exposition itinérante "La coquille St jacques"

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© AMICE Erwan © fot
4 juillet 12 juillet 17 juillet
© Espace des scienc
© illustrations : Pierre-André Cousin
© CNRS Photothèque / DOLAN Jo
© CNRS Photothèque / AMICE Erwan
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© AMICE Erw
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PREUVES À L’APPUI !
CROISSANCE
DE LA COQUILLE
dans le milieu naturel
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ANALYSE
DE LA MER
température et salinité
Aujourd’hui, les scientifiques recherchent
des outils pour analyser et comprendre
l’évolution passée du climat. Ils utilisent
les cernes d’arbres, les bulles d’air dans
les glaces ou encore l’empilement des
sédiments car des marques temporelles
sont figurées dans ces « archives
environnementales ». On obtient alors
des données à l’échelle de l’année ou de
la dizaine d’années. La coquille Saint-
Jacques fait mieux !
COMME DANS LA MER
Valve gauche
Croissance journalière
(μm.jour-1)
Valve gauche (plate)
Hiver
Début de la
mesure
Numéro de la strie = (Jour)-1
Date de pêche
Fin de la
mesure
Déterminer l’âge d’une coquille Saint-Jacques est
facile. L’animal dépose, à la manière des arbres,
une marque (cerne) chaque hiver qui témoigne d’un
ralentissement de sa croissance. Le dénombrement
de ces cernes renseigne précisément, et après un
examen rapide de la valve gauche, sur l’âge de l’animal
étudié. L’originalité de cette espèce réside dans le fait
qu’entre ces marques hivernales sont déposées des
stries concentriques visibles sous la loupe binoculaire.
La démonstration a été faite que chaque jour de
croissance, l’animal ajoute une nouvelle couche à sa
coquille qui s’allonge et chaque jour apparaît ainsi
une nouvelle strie de croissance. C’est cet incrément
journalier qui constitue le calendrier « Pecten » et qui
permettra à posteriori de reconstruire, à une échelle
journalière, les évolutions du passé.
La coquille de Pecten est
essentiellement constituée de
calcite. En mesurant certains
paramètres concernant la
composition de cette substance, les
scientifiques peuvent déduire des
renseignements sur les variations de
la température de l’eau de mer au
jour le jour. Coquilles Saint-Jacques
et Pétoncles sont des enregistreurs
thermiques !
UN
THERMOMÈTRE
ENREGISTREUR ?
Des expériences en milieu contrôlé,
menées sur des coquilles Saint-Jacques,
ont été réalisées en rade de Brest. Elles
ont permis de vérifier l’étroite relation
existant entre les variations de la
composition de la calcite de la coquille
et les variations de la température de
l’eau de mer.
Microforage
Prélèvement d’un
peu de poudre
pour chaque strie
Analyse chimique
par spectromètre
de masse
(isotopie
et éléments
chimiques)
ANALYSE
DE LA COQUILLE
RÉSULTAT
2
3
RÉSULTAT
COMPARAISON DES RÉSULTATS
Composition chimique
Caractéristiques de
des stries
l’environnement
C° C°
=
Tout au long de sa vie, Pecten maximus fabrique de la calcite et
allonge sa coquille. Pour cela, il puise des éléments chimiques
dans le milieu marin. En analysant la composition chimique
de la coquille, on y trouve incorporées des substances qui
nous renseignent sur l’évolution de la composition du milieu
marin au jour le jour.
UN CHIMIQUE ?
Comment savoir quelles substances particulières
ont été incorporées dans la coquille de Pecten ?
Grâce à un faisceau laser qui permet de « lire »
ce type de renseignements. Les scientifiques
savent ainsi mesurer l’accumulation de certains
éléments, comme le molybdène, durant des
périodes particulières. Le plus difficile ensuite
est de relier ces variations à des phénomènes
connus qui pourraient en être la cause.
T
T
Coté pile, côté face
Par commodité, les scientifiques étudient la
valve gauche de Pecten maximus. C’est celle
qui est plate. Les mesures montrent que la
croissance n’est pas régulière : elle est plus
lente en hiver et plus rapide en été.
Oxygène(s)
L’élément oxygène existe sous deux formes :
l’oxygène 16 et l’oxygène 18. En mesurant le
rapport de ses deux formes d’oxygène, on peut le
relier avec la température de l’eau de mer.
CONCLUSION
Cette comparaison est une calibration !
La coquille est devenue
salinomètre et thermomètre
Cohabitation ?
La présence de molybdène dans la calcite, qui constitue la coquille de Pecten, semble
être en relation avec l’existence à proximité de l’animal, pendant la période de
croissance, de phytoplancton en quantité importante.
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Au large de la Norvège, en juillet 1986,
la croissance des coquilles Saint-Jacques
s’effondre brutalement. Vingt ans après,
cette situation a pu être expliquée
grâce à l’étude de la croissance des
coquilles. C’est une remontée brutale
d’eau froide, appelée upwelling, qui
en est la cause.
EXPLIQUÉE 20 ANS APRÈS ?
La contamination des coquillages
comestibles par du phytoplancton toxique
fait l’objet d’une surveillance attentive.
Ceci, afin d’éviter des intoxications
alimentaires chez les consommateurs.
L’analyse de la croissance et de la
composition des coquilles de Pecten
permet de confirmer, a posteriori, si des
contaminations ont eu lieu.
PRÉSENCE DE ?
Afin de pouvoir élever sans problème
la coquille Saint-Jacques ou pour
surveiller le milieu et préserver
les stocks, il faut bien connaître
la biologie de cette espèce. Ses
exigences écologiques doivent être
définies avec précaution. Pour ce
faire, de véritables laboratoires
sous-marins ont été mis en place.
DES SOUS LA MER ?
Croissance journalière (μm.j-1)
Croissance
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1 2
3
0
1983 1984
1985
250
Upwelling
200
150
100
50
0
Juin Juil. Août Sept. Oct.
4
1986
15
14
13
12
11
10
9
8
(température°C)
5 6
1987 1988
Du 11 au 14 juillet 1986, le vent
de nord-est se renforce. Il provoque
la remontée d’eau profonde et
froide (température de 7 à 8° C).
Les coquilles Saint-Jacques voient
leur croissance ralentir fortement.
Elles enregistrent au niveau de la
mer l’apparition d’un événement
atmosphérique anormal à cette
saison.
Température de l'eau à 10 m de profondeur en 1986
Comparaison de la courbe de croissance et de la présence d’êtres vivants toxiques
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!
0
M A M J J A S O N D J F M A M J J A S O
1994 1995
Des études ont montré que
la présence d’êtres vivants
toxiques dans le phytoplancton
a une influence sur la croissance
de la coquille Saint-Jacques.
C’est le cas notamment de
l’algue microscopique du genre
Dinophysis qui se développe
parfois en grand nombre. Il en
résulte un ralentissement de la
croissance de Pecten maximus.
La vitesse d’accroissement
journalier diminue alors
fortement.
Depuis le milieu du XX e siècle, la
coquille Saint-Jacques est étudiée en
laboratoire par des spécialistes. Mais
les études conduites en aquarium, même
si elles reproduisent le plus fidèlement
possible le milieu d’origine, ne sont
pas toujours suffisantes. Pour compléter
les connaissances acquises, il a fallu
mettre en place des laboratoires dans
des caissons sous-marins. Dans ceuxci,
des compartiments sont soumis
à des conditions physicochimiques
particulières qui donnent de précieuses
indications sur les exigences et
la tolérance de cette espèce aux
modifications du milieu.
Upwelling
Une remontée d’eau (upwelling en anglais) est un
phénomène qui se produit lorsque de puissants
vents marins poussent l’eau de surface des
océans vers la côte. Il apparaît ainsi un vide en
surface rapidement comblé par la remontée des
eaux de fond froides et riches en phytoplancton.
Concrètement pour les pêcheurs, la remontée
d’eau se traduit par une augmentation importante
du nombre de poissons capturés.
Les risques...
Les risque sanitaires liés à la consommation de coquillages
sont parfois dus à la présence de toxines sécrétées par
certaines espèces phytoplanctoniques. On décrit deux types
d’intoxications :
- le Diarrheic Shellfish Poisoning ou DSP,
- le Paralytic Shellfish Poisoning ou PSP.
DSP : Les signes d’intoxication apparaissent entre 4 et 12 heures
après l’ingestion. Il s’agit de nausées, de vomissements, de
diarrhées... Ces signes persistent 3 à 4 jours en l’absence de
traitement. La cuisson n’altère pas la toxine.
PSP : Les manifestations débutent environ 30 minutes après
l’ingestion.
- stade bénin : fourmillements et engourdissement des lèvres
s’étendant au visage et au cou, céphalées, vertiges, nausées.
- stade sévère : rigidité et incoordination, incohérence de la parole,
faiblesse musculaire, tachycardie.
- stade extrême : paralysies musculaires, détresse respiratoire.
Des études importantes
L’étude des facteurs physico chimiques, aussi appelés facteurs abiotiques, est
particulièrement importante. La température, la quantité de lumière disponible, la
turbidité de l’eau ou sa salinité sont des facteurs qui conditionnent la survie des
animaux en un lieu précis. On peut ainsi connaître l’amplitude des variations ou
intervalle optimal que peuvent supporter les animaux.