Epizootiologie et contribution à la caractérisation de l'agent infectieux de la maladie du muscle marron, une pathologie émergente de la palourde japonaise, Venerupis philippinarum
Seconde espèce de mollusque bivalve la plus exploitée au monde, la palourde japonaise Venerupis philippinarum représente un intérêt économique majeur. A l’échelle du bassin d’Arcachon, la maladie du muscle marron ou BMD (pour Brown Muscle Disease), pathologie émergente découverte en 2005 inquiète tout particulièrement le secteur de la pêche. Cette pathologie affecte le muscle adducteur postérieur de la palourde et perturbe l’ouverture-fermeture des valves. Cette perturbation entraine la remontée des individus à la surface du sédiment et la mort.Ces travaux de thèse ont porté d’une part sur l’épizootiologie de la maladie et son impact sur l'hôte et d’autre part sur l’identification de l’agent responsable de la maladie.Une étude sur la distribution des palourdes dans le bassin d’Arcachon (littoral Atlantique français) montre que la prévalence de la BMD a diminué entre 2010 et 2012. Toutefois cette baisse ne concerne pas les individus ayant atteint la taille légale de pêche (> 35mm). De plus, la maladie semble apparaitre chez des individus de plus en plus petit et risque donc d’accroitre la mortalité aux plus jeunes stades. L’analyse des facteurs environnementaux impliqués dans la distribution de la maladie souligne la corrélation entre la prévalence de la BMD et un hydrodynamisme relativement « calme ».La BMD affecte tout particulièrement le métabolisme énergétique de l’hôte, les mécanismes de réponse au stress oxydant et également le système immunitaire. De nombreuses fonctions sont surexprimées chez les hôtes malades mais d’autres voies comme celle de l’apoptose sont régulées négativement par l’agent infectieux.Si l’origine virale est maintenant une hypothèse solide (microscopie électronique, transcriptomique), la nature exacte de l’agent étiologique (famille virale) ne peut à ce jour être déterminée avec certitude. Des particules virales ont bien été observées dans les tissus malades mais pas dans les tissus sains, et ont pu être purifiées sur gradient de sucrose. Toutefois, les essais pour provoquer la maladie chez des individus sains ont échoué.
(06/12/2013)
EPOC, EPHE, PSL, UB, INSU - CNRS, CNRS
Effets des hydrocarbures aromatiques polycycliques sur les stades précoces de poissons modèles : développement de bioessais et étude comparée de mélanges
La majorité des polluants organiques persistants, tels que les hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP), sont hydrophobes et de ce fait s’accumulent au cours du temps dans les sédiments aquatiques. Dans ce contexte, des tests ont été mis en œuvre sur embryons et pro-larves de truite arc-en-ciel Oncorhynchus mykiss et de médaka japonais Oryzias latipes pour étudier la toxicité de ces contaminants. Un sédiment artificiel et de nouveaux critères d’effets sur l’intégrité de l’ADN et l’activité natatoire ont été développés pour améliorer la reproductibilité et la sensibilité des tests. Ces bioessais ont été appliqués à la comparaison de la toxicité de trois mélanges de HAP : un extrait pyrolytique et deux extraits issus d’un pétrole léger Arabian Light et lourd de type Erika. Les trois mélanges de HAP ont été enrobés sur un sédiment artificiel ou sur des graviers à des concentrations comparables à celles retrouvées dans l’environnement. L’exposition des embryons à ces matrices contaminées a provoqué des perturbations de l’expression de gènes impliqués dans le fonctionnement mitochondrial, le métabolisme de la vitamine A, la formation de dommages à l’ADN ainsi que la synthèse d’hormones. Parallèlement ces mélanges ont induit des effets tératogènes, des perturbations de l’activité natatoire et des effets génotoxiques. Le degré de toxicité et le spectre d’effets induits étaient différents selon la composition des mélanges testés. Les mélanges pétrogéniques présentant une forte proportion en HAP de faibles poids moléculaires et HAP alkylés, se sont avérés plus toxiques envers les jeunes stades de développement de poissons que le mélange pyrolytique, composé en majorité de HAP à hauts poids moléculaires non substitués. Des résultats comparables ont été obtenus avec les modèles médaka japonais et truite arc-en-ciel.
(02/12/2013)
EPOC, EPHE, PSL, UB, INSU - CNRS, CNRS
Syn- to post-rift diapirism and minibasins of the Central High Atlas (Morocco): the changing face of a mountain belt
The Atlas Mountains are classically regarded as a failed Mesozoic rift arm subject to Alpine inversion, folding and thrusting. Here, we present new integrated structural and sedimentological studies that have revealed numerous Early-Middle Jurassic diapiric ridges and minibasins, characterized by distinctive halokinetic structures. Diachroneity in halokinesis is observed across the Central High Atlas, waning first in the SW during the Early-Middle Jurassic (Jbel Azourki and Tazoult ridges) and continuing to late Middle Jurassic towards the NE (Imilchil region). The halokinetic structures are readily differentiated from the effects of later Alpine deformation, allowing a new picture of the Central High Atlas to emerge. The most pervasive deformation in the Central High Atlas is associated with Early-Middle Jurassic diapirism, whereas the impact of Alpine inversion is mostly focused at the basin margins. This new understanding helps explain previously problematic aspects of the Atlas Mountains, which we now recognize as an exceptionally well exposed natural laboratory for understanding the interactions between halokinesis, tectonics and sedimentation.
(Journal of the Geological Society. vol. 171, pp. 97 - 105, 25/11/2013)
EPOC, EPHE, PSL, UB, INSU - CNRS, CNRS
Biogéochimie et hydrologie d’une plage battue : la plage du Truc Vert : flux de matière dans les sédiments sableux intertidaux
L’étude biogéochimique des sédiments sableux perméables est un domaine nouveau : le rôle de ces environnements dans les cycles biogéochimiques a longtemps été négligé en raison de leur pauvreté en matière organique et de la complexité des processus transitoires s’y déroulant. Les plages sableuses sont en effet soumises à de nombreux forçages physiques, dont la marée, la houle et la connexion avec l’aquifère continental. Le processus d’advection y est le mode de transport dominant. De grands volumes d’eau de mer chargée en matière organique sont plus ou moins filtrés par les sédiments perméables intertidaux. Le principal objectif de cette thèse était de caractériser les processus biogéochimiques induits par la recirculation de l’eau de mer et les apports d’eau douce dans la zone intertidale dans le cas d’une plage soumise à de fortes conditions hydrodynamiques : la plage du Truc Vert. Un suivi saisonnier des propriétés physico-chimiques des eaux porales a montré que les processus de respiration aérobie interviennent en zone intertidale, dans la lentille de recirculation de l’eau de mer. A l’échelle du littoral aquitain, ces processus représentent un apport annuel de 610 tonnes de nitrate et de 4400 tonnes de carbone inorganique dissous pour l’océan côtier, soit l’équivalent des apports de la Leyre, un petit fleuve drainant un bassin versant de 2000 km2 au sud-est du Bassin d’Arcachon. La macrofaune benthique est dominée par les Crustacés. Ces individus sont caractéristiques de ces milieux complexes, qu’ils subissent mais ne contrôlent pas : la macrofaune benthique contribue faiblement aux processus de respiration aérobie. Seuls 2% du déficit en oxygène des eaux porales du bas de plage leur est attribué en moyenne : les flux biogéochimiques observés en zone intertidale sont donc majoritairement induits par les processus de respiration aérobie des micro-organismes présents dans le sédiment. Soutenus par l’apport régulier d’oxygène dissous dans le milieu poral à chaque marée, ces processus sont également contrôlés par la température et la variabilité des apports de matière organique.Le déploiement de sondes autonomes dans le sédiment de la zone intertidale a également permis de préciser la variabilité à court terme des propriétés des eaux porales. L’extension de la lentille intertidale de recirculation de l’eau de mer est ainsi variable en fonction du marnage et les teneurs en oxygène mesurées en un point fixe de la plage varient légèrement en fonction de ce cycle. Ce travail a donc permis de démontrer que les processus de respiration aérobie varient principalement à l’échelle saisonnière. L’impact ponctuel et local des conditions météorologiques et de la houle a également été mis en évidence. Nous avons démontré l’existence d’un estuaire souterrain sous la plage du Truc Vert. La dynamique de ce système a été explorée grâce à l’installation de piézomètres en haut de plage. L’apport d’eaux douces continentales représente une source supplémentaire de nitrate et de carbone inorganique dissous pour l’océan côtier. L’étude biogéochimique de la nappe phréatique en arrière dune indique l’existence d’un découplage entre le front salin et le front redox au sein de l’estuaire souterrain, ainsi que l’existence d’un intense dégazage de CO2 au niveau de la dune.Les travaux réalisés durant cette thèse permettent de mieux comprendre les processus à l’œuvre dans les sédiments sableux des plages exposées et permettront ainsi le développement de modèles numériques complexes liant hydrologie et biogéochimie. Ils entraînent également de nombreuses perspectives à propos du rôle des plages sableuses à l’échelle locale (en cas de pollution par exemple) mais aussi sur les cycles biogéochimiques globaux, notamment en lien avec le réchauffement climatique et l’élévation du niveau marin (rejets de CO2, salinisation des aquifères côtiers).
(22/11/2013)
EPOC, EPHE, PSL, UB, INSU - CNRS, CNRS
Impact of gold nanoparticles on zebrafish exposed to a spiked sediment
Increasing use of metallic nanomaterials is likely to result in release of these particles into aquatic environments; nevertheless it is unclear whether these materials present a hazard to aquatic organisms. The impact of contaminated sediment containing 14-nm gold nanoparticles (AuNPs) was investigated in the zebrafish Danio rerio exposed for 20 days to two concentrations, 16 and 55 µg/g dry weight. AuNPs were released from the sediment to the water column, and during this period the mean concentrations of AuNP in the filtered water fraction were 0.25 ± 0.05 and 0.8 ± 0.1 µg/L, respectively. A similar experiment with ionic gold contamination was simultaneously performed to obtain a positive control. AuNP exposure triggered various effects in fish tissues including modifications of genome composition, shown using a random amplified polymorphic DNA-PCR genotoxicity test. Expression of genes involved in oxidative stress, mitochondrial metabolism, detoxification and DNA repair were also modulated in response to AuNP contamination. Gold altered neurotransmission, since brain acetylcholine esterase activity increased for both tested doses of AuNP but not for ionic gold. Gold accumulation in fish tissues demonstrated the lower bioavailability of AuNP compared to ionic Au, and underlined the higher toxic potential of the nanoparticle form.
(Nanotoxicology. vol. 9, n° 1743-5390, pp. 71-80, 21/11/2013)
EPOC, EPHE, PSL, UB, INSU - CNRS, CNRS, ICMCB, UB, INC-CNRS, CNRS
Spatial and Temporal Variability of Sediment Organic Matter Recycling in Two Temperate Eutrophicated Estuaries
This paper deals with the spatial and seasonal recycling of organic matter in sediments of two temperate small estuaries (Elorn and Aulne, France). The spatio-temporal distribution of oxygen, nutrient and metal concentrations as well as the organic carbon and nitrogen contents in surficial sediments were determined and diffusive oxygen fluxes were calculated. In order to assess the source of organic carbon (OC) in the two estuaries, the isotopic composition of carbon (δ 13C) was also measured. The temporal variation of organic matter recycling was studied during four seasons in order to understand the driving forces of sediment mineralization and storage in these temperate estuaries. Low spatial variability of vertical profiles of oxygen, nutrient, and metal concentrations and diffusive oxygen fluxes were monitored at the station scale (within meters of the exact location) and cross-section scale. We observed diffusive oxygen fluxes around 15 mmol m−2 day−1 in the Elorn estuary and 10 mmol m−2 day−1 in the Aulne estuary. The outer (marine) stations of the two estuaries displayed similar diffusive O2 fluxes. Suboxic and anoxic mineralization was large in the sediments from the two estuaries as shown by the rapid removal of very high bottom water concentrations of NO x − (>200 μM) and the large NH4 + increase at depth at all stations. OC contents and C/N ratios were high in upstream sediments (11-15 % d.w. and 4-6, respectively) and decreased downstream to values around 2 % d.w. and C/N ≤ 10. δ 13C values show that the organic matter has different origins in the two watersheds as exemplified by lower δ 13C values in the Aulne watershed. A high increase of δ 13C and C/N values was visible in the two estuaries from upstream to downstream indicating a progressive mixing of terrestrial with marine organic matter. The Elorn estuary is influenced by human activities in its watershed (urban area, animal farming) which suggest the input of labile organic matter, whereas the Aulne estuary displays larger river primary production which can be either mineralized in the water column or transferred to the lower estuary, thus leaving a lower mineralization in Aulne than Elorn estuary. This study highlights that (1) meter scale heterogeneity of benthic biogeochemical properties can be low in small and linear macrotidal estuaries, (2) two estuaries that are geographically close can show different pattern of organic matter origin and recycling related to human activities on watersheds, (3) small estuaries can have an important role in recycling and retention of organic matter.
(Aquatic Geochemistry. vol. 19, n° 1380-6165, pp. 517-542, 20/11/2013)
UCA, SISYPHE, UPMC, EPHE, PSL, PSL, CNRS, DYNECO, IFREMER, IPGP, INSU - CNRS, UPD7, UR, IPG Paris, CNRS, EPOC, EPHE, PSL, UB, INSU - CNRS, CNRS, LEMAR, IRD, IFREMER, UBO EPE, CNRS, LSCE, UVSQ, INSU - CNRS, CNRS, DRF (CEA), CEA, OCEANIS, LSCE, UVSQ, INSU - CNRS, CNRS, DRF (CEA), CEA
Development of q-PCR approaches to assess water quality: Effects of cadmium and pesticides on gene expression of diatoms
Periphytic diatoms are valuable tools to determine freshwater rivers quality based on diatoms identifications and distribution and constitute key indices in international standards. Nevertheless, indices currently used for water quality assessment do not take in consideration the diverse nature of contaminants, are time consuming and require important taxonomic knowledge. In this context development of q-PCR approaches have been developed to enhance a better reactivity in the diagnosis of modifications due to pollution conditions and to understand the genetic impact in relation with diatoms species. Through different laboratory experiments (14 days exposure) concerning various contamination (metallic with Cd: 10 and 100 µg/L) or pesticides with diuron: 1 and 10 µg/L), several target genes involved in mitochondrial metabolism (coxI, nad4, 12S), oxidative stress response (sod Mn), detoxification (cyp1A1) and photosynthesis (psaA, d1) have been characterized and their expression levels have been determined.
(pp. 1, 17/11/2013)
UR REBX, IRSTEA, EPOC, EPHE, PSL, UB, INSU - CNRS, CNRS
Correlation between perkinsosis and growth in clams Ruditapes spp.
Perkinsosis is one of the most widespread diseases affecting commercially important species of molluscs globally. We examined the impact of Perkinsus spp. on shell growth at the individual scale in 2 clam species: Ruditapes decussatus from Mundaka Estuary (Spain) and R. philippinarum from Arcachon Bay (France). At Arcachon, 2 contrasting sites in terms of environment and Perkinsus olseni presence were chosen: Arguin (disease-free) and Ile aux Oiseaux (infected site). We monitored the dynamics of perkinsosis over the course of the experiment at Mundaka and Ile aux Oiseaux. Prevalences were high (>70%), and intensities were around 105 cells g-1 wet gills at Ile aux Oiseaux, and 106 cells g-1 at Mundaka. No significant differences in prevalence or intensity were observed over time. A 2 yr field growth experiment of tagged-recaptured clams was performed to determine individual clam growth rate, condition index (CI), and Perkinsus spp. infection intensity. Clams were collected at Ile aux Oiseaux and transplanted to Arguin. The growth rate was always significantly and negatively correlated with Perkinsus spp. infection, and positively correlated with CI. CI and Perkinsus spp. infection explained 19% and 7% of the variability of the growth rate at Mundaka and Ile aux Oiseaux, respectively. In experimental clams at Arguin, P. olseni infection explained 26% of the variability of the growth rate at the lower tidal level. Our results suggest that at a concentration of between 105 and 106 cells g-1, perkinsosis affects the physiological functions of the clams, highlighted by its impact on the growth rate.
(Diseases of Aquatic Organisms. vol. 106, n° 0177-5103, pp. 255-65, 06/11/2013)
UQ [All campuses : Brisbane, Dutton Park Gatton, Herston, St Lucia and other locations], UQ [All campuses : Brisbane, Dutton Park Gatton, Herston, St Lucia and other locations], EPOC, EPHE, PSL, UB, INSU - CNRS, CNRS, LRHA, HGS, IFREMER, LEMAR, IRD, IFREMER, UBO EPE, CNRS
Transmission of DNA damage and increasing reprotoxic effects over two generations of Daphnia magna exposed to uranium
This study aimed to examine the mechanisms involved in the transgenerational increase in Daphnia magna sensitivity to waterborne depleted uranium (DU) under controlled laboratory conditions. Daphnids were exposed to concentrations ranging from 2 to 50 μg L-1 over two successive generations. Genotoxic effects were assessed using random amplified polymorphic DNA and real time PCR (RAPD-PCR). Effects on life history (survival, fecundity and somatic growth) were monitored from hatching to release of brood 5. Different exposure regimes were tested to investigate the specific sensitivity of various life stages to DU. When daphnids were exposed continuously or from hatching to deposition of brood 5, results demonstrated that DNA damage accumulated in females and were transmitted to offspring in parallel with an increase in severity of effects on life history across generations. When daphnids were exposed during the embryo stage only, DU exposure induced transient DNA damage which was repaired after neonates were returned to a clean medium. Effects on life history remained visible after hatching and did not significantly increase in severity across generations. The present results suggest that DNA damage might be an early indicator of future effects on life history. © 2013 Elsevier Inc.
(Comparative Biochemistry and Physiology - C Toxicology and Pharmacology. vol. 158, pp. 231-243, 01/11/2013)
IRSN/PRP-ENV/SERIS/LECO, IRSN/PRP-ENV/SERIS, IRSN, EPOC, EPHE, PSL, UB, INSU - CNRS, CNRS, IRSN/PRP-ENV/SERIS/L2BT, IRSN/PRP-ENV/SERIS, IRSN
Evaluation of the sea ice proxy IP25 against observational and diatom proxy data in the SW Labrador Sea
The recent rapid decline in Arctic sea ice cover has increased the need to improve the accuracy of the sea ice component in climate models and to provide detailed long-term sea ice concentration records, which are only available via proxy data. Recently, the highly branched isoprenoid IP25, identified in marine sediments underlying seasonal sea ice, has emerged as a potential sea ice specific proxy for past sea ice cover. We tested the reliability of this biomarker as a sea ice proxy against observational sea ice data (sea ice concentrations from the global HadISST1 database) and against a more established sea ice proxy (sea ice diatom abundance in sediments) in the South-West (SW) Labrador Sea. Furthermore, our study location at the southern margin of Arctic sea ice drift provided a new environmental setting in which to further test the novel PIP25 index. Our two study sites are located North-East (NE) and South-East (SE) of Newfoundland where box cores covering the last ca 100-150 years were collected. IP25 concentrations are nearly an order of magnitude higher and sea ice diatoms more abundant in sediments from NE of Newfoundland, where sea ice prevails 2-4 months per year compared to the sediments SE of Newfoundland, where conditions are generally ice-free year round. The IP25 fluxes NE of Newfoundland agree well with multi-decadal North Atlantic Oscillation (NAO) trends in the study area, which in previous studies have been shown to affect the climatic and sea ice conditions in the region. When assessed against observational sea ice data, IP25 appears to be a more sensitive indicator of sea ice variability in this setting compared to sea ice diatoms and proved to be a robust and reliable proxy for reconstructing low-frequency variability in past sea ice concentrations. The PIP25 index results clearly differ from the observed sea ice data underlining that caution needs to be exercised when using the index in different environmental settings.
(Quaternary Science Reviews. vol. 79, n° 0277-3791, pp. 53-62, 01/11/2013)
LOCEAN, IPSL, ENS-PSL, PSL, UVSQ, UPMC, CEA, INSU - CNRS, X, IP Paris, CNES, CNRS, MNHN, IRD, UPMC, INSU - CNRS, CNRS, LSCE, UVSQ, INSU - CNRS, CNRS, DRF (CEA), CEA, EPOC, EPHE, PSL, UB, INSU - CNRS, CNRS, IHPST, UP1, DEC, ENS-PSL, PSL, CNRS