Le phytoplancton toxique des lagunes méditerranéennes

Le phytoplancton toxique des lagunes méditerranéennes :
de la surveillance à la recherche
Les algues phytoplanctoniques toxiques sont présentes dans tous
les milieux maritimes du monde. Dans les lagunes
méditerranéennes françaises, leur existence est connue depuis
longtemps et impose une vigilance constante des organismes
gestionnaires appuyés par des laboratoires de recherche.
Les dinoflagellés des genres Alexandrium et Dinophysis sont
responsables d’efflorescences toxiques qui contaminent les
Alexandrium catenella
coquillages filtreurs qui s’en nourrissent et qui peuvent entraîner
des conséquences sur la santé des consommateurs.
Dinophysis se développe principalement dans la lagune de
Salses-Leucate et plus sporadiquement dans les étangs de Bages-
Sigean et d’Ingril (étang palavasien). Alexandrium se développe
Photo Cépralmar
sporadiquement dans la lagune de Thau et croît principalement
aux périodes printanière et automnale.
Ces efflorescences conduisent fréquemment à la fermeture temporaire des zones de pêche et
d’élevage conchylicole. L’enjeu est majeur pour ces activités de la région aussi bien d’un point de
vue économique, que d’un point de vue sanitaire.
Quel phytoplancton toxique rencontre-t-on ?
- Alexandrium, une espèce étudiée de l’Etang de Thau
C’est en novembre 1998 qu’une efflorescence très importante de dinoflagellé toxique du genre
Alexandrium s’est produite dans la lagune de Thau, entraînant une interdiction temporaire de
commercialisation des coquillages. Les moules et huîtres en élevage avaient en effet accumulé trop
de toxines dans leur chair pour qu’elles soient commercialisées (852 µg d’équivalent-saxitoxine 1
par 100 g de chair de coquillage alors que la norme européenne ne doit pas dépasser les 80µg).
L’ingestion de coquillages hautement contaminés par ce dinoflagellé peut engendrer l’apparition
de symptômes de type PSP (Paralytic Shellfish Poisoning) chez le consommateur, se manifestant
par des paralysies neuromusculaires.
- Dinophysis, la mystérieuse…
Beaucoup d’incertitudes scientifiques planent sur les facteurs
responsables des efflorescences de ce dinoflagellé.
Aucun laboratoire connu à ce jour n’a réussi à maintenir
Dinophysis spp. suffisamment longtemps en milieu artificiel
pour étudier son cycle biologique et ses conditions optimales
de développement. Des travaux menés sur les côtes bretonnes
Dinophysis
ont révélé que certaines conditions hydrologiques, telles que la
stratification des masses d'eaux en couches de température et de salinité différentes, sont connues
pour favoriser le développement de Dinophysis.
Ce dinoflagellé est déjà responsable de plusieurs blooms toxiques de type DSP (Diarrheic Shellfish
Poisoning, intoxication diarrhéique par les mollusques) sur la lagune de Salses-Leucate en
Languedoc-Roussillon. La commercialisation des coquillages de la lagune a été interdite pendant
1 La saxitoxine est la molécule de base de la famille des toxines de type PSP. Si le test sur souris révèle une
concentration inférieure au seuil de 80µg d’équivalent-saxitoxine par 100 g de chair de coquillage, la présence de
toxines est en faible quantité et sans risque pour le consommateur.

plusieurs semaines en 2002, et le phénomène s’est reproduit en 2004. Les conchyliculteurs ont
sollicité leurs partenaires scientifiques et techniques pour trouver des solutions à ce phénomène.
Les étangs corses d’Urbino et de Diane ont également été touchés par des efflorescences toxiques
de Dinophysis de 1992 à 1995 et en 1999.
- D’autres microalgues à surveiller
Bien que les espèces des genres Alexandrium et Dinophysis
donnent les efflorescences toxiques les plus problématiques
dans nos lagunes méditerranéennes, il n’en reste pas moins que
d’autres espèces potentiellement toxiques pour la
consommation humaine (par exemple, le genre Pseudonitzschia)
ou pour la faune pourraient faire leur apparition dans
Gymnodinium mikimotoi les zones de pêche et sont à surveiller de près.
D’autre part, un laboratoire espagnol suit régulièrement
l’évolution de Gyrodinium corsicum et Gymnodinium sp. sur les côtes méditerranéennes
espagnoles. Ces deux dinoflagellés rencontrés sur les côtes catalanes sont très toxiques pour les
poissons et ont engendré plusieurs épisodes de mortalité dans les élevages aquacoles en Espagne
mais aussi à l’étang de Diane (Corse). De même, Prorocentrum minimum, espèce responsable
d’une mortalité de poissons dans l’étang de Berre (PACA) en 1987, a été observée sur la côte
espagnole et reste potentiellement une menace pour nos lagunes méditerranéennes. Le
développement d'outils moléculaires et de cytométrie en flux (biodétection, puces à ADN,
marquage immunofluorescent) est primordial pour l’identification précoce et le suivi des espèces
pouvant potentiellement être à l’origine d’efflorescences toxiques.
Des connaissances à approfondir sur les dinoflagellés
La présence des dinoflagellés en lagune a soulevé plusieurs questions : d’où viennent-ils et
pourquoi ne se développent-ils qu’à certaines périodes de l’année ?
Concernant leur origine en milieu lagunaire, leur dissémination accidentelle par les eaux de
ballasts des bateaux a souvent été accusée comme principale source d’ensemencement. Une autre
hypothèse a été évoquée et concerne une introduction de dinoflagellés contenus dans des
coquillages transférés d’un site contaminé par le phytoplancton toxique vers la lagune.
Une étude portant plus particulièrement sur la phylogénie des dinoflagellés toxiques du genre
Alexandrium, a révélé de fortes similitudes entre l’espèce présente dans l’étang de Thau et des
souches japonaises (Lily et al., 2002). Ces résultats viendraient renforcer cette hypothèse
d’introduction de ces dinoflagellés par les eaux de ballasts de bateaux venant de sites
vraisemblablement contaminés.
Les dinoflagellés peuvent résister à un voyage suffisamment
long en s’enkystant. Il s’agit d’une phase de leur cycle de vie
qui leur permet de résister à des conditions
environnementales défavorables à leur développement.
Ce cycle de vie a fait l’objet de nombreuses études dans le
monde. Lorsque les conditions environnementales sont
favorables à son développement, les kystes peuvent germer
Kystes d’Alexandrium. Photo Y. Fukuyo
pour donner des cellules mobiles qui peuvent se déplacer
dans la colonne d’eau en direction des zones les plus
nutritives. Celles-ci sont capables de se multiplier très vite et leur concentration peut atteindre
6000 à 8000 cellules par litre en une semaine. Lors des épisodes toxiques les plus importants, les

efflorescences d’Alexandrium peuvent être visibles en raison d’une forte concentration de cellules,
colorant d’une teinte rougeâtre les eaux de surface.
En période de carence nutritive, notamment en azote, les dinoflagellés tendent à entrer en phase de
reproduction sexuée, émettant des gamètes dans l’eau qui fusionneront pour former des cellules
qui sont susceptibles de s’enkyster et d’alimenter le pool de kystes de résistance en dormance dans
le sédiment de la lagune.
La surveillance des zones conchylicoles
Actuellement, au vu de nos connaissances scientifiques sur les facteurs qui favorisent la croissance
du phytoplancton toxique, seule une surveillance permet de suivre l’évolution des efflorescences
dans les lagunes. Au niveau national, le réseau REPHY de l’Ifremer créé en 1984, a été mis en
place suite à l’observation de nombreuses intoxications de type diarrhéique chez les
consommateurs de coquillages.
Il assure la surveillance du phytoplancton toxique sur les zones d’élevage des côtes françaises en
faisant des prélèvements réguliers toute l’année en plusieurs points sur les côtes et les lagunes. La
fréquence de prélèvement est augmentée en période de risque et sur les zones qui ont déjà été
touchées par des épisodes toxiques.
Sur le bassin de Thau, la station Ifremer de Sète et le laboratoire « Ecosystèmes lagunaires » de
l’Université de Montpellier II s’unissent depuis plusieurs années pour suivre et étudier les
efflorescences d’Alexandrium de la lagune.
Un projet de recherche en Languedoc-Roussillon pour
étudier Alexandrium
Il est difficile actuellement de prévoir les efflorescences d’Alexandrium
étant donné leur sporadicité dans la lagune et notre manque de connaissance
sur l’écologie de ce phytoplancton. Plusieurs laboratoires se mobilisent en
France pour étudier ce dinoflagellé et faire le suivi de son abondance dans
Alexandrium catenella
les zones conchylicoles (en Méditerranée et Atlantique Nord). Le
laboratoire Environnement-Ressources du L-R d’Ifremer Sète et l’équipe « Ecologie du plancton »
(UMR 5119 Ecosystèmes lagunaires) de l’Université de Montpellier ont mis en place à l’automne
2002 un projet intitulé « Déterminisme des efflorescences phytoplanctoniques : Alexandrium,
Dinophycée toxique dans l’étang de Thau ». Ce projet d’une durée de quatre ans, financé en partie
par le PNEC 2 , vise à décrire les conditions environnementales et les processus physiques et
biologiques pendant l’initiation, l’établissement et la terminaison d’une efflorescence
d’Alexandrium de l’étang de Thau.
Actuellement, ces équipes orientent leurs travaux de recherche vers différentes thématiques dont
l’étude de la contribution des kystes dans le déclenchement des efflorescences et leurs rôles dans la
prolifération et le maintien de l’espèce dans la lagune. Ce travail, est réalisé dans le cadre d'une
thèse financée par la Région Languedoc-Roussillon. Une cartographie de la répartition des kystes
de résistance d’Alexandrium est également réalisée et permettra de situer les foyers potentiels de
déclenchement d’efflorescences. De plus, l’étude des caractéristiques des sédiments présents dans
ces « zones infectieuses » permettra de définir les relations avec l’enkystement d’Alexandrium.
D’autres travaux en cours ont permis de révéler des interactions du dinoflagellé avec d’autres
compartiments biologiques. Alexandrium est susceptible de freiner d’une part l’expansion d’autres
2 Programme National d’Environnement Côtier, créé en 1999, ses opérations de recherche sont conduites dans le cadre
soit de Chantiers, soit d’Action Transversales et innovantes.

communautés algales (JEANNIN 2004) et d’autre part de limiter l’ingestion, la fécondité et la
viabilité de crustacés qui le consomment (LAABIR et al. 2004). Une autre étude est en cours sur la
toxicité de cette microalgue, son enkystement et sa viabilité à l'intérieur du tractus digestif et sa
germination après transit stomacal chez l’Huître Crassostrea gigas (LAABIR et al. 2005b). Ce
phénomène peut aboutir au transfert des microalgues nuisibles vers une zone non contaminée via
le transport des mollusques. Des avancées ont été aussi réalisées concernant l'importance de
différentes formes d'azote dans la croissance d'Alexandrium (COLLOS et al. 2004).
L’aboutissement des travaux de ces deux équipes conduira à la conception d’un modèle biologique
couplé à un modèle hydrodynamique qui intégrera la structure physico-chimique du milieu, les
interactions avec le sédiment et le déplacement des masses d’eau. Ces modélisations serviront à
tester les facteurs environnementaux qui conditionnent l’apparition des blooms et le déplacement
des populations algales dans la lagune.
Une parade contre Alexandrium
Vivre avec la menace de voir son activité suspendue par ces
blooms toxiques est une contrainte forte pour les
conchyliculteurs. Bien que ces efflorescences soient temporaires,
elles apparaissent trop souvent à la veille des fêtes de fin d’année,
période de forte commercialisation des coquillages. Même si les
huîtres et moules de Thau sont de nouveau commercialisables
après une période de décontamination de quelques semaines, trop
Photo Cépralmar
de consommateurs gardent à l’esprit une image négative.
Beaucoup de consommateurs confondent pollution chimique avec prolifération d’une algue
indésirable, ce qui témoigne d’une grande confusion dans l’esprit des gens et leur méconnaissance
des causes naturelles du développement des algues.
Trouver une parade pour garantir la qualité des produits conchylicoles et la sécurité des
consommateurs est une priorité. Il est nécessaire de communiquer sur les efforts menés par la
filière conchylicole en faveur d’une certification de leurs produits et de rassurer le public sur le
respect des normes européennes de salubrité, gage de qualité des produits.
Les bassins de finition dont sont équipés les professionnels du bassin de Thau ne permettent pas de
traiter la contamination par le phytoplancton toxique dans les conditions technico-économiques
satisfaisantes. Cependant à l’annonce d’une efflorescence, les conchyliculteurs peuvent stocker
une partie de leur production en bassins si la capacité de leur équipement le permet. Cette
opération leur assure une commercialisation minimum de leurs coquillages.
D’autres recherches sont également menées par des bureaux d’études pour accélérer le traitement
de détoxification en bassin. A court terme, le bureau de la SRCM 3 a décidé de tester la pose d’un
géotextile de part et d’autre de la crique de l’Angle, considérée comme foyer de dissémination
d’Alexandrium. Ainsi, l’implantation de ce géotextile aurait pour but de limiter l’expansion du
phytoplancton toxique vers les zones conchylicoles. Reste à voir si cette technique pourra protéger
suffisamment les zones de production pendant la période d’efflorescence.
3 Section Régionale de la Conchyliculture en Méditerranée

Article écrit par Nathalie Barré, relu par J.M. Deslous-Paoli, G.F. Frisoni, P. Grillas, T. Laugier, C. Loste, G. Pergent, J.P.
Quignard, M. Ribot, E. Rosecchi, M. Trousselier, membres du Conseil Scientifique et Technique du pôle relais lagunes
méditerranéennes, A. Vaquer et M. Laabir du laboratoire Ecosystèmes lagunaires de l’université de Montpellier II.
Bibliographie
- COLLOS Y., GAGNE C., LAABIR M., VAQUER A., CECCHI P. et SOUCHU P., 2004. Nitrogenous nutrition of
Alexandrium catenella (Dinophycea) in cultures and in Thau lagoon, southern France. Journal of Phycology , 40, pp.
96-103.
- GARCES E., MASO M. et CAMP J., 1999. A recurrent and localized dinoflagellate bloom in a Mediterranean beach,
Journal of Plankton Research, (21)12, pp. 2373-2391.
- GENOVESI-GIUNTI B., MOUILLOT D., VAQUER A., LAABIR M., PONS V., PASTOUREAUD A., GUILLOU
J.L., 2005a. The resting cyst of Alexandrium catenella in a Mediterranean Lagoon :
sampling strategy and quantification, Poster in ASLO summer Meeting 2005.
- LAABIR M., GENOVESI-GIUNTI B., BARRE N., VAQUER A., COLLOS Y., ERARD-LE-DENN E., CECCHI
P., PONS V. et BIBENT B., 2005b. The resting cyst of the red-tide dinoflagellate Alexandrium catenella
(Dinophyceae) from Thau Lagoon (Western French Mediterranean coast), X HAB 2002 Proceeding.
- LAABIR M., LAURENT C., PIERRE M., ROUGIER C., LAM HOAI T. and COLLOS Y. , 2004. Feeding and
reproductive responses of the copepod Acartia margalefi in Thau lagoon (western Mediterranean sea) to the toxic
dinoflagellate Alexandrium catenella, Poster in XI HAB 2004 Symposium.
- LAABIR M., TAPILATU Y., LASSUS P., AMZIL Z., 2004. Survival and germination of Alexandrium catenella ( a
toxic dinoflagellate affecting Thau lagoon-Mediterranean sea) after its gut passage in Crassostrea gigas, Poster in
ASLO Summer Meeting 2005.
- LILLY E.L., KULIS D.M., GENTIEN P. and ANDERSON D.M., 2002. Paralytic shellfish poisoning toxins in
France linked to a human-introduced strain of Alexandrium catenella from the western Pacific: evidence from DNA
and toxin analysis, Journal of Plankton Research, 24(5), pp. 443-452.
- VILA M. & al., 2001. High resolution spatio-temporal detection of potentially harmful dinoflagellates in confines
waters of the NW Mediterranean, Journal of Plankton Research, (23)5, pp. 497-514.
Sites Internet consultés :
- http://www.ifremer.fr/envlit/documentation/
- http://www.ecologie-et-progres.com/oceans.htm
- http://www.whoi.edu/redtide/ labweb/projects.html.
- http://www.lagunedethau.com/