De l'exposition aux contaminants à l'évaluation des effets chez la Cistude d'Europe : le cas des pesticides et des éléments traces métalliques

From exposure to contaminants to the assessment of effects in the European Cistude : the case of pesticides and metallic trace elements

• Auteur / Autrice : Leslie-Anne Merleau
• Direction : Aurélie Goutte, Olivier Lourdais
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Dynamique des milieux naturels et anthropises passés et actuels
• Date : Soutenance le 19/09/2024
• Etablissement(s) : Université Paris sciences et lettres
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale de l'École pratique des hautes études
• Partenaire(s) de recherche : Établissement de préparation de la thèse : École pratique des hautes études (Paris ; 1868-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Milieux environnementaux, transferts et interactions dans les hydrosystèmes et les sols (Paris ; 1997-....)
• Jury : Président / Présidente : Claude Miaud
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Aurélie Goutte, Olivier Lourdais, Emilie Farcy, David Siaussat, Laure Mamy, Marion Vittecoq
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Emilie Farcy, David Siaussat

Mots clés

Mots clés contrôlés

Mercure

Bentazone

Marqueurs biologiques

Écotoxicologie

Reptiles

Mots clés libres

Reptile aquatique

Écotoxicologie du paysage

Suivi à long terme

Biomarqueurs

Aquatic reptile

Landscape ecotoxicology

Long-Term monitoring

Biomarkers

Bentazone

Mercury

Résumé

Les zones humides (ZH) abritent une biodiversité très riche mais font face à de nombreuses menaces dont la pollution. Les pesticides et les éléments traces métalliques (ETM) peuvent atteindre les ZH, cependant la contamination des vertébrés en milieu naturel reste insuffisamment étudiée en regard du risque de déclin des populations. La sous-évaluation des effets de ces contaminants est particulièrement manifeste pour les reptiles aquatiques, un des taxons les moins étudiés en écotoxicologie, et pourtant l'un des plus menacés. En France, la Cistude d'Europe (Emys orbicularis) est une espèce native de tortue dulçaquicole en déclin, présente dans plusieurs régions à forte pression agricole. L'objectif central de la thèse est de comprendre l'exposition aux pesticides et aux ETM et leurs effets chez quinze populations de Cistudes dans trois régions de France (Camargue, Nouvelle-Aquitaine et Brenne). Grâce à deux types d'approches, longitudinale et transversale, nous avons (1) quantifié une grande diversité de molécules dans l'environnement et une importante contamination plasmatique à la bentazone (herbicide) en Camargue, pour laquelle l'eau semblait la voie d'exposition majeure ; (2) détecté d'importantes variations spatiales au niveau inter et intra-régional dans la contamination des individus par les pesticides, ainsi qu'une forte variabilité temporelle de cette contamination, saisonnière et annuelle, alors que cette variabilité spatio-temporelle était modérée pour les ETM ; (3) déterminé que les caractéristiques individuelles (sexe, taille, âge) expliquaient de façon importante les niveaux sanguins d'ETM mais pas de pesticides ; et enfin (4) exploré des réponses physiologiques qui ont révélé un lien entre pesticides environnementaux et profil leucocytaire ainsi qu'entre niveaux sanguins d'ETM et stress oxydant et neurotoxicité. L'étude de ces réponses physiologiques, en particulier au niveau immunitaire, devra être approfondie pour mieux appréhender les impacts des contaminations observées. La poursuite des suivis à long terme sera par ailleurs nécessaire pour évaluer les effets populationnels de ces contaminations.

Wetlands harbor a rich biodiversity, but undergo numerous threats, including pollution. Pesticides and metallic trace elements (MTEs) can reach wetlands, yet the contamination of vertebrates in their natural habitat remains poorly documented regarding the risk of population decline. The under-assessment of the effects of these contaminants is undeniable for aquatic reptiles, one of the least studied taxa in ecotoxicology, yet one of the most threatened. In France, the European pond turtle (Emys orbicularis) is a native freshwater species which is in decline, and is present in several regions with strong agricultural pressure. The central objective of the thesis is therefore to understand exposure to pesticides and MTEs and their effects in fifteen populations of pond turtles spread across three regions of France (Camargue, Nouvelle-Aquitaine and Brenne). Using two types of approach, longitudinal and transversal, we (1) quantified a wide diversity of molecules in the environment and significant plasma contamination by bentazone (herbicide) in the Camargue, for which water appeared to be the main exposure pathway; (2) detected significant spatial variations of the contamination of turtles by pesticides between and within regions, as well as a strong seasonal and annual temporal variability of this contamination, whereas this variability was moderate for MTEs; (3) determined that individual characteristics (sex, size, age) were important explaining factors of MTEs blood levels but not pesticides; and finally (4) explored physiological responses which showed a link between environmental pesticides and leukocyte profile, and between MTEs blood levels and oxidative stress and neurotoxicity. These physiological responses, particularly at the immune level, need to be investigated further to better assess the impacts of the observed contamination. Long-term monitoring should be continued to assess the population effects of contaminant exposure in this species.