publication – Page 3 – Laboratoire LEMAR UMR 6539

Invertébrés marins et bruit

Résumé

Parmi les facteurs de risque qui compromettent la conservation de la biodiversité marine, l’un des problèmes les moins bien compris est le bruit produit par les activités humaines en mer et sur terre. De nombreux aspects de la manière dont le bruit et d’autres formes d’énergie peuvent avoir un impact sur l’équilibre naturel des océans n’ont pas encore été étudiés. Au cours des dernières décennies, une attention considérable a été accordée à la détermination de la sensibilité au bruit des mammifères marins, en particulier des cétacés et des pinnipèdes, ainsi que des poissons, dont on sait qu’ils possèdent des organes auditifs. Des études récentes ont révélé qu’une grande diversité d’invertébrés sont également sensibles aux sons, notamment par l’intermédiaire d’organes sensoriels dont la fonction originelle est de permettre le maintien de l’équilibre dans la colonne d’eau et de percevoir la gravité. Les invertébrés marins représentent non seulement la plus grande partie de la biomasse marine et sont des indicateurs de la santé des océans, mais de nombreuses espèces ont également une valeur socio-économique importante. Cette étude présente les connaissances scientifiques actuelles sur la bioacoustique des invertébrés (production, réception et sensibilité des sons), ainsi que sur la manière dont les invertébrés marins sont affectés par les bruits anthropogéniques. Elle réexamine également de manière critique la littérature afin d’identifier les lacunes qui encadreront les futures recherches sur la tolérance au bruit des écosystèmes marins.

Figure 4 : Marine Invertebrate sound sensory systems.

Points forts

(1) Nous avons fait le point sur les connaissances scientifiques actuelles concernant la bioacoustique des invertébrés marins (détection et production de sons) et leurs réponses (effets physiques, physiologiques et comportementaux) au bruit anthropique à différents stades de la vie, au niveau de la population et de l’écosystème. Bien que l’impact de la pollution sonore sur les invertébrés marins soit peu étudié, une révision exhaustive et systématique de la littérature a démontré que le bruit anthropique est préjudiciable non seulement à ces espèces, mais aussi aux écosystèmes naturels qu’elles habitent.

(2) Étant donné que les effets du bruit peuvent être provoqués du niveau cellulaire au niveau des écosystèmes, la compréhension de l’impact du bruit nécessite une expertise interdisciplinaire afin d’adopter une vision holistique du problème.

(3) Les recherches futures doivent inclure un protocole détaillé qui, dans l’idéal, fournirait non seulement des mesures et des méthodes acoustiques précises, mais aussi des expériences à long terme, des effets cumulatifs, des gradients d’exposition au bruit, une récupération potentielle du bruit chronique dans une variété de groupes taxonomiques et de sources de bruit.

(4) Les effets de facteurs de stress multiples doivent être pris en compte lors de l’évaluation des impacts potentiels de l’exposition au bruit.

(5) Cette étude constitue une référence précieuse pour guider les gestionnaires des ressources naturelles dans l’évaluation des effets du bruit anthropique et le développement de futures opérations à des échelles temporelles et spatiales pertinentes pour les écosystèmes océaniques.

Références

Sole´ M, Kaifu K, Mooney TA, Nedelec SL, Olivier F, Radford AN, Vazzana M, Wale MA, Semmens JM, Simpson SD, Buscaino G, Hawkins A, Aguilar de Soto N, Akamatsu T, Chauvaud L, Day RD, Fitzgibbon Q, McCauley RD and Andre´ M. (2023) Marine invertebrates and noise. Front. Mar. Sci. 10:1129057. doi: 10.3389/fmars.2023.1129057

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26/04/2023/by sherve@univ-brest.fr

Le puits de fer (II) dissous non comptabilisé : Aperçu des concentrations de dFe(II) dans les profondeurs de l’océan Atlantique

article du mois

Résumé

Les sources hydrothermales situées le long des dorsales océaniques sont des sources reconnues de nombreux métaux, dont le fer, qui existe sous deux formes: le Fe(II), accessible au phytoplancton mais facilement oxydable et peu abondant, et le Fe(III), dominant mais peu accessible. Dans cet article, les concentrations de fer dissous dFe(II) ont été mesurées à proximité de 6 sites hydrothermaux localisés sur la dorsale médio-atlantique (entre 39,5°N et 26°N). Le fer (II) présent dans l’eau de mer est oxydé entre quelques minutes et quelques heures, ce qui est en moyenne deux fois plus rapide que le temps nécessaire à la collecte des échantillons dans les profondeurs de l’océan et à son analyse dans le laboratoire à bord des navires océanographiques. En utilisant une équation multiparamétrique (température in-situ, pH, salinité, délai entre la collecte et l’analyse) pour estimer la concentration initiale de dFe(II) dans l’océan profond, cette étude montre que le dFe(II) contribue à plus de 20% au réservoir dissous, contrairement à <10 % précédemment comptabilisé. Les concentrations de dFe(II) in situ sont donc nettement plus élevées que les valeurs rapportées dans les environnements sédimentaires et hydrothermaux où le Fe est ajouté à l’océan sous sa forme réduite.

Points forts

Compte tenu de l’oxydation, les concentrations de fer (II) en haute mer sont inférieures à 0,2 nmol L-1.
La plus forte concentration de fer (II) mesurée était de 69,6 nmol L-1 au site hydrothermal Rainbow.
En haute mer, le fer (II) représente 20 % du stock de fer dissous.
Les variations d’oxygène au sein de l’OMZ représentent 60 % de la variabilité de l’oxydation du fer (II).

Référence

Gonzalez-Santana, D.; Lough, A. J. M.; Planquette, H.; Sarthou, G.; Tagliabue, A.; Lohan, M. C. The Unaccounted Dissolved Iron (II) Sink: Insights from DFe(II) Concentrations in the Deep Atlantic Ocean. Sci. Total Environ. 2023, 862, 161179.

https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2022.161179.

10/03/2023/by sherve@univ-brest.fr

Distribution spatiale des assemblages de poissons tropicaux

article du mois

La distribution spatiale complète des assemblages de poissons tropicaux à partir de l’acoustique multifréquence respecte le cadre de l’effet de masse des îles.

La description de la distribution des poissons et des caractéristiques environnementales qui leur sont associées est la première étape pour comprendre comment les communautés de poissons sont structurées dans l’espace. C’est une étape nécessaire pour mener la Planification Spatiale Marine (PSM) et appliquer des politiques de protection pertinentes.

Résumé

Les écosystèmes marins tropicaux présentent une grande biodiversité et fournissent des ressources pour la pêche artisanale et le tourisme. Cependant, des informations précises sur la distribution spatiale des poissons font défaut, ce qui limite notre capacité à concilier exploitation et conservation. Nous avons combiné l’acoustique aux observations vidéo pour fournir une description complète de la distribution des poissons dans un environnement tropical typique, l’archipel Fernando de Noronha (FNA) au large du nord-est du Brésil. Nous avons identifié et classé tous les échos acoustiques en dix assemblages de poissons et deux espèces de baliste. Ceci a permis de relier les différents modèles spatiaux à une série de facteurs environnementaux et au niveau de protection. Nous fournissons la première estimation de la biomasse du baliste noir Melichthys niger, un acteur clé en milieu tropical. En comparant les effets des récifs euphotiques et mésophotiques, nous montrons que la topographie est plus importante que la profondeur, le rebord du plateau étant le point chaud le plus important. Nous complétons également le portrait de l’effet de masse des îles en révélant une dissymétrie spatiale claire concernant la distribution des poissons. En effet, alors que la productivité primaire est plus élevée en aval, les poissons se concentrent en amont. La distribution complète des poissons fournie par notre approche est directement utilisable pour mettre en œuvre une planification de l’espace marin reposant sur des bases scientifiques.

Représentation synthétique de l’effet de masse insulaire illustré par le cas de Fernando de Noronha.

Référence

Salvetat, J., Bez, N., Habasque, J., Lebourges-Dhaussy, A., Lopes, C., Roudaut, G., Simier, M., Travassos, P., Vargas, G., and Bertrand, A. 2022. Comprehensive spatial distribution of tropical fish assemblages from multifrequency acoustics and video fulfils the island mass effect framework. Scientific Reports 12(1): 8787. Nature Portfolio, Berlin. doi:10.1038/s41598-022-12409-9.

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10/06/2022/by titodemora

Réponse de défense immunitaire de la coquille Saint-Jacques

article du mois

(c) Gert Hansen. Licensed under a Creative Commons Attribution-Noncommercial-Share Alike 4.0 License

Des analyses physiologiques et protéomiques comparatives révèlent la réponse de défense immunitaire de la coquille Saint-Jacques Pecten maximus en présence de la toxine paralysante des mollusques (PST) d’Alexandrium minutum.

Résumé

La coquille Saint-Jacques, Pecten maximus, est un fruit de mer de grande valeur en Europe. Au cours des dernières années, sa culture a été menacée par des microalgues toxiques lors des efflorescences algales nuisibles, suscitant des inquiétudes en matière de santé publique. En effet, les phycotoxines accumulées dans les bivalves peuvent être nocives pour l’homme, notamment les toxines paralysantes des mollusques (PST) synthétisées par la microalgue Alexandrium minutum. Des effets délétères de ces algues toxiques sur les bivalves ont également été rapportés. Cependant, leur impact sur des bivalves tels que la coquille Saint-Jacques est loin d’être complètement compris. Cette étude a combiné des analyses écophysiologiques et protéomiques pour étudier la réponse précoce des coquilles juvéniles à une exposition de courte durée à A. minutum productrice de PST. Nos données ont montré que tout au long des 2 jours d’exposition à A. minutum, les coquilles Saint Jacques ont présenté une baisse transitoire des taux de filtration et de respiration et ont accumulé de la PST. Une variabilité interindividuelle significative du potentiel d’accumulation des toxines a été observée entre les individus. En outre, nous avons constaté que l’ingestion d’algues toxiques, corrélée à l’accumulation de toxines, était déterminée par deux facteurs : 1/ le temps nécessaire à la coquille Saint-Jacques pour se remettre de l’inhibition de la filtration et recommencer à filtrer, 2/ le niveau de filtration auquel la coquille Saint-Jacques recommence à filtrer après l’inhibition. De plus, à la fin de l’exposition de 2 jours à A. minutum, les analyses protéomiques ont révélé une augmentation du récepteur B1 de type lectine des cellules tueuses, impliqué dans la réponse immunitaire adaptative. Les protéines impliquées dans la détoxification et le métabolisme ont été trouvées en plus faible quantité dans les coquilles Saint-Jacques exposées à A. minutum. Les données protéomiques ont également montré une accumulation différentielle de plusieurs protéines de structure telles que la β-actine, la paramyosine et la filamine A, suggérant un remodelage du tissu du manteau lorsque les coquilles Saint-Jacques sont soumises à une exposition à A. minutum.

(a). Concentration individuelle de toxines dans la glande digestive (DG) des pétoncles à la fin de l’exposition (jour 4, µg STX 100 g-1 DG) par rapport au nombre total de cellules A. minutum consommées par chaque coquille pendant les jours 3 & 4 par g de coquille (nombre de cellules g-1) pour tous les essais (n=18). La ligne indique le modèle de régression de type II ajusté. (b). Le graphique montre les taux de clairance (L h-1) des essais TC-A (jours 1 & 2 d’exposition à T. lutea et C. muelleri et jours 3 & 4 d’exposition à A. minutum) mesurés du jour 1 au jour 4 et normalisés pour une coquille de 7g de masse totale. Les données ont été mises en évidence selon les 3 clusters (potentiel d’accumulation faible, moyen et élevé), chaque forme vide représentant un individu du cluster d’accumulation faible □, moyenne △ ou élevée ○ et les formes pleines correspondant aux valeurs moyennes pour 5h dans les clusters d’accumulation faible ■, moyenne ▲ et élevée ●.

Points forts

La microalgue A. minutum inhibe transitoirement les activités de filtration et de respiration des pétoncles géants.
L’accumulation de la toxine paralysante A. minutum dans le coquille Saint-Jacques est très variable selon les individus.
Analyse protéomique de l’effet de l’algue toxique A. minutum sur la coquille Saint-Jacques : réponse immunitaire et détoxication.

Référence

Even, Y., Pousse, E., Chapperon, C., Artigaud, S., Hegaret, H., Bernay, B., Pichereau, V., Flye-Sainte-Marie, J., and Jean, F. 2022. Physiological and comparative proteomic analyzes reveal immune defense response of the king scallop Pecten maximus in presence of paralytic shellfish toxin (PST) from Alexandrium minutum. Harmful Algae 115: 102231. doi:10.1016/j.hal.2022.102231.

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19/05/2022/by titodemora

Influence des ligands forts du fer sur la capacité d’oxydation de l’eau des nuages

article du mois

Résumé

Le fer (Fe) joue un double rôle dans la chimie atmosphérique : il est impliqué dans la réactivité chimique et photochimique et sert de micronutriment pour les micro-organismes dont on a récemment montré qu’ils produisaient des ligands organiques puissants. Ces ligands contrôlent la réactivité, la mobilité, la solubilité et la spéciation du Fe, ce qui a un impact potentiel sur la biodisponibilité du Fe et la capacité oxydante de l’eau des nuages.

Dans ce travail, les concentrations de ligands liant le Fe et les constantes de stabilité conditionnelle ont été mesurées expérimentalement pour la première fois par la technique CLE-ACSV (Competitive Ligand Exchange-Adsorptive Cathodic Stripping Voltammetry) dans des échantillons d’eau trouble collectés au puy de Dôme (France). Les constantes de stabilité conditionnelles, qui indiquent la force des complexes Fe-ligand, sont plus élevées que celles considérées jusqu’à présent dans la chimie des nuages (principalement Fe-oxalate). Pour comprendre l’effet de la complexation du Fe sur la réactivité de l’eau des nuages, nous avons utilisé le modèle CLEPS de chimie des nuages. Selon les résultats du modèle, nous avons constaté que la complexation du Fe a un impact sur le taux de formation des radicaux hydroxyles : contrairement à nos attentes, la complexation du Fe par des ligands organiques naturels a conduit à une augmentation de la production de radicaux hydroxyles. Ces résultats ont un impact important sur la chimie des nuages et le cycle global du fer.

Points forts

95% du fer est complexé par des ligands organiques forts, probablement produits par des micro-organismes.
Les constantes de stabilité des complexes du fer sont beaucoup plus élevées que celles utilisées dans la chimie des nuages.
La présence de ligands organiques forts induit une augmentation de la production de radicaux hydroxyles.
L’analyse des sources et des puits du point radicalaire HO2/O2 a mis en évidence que le fer complexé n’épuise pas le point radicalaire HO₂/O₂.

Référence

Aridane G. González, Angelica Bianco, Julia Boutorh, Marie Cheize, Gilles Mailhot, Anne-Marie Delort, Hélène Planquette, Nadine Chaumerliac, Laurent Deguillaume, Geraldine Sarthou. Influence of strong iron-binding ligands on cloud water oxidant capacity, Science of The Total Environment, Volume 829, 2022, 154642, ISSN 0048-9697, https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2022.154642.

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30/03/2022/by sherve@univ-brest.fr