Réponses du tilapia Sarotherondon melanotheron aux stress multiples (contaminants chimiques et salinité) : approche multi-paramétrique

Reponses of tilapia Sarotherondon melanotheron to multiples stress(chemical pollutants and salinity) : multi-parameter approach

• Auteur / Autrice : Awa Ndiaye
• Direction : Jacques Panfili
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Ecosystèmes
• Date : Soutenance le 03/12/2012
• Etablissement(s) : Montpellier 2
• Ecole(s) doctorale(s) : Systèmes Intégrés en Biologie, Agronomie, Géosciences, Hydrosciences, Environnement (Montpellier ; École Doctorale ; 2009-2015)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Ecosystèmes lagunaires (Montpellier)
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Jacques Panfili, Rachid Amara, Jean Laroche, Jean Christophe Avarre, Claude Casellas, Papa Ndiaye, Wilfried Sanchez
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Rachid Amara, Jean Laroche

Mots clés

Mots clés contrôlés

Sarotherodon melanotheron

Salinité

Pollution

Changements climatiques

Changements climatiques -- Adaptation

Réchauffement de la Terre

Mots clés libres

Changement climatique

Pollution chimique

Sarlinité

Sarotherodon melanotheron

Climate change

Chemical contaminants

Salinity

Sarotherodon melanotheron

Résumé

Sarotherodon melanotheron est un poisson euryhalin endémique d'Afrique de l'ouest, qui vit et se reproduit dans tous les milieux aquatiques. Dans cette région où le changement climatique a provoqué l'apparition d'estuaires hypersalés, cette espèce est la seule à survivre en milieu hyperhalin, et constitue donc un excellent modèle biologique. Les milieux aquatiques côtiers sont aussi impactés par de nombreux contaminants issus de l'activité humaine. L'objectif de cette thèse était d'évaluer l'impact des effets croisés de la salinité et des contaminants chez S. melanotheron dans des milieux très contrastés au Sénégal en utilisant une approche multi-multiparamétrique. Des indicateurs physiologiques (taux de croissance, facteur de condition) et une batterie de biomarqueurs en lien avec l'osmorégulation (pompe NKA), le métabolisme des xénobiotiques (EROD et GST), la protection vis-à-vis du stress (TBARS), la transmission de l'influx nerveux (AChE) et la reproduction (vitellogénine et histopathologie gonadique) ont été mesurés. Ils ont été complétés par une étude de la diversité génétique et de la forme des otolithes pour différencier les populations. Un dosage préalable de la contamination des sédiments a permis de caractériser précisément les sites échantillonnés. L'induction de l'activité EROD sur le site le plus impacté en HAP et celle de la NKA sur les sites de salinité plus élevée ont montré la sensibilité de ces biomarqueurs. Des expérimentations sur S. melanotheron en milieu contrôlé ont permis d'appréhender l'impact des effets combinés de la salinité et du DDT, et de caractériser l'activité NKA et les transporteurs protéiques (NKA et CFTR) mis en jeu lors de l'osmorégulation. L'immunofluorescence prononcée des transporteurs et leur abondance au niveau des branchies suggèrent leur implication fonctionnelle dans l'osmorégulation. L'analyse de la forme des otolithes et de la génétique des populations de S. melanotheron échantillonnées ont montré que la distance géographique semble être discriminante pour les variations morphométriques des otolithes, alors que la variabilité génétique observée traduisait l'histoire de la colonisation postglaciaire et les évènements démographiques affectant les populations les plus isolées. Tous les résultats montrent l'intérêt de l'utilisation d'une approche multi-paramétrique pour caractériser l'impact de perturbateurs environnementaux multiples. Des travaux complémentaires permettraient d'affirmer que ce tilapia est un très bon indicateur utilisable dans l'évaluation de la qualité des écosystèmes côtiers en milieu tropical.

The euryhaline black-chinned tilapia Sarotherodon melanotheron heudelotii is endemic in West Africa and able to adapt to changes of salinity, to survive and to reproduce in different natural conditions. It is one of rare species to survive in hyperhaline area. Increased of the salinity levels is one of the consequences of climate change in West Africa coastal environments. However coastal zones are also the ultimate sink of chemical contaminants. The aim of this study was to assess the impact of the combined effects of salinity and pollutants in the black-chinned tilapia for evaluate the Senegalese aquatic habitat quality. In accord to this objective physiological marker (condition factor and growth rate) and several biochemical biomarkers to link with osmoregulatory (NKA), xenobiotic metabolisation (EROD, GST), oxidative stress (TBARS), neurotoxicity (AChE) and reproduction (VTG and gonad histopathology) were assessed. Field studies revealed that EROD and NKA can discriminate different sampling site and could be used as biomarkers on pollutants and salinity exposure respectively. The combined effects of salinity and DDT on osmoregulatory were characterized in laboratory conditions. Results showed that influenced the osmoregulatory mechanisms with differential abundance of transport proteins (NKA and CFTR) in gill and induction of NKA. The results showed that a set of biomarkers to assess effects of multiple stressors can be useful in S. melanotheron. In addition, the S. melanotheron population structure using morphologic and genetic analysis revealed that otolith shape analysis provides a geographical discrimination and microsatellites analysis allow genetic pool discrimination. Results show the absence of correspondence between the morphologic and genetic patterns. The present study demonstrated that importance of use multi-parametric approach to assess impact of multiple stressors, such as salinity and contaminants on black-chinned tilapia. Further studies should be realized for a better characterize this set of biomarker responses.