Effet des microplastiques sur les jeunes stades de vie des poissons marins

Effect of microplastics on the early life stages of marine fish

• Auteur / Autrice : Hugo Jacob
• Direction : David Lecchini, Marc Métian
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences de l'environnement marin
• Date : Soutenance le 19/12/2019
• Etablissement(s) : Paris Sciences et Lettres (ComUE)
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale de l'École pratique des hautes études (Paris)
• Partenaire(s) de recherche : Établissement de préparation de la thèse : École pratique des hautes études (Paris ; 1868-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Centre de recherches insulaires et observatoire de l’environnement (Moorea, Polynésie française ; Perpignan)
• Jury : Président / Présidente : Valériano Parravicini
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : David Lecchini, Marc Métian, Valériano Parravicini, David Mazurais, Christel Lefrançois, Silvia Lacorte Bruguera
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : David Mazurais, Christel Lefrançois

Mots clés

Mots clés contrôlés

Poissons -- Effets de la pollution de l'eau

Poissons -- Larves

Microplastiques

Mots clés libres

Juvénile

Juvenile

Microplastic

Fish

Résumé

La pollution plastique est aujourd'hui une préoccupation environnementale et sociétale majeure. Au cours des 10 dernières années, de nombreuses études expérimentales ont complété les observations de terrain dans l’espoir de mieux comprendre le devenir et l’impact des micro et / ou nano-plastiques (MP / NP) sur divers organismes (par exemple: oiseaux, poissons et mammifères). Chez les poissons, les effets les plus significatifs reportés après une exposition aux MP/NP ont été observés sur les fonctions comportementales et neurologiques, la perméabilité intestinale, le métabolisme et la diversité du microbiome intestinal. Cependant, la pollution plastique reste difficile à quantifier dans l'environnement et à contrôler en laboratoire, et les particules de plastique sont souvent co-contaminées de manière naturelle ou expérimentale avec divers polluants chimiques. Par conséquent, les études sur les effets comportementaux et physiologiques associés à l’ingestion des MP/NP vierges chez les jeunes stades de vie poissons marins restent peu nombreuses à l’heure actuelle. Ainsi, l’objectif de cette thèse est d’étudier les effets de deux types de plastique fréquemment rencontrés en milieu marin, à savoir le polyéthylène (PE) et le polystyrène (PS), sous la forme de microplastiques (de 10 à 100 µm), sur les jeunes stades de vie des poissons marins, connus pour être particulièrement sensibles aux stress environnementaux. Ainsi, des larves et juvéniles de différentes espèces de poissons modèles (Tropicale : Acanthurus triostegus et Tempérée : Sparus Aurata) ont été sélectionnés. Plusieurs paramètres physiologiques et comportementaux ont été étudiés après une exposition à des microplastiques via différentes voies (eau et nourriture) dans le cadre de diverses expériences sur ces espèces modèles. Les résultats actuels ne montrent pas d’effets marqués de ce stress à des doses environnementales, cependant certains résultats, comme une augmentation de la mortalité et des perturbations métaboliques, à des doses plus élevées, semblent montrer une toxicité suite à l’ingestion de ces particules. Ainsi, cette thèse révèle que la toxicité des MP / NP vierges sur les poissons devrait être évaluée plus systématiquement en utilisant des méthodes rigoureuses en laboratoire, dans le but d’acquérir une meilleure compréhension des mécanismes sous-jacents de cette toxicité chez les poissons.

Environmental plastic pollution is a major ecological and societal concern today. Over the last 10 years, a broad range of laboratory and experimental studies have complemented field observations in the hope of achieving a better understanding of the fate and impact of micro- and/or nano-plastics (MP/NP) on diverse organisms (e.g. birds, fish and mammals). However, plastic pollution remains challenging to monitor in the environment and to control under laboratory conditions, and plastic particles are often naturally or experimentally co-contaminated with diverse chemical pollutants. In fish, the most significant effects reported after exposure to MP / NP were observed on behavioral and neurological functions, intestinal permeability, metabolism and intestinal microbiome diversity. However, plastic pollution remains difficult to quantify in the environment and to control in the laboratory, and plastic particles are often co-contaminated naturally or experimentally with various chemical pollutants. Therefore, studies on the behavioral and physiological effects associated with ingestion of virgin MP / NP in early life stages of marine fish are still few at present. Thus, the purpose of this thesis is to study the effects of two types of plastic frequently encountered in the marine environment, namely polyethylene (PE) and polystyrene (PS), in the form of microplastics (from 10 to 100 μm), on the early life stages of marine fish, known to be particularly sensitive to environmental stresses. Thus, larvae and juveniles of different model fish species (Tropical: Acanthurus triostegus and Temperate: Sparus Aurata) were selected. Several physiological and behavioral parameters were studied after exposure to MP via different pathways (water and food) in various experiments on these model species. Current results do not show any marked effects of this stressor at environmental concentrations, however some results, such as increased mortality and metabolic disturbances, at higher doses, show toxicity following ingestion of these particles. Thus, this thesis reveals that the toxicity of virgin PM / NP on fish should be evaluated more systematically using rigorous laboratory methods, in order to gain a better understanding of the underlying mechanisms of this toxicity to fish.