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

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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Revoir la tolérance à l’acidification des océans : Perspectives à partir d’un nouveau cadre combinant les points de basculement physiologiques et moléculaires de l’huître du Pacifique.

(C) M. Lutier

Résumé

Les études sur l’impact de l’acidification des océans sur les organismes marins impliquent l’exposition des organismes à des scénarios d’acidification futurs, ce qui est peu pertinent pour les organismes calcifiants côtiers vivant dans une mosaïque d’habitats. L’identification des points de bascule au-delà desquels des effets néfastes sont observés est un indicateur largement généralisable de la sensibilité à l’acidification au niveau de la population. Cette approche est limitée à une poignée d’études qui se concentrent uniquement sur quelques traits macro-physiologiques, négligeant ainsi la réponse de l’organisme entier. Nous développons ici un cadre pour analyser les réponses macro-physiologiques et moléculaires sur une large gamme de pH chez l’huître juvénile. Nous identifions des points de basculement pour les traits physiologiques à pH 7,3-6,9 qui coïncident avec un remaniement majeur des lipides membranaires et du transcriptome. En revanche, une baisse du pH affecte les paramètres de la coquille au-delà des points de basculement, ce qui a probablement un impact sur la condition physique des animaux. Ces résultats ont été rendus possibles par le développement d’une méthodologie innovante permettant de synthétiser et d’identifier les principaux modèles de variations dans de grands ensembles de données -omiques, de les adapter au pH et d’identifier les points de basculement moléculaires. Nous proposons une large application de notre cadre à l’évaluation des effets du changement global sur d’autres organismes.

Résumé graphique

Points de basculement du transcriptome de l’huître. (a-c) Distribution de fréquence du point de basculement pour les relations linéaires par morceaux (côté gauche). Les modèles linéaires et log-linéaires (pas de point de basculement) sont sous le nom de “Lin”. Les gènes sont regroupés en trois groupes de gènes qui co-varient ensemble. La ligne grise indique la fréquence de distribution de tous les gènes indépendamment des clusters. Les groupes de gènes qui présentent des points de basculement voisins avec des fréquences de distribution >5% (représentés par une ligne pointillée), ont été regroupés. Les segments au-dessus des barres indiquent les groupes de gènes sur lesquels des analyses GO ont été menées. Dans chaque cas, le gène qui représente le mieux le groupe selon l’appartenance à un module, l’importance du gène pour le pH et le R2 est présenté en fonction du pH à titre d’exemple (côté droit). Les points de basculement et leurs intervalles de confiance à 95% sont indiqués en gris. Les niveaux de signification des pentes sont présentés à l’aide d’étoiles (p < .001***, p < .01**, p < .05*). Les noms des gènes sont les suivants : LOC117690205 : transporteur monocarboxylate 12-like, LOC105317113 : protéine ribosomale 60S L10a, LOC105331560 : protocadhérine Fat 4.

 

Référence

Lutier, M., Di Poi, C., Gazeau, F., Appolis, A., Le Luyer, J., & Pernet, F. (2022). Revisiting tolerance to ocean acidification: Insights from a new framework combining physiological and molecular tipping points of Pacific oyster. Global Change Biology, 00, 1– 16. https://doi.org/10.1111/gcb.16101
Lien vers le pré-print sur Archimer : https://archimer.ifremer.fr/doc/00749/86130/91363.pdf
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Preuve que les niveaux de mercure du thon dans le Pacifique sont déterminés par la production de méthylmercure marin et les apports anthropiques

Résumé

Le thon de l’océan Pacifique fait partie des produits de la mer les plus consommés, mais il contient des niveaux relativement élevés de méthylmercure, une neurotoxine. Des observations limitées suggèrent que les niveaux de mercure dans le thon varient dans l’espace et le temps, mais les facteurs déterminants ne sont pas bien compris. Nous avons cartographié les concentrations de mercure dans le thon listao dans l’océan Pacifique et construit des modèles additifs généralisés pour quantifier les facteurs anthropiques, écologiques et biogéochimiques. Les niveaux de mercure du thon listao présentent un gradient spatial, avec des concentrations maximales dans le nord-ouest près de l’Asie, des valeurs intermédiaires dans l’est et les niveaux les plus bas dans l’ouest, le sud-ouest et le centre du Pacifique. Les grandes différences spatiales peuvent s’expliquer par la profondeur du pic de méthylmercure dans l’eau de mer près des zones à faible teneur en oxygène, ce qui entraîne une augmentation des concentrations de mercure dans le thon dans les régions où l’oxygène est peu abondant. Malgré ce contrôle biogéochimique naturel, le point chaud du mercure dans le thon pêché près de l’Asie s’explique par des concentrations atmosphériques élevées de mercure et/ou des apports fluviaux de mercure sur le plateau côtier. Bien que nous ne puissions ignorer l’apport de mercure hérité d’autres régions de l’océan Pacifique (par exemple, l’Amérique du Nord et l’Europe), nos résultats suggèrent que les rejets récents de mercure d’origine anthropique, qui sont actuellement les plus importants en Asie, contribuent directement à l’exposition actuelle de l’homme au mercure.

 

Résumé graphique

FIG.2 : Variabilité spatiale des concentrations de mercure dans le thon listao. Cartes de contours spatiaux lissés des (A) concentrations de Hg observées et (B) normalisées (microgrammes ⋅ grammes-1, dw) dans les échantillons de muscle blanc de listao de l’océan Pacifique. Les points noirs représentent l’emplacement des échantillons de listao. Les zones océaniques correspondent à l’origine des échantillons : NWPO, CNPO, NEPO, EPO, SWPO, et WCPO. Les points transparents représentent l’emplacement des échantillons d’eau de mer avec des données MeHg disponibles et publiées.

 

Points forts

Les humains sont exposés au méthylmercure toxique principalement en consommant des poissons marins. Les nouvelles politiques environnementales de la Convention de Minamata reposent sur une compréhension encore mal connue de la manière dont les émissions de mercure se traduisent par des niveaux de méthylmercure dans les poissons. Nous fournissons ici la première carte détaillée des concentrations de mercure du thon listao dans le Pacifique. Notre étude montre que le fonctionnement naturel de l’océan mondial a une influence importante sur les concentrations de mercure du thon, notamment en ce qui concerne la profondeur à laquelle les concentrations de méthylmercure atteignent leur maximum dans la colonne d’eau. Cependant, les apports de mercure provenant de sources anthropiques sont également détectables, ce qui entraîne une augmentation des concentrations de mercure dans le thon dans le nord-ouest de l’océan Pacifique qui ne peut être expliquée uniquement par les processus océaniques.

 

Référence

Anaïs Médieu, David Point, Takaaki Itai, Hélène Angot, Pearse J. Buchanan, Valérie Allain, Leanne Fuller, Shane Griffiths, David P. Gillikin, Jeroen E. Sonke, Lars-Eric Heimbürger-Boavida, Marie-Maëlle Desgranges, Christophe E. Menkes, Daniel J. Madigan, Pablo Brosset, Olivier Gauthier, Alessandro Tagliabue, Laurent Bopp, Anouk Verheyden, Anne Lorrain. Evidence that Pacific tuna mercury levels are driven by marine methylmercury production and anthropogenic inputs. Proceedings of the National Academy of Sciences Jan 2022, 119 (2) e2113032119; DOI: 10.1073/pnas.2113032119

Lire l’article sur le site de PNAS

 

Cette étude a fait l’objet d’un article dans le Mag de l’IRD.
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Dernières avancées dans les interactions bivalve-microbiote pour la prévention des maladies en aquaculture

Résumé :

Chez les bivalves, aucun rôle fonctionnel précis du microbiote n’a encore été identifié, bien que de nombreuses publications suggèrent qu’il pourrait être impliqué dans la nutrition ou l’immunité de son hôte. Dans le contexte du changement climatique, des approches intégratives au carrefour des disciplines ont été développées pour explorer le système environnement-hôte-pathogène-microbiote. Nous tentons ici de synthétiser les travaux sur (1) les méthodologies actuelles d’analyse du microbiote des bivalves, (2) la comparaison du microbiote entre les espèces, entre les compartiments de l’hôte et son habitat environnant, (3) la manière dont le microbiote des bivalves est régi par les facteurs environnementaux et la génétique de l’hôte et (4) la manière dont les micro-organismes associés à l’hôte agissent comme un tampon contre les pathogènes et/ou favorisent la guérison, et pourraient ainsi jouer un rôle dans la prévention des maladies ou des mortalités.

Résumé graphique :

Figure 2. Facteurs de l’hôte et de l’environnement agissant sur le microbiote bivalve.
Il a été démontré que certains de ces facteurs, seuls ou combinés, entraînent une dysbiose, des maladies et une guérison.

 

Points forts :

  • Les technologies de séquençage à haut débit ont permis de mener des recherches sur les interactions entre les bivalves et le microbiote.
  • Les interactions bivalve-microbiote dépendent de facteurs de l’hôte imbriqués les uns dans les autres.
  • L’interaction du microbiote avec le milieu environnant est importante pour la santé des bivalves.
  • Des études récentes soulignent l’implication du microbiote des huîtres dans la résistance aux maladies.
  • Les études sur le microbiome fourniront de nouvelles stratégies pour améliorer l’aquaculture des bivalves.

Référence :

Christine Paillard, Yannick Gueguen, K Mathias Wegner, David Bass, Alberto Pallavicini, Luigi Vezzulli, Isabelle Arzul. Recent advances in bivalve-microbiota interactions for disease prevention in aquaculture. Current Opinion in Biotechnology, Volume 73, 2022, Pages 225-232. ISSN 0958-1669. https://doi.org/10.1016/j.copbio.2021.07.026.

 

 

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Les conditions de stockage post-mortem et les méthodes de cuisson affectent la teneur en acides gras oméga-3 à longue chaîne du maquereau de l’Atlantique.

Paul Einerhand

Les oméga-3 sont essentiels à la santé humaine et surtout retrouvés dans les poissons marins. Ils se dégradent facilement dans le temps et à haute température, mais jusqu’à quel point ? C’est ce que nous avons testé sur le maquereau. La perte en oméga-3 n’est pas très importante dans les premières heures suivant la capture du poisson, mais il est tout de même préférable de stocker le poisson le plus frais possible. Pour la cuisson, il est préférable de griller le filet de maquereau avec sa peau que de le cuire à la vapeur. Bon appétit !

 

Résumé

Les acides gras oméga-3 à longue chaîne comme l’acide eicosapentaénoïque (EPA) et l’acide docosahexaénoïque (DHA) sont des lipides bénéfiques pour la santé que l’on trouve en forte concentration dans les poissons pélagiques, dont le maquereau de l’Atlantique. Alors que l’EPA et le DHA sont sensibles à l’oxydation pendant le stockage et le traitement du poisson, la dégradation post-mortem dans les premières heures suivant la mort du poisson est peu documentée. Ici, nous avons stocké le poisson à deux températures (2-4 ◦C et 18-20 ◦C) et surveillé la teneur en EPA + DHA dans le filet dorsal 6, 12 et 24 heures après la mort du poisson et après la cuisson (gril ou vapeur). La durée de stockage était le seul facteur d’influence, et la perte d’EPA + DHA était plus rapide à 18-20◦C. Six heures après la mort du poisson, la teneur en EPA + DHA a diminué de 1,3 ± 1,3 mg.g-1dw (9,6 ± 9,5% de la teneur initiale) mais elle était très variable selon les individus. La manipulation entre la pêche et le stockage doit être aussi courte et aussi fraîche que possible pour préserver l’EPA + DHA et la sécurité alimentaire. Concernant la cuisson, l’EPA + DHA et les acides gras mono-insaturés ont augmenté dans les filets grillés.

 

Résumé graphique

Figure-1: Schéma du plan d’échantillonnage testant l’influence de la température de stockage (2-4 ◦C et 18-20 ◦C), de la durée de stockage (de T6 à T24 heures), et de la méthode de cuisson (gril et vapeur) sur la teneur en acides gras du maquereau de l’Atlantique Scomber scombrus. Les carrés foncés indiquent la position d’échantillonnage du muscle à chaque étape, et les gris les positions précédemment échantillonnées. Pour la cuisson, nous avons échantillonné le côté gauche du poisson.

 

Points forts

  • La durée de stockage (< 24h) a eu un impact plus important que la température de stockage sur la teneur en EPA + DHA du filet dorsal de maquereau.
  • La teneur en EPA + DHA et en acides gras mono-insaturés a augmenté dans les filets grillés.
  • Les pertes d’EPA + DHA dans le filet dorsal de maquereau étaient très variables selon les individus.

Référence

Fany Sardenne, Eleonora Puccinelli, Marie Vagner, Laure Pecquerie, Antoine Bideau, et al.. Post-mortem storage conditions and cooking methods affect long-chain omega-3 fatty acid content in Atlantic mackerel (Scomber scombrus). Food Chemistry, Elsevier, 2021, 359, pp.129828. ⟨10.1016/j.foodchem.2021.129828⟩.

L’article est également disponible en libre accès sur HAL : https://hal.archives-ouvertes.fr/hal-03215360

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Laboratoire LEMAR – 2018

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