Microplastics exposures of fish: internalization and effects on behavior and growth
Awareness of the presence of microplastics, i.e. plastic particles ranging in size from 1 μm to 5 mm, in marine and freshwaters has recently risen but detection and quantification is challenging. Furthermore, whether they pose a risk to aquatic organisms is not yet clear. Fish, for example, have been demonstrated to ingest microplastics particles but the link between quantification of uptake and impact assessment has not yet been made. In this context, we are exploring methods for particles quantification upon feeding juvenile fish with regular food and microplastics and assess whether exposure impacts behavior and growth. For quantification of uptake, we hypothesized that it is possible to analyze the fish tissue by flow cytometry in combination with viSNE, which allows the 2D clustering of particles with different features according to the fluorescence measured. Exposure experiments were carried out for up to three weeks, using different types of microplastic particles and a wide concentration range. In the flow, when particles were mixed with fish tissue, flow cytometry/viSNE was able to differentiate particles natures, numbers and sizes. About 10% of added particles were internalized by the fish from all particles that floated or settled on the bottom. Particles ingestion resulted in a slight impact on behavior. Yet, floating particles were massively incorporated by the fish and significant numbers remained even after 24h of depuration. Based on this, we are currently exploring if continuous feeding with microparticles contaminated food has consequences on juvenile fish growth. Taken together, our study demonstrates the power and limits of flow cytometry/viSNE for microplastics quantification in a complex biological matrix like fish.The setup could be extended to other types and forms of microplastics in different environmental matrices. Moreover, our study sheds light on ecological consequences that microplastics exposure might have on fish.
(13/05/2018)
EAWAG, UTOX-PCB, LRHLR, HGS, IFREMER, IFREMER, UMR MARBEC, IRD, IFREMER, UM, CNRS, EPOC, EPHE, PSL, UB, INSU - CNRS, CNRS
Apport d’une étude transcriptomique et comportementale aux connaissances de l’impact des obstacles aquatiques sur les anguillettes migrantes
(Hydroécologie Appliquée, n° 1147-9213, 07/05/2018)
UR EABX, IRSTEA, EDF R&D LNHE, EDF R&D, EDF [E.D.F.], EPOC, EPHE, PSL, UB, INSU - CNRS, CNRS
UAV monitoring of 3-year Foredune Partial Recovery from a Severe Winter: Truc Vert Beach, SW France
The recent development of ultra-light civil UAVs and photogrammetric techniques provides new and efficient means to remotely sense the coastal topography at high spatial and temporal resolutions along spatially extensive areas. Truc Vert, SW France, is a high-energy meso-macrotidal beach backed by a preserved high and wide coastal dune system. This coastal dune system, which had been relatively stable over the last 70 years, was severely eroded during the winter of 2013/2014 with 800-m long and up to 8-m high cuspate erosion scarps. Since then, the foredune has been slowly recovering. This 3-year period was characterized, at the early stage, by the destabilisation of the scarped dune by trough blowouts, scarp slumping and filling and seasonal beach berm dynamics. The onset of foredune recovery occurred subsequently, and was characterized by the development of a dune ramp. This ramp provided efficient conduit for beach-dune delivery/exchange of sediment by the end of the study despite the high-energy winter of 2015/2016 drove localized dune erosion. The coastal dune did not fully recover with an approximately 60% average recovery within 3 years, an overall accretion due primarily to incipient foredune formation and foredune growth in height. The timing and magnitude of the incomplete recovery sequence from the UAV surveys provide an outstanding measure of coastal dune resilience to severe storms in this region of the world.
(Journal of Coastal Research. vol. 85, n° 0749-0208, pp. 276-280, 01/05/2018)
EPOC, EPHE, PSL, UB, INSU - CNRS, CNRS
To What Extent Multidecadal Changes in Morphology and Fluvial Discharge Impact Tide in a Convergent (Turbid) Tidal River
(Journal of Geophysical Research. Oceans. vol. 123, n° 2169-9275, pp. 3241-3258, 01/05/2018)
EPOC, EPHE, PSL, UB, INSU - CNRS, CNRS
Habitats marins et estuariens de l’estuaire de la Gironde : bilan des connaissances et cartographie NATURA 2000
L’estuaire de la Gironde est connu pour l’ampleur de son domaine estuarien, son caractère hyper turbide et une dynamique spatio-temporelle des échanges eau-sédiment très complexe. Les habitats marins et estuariens qu’il héberge sont connus et décrits sur le plan des espèces et des communautés par plus de quatre décennies de travaux d’écologie benthique qualitative et quantitative. Ces approches biocénotiques ont été complétées dans les années récentes par des approches cartographiques (projet CARTHAM), en se basant pour l’essentiel sur des cartographies biosédimentaires préexistantes et la prise en compte de données stationnelles dans la répartition des espèces. La cartographie des habitats intertidaux et subtidaux ainsi proposée était cependant lacunaire, sans prise en compte réelle de la diversité des habitats du domaine rocheux estuarien ou certaines particularités des estrans meubles sablo-vaseux. Est ici proposée une mise à jour de cette cartographie qui liste l’essentiel des habitats nouvellement répertoriés. Elle trouvera son utilité dans un contexte "amélioration des connaissances" de la gestion Natura 2000 de cet écosystème pour les gestionnaires du patrimoine naturel comme le Parc naturel marin de l’estuaire de la Gironde et de la mer des Pertuis.
(Revue Paralia, n° 1760-8716, pp. 703-716, 01/05/2018)
LIENSs, INSU - CNRS, ULR, CNRS, EPOC, EPHE, PSL, UB, INSU - CNRS, CNRS
LX-Shore : Un nouveau modèle d'évolution du trait de côte pour les littoraux sableux dominés par l'action des vagues.
Comprendre et prévoir les évolutions du trait de côte est crucial pour informer et guider les gestionnaires du littoral. Jusqu'à très récemment la plupart des modèles de trait de côte ne permettaient pas de répondre à ces objectifs le long des littoraux sableux dominés par l'action des vagues du fait de limitations numériques et/ou physiques. Cette étude présente un nouveau modèle numérique à complexité réduite, nommé LX-Shore, permettant de simuler les évolutions du trait de côte le long de ces littoraux, sur des échelles de temps allant de l'heure à quelques décennies, et avec des temps de calcul très réduits. Ce modèle est applicable à la plupart des géométries de côtes sableuses (ex. : flèches sableuses, îles) et prend en compte l'existence de zones non-érodables (ex. : ouvrages de défense, caps rocheux). LX-Shore s'appuie sur une approche one-line originale, où les évolutions du trait de côte résultent non seulement des gradients de transport sédimentaire longshore, mais aussi du transport sédimentaire cross-shore dû à la variabilité temporelle de l'énergie des vagues incidentes. LX-Shore est couplé avec le modèle spectral de vagues SWAN pour simuler la transformation des vagues au-dessus de bathymétries complexes et assurer une rétroaction de l'évolution du trait de côte sur la propagation des vagues. Les cas d'application présentés montrent par exemple que LX-Shore est capable de simuler la formation d'instabilités du trait de côte (ex. : flèches sableuses) ou résultant de l'implémentation de structures en dur (ex. : épis et caps rocheux) sur une large gamme d'échelles temporelles. Cet outil ouvre la voie vers : (1) une meilleure évaluation des processus physiques contrôlant les évolutions du trait de côte et de leurs contributions respectives, (2) et la réalisation de projections.
(01/05/2018)
BRGM, EPOC, EPHE, PSL, UB, INSU - CNRS, CNRS
Suivi vidéo de la dynamique hydro-sédimentaire côtière : exemples d’applications sur le littoral méditerranéen.
Le suivi vidéo de la dynamique littorale s’est développé depuis les années 80 et de nombreux outils ont été mis en place pour analyser les signatures optiques des morphologies côtières et de l’hydrodynamique. L’intérêt majeur du suivi vidéo réside dans l’acquisition à haute fréquence et en continu, y compris lors des tempêtes, fournissant des données originales quantitatives inaccessibles à l’heure actuelle avec les moyens de suivi classiques dont on dispose. En méditerranée, des dispositifs à différentes résolutions ont été utilisés ces dernières années pour le suivi du littoral et la compréhension des mécanismes hydrosédimentaires. L’objectif de ce travail est de présenter, au travers d’exemples utilisant différents systèmes vidéo, les développements récents réalisés en terme de traitement et d’analyse pour le suivi du littoral : -Suivi de l’évolution de la plage du Lido de Sète suite à la mise en place d’un atténuateur de houle, avec notamment, le suivi à haute fréquence de la dynamique des barres d’avant-côte ; -Suivi de l’évolution de la plage du Barcarès suite à l’implantation de brise-lames, et notamment l’évolution contrastée de la plage à haute fréquence lors d’épisodes de tempêtes et de de forte tramontane ; -La dynamique (dépôt/érosion) des banquettes à posidonies sur plusieurs plages de Corse, et son rôle sur l’érosion côtière.
(01/05/2018)
BRGM, UM, EPOC, EPHE, PSL, UB, INSU - CNRS, CNRS
Improving the discrimination of primary and secondary sources of organic aerosol : use of molecular markers and different approaches
Organic aerosols (OAs), originating from a wide variety of sources and atmospheric processes, have strong impacts on air quality and climate change. The present PhD thesis aimed to get a better understanding of OA origins using specific organic molecular markers together with their input into source-receptor model such as positive matrix factorization (PMF). This experimental work was based on two field campaigns, conducted in Grenoble (urban site) over the 2013 year and in the Paris region (suburban site of SIRTA, 25 km southwest of Paris) during an intense PM pollution event in March 2015. Following an extended chemical characterization (from 139 to 216 species quantified), the use of key primary and secondary organic molecular markers within the standard filter-based PMF model allowed to deconvolve 9 and 11 PM10 sources (Grenoble and SIRTA, respectively). These included common ones (biomass burning, traffic, dust, sea salt, secondary inorganics and nitrate), as well as uncommon resolved sources such as primary biogenic OA (fungal spores and plant debris), biogenic secondary AO (SOA) (marine, isoprene oxidation) and anthropogenic SOA (polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) and/or phenolic compounds oxidation). In addition, high time-resolution filter dataset (4h-timebase) available for the Paris region also illustrated a better understanding of the diurnal profiles and the involved chemical processes. These results could be compared to outputs from other measurement techniques (online ACSM (aerosol chemical speciation monitor), offline AMS (aerosol mass spectrometer) analyses), and/or to other data treatment methodologies (EC (elemental carbon) tracer method and SOA tracer method). A good agreement was obtained between all the methods in terms of separation between primary and secondary OA fractions. Nevertheless, and whatever the method used, still about half of the SOA mass was not fully described. Therefore, a novel OA source apportionment approach has finally been developed by combining online (ACSM) and offline (organic molecular markers) measurements and using a time synchronization script. This combined PMF analysis was performed on the unified matrix. It revealed 10 OA factors, including 4 different biomass burning-related chemical profiles. Compared to conventional approaches, this new methodology provided a more comprehensive description of the atmospheric processes related to the different OA sources.
(26/04/2018)
EPOC, EPHE, PSL, UB, INSU - CNRS, CNRS
Quantification of hepatic perfusion and hepatocyte function with dynamic gadoxetic acid-enhanced MRI in patients with chronic liver disease
(Clinical Science. vol. 132, n° 0143-5221, pp. 813 - 824, 16/04/2018)
CREATIS, UCBL, INSA Lyon, INSA, UJM, INSERM, CNRS, CRB3, UPD7, INSERM, UCLouvain, EPOC, EPHE, PSL, UB, INSU - CNRS, CNRS
Outils alternatifs à l'expérimentation animale pour l'évaluation de la toxicité des contaminants de l'environnement : lignées cellulaires et tests embryo-larvaires chez un poisson modèle le Médaka japonais, Oryzias latipes
Les poissons sont parmi les modèles aquatiques les plus utilisés pour l’évaluationdes dangers des substances chimiques avant leur mise sur le marché européen(REACh (Registration, Evaluation, Autorisation and Restriction of CHemicals)).Actuellement, cette réglementation ainsi que la directive européenne sur la protectiondes animaux utilisés à des fins scientifiques (2010/63/UE) promeuvent la mise enplace de méthodes alternatives en expérimentation animale. Ces méthodes ont pourbut de remplacer les modèles animaux chaque fois que cela est possible, de réduirele nombre d’animaux utilisés en expérimentation et d’optimiser la méthodologieappliquée aux animaux. Cette thèse vise à comparer la sensibilité de deux de cesoutils alternatifs, les lignées cellulaires et les tests embryo-larvaires poissons, enutilisant des toxiques modèles puis mettre en oeuvre ces outils pour évaluer la toxicitéde mélanges environnementaux de polluants : microplastiques et hydrocarbures(pétrole Arabian Light). Les composés modèles (B(a)P, Cd, MMS, PCB126) ont permisde valider trois biomarqueurs : la production d’espèces réactives de l’oxygène surlignées cellulaires de poissons, le test micronoyaux par cytométrie en flux et lechallenge infectieux sur larves de Médaka. Ces biomarqueurs associés à des analyseschimiques, biochimiques et physiologiques ont permis d’évaluer la toxicité demélanges environnementaux d’hydrocarbures (extrait aqueux de pétrole Arabian =WAF) et de microplastiques. Les WAF présentent une toxicité sur les lignéescellulaires de poissons (induction de l’activité EROD, génotoxicité) ainsi que surembryons et larves de Médaka (comportement, biométrie, EROD, génotoxicité). Lespoissons comme les cellules sont particulièrement sensibles au WAF de l’ArabianLight. La contamination aux microplastiques (MP) environnementaux a révélé unetoxicité des contaminants associés au MP sur les lignées cellulaires et les larves depoisson. L’ingestion de particules de plastiques par les larves a induit des effets létauxet sublétaux (biométrie, comportement et EROD). L’ingestion des particules plastiquespar les larves a été confirmée par microscopie biphotonique. Cette étude a permisd’évaluer la sensibilité et la complémentarité de ces outils in vitro pour l’évaluation desdangers et des risques associés aux substances chimiques.
(11/04/2018)
EPOC, EPHE, PSL, UB, INSU - CNRS, CNRS