Caractérisation et modélisation des processus de bioaccumulation des PCB chez le merlu (Merluccius merluccius) du golfe du Lion Auteur(s) : Bodiguel, Xavier Éditeur(s) : Montpellier 1 Résumé : Understanding bioaccumulation mechanisms of persistent organic pollutants (POPs) is a major issue for environmental risk assessment. In this work, polychlorinated biphenyls (PCBs), a model contaminant family, has been studied in the European hake (Merluccius merluccius), a high trophic level species from the Gulf of Lions. High concentrations of PCBs were measured in hake from this area compared to those encountered in the population of the Bay of Biscay. PCB biomagnification was highlighted along its food web from marine phytoplankton, suggesting a strong influence of diet on contamination levels. The role of other biological processes was also apprehended in order to understand the high variability of observed levels. Thus, growth, sex, and also the degree of sexual maturity appear as major factors explaining the measured concentrations in fish. A PCB bioaccumulation model in the hake, based on the Dynamic Energy Budget theory (DEB), was developed. This approach is based on a bioenergetic model, reproducing the main physiological functions of an organism (feeding, growth and reproduction), coupled with a kinetic model of contaminants. The growth and evolution of contamination levels of several PCB congeners during the life of male and female hakes is satisfactorily simulated, both in the Gulf of Lions and in the Bay of Biscay, validating the processes taken into account. This combined modelling approach appears well adapted to study the fate of contaminants in fish, and paves the way for a realistic understanding of their effects on major biological functions of fish. La compréhension des mécanismes de bioaccumulation des contaminants organiques persistants (POP) est un enjeu majeur pour l'évaluation des risques environnementaux. Lors de ce travail, le devenir d'une famille de contaminants modèles, les polychlorobiphényles (PCB), a été étudié chez une espèce de rang trophique élevé du golfe du Lion, le merlu Européen (Merluccius merluccius). Des concentrations élevées en PCB ont été mesurées dans les merlus de ce secteur en comparaison à celles rencontrées dans la population du golfe de Gascogne. La mise en évidence d'une bioamplification des PCB le long de son réseau trophique, depuis le phytoplancton marin, suggère une influence importante de l'alimentation sur les niveaux de contamination. Le rôle d'autres processus biologiques a également été appréhendé afin de comprendre la forte variabilité des niveaux observés. Ainsi, la croissance, le sexe, mais également le degré de maturité sexuel apparaissent comme des facteurs explicatifs majeurs des concentrations en PCB mesurées dans les poissons. Un modèle de bioaccumulation des PCB chez le merlu, basé sur la théorie de Budget d'Energie Dynamique (DEB), a été développé. Il s'agit d'une approche basée sur le couplage d'un modèle bioénergétique, reproduisant les principales fonctions physiologiques de l'organisme (nutrition, croissance et reproduction), avec un modèle de cinétique des contaminants. La croissance et l'évolution des niveaux de contamination de plusieurs congénères de PCB au cours de la vie des merlus mâles et femelles est simulée de manière satisfaisante, tant dans le golfe de Gascogne que dans le golfe du Lion, validant ainsi les processus pris en compte. Cette approche combinée de modélisation apparaît tout à fait adaptée à l'étude du devenir des contaminants chez les poissons, et ouvre la voie à une compréhension réaliste de leurs effets sur les grandes fonctions biologiques de ces organismes. Droits : info:eu-repo/semantics/openAccess http://archimer.ifremer.fr/doc/2008/these-6490.pdf http://archimer.ifremer.fr/doc/00000/6490/ | Partager |
Possible link between prey quality, condition and growth of juvenile hake (Merluccius merluccius) in the Gulf of Lions (NW Mediterranean) Auteur(s) : Harmelin Vivien, Mireille Mahe, Kelig Bodiguel, Xavier Mellon, Capucine Éditeur(s) : Soc Francaise D Ichtyologie Résumé : The energy value of the main prey and the growth of juvenile hake in the Gulf of Lions were analysed to determine whether fish condition could be linked to difference in prey quality and resulted in growth difference. Large differences in energy content (15.6 to 23.6 kJ g(-1) DW) among prey types were recorded with low values found in amphipods and natantid shrimps, intermediate values in euphausiids and mysids, and high values in fish. High condition in juvenile hake was linked to the consumption of prey with high energy content. However, no difference in fish growth was observed by the analysis of otolith micro-increments. Cybium (0399-0974) (Soc Francaise D Ichtyologie), 2012-06 , Vol. 36 , N. 2 , P. 323-328 Droits : 2012 Société Française d’Ichtyologie http://archimer.ifremer.fr/doc/00092/20332/18611.pdf http://archimer.ifremer.fr/doc/00092/20332/ | Partager Voir aussi Merluciidae Merluccius merluccius Hake Mediterranean Sea Energy Condition Otolith microstructure Télécharger |
Influence of sex, maturity and reproduction on PCB and p,p ' DDE concentrations and repartitions in the European hake (Merluccius merluccius, L.) from the Gulf of Lions (NW Mediterranean) Auteur(s) : Bodiguel, Xavier Loizeau, Veronique Le Guellec, Anne-marie Roupsard, Francois Philippon, Xavier Mellon-duval, Capucine Éditeur(s) : Elsevier Science Bv Résumé : The main objective of this work was to establish the influence of sex, maturity and reproduction on the contamination of the demersal fish Merluccius merluccius by organochlorine compounds. Polychlorinated biphenyls (PCBs) and p,p'DDE were quantified in muscle, liver and gonads of female and male hakes collected in the Gulf of Lions in 2004 and 2005. Observed levels appeared higher than the population of the Bay of Biscay and lower than the population of the Thyrrenian Sea. Contaminant fingerprints were roughly constant whatever the studied organ and the hake biological condition. Concentrations varied significantly according to the sex and maturity of hakes. Mature specimens were more contaminated than immature, and males presented higher levels than females. This sex effect can be linked to a lower growth rate of males, and a contaminant elimination during female spawning. Gonadal contamination depends on the importance of lipid content and increases with the maturation degree. Although the main organ of energy and PCB storage is the liver, muscle appears as the main contributor to the gonad contamination. (C) 2009 Elsevier B.V. All rights reserved. Science Of The Total Environment (0048-9697) (Elsevier Science Bv), 2009-12 , Vol. 408 , N. 2 , P. 304-311 Droits : 2009 Elsevier B.V. All rights reserved. http://archimer.ifremer.fr/doc/00000/11129/9317.pdf DOI:10.1016/j.scitotenv.2009.10.004 http://archimer.ifremer.fr/doc/00000/11129/ | Partager |
Differential biomagnification of PCB, PBDE, Hg and Radiocesium in the food web of the European hake from the NW Mediterranean Auteur(s) : Harmelin-vivien, Mireille Bodiguel, Xavier Charmasson, Sabine Loizeau, Veronique Mellon, Capucine Tronczynski, Jacek Cossa, Daniel Éditeur(s) : Pergamon-elsevier Science Ltd Résumé : Consumption of marine organisms represents one of the main exposure sources of contaminants for human populations. To obtain a global view of the contamination in commercial fish in the NW Mediterranean Sea, we analysed four types of priority contaminants (PCBs, PBDEs, Hg and Cs-137) in the European hake, Merluccius merluccius, from the Gulf of Lions in relation with organism's trophic level (delta N-15). All contaminants presented a significant increase in concentration in hake muscle with trophic level. However, obvious differences between contaminants were evidenced. Biomagnification factors (BMF and FWMF) along the hake food web were higher for Hg and CB-153 than for BDE-47 and Cs-137, and increase in contaminant concentration with trophic level occurred at different rates depending on contaminants. Such differences of biomagnification patterns can be related to physico-chemical properties of the different contaminants. (C) 2012 Elsevier Ltd. All rights reserved. Marine Pollution Bulletin (0025-326X) (Pergamon-elsevier Science Ltd), 2012-05 , Vol. 64 , N. 5 , P. 974-983 Droits : 2012 Elsevier Ltd. All rights reserved. http://archimer.ifremer.fr/doc/00085/19583/17484.pdf DOI:10.1016/j.marpolbul.2012.02.014 http://archimer.ifremer.fr/doc/00085/19583/ | Partager |
Devenir de la chlordécone dans les réseaux trophiques des espèces marines consommées aux Antilles (CHLORETRO) Auteur(s) : Bodiguel, Xavier Bertrand, Jacques Fremery, Juliette Résumé : La chlordécone est un insecticide organochloré qui a été utilisé aux Antilles de 1972 à 1993 afin de combattre un charançon s’attaquant aux racines des bananiers. Très persistant dans le milieu, la molécule est véhiculée des terres contaminées vers les systèmes aquatiques par le biais des matières particulaires fines, contaminant ainsi le milieu marin côtier. L’objectif de l'étude était de caractériser le devenir de la chlordécone dans les réseaux trophiques de la macrofaune côtière. Il s'agissait en particulier de tenter d’identifier ses voies d’entrée à partir des apports terrigènes et sa propagation au sein de ces réseaux. Le modèle d'étude est une baie de la Martinique, avec les herbiers à phanérogamme comme système de production primaire.
Les résultats obtenus ont montré que les apports terrigènes ont une influence sur les niveaux de contamination de la faune marine, les individus d’une même espèce et aux caractéristiques comparables apparaissant plus contaminés lorsqu’ils sont proches des exutoires des rivières que lorsqu’ils en sont plus éloignés. Cette contamination présente une bioamplification le long des réseaux trophiques, depuis les producteurs primaires jusqu’aux espèces de rang trophique élevé tels que les carnivores de deuxième ordre (facteur de bioamplification trophique estimé entre 1,4 et 1,9). Le lieu de vie et le mode d’alimentation ont ainsi été identifiés comme jouant une rôle important sur les niveaux de contamination.
Des phénomènes de bioaccumulation ont été avérés chez deux espèces pour lesquelles le niveau de contamination par la chlordécone est élevé, Chloroscombrus chrysurus et Callinectes danae. Mais cette caractéristique ne s’applique pas à toutes les espèces étudiées. Une diminution des niveaux de contamination a même été observée au cours de la vie de la langouste blanche Panulirus argus. Elle est principalement attribuée à une migration de l’espèce vers le large entre les phases juvéniles et adultes.
Le présent rapport apporte ainsi des connaissances nouvelles sur les modalité de transfert de la chlordécone en milieu marin, en particulier sur la capacité de transfert de la molécule dans les réseaux trophiques, sur la capacité des organismes à la bioaccumuler ainsi que sur l'influence du mode de vie et de l’alimentation des espèces sur leurs niveaux de contamination. Il met en évidence le rôle de l’écologie des espèces dans les niveaux de contamination. Malgré les progrès accomplis, ces résultats restent encore fragmentaires. Droits : 2011 Ifremer http://archimer.ifremer.fr/doc/00036/14684/11986.pdf http://archimer.ifremer.fr/doc/00036/14684/ | Partager |
Chlordecone in the marine environment around the French West Indies: from measurement to pollution management decisions Auteur(s) : Bertrand, Jacques Bodiguel, Xavier Abarnou, Alain Reynal, Lionel Bocquene, Gilles Éditeur(s) : Communication, ICES Conference and Meeting (CM), 2010, Nantes Résumé : Chlordecone is a very persistent insecticide used in banana plantations of the French West Indies between 1972 and 1993. Chlordecone residues were found in inland water, in agricultural and freshwater products, and in marine organisms. This pollution has become of great concern in 2007. Therefore, a governmental action Plan was launched to better assess the pollution and to improve the consumer’s protection. Within this plan, 1048 samples from 69 different species of marine fishes and crustaceans were collected all around both the Guadeloupe and the Martinique Islands and analyzed. The results confirm the presence of chlordecone in marine organisms, with highly variable concentrations (from the detection limit to 1000 μg.kg-1). In 17.9 % of the samples, concentrations exceeded 20 μg.kg-1, the maximum acceptable level in fish according to the French regulation (Anon, 2008). Two main features of this contamination were characterized. 1) Because of the sedimentation of contaminated suspended soil particles, the sheltered bays are more exposed to chlordecone than the open coast where terrigenous flux are dispersed. 2) Species biology, particularly their lifestyle and diet, appear to influence contamination levels. Thus, the more contaminated species live in relation with sediment or are at high trophic level. These results have directly supported political decisions in order to prevent too high exposure of consumers to chlordecone. Fishing activities in sheltered bays have been forbidden for potentially highly contaminated species like benthic crustaceans and top predators. Further studies are under way to assess the importance of the trophic transport of chlordecone within the foodweb, and to evaluate the historical deposition of this insecticide in sediment and its further bioavailability. Droits : 2010 ICES/CIEM ; Ifremer http://archimer.ifremer.fr/doc/00014/12511/9361.pdf http://archimer.ifremer.fr/doc/00014/12511/ | Partager |
A dynamic and mechanistic model of PCB bioaccumulation in the European hake (Merluccius merluccius) Auteur(s) : Bodiguel, Xavier Maury, Olivier Mellon-duval, Capucine Roupsard, Francois Le Guellec, Anne-marie Loizeau, Veronique Éditeur(s) : Elsevier Résumé : Bioaccumulation is difficult to document because responses differ among chemical compounds, with environmental conditions, and physiological processes characteristic of each species. We use a mechanistic model, based on the Dynamic Energy Budget (DEB) theory, to take into account this complexity and study factors impacting accumulation of organic pollutants in fish through ontogeny. The bioaccumulation model proposed is a comprehensive approach that relates evolution of hake PCB contamination to physiological information about the fish, such as diet, metabolism, reserve and reproduction status. The species studied is the European hake (Merluccius merluccius, L. 1758). The model is applied to study the total concentration and the lipid normalised concentration of 4 PCB congeners in male and female hakes from the Gulf of Lions (NW Mediterranean sea) and the Bay of Biscay (NE Atlantic ocean). Outputs of the model compare consistently to measurements over the life span of fish. Simulation results clearly demonstrate the relative effects of food contamination, growth and reproduction on the PCB bioaccumulation in hake. The same species living in different habitats and exposed to different PCB prey concentrations exhibit marked difference in the body accumulation of PCBs. At the adult stage, female hakes have a lower PCB concentration compared to males for a given length. We successfully simulated these sex-specific PCB concentrations by considering two mechanisms: a higher energy allocation to growth for females and a transfer of PCBs from the female to its eggs when allocating lipids from reserve to eggs. Finally, by its mechanistic description of physiological processes, the model is relevant for other species and sets the stage for a mechanistic understanding of toxicity and ecological effects of organic contaminants in marine organisms. Journal of Sea Research (1385-1101) (Elsevier), 2009-10 , Vol. 62 , N. 2-3 , P. 124-134 Droits : 2009 Elsevier B.V. All rights reserved. http://archimer.ifremer.fr/doc/2009/publication-6789.pdf DOI:10.1016/j.seares.2009.02.006 http://archimer.ifremer.fr/doc/00000/6789/ | Partager |