Effet de l'hypoxie et de l'acidification sur la physiologie du pétoncle péruvien Argopecten purpuratus (L.)

Effect of hypoxia and acidification on the physiology of the Peruvian scallop Argopecten purpuratus (L.)

• Auteur / Autrice : Rosa Cueto Vega
• Direction : Gérard Thouzeau, Frédéric Jean, Patricia Liliana Gil Kodaka
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biologie marine
• Date : Soutenance le 27/01/2022
• Etablissement(s) : Brest
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Sciences de la mer et du littoral (Plouzané)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire des sciences de l’environnement marin (Plouzané, Finistère)
• Jury : Président / Présidente : Ilie Sava Racotta Dimitrov
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Gérard Thouzeau, Frédéric Jean, Patricia Liliana Gil Kodaka, Ilie Sava Racotta Dimitrov, Katherina Brokordt, Jorge Larry Tam Málaga, Marcela Cantillanez Silva
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Ilie Sava Racotta Dimitrov, Katherina Brokordt

Mots clés

Mots clés contrôlés

Acidification des océans

Anoxie

Résistance au stress

Argopecten purpuratus

Mots clés libres

Argopecten purpuratus

Réponse physiologique

Hypoxie

Acidification

Argopecten purpuratus

Physiological response

Hypoxia

Acidification

Résumé

L'hypoxie et l'acidification, stress environnementaux majeurs, affectent les populations marines du système du courant de Humboldt le long des côtes du Pérou et du Chili, provoquant des épisodes de mortalité massive, notamment chez le pétoncle péruvien Argopecten purpuratus. Notre recherche avait trois objectifs principaux. Tout d'abord, caractériser ls conditions d'hypoxie dans les baies de Paracas et Sechura. Ces baies ont connu des périodes prolongées d'hypoxie modérée et sévère, durant plusieurs jours pendant la période d’étude. Deuxièmement, examiner l'influence de la taille des pétoncles sur leur tolérance à l'hypoxie en laboratoire (survie, régulation de l'oxygène et récupération post-stress). Les pétoncles les plus petits ont montré une meilleure tolérance à l'hypoxie. Enfin, étudier les réponses physiologiques et protéomiques des pétoncles juvéniles à l'hypoxie et à l'acidification à moyen terme. Une exposition prolongée à ces stress a entraîné une réduction des taux de filtration et de calcification, une maturation accrue, des altérations de la survie, et des modèles distincts de régulation et de dérégulation protéiques. Dans le traitement combinant les stress, des protéines liées à l'immunité et au métabolisme protéique ont été dérégulées, tandis que peu de protéines liées à l'énergie et à l'homéostasie ont été accumulées. Ces résultats suggèrent un compromis énergétique entre homéostasie et maturation, ce qui pourrait affecter la croissance et la reproduction. Dans des scénarios de changement climatique et d'événements extrêmes, la capacité accrue des individus de petite taille à résister aux stress environnementaux pourrait favoriser une sélection en faveur des individus à faible croissance.

Hypoxia and acidification are significant environmental stressors affecting marine populations in the Humboldt Current System along Peru and Chile's coastlines. Over the past decade, the region has experienced several mass mortality events, particularly among benthic organisms like Argopecten purpuratus, often linkedto extreme hypoxia events. Our research pursued three primary objectives. Firstly, it characterized the environmental conditions associated with hypoxia in two Peruvian bays, Paracas and Sechura. These bays exhibited prolonged moderate and severe hypoxia events, with durations of several days. Secondly, we examined how individual scallop size influenced survival, oxygen regulation, and recovery when exposed to extreme hypoxia in laboratory settings. Smaller scallops displayed higher hypoxia tolerance. Lastly, we investigated the physiological and proteomic responses of juvenile scallops to medium-term exposure to hypoxia and acidification. Prolonged exposure to these stressors resulted in reduced filtration and calcification rates, stimulated maturation, lower survival rates, and distinct protein accumulation and deregulation patterns. In the combined stress treatment, several immune and protein metabolism-related proteins were deregulated, while only a few energy- and homeostasis- related proteins were accumulated. These findings imply an apparent energy trade-off between maintaining homeostasis and reproductive maturation, potentially affecting growth and reproduction. In extreme events and amidst climate change scenarios, enhanced ability of smaller individuals to withstand environmental stressors could drive a selection process favoring slow-growth individuals.