illustration - laboratoire PROTEE

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illustration - laboratoire PROTEE

Projet MONALISA GDR-IFREMER

Interactions de la matière organique planctonique avec les métaux

Equipe de Biologie des Milieux Aquatiques -EBMA-

Laboratoire des

PROcessus de Transferts et d ’Echanges en Environnement -PROTEE-

UNIVERSITÉ DE TOULON ET DU VAR


Participants :

• J-Louis JAMET

• Gérard BOGE

• Dominique JAMET

• Simone RICHARD (zooplancton)

• Etudiant DEA, Thèse, autre

… en collaboration avec

l ’Equipe CAPTE (Stéphane MOUNIER)


Compétences :

• Systématique du phyto- et zooplancton

• Ecologie planctonique littorale

• Données régulières depuis 1995 sur Toulon et environs

• Espèces indicatrices/sentinelles

(Oithona nana, Alexandrium)

• Biodiversité (Indices)

• Ecotoxicologie

• Cycle du DMS/DMSP

• Collaboration avec Venise (Galilée, Socrates-Erasmus)

(xénobiotiques, HAP, pesticides)

• Cultures planctoniques ?


CADRE SCIENTIFIQUE

• Les organismes planctoniques (phyto- et zooplancton) peuvent accumuler des

quantités importantes de substances xénobiotiques présentes en phase

dissoute ou colloïdale dans l'eau.

• La Matière Organique vivante planctonique (ainsi que M. O. de la nécromasse

en décomposition) peut agir sur la complexation de polluants (métaux lourds)

dans le milieu marin.

• Cette accumulation varie en fonction des différents groupes taxonomiques

du plancton, du type et état des polluants, du milieu dans lesquels ils se

trouvent et des saisons.

• En conséquence, la structure qualitative, quantitative et la diversité du

plancton marin se modifient en présence de ces polluants.

• Enfin, un effet rétro-actif peut avoir lieu sur le cycle de la M.O. et les

polluants associés.


OBJECTIFS de l ’ETUDE

1) D'abord, la RÉCOLTE d’organismes planctoniques (phytoplancton > 10 µm et

zooplancton > 90 µm),

2) Ensuite, la MISE EN CULTURE de souches planctoniques en chambre de

culture,

3) Ensuite, augmenter la production planctonique afin de pouvoir satisfaire la

demande de l’Equipe CAPTE pour les expérimentations avec les exudats,

4) Ensuite, contribution à la mise en place du système d’expérimentation,

5) Ensuite, TESTER L'INFLUENCE de la matière organique vivante (plancton

marin) sur la biodisponibilité du Cuivre sur des systèmes cellulaires (EBMA),

6) Enfin, si la production de plancton est suffisante et satisfaisante, TESTER

L'INFLUENCE de la matière organique vivante (plancton marin) sur la

structure en taille et en abondance et en diversité des communautés

planctoniques (EBMA).


• CULTURES :

METHODOLOGIE

- Chambre de culture thermostatée avec température, éclairement et

humidité contrôlées. Modèle ? Dimensions lxhxL?

- Origine des souches : Rade et large de Toulon, Brest ou autres structures

cultivant déjà le plancton.

- Les souches seront ensemmencées dans des boîtes de Petri.

- Le développement sera assuré en flacons d’Erlenmeyer.

- Pour les expérimentations avec CAPTE, utilisation d’aquarium (5-6 litres, à

définir) ou système à renouvellement de flux (30-100 litres ?).


METHODOLOGIE

• INFLUENCE DE LA M. O. SUR LA TOXICITÉ DE CERTAINS MÉTAUX

SUR DES SYSTÈMES CELLULAIRES :

- Cas du cuivre:

---> Etude des effets du cuivre sur les membranes cellulaires animales (modèle :

globules rouges de mouton) et des interactions avec la matière organique.

• INFLUENCE DE LA M. O. SUR L’ ABONDANCE ET LA DIVERSITÉ DU

PLANCTON :

- Comptages réguliers du plancton en aquarium au cours des

expérimentations.

- Analyse de la dynamique des populations et peuplements.

- Calculs de différents indices de diversité.

- Si possible, applications des résultats obtenus sur les communautés in situ.


LES SITES de PRÉLÈVEMENTS ?

Petite Rade de Toulon

– Milieu très pollué et eutrophe

– 49 < P - PO 4 3- < 462 nM

– 1.4 < N - NO 3 - < 30.3 µM

– 0.8 < Chlorophylle a < 9 µg l -1

– Forte abondance zooplanctonique

– Dominance de Oithona nana

– Faible diversité zooplanctonique

Baie du Niel

– Milieu peu pollué et oligomésotrophe

– 54 < P - PO 4 3- < 168 nM

– 2.0 < N - NO 3 - < 19.7 µM

– 0.1 < Chlorophylle a < 1.0 µg l -1

– Faible abondance zooplanctonique

– Pas d ’espèce dominante

– Diversité zooplanctonique élevée


Successions planctoniques dans la

Phytoplankton

8000

7000

6000

5000

4000

3000

2000

1000

0

Bacteria (x 10)

Zooplankton

petite rade

J F M A M J J A S O N D

Months

Dinophyceae > 20 µm

Dinophyceae 5-20 µm

Bacillariophyceae > 20 µm

Bacillariophyceae 5-20 µm

1,4E+05

1,2E+05

1,0E+05

8,0E+04

6,0E+04

4,0E+04

2,0E+04

0

Zooplankton and Bacteria


Phytoplankton

Successions planctoniques au Niel

600

500

400

300

200

100

0

Bacteria (x 10)

Zooplankton

J F M A M J J A S O N D

Months

Dinophyceae > 20 µm

Dinophyceae 5-20 µm

Bacillariophyceae

> 20 µm

Bacillariophyceae

5-20 µm

5,0E+04

4,5E+04

4,0E+04

3,5E+04

3,0E+04

2,5E+04

2,0E+04

1,5E+04

1,0E+04

5,0E+03

0

Zooplankton and Bacteria


CONTRAINTES et DIFFICULTES

• La RÉCOLTE et les SOUCHES d’organismes planctoniques :

1) Difficulté de faire un tri par espèces et d’isoler un nombre significatif

d’individus.

Solution : travailler à un niveau hiérarchique plus élevé que l’espèce

(i. e. Bacillariophycées, Dinoflagellés, Copépodes, etc)

2) Prélever des organismes non pollués.

Solutions : - stations d’échantillonnage au “large” ! C’est où le “large non pollué ?

- Obtenir des souches d’autres laboratoires ?

• LES CULTURES :

1) Qualité de l’eau de mer pour les cultures.

Solution : - Eau “propre” non contaminée par les polluants ! Où la prélever ?

-Eau de mer synthétique

2) Quantité d’eau de mer.

Solution : Pour les souches en chambre thermostatée :

pas de problèmes majeurs.

Solution : Pour les manipulations en aquarium :

bien prévoir la quantité initiale + renouvellements

3) Quelle quantité de plancton. Solution : ???


CONTRAINTES et DIFFICULTES

• La MISE EN PLACE DU SUPPORT EXPERIMENTAL :

1) Aquarium ou Système avec renouvellement de flux ?

2) Duplicats, triplicats, témoins ? Combien d’aquariums ?

3) Quelle densité planctonique dans les aquariums ?

4) Combien de temps doivent “tenir” les populations planctoniques dans les bacs?

5) Après combien de temps les exudats sont-ils produits ?

6) Quel est le ratio densité planctonique / concentrations d’éxudats ?

• TESTER L'INFLUENCE de la matière organique vivante (plancton marin) sur

la biodisponibilité du Cuivre sur des systèmes cellulaires,

• TESTER L'INFLUENCE de la matière organique vivante (plancton marin) sur

la structure en taille, en abondance et en diversité des communautés

planctoniques.

---> Manipulations plus spécifiques à la partie biologie-écologie du projet

(EBMA).

---> Ces deux objectifs ne mettent pas en cause

la réalisation et le bon déroulement du programme MONALISA.


RESULTATS ATTENDUS

• Avoir à disposition permanente des cultures souches des principales

espèces (ou groupes taxonomiques) de phyto- et zooplancton.

• Mise en place du système d’expérimentation pour les manipulations :

aquarium ou système à renouvellement de flux.

• Fournir, pendant la période d’expérimentation, des populations de

plancton à densité et production contrôlées

---> Travailler sur le plus bref intervalle de temps possible

• En raison des nombreuses difficultés, des nombreuses expérimentations

et manipulations à tester et à mettre au point, tant sur le point

scientifique que technique, il faudrait une personne qui assure le

continuum des expérimentations, depuis les cultures jusqu’aux analyses

des exudats (DEA, Thèse de Doctorat).

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