I show that specialization between three mutualistic partners can drive instability and decrease of benefits. Finally, the results of this thesis join the gap between two previously opposed concepts: diffuse coevolution and pairwise coevolution. I show that coevolution can happen between more than two species simultaneously and that it can drive mutlispecific specialization. Opposed to the diffuse coevolution, I show that contrasting selective pressures on a same trait from different partner can promote specialization of species.

http://www.theses.fr/2013AGUY0622/document

Éditeur(s) : Universite Montpellier II
Résumé : Since 1980, the expansion of a green macro-alga: Valonia aegagropila (C Agardh) is observed in Salses-Leucate lagoon (France). It is currently distributed in the north of the lagoon with important biomasses (40 gDW/m²) eroding the cover of Zostera noltii. The free form of the alga can be transported with the surface or bottom currents depending on seasons. It multiplies mainly by vegetative reproduction. There are few studies on the ecophysiological capacities of V. aegagropila. This work tries to answer why (physiological adaptation) and how (mechanical process of transport) the alga invaded the lagoon, with an approach including observations, experiments in controlled environment and biological and hydrodynamic models. The growth capacities depend on temperature and light intensities, the nutrients absorption rates and internal nitrogen and phosphorus internal quotas were measured and modelled using a Droop model based on internal quota. Vertically transport was studied with laboratory experiments and measurements of biomass transport were made into the lagoon. The biological model (growth, vertical transport, mortality) was coupled to the MARS 3D hydrodynamic model with a meshgrid of 160m. The results show an adaptation of the alga to low availability of phosphorus and an annual growth of biomass controlled by the availability of nutrient during winter. The alga seems to occupy the whole zones where growth is optimal and the risk of invasion of the southern part of the lagoon is limited. This work opens on research prospects on an ecological model (confronting physiological capacities and competition of V. aegagropila, Zostera noltii, green algae and primary production), new physiological experiments, ecological observations and potential valorisation of V. aegagropila.
Depuis 1980, est observée dans l'étang de Salses-Leucate l'expansion d'une macro-algue verte : Valonia aegagropila (C. Agardh). En 2004, elle était présente sur la presque totalité de la moitié nord de la lagune avec des biomasses importantes (jusqu'à 600 gPS/m²). L'algue envahit et érode également la couverture d'herbiers garant de la biodiversité, de la productivité et de la stabilité de l'écosystème. V. aegagropila se reproduit essentiellement de manière végétative (fragmentation des thalles) et possède la particularité de retenir de l'oxygène de la photosynthèse dans sa structure sphérique. Cet oxygène piégé lui donne la possibilité de mouvement sur la verticale et d'être transportée dans le domaine par les courants. Les conditions physico-chimiques de l'étang présentent de fortes variations saisonnières en salinité, en température et en turbidité, ainsi que des apports nutritifs faibles : la production primaire est principalement limitée par le phosphore. Il existe malheureusement peu d'informations sur V. aegagropila ainsi que trop peu de connaissances sur son écophysiologie. Elle semble vivre dans des milieux plutôt oligotrophe dans des régions tropicales à sub-tropicales. Ce travail basé sur une approche d'observations de terrain, d'expérimentations en milieu contrôlé (en laboratoire) et de modélisation des processus, a permis d'une part d'explorer les capacités adaptatives physiologiques de V. aegagropila aux conditions environnementales de l'étang et d'autre part de mettre à jour les modes de fonctionnement de la dynamique spatio-temporelle de la population. Les capacités de croissance ont été mesurées sur un large spectre de température et de lumière. Les capacités d'absorption des sels nutritifs dans l'eau et les facultés de l'algue à stocker l'azote et le phosphore dans ses tissus ont également été étudiées. D'autre part, un modèle de dynamique des populations a été conceptualisé puis développé. Les processus pris en compte dans ce modèle sont la croissance de l'algue (modèle à quota interne), la flottabilité de l'algue et la mortalité par surdensité. Ces processus ont été paramétrés en majeure partie par des expérimentations réalisées en laboratoire. Ce modèle 0D a par la suite était couplé au modèle hydrodynamique MARS3D (modèle Ifremer) mis en place sur la lagune de Salses-Leucate, utilisant deux grilles de calcul (160m ou de 80m de résolution). Les simulations réalisées permettent d'appréhender les capacités spatio-temporelles de la croissance de l'algue dans l'étang, le turnover annuel de la biomasse totale et les attracteurs de biomasse du système sous différents évènements météorologiques. Ces résultats sont comparés avec les répartitions cartographiques de la population observées in situ en 1999 et 2004 et des flux de biomasses mesurés au cours d'observations de terrain entre juin 2003 et septembre 2004. L'ensemble des résultats montre d'une part une adaptation de l'algue à évoluer dans un milieu pauvre en phosphore et d'autre part une croissance annuelle de la biomasse totale qui est principalement contrôlée par les apports hivernaux en sels nutritifs dans la lagune. Les résultats des simulations montrent également que V. aegagropila semble occuper à présent la majeure partie des zones favorables à sa croissance. Il est également montré que si sa capacité de mouvement peut favoriser la dispersion d'individus dans la lagune et accélérer la croissance de la population pour de faibles biomasses initiales, cette même capacité de mouvement joue plutôt un rôle de régulation de la population lorsque la biomasse totale devient importante. On peut penser que le risque de colonisation de l'herbier à zostère de la partie sud de la lagune (bassin de Salses) est limité. Ce travail ouvre enfin des perspectives de recherche sur l'amélioration du modèle de dynamique des populations de l'espèce, sur de nouvelles expérimentations à réaliser ou encore sur la surveillance écologique du milieu. Des propositions sont faites pour concevoir un modèle écologique confrontant les capacités physiologiques des macrophytes (algues vertes, Valonia et zostères) afin d'apréhender les phénomènes de compétitions et les modes de fonctionnement du réseau trophique de la lagune de Salses- Leucate. Des pistes sur la valorisation de la matière algale de V. aegagropila sont enfin proposées.

Droits : info:eu-repo/semantics/openAccess
http://archimer.ifremer.fr/doc/2006/these-2453.pdf
http://archimer.ifremer.fr/doc/00000/2453/

Résumé : La forêt tropicale humide guyanaise est située dans le grand ensemble Amazonien, qui est un point chaud des enjeux sur la biodiversité et la conservation des forêts tropicales. Une connaissance de l’âge et des taux d’accroissement des arbres est primordiale pour comprendre la dynamique de ces écosystèmes Cependant, l’absence de conditions hivernales sous les tropiques rend difficile la lecture de l’histoire dans les bois de ces forêts. En se plaçant dans le champ de l’anatomie fonctionnelle, cette thèse à caractère exploratoire avait pour but, à travers différentes approches, i) de suivre l’activité cambiale de quatre espèces ligneuses durant deux ans par prélèvements de micro-carottes, ii) de faire une étude dendrochronologique sur une espèce guyanaise, iii) d’utiliser la variation de la signature isotopique comme marqueur de croissance (ou d’histoire) et iv) de tester la pollution aérienne consécutive aux lancements de la fusée Ariane comme marqueurs de la croissance. L’examen bi-mensuel de l’activité cambiale a montré que tous les arbres présentent des alternances de quasi repos et de forte activité du cambium durant les deux années. Ces périodes de ralentissement ont été plus marquées chez Parkia nitida (décidue), Parkia velutina (décidue) et Schefflera morototoni (sempervirente). On observe donc des périodes de ralentissement de l’activité du cambium aussi bien chez deux espèces décidues que chez une espèce sempervirente. Il n’y a pas de patron universel de liaisons deux à deux entre pluviométrie intra-annuelle, phénologie de la feuillaison et activité cambiale même si des analogies fortes existent au cas par cas entre deux espèces pour une relation donnée. L’étude dendrochronologique chez Parkia nitida a mis en évidence la présence de cernes de croissance bien distincts et annuels. La limite de cerne se caractérise par une fine bande de parenchyme marginal renfermant de nombreux cristaux d’oxalate de calcium. A l’échelle de l’arbre, la croissance secondaire est homogène et elle est relativement synchrone au sein d’individus de cette espèce dans le même lieu. Cependant, l’influence des paramètres climatiques testés, comme la température et les précipitations, sur la croissance radiale annuelle est faible sur la période considérée. Ces deux premières études montrent que, dans le contexte de la Guyane française, la saisonnalité annuelle très marquée de la pluviométrie ne se traduit pas par un signal suffisamment fort pour synchroniser l’ensemble du fonctionnement des arbres. Néanmoins, elle influence clairement, au cas par cas soit la feuillaison, soit la floraison, soit la croissance cambiale. Les autres méthodes de marquage de la croissance (i.e. isotopie et chimie) entreprises demandent à être approfondies. Les bois des espèces de forêt tropicale humide se caractérisant en moyenne par un pourcentage élevé du plan ligneux occupé par les parenchymes axiaux, il serait important d’entreprendre une étude approfondie de leur rôle en tant qu’accumulateurs de substances potentiellement utiles pour la défense du bois dans l’arbre contre les xylophages. L’évolution dans le temps (périodicité, vieillissement chimique) des solutions de défense mises en place dans le bois est une piste intéressante pour la dendrochronologie
The rainforest of French Guiana is located in the Amazonian region, which is a hotspot of biodiversity, thus leading to several issues about conservation in tropical forests. Knowledge of the age and growth rate of trees is essential to understand the dynamics of these ecosystems. However, due to the lack of winter conditions it is difficult to read the story in the wood of these tropical forests. In the topic of functional anatomy, this thesis intends through different approaches i) to monitor the cambial activity of four tree species during two years sampling micro-cores, ii) to make a dendrochronological study on a Guyanese species iii) to use the variation of the isotopic signature as a marker of growth (or history) and iv) to test air pollution following launches of the Ariane rocket as markers of growth. The bi-monthly review of cambial activity showed that all trees have almost alternating rest and high activity of cambium in both years. These downturns have been more pronounced in Parkia nitida (deciduous), Parkia velutina (deciduous) and Schefflera morototoni (evergreen). We observe periods of cambial activity downturn in two deciduous species as well as in an evergreen species. There is no universal pattern of connections in pairs between rainfall intra-annual phenology of leafing and cambial activity although strong similarities exist in each case between two species for a given association. The dendrochronological study in Parkia nitida highlights the presence of distinct annual growth rings. The limit is characterized by a thin band of marginal parenchyma containing numerous crystals of calcium oxalate. At tree scale, secondary growth is homogeneous and relatively synchronous within individuals of this species in the same location. However, the influence of tested climatic parameters, such as temperature and precipitation on the annual radial growth, is low over the considered period. The first two studies showed that, in the environment of French Guiana, marked annual seasonality of rainfall does not affect in a strong way the behavior of the trees. Nevertheless, those rainfalls have an influence either on leafing, flowering or cambial growth. Other methods of marking growth (i.e. isotopic and chemical) intended require further investigations. Axial parenchyma represents a high average percentage in the wood of rainforest species: it could be important to investigate more precisely its role as accumulators of potentially useful substances involved in wood defense against borers. The evolution throughout time (periodicity, chemical aging) of defense mechanisms in woods is an interesting way for dendrochronology.

http://www.theses.fr/2013AGUY0605/document