Effets écotoxicologiques et conséquences écologiques des microplastiques sur lefonctionnement des sols

Ecotoxicological effects and ecological consequences of microplastics on soil functionning

• Auteur / Autrice : Adrien Blanchard
• Direction : Juliette Fabure, Agnes Richaume-jolion
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : Écotoxicologie
• Date : Inscription en doctorat le 01/11/2022
• Etablissement(s) : université Paris-Saclay
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Agriculture, alimentation, biologie, environnement, santé (Paris ; 2015-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Écologie fonctionnelle et écotoxicologie des agroécosystèmes (2014-....)
• Partenaire(s) de recherche : Référent : AgroParisTech (France ; 2007-....)

Mots clés

Mots clés libres

Écotoxicité fonctionnelle

Exposition

Contamination

Interactions trophiques

Faune du sol

Microorganismes

Functionnal ecotoxicity

Exposure

Contamination

Trophical interactions

Soil fauna

Microorganisms

Résumé

L'utilisation croissante de plastiques de nature diverse conduit à l'accumulation et au stockage à long terme de microplastiques (MP) dans les sols. Il y a de plus en plus de travaux dans la littérature visant à relier la présence de MP et les conséquences sur les organismes du sol qui assurent des fonctions écologiques essentielles. Mais il s'agit la plupart du temps d'approches d'écotoxicologie au travers d'effets sur certains organismes pris isolément (microorganismes, micro-, macrofaune et plantes), sans aborder les questions d'écotoxicité. De plus dans les sols agricoles la présence de MP peut être due à des apports via des amendements avec des matrices organiques et leur impact sur le fonctionnement biologique des sols est alors peu documenté. L'objectif de cette thèse est de quantifier les effets écotoxicologiques et de comprendre les conséquences écologiques des MPs sur le fonctionnement du sol, en se focalisant sur les relations entre processus dans le sol, exercés par les organismes dans le sol et à la surface des sols (relations belowground-aboveground). Il s'agira en particulier de vérifier l'hypothèse que les interactions entre organismes dans le sol exacerbent l'exposition aux MP tandis que les interactions en présence d'une plante atténuent l'exposition aux MP dans chaque compartiment biologique. Nous testerons les effets directs des MP sur différents organismes modèles et viserons à évaluer l'influence des interactions trophiques sur l'écotoxicité des MP via les rétroactions des différents organismes étudiés. La démarche générale repose sur des expérimentations dans des systèmes contrôlés avec une complexification croissante des situations d'exposition, et une modélisation des effets observés au regard des réseaux trophiques. Les résultats attendus apporteront de nouvelles connaissances sur l'écotoxicité fonctionnelle des MP, avec pour finalité l'élaboration d'un modèle conceptuel.

The increasing use of plastics of various kinds is leading to the accumulation and long-term storage of microplastics (MP) in soils. There is a growing body of work in the literature that aims to link the presence of MP and the consequences on soil organisms that perform essential ecological functions. But most of the time, these are ecotoxicological approaches through effects on certain organisms taken in isolation (microorganisms, micro-, macrofauna and plants) without addressing ecotoxicity issues. Moreover, in agricultural soils the presence of MP can be due to inputs via amendments with organic matrices and their impact on the biological functioning of soils is then little documented. The objective of this thesis is to quantify the ecotoxicological effects and to understand the ecological consequences of MP on soil functioning, focusing on the relationships between processes in the soil, exerted by organisms in the soil and at the soil surface (belowground-aboveground relationships In particular, it will be about testing the hypothesis that interactions between organisms in the soil exacerbate exposure to PM while interaction in presence of a plant decrease MP exposure in each biological compartment. We will test the direct effects of PM on different model organisms and aim to evaluate the influence of trophic interactions on PM ecotoxicity via feedbacks from the different organisms studied. The general approach is based on experiments in controlled systems with an increasing complexity of the exposure situations, and a modelling of the observed effects with respect to food webs. The expected results will bring new knowledge on the functional ecotoxicity of PM, with the aim of developing a conceptual model.