Variabilité et déterminants de la bioaccumulation des métaux par les poissons marins : cas du Grand Ecosystème Marin du Courant des Canaries

Variability and determinants of metal bioaccumulation by marine fish : case study of the Canary current

• Auteur / Autrice : Gaël Le Croizier
• Direction : Luis Tito de Morais, Raymond Laë
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biologie marine
• Date : Soutenance le 13/06/2017
• Etablissement(s) : Brest
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences de la mer (Plouzané, Finistère)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire des sciences de l’environnement marin (Plouzané, Finistère)
• Jury : Président / Présidente : Fabienne Guérard
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Luis Tito de Morais, Raymond Laë, Fabienne Guérard, Krishna Das, Patrice Couture, Tiphaine Chouvelon
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Krishna Das, Patrice Couture

Mots clés

Mots clés contrôlés

Canaries

Courants marins

Bioaccumulation

Teneur en métaux

Poissons de mer

Mer -- Pollution par les métaux

Mots clés libres

Eléments métalliques

Poissons marins

Répartition subcellulaire

Cinétiques d’accumulation

Ecologie trophique

Metal elements

Marine fish

Subcellular partitioning

Accumulation kinetics

Trophic ecology

Résumé

Le Grand Ecosystème Marin du Courant des Canaries est un des principaux systèmes mondiaux d’upwelling et assure une des plus importantes productions de pêche parmi les grands écosystèmes marins d’Afrique. Cet écosystème est soumis à des apports en éléments métalliques entraînant leur accumulation par les organismes marins et notamment les poissons. En termes de bioaccumulation, une forte variabilité est observée entre les espèces exploitées mais également entre individus d’une même espèce. Ce travail de thèse se propose de caractériser les paramètres majeurs qui déterminent l’accumulation des métaux par les poissons marins, en prenant pour cas d’étude l’écosystème du courant des Canaries. Deux approches ont été adoptées, l’une portant sur les particularités physiologiques et l’autre sur les mécanismes écologiques régissant la bioaccumulation. A un premier niveau d’intégration, les caractéristiques physiologiques spécifiques telles que l’efficacité d’assimilation, les concentrations en métallothionéines et le mode de séquestration des métaux agissent sur la bioaccumulation. Ensuite, à un second niveau, la nature des proies joue un rôle crucial sur l’exposition aux métaux du fait de la dominance de la voie de transfert trophique chez les poissons marins. A un dernier niveau d’intégration, l’habitat représente un paramètre déterminant, principalement en influant sur les niveaux de contamination des proies soumis au cycle des métaux dans l’environnement marin. Cette thèse a présenté une approche innovante, en proposant une étude intégrée de la cellule à l’écosystème en passant par l’individu, dédiée à la compréhension d’un mécanisme impliquant des répercutions tant sur la préservation des ressources marines que sur la santé des consommateurs.

The Canary Current Large Marine Ecosystem in West Africa is one of the most productive upwelling ecosystems. It is subjected to anthropogenic inputs leading to metal accumulation by marine fish species, which show a great variability in terms of metal concentrations. This PhD work aims to characterize the major parameters determining metal accumulation by marine fish, based on the case study of the Canary current. Two main approaches were developed concerning physiological and ecological features. At a first integration level, physiological characteristics such as assimilation efficiency, metallothionein concentrations and subcellular metal partitioning influence bioaccumulation. At a second level, prey composition plays a key role due to the dominance of metal accumulation through dietary intakes in marine fish. Finally, habitat drives metal exposure to fish due to the biogeochemical cycle of the metal elements.This study proposed an innovating approach, combining analyses from the cellular level to the ecosystem one, including the individual level, and aiming for a thorough comprehension of a mechanism implying consequences on marine resource conservation and human safety.