Etude des réponses de la moule Mytilus spp exposée à des stress métallique et thermique durant les stades embryo-larvaires

Study of responses of the mussel Mytilus spp exposed to metallic and thermal stresses during the embryo-larval stages

• Auteur / Autrice : Khouloud Boukadida
• Direction : Jérôme Cachot, Mohamed Banni
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : Géochimie et écotoxicologie
• Date : Inscription en doctorat le 01/01/2014; Soutenance le 10/04/2017
• Etablissement(s) : Bordeaux en cotutelle avec Université de Monastir
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences et Environnements (Pessac, Gironde)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Environnements et Paléoenvironnements Océaniques et Continentaux (Talence, Gironde ; 1999-....)
• Partenaire(s) de recherche : Equipe de recherche : EA - Écotoxicologie Aquatique

Mots clés

Mots clés libres

Réchauffement climatique

Pollution métallique

Multi-stress

Stades larvaires

Mytilus spp

Hybridation

Global warming

Metal pollution

Multi-stress

Embryo-larval stages

Mytilus spp

Hybridization

Résumé

Notre planète connait aujourd’hui des changements globaux qui affectent la biodiversité des écosystèmes, en particulier marins, dont les effets peuvent aller de la perturbation de l’équilibre à l’extinction de certaines espèces. Cependant, l’intensification des activités anthropiques sur les zones côtières et l’accélération des changements climatiques induisent chez les organismes aquatiques des situations de multi stress et impactent leurs potentiels adaptatif. Les moules de genre Mytilus revêtent une importance écologique et économique, et elles sont utilisées comme des organismes sentinelles de la pollution des milieux marins côtiers. Or, les stades de développement précoces représentent le maillon le plus vulnérable dans leur cycle de vie. Bien que la longue histoire des études physiologiques et écologiques de ce genre fournisse un aperçu considérable dans les réponses futures aux changements climatiques, l'interaction de multiples facteurs de stress, la vulnérabilité à l'évolution des conditions environnementales et les effets subséquents des changements démographiques sur les écosystèmes restent encore mal connus. Dans ce contexte, ce travail doctoral est axé sur l’approfondissement de la compréhension des mécanismes de l'adaptation de ce genre à l’impact combiné de deux facteurs environnementaux majeurs : la pollution métallique et l’accroissement des températures de surface. Pour cela on a envisagé d’étudier les effets de polluants métalliques (Cu et Ag) et d’un stress thermique seul ou en combinaison, chez les stades précoces de développement de deux espèces : Mytilus galloprovincialis et Mytilus edulis ainsi que leur Hybride. Partant de cette problématique, ce travail de thèse a eu les objectifs suivants :  Détermination des effets embryotoxiques et génotoxiques de polluants métalliques et d’un stress thermique seuls ou en combinaison chez les premiers stades de développement de la moule.  La compréhension de la toxicité des polluants métallique en définissant des concentrations efficace médiane pour chacun des substances testées et en étudiant leurs mécanismes d’actions et leurs cinétiques de bioaccumulation dans le but de comparer la sensibilité des deux espèces ainsi que leur hybride.  Caractérisation des réponses adaptatives et/ou toxiques au niveau biochimique (activité des enzymes de phase I et de Phase II, équilibre oxydatif), moléculaire (PCR en temps réel) et comportemental chez les stades embryo-larvaires de la moule exposés aux stress métallique et thermique.

Coastal areas have for long time played an important role for humanity. Because of their position at the interface between land and sea, these territories represent strong economic and environmental strategic issues. Coastal zones are areas where reproduces, grows or transits a large number of marine species. These areas play a key role in the biological cycle of numerous marine species and thus are essential for the renewal of exploitable stocks and their sustainability. This function is a key ecological component of coastal ecosystems. Currently, 60% of the world population lives within 60 km of the coast and coastal urbanization is likely to increase. Further increase of human activities (industrial and demographic growth) may induce deleterious effects on marine biodiversity. Actually, climate change is an additional pressure that threatens biodiversity. These changes, particularly temperature increases, have an impact on the periods of breeding and / or migration of certain species, the duration of growth phases, the frequency of pest and the emergence of new diseases. The planned changes are therefore likely to cause changes in species distribution and population densities by shifting habitats. Similarly, the risk of extinction of species, and in particular those already vulnerable, are likely to increase significantly, especially for species whose distribution is restricted, and those with very specific needs of habitat. Mussels of genus Mytilus represent a commercial interest. In addition, it is a model species considered very relevant in ecotoxicology and eco-physiology. The life cycle of the mussels is characterized by a peculiar larval stage. Indeed, after fertilization, there is birth of a planktonic veliger (4 weeks). The larvae settle initially on hydroids. This results in a transformation and rapid growth, and then it stands to become a planktonic larva. Then she is fixed on algae. Allowing it to grow and reach about 2 mm. Finally, the larva metamorphoses and fixed on a rocky substrate to form a bench of mussels. It is during these embryo-larval stages that mussel is the most vulnerable to fluctuations in the physico-chemical quality of the environment, which may cause relatively high mortality and considerable losses to the professional’s shellfish industry. The present PhD project has the following objectives:  Determination of the embryotoxic and genotoxic effects of metallic pollutants and /or a thermal stress in the early life stages of mussels Mytilus edulis and Mytilus galloprovincialis.  Understanding the toxicity of metal pollutants by defining their median effective concentrations and studying their mechanisms of action and their bioaccumulation kinetics in order to compare the sensitivity of the two species and their hybrids.  Characterization of adaptive and / or toxic responses at the biochemical (oxidative balance), gene (real time PCR) and behavioral levels in embryo-larval stages of mussels exposed to metal and/or thermal stress.