Pre-hatching fluoxetine-induced neurochemical, neurodevelopmental, and immunological changes in newly hatched cuttlefish
Embryonic and early postembryonic development of the cuttlefish Sepia officinalis (a cephalopod mollusk) occurs in coastal waters, an environment subject to considerable pressure from xenobiotic pollutants such as pharmaceutical residues. Given the role of serotonin in brain development and its interaction with neurodevelopmental functions, this study focused on fluoxetine (FLX), a selective serotonin reuptake inhibitor (SSRI, antidepressant). The goal was to determine the effects of subchronic waterborne FLX exposure (1 and 10 mu g L-1) during the last 15 days of embryonic development on neurochemical, neurodevelopmental, behavioral, and immunological endpoints at hatching. Our results showed for the first time that organic contaminants, such as FLX, could pass through the eggshell during embryonic development, leading to a substantial accumulation of this molecule in hatchlings. We also found that FLX embryonic exposure (1 and 10 mu g L-1) (1) modulated dopaminergic but not serotonergic neurotransmission, (2) decreased cell proliferation in key brain structures for cognitive and visual processing, (3) did not induce a conspicuous change in camouflage quality, and (4) decreased lysozyme activity. In the long term, these alterations observed during a critical period of development may impair complex behaviors of the juvenile cuttlefish and thus lead to a decrease in their survival. Finally, we suggest a different mode of action by FLX between vertebrate and non-vertebrate species and raise questions regarding the vulnerability of early life stages of cuttlefish to the pharmaceutical contamination found in coastal waters.
(Environmental Science and Pollution Research. vol. 23, n° 0944-1344, pp. 5030--5045, 01/03/2016)
GMPc, UNICAEN, NU, BOREA, UNICAEN, NU, MNHN, IRD, SU, CNRS, UA, EPOC, EPHE, PSL, UB, INSU - CNRS, CNRS
A coupled model for carbon and radiocarbon evolution during the last deglaciation
Changes in the ventilation of the Southern Ocean are thought to play an important role on deglacial carbon and radiocarbon evolution but have not been tested within a coupled climate-carbon model. Here we present such a simulation based on a simple scenario of transient deglacial sinking of brines-sea ice salt rejections-around Antarctica, which modulates Southern Ocean ventilation. This experiment is able to reproduce deglacial atmospheric changes in carbon and radiocarbon and also ocean radiocarbon records measured in the Atlantic, Southern, and Pacific Oceans. Simulated for the first time in a fully coupled climate-carbon model of intermediate complexity including radiocarbon, our modeling results suggest that the deglacial changes in atmospheric carbon dioxide and radiocarbon were achieved by means of a breakdown in the glacial brine-induced stratification of the Southern Ocean.
(Geophysical Research Letters. vol. 43, n° 0094-8276, pp. 1306-1313, 16/02/2016)
LSCE, UVSQ, INSU - CNRS, CNRS, DRF (CEA), CEA, CLIM, LSCE, UVSQ, INSU - CNRS, CNRS, DRF (CEA), CEA, EPOC, EPHE, PSL, UB, INSU - CNRS, CNRS
Impact des polluants et du changement climatique sur les capacités de reproduction et le développement embryo larvaire de l’huître creuse Crassostrea gigas dans le Bassin d’Arcachon
L'huître creuse du Pacifique constitue une part importante de la production aquacole mondiale, avec 555 913 tonnes produites en 2013. La France est le quatrième producteur mondial d'huîtres et Crassostrea gigas est la principale espèce cultivée dans le bassin d'Arcachon. Cependant, ces dernières années, des problèmes de recrutement et de captage des naissains de certaines cohortes d’huîtres sont survenus. L'augmentation de la fréquence de ces événements peut être révélatrice de changements dans la qualité du milieu. Dans ce contexte de crise, ces travaux se sont intéressés à l’impact de deux polluants, le cuivre et le S-métolachlore, majoritairement retrouvés dans les eaux du Bassin d’Arcachon sur le développement embryo-larvaire des larves D de l’huître creuse (24h post -fécondation). Dans un contexte de changement climatique, une approche multifactorielle a été adoptée afin d’étudier les effets combinés des polluants et de l’accroissement des températures ou des changements de salinité susceptibles d’altérer le développement et la survie des embryons et des larves en période estivale. Dans un premier temps, les effets embryo-toxiques d’une pollution par le cuivre ou le S-métolachlore couplés ou non à la salinité ou à différentes températures ont été étudiés sur des huîtres en provenance d’une écloserie. Pour cela le test embryo-larvaire a été utilisé, et ses limites d’application précisées. Dans un deuxième temps, les effets des polluants couplés ou non à des températures et salinités environnementales ont été analysés sur les embryons provenant d’huîtres sauvages ou cultivées prélevées directement dans le milieu en différents sites du Bassin d’Arcachon. Le pourcentage de malformations ainsi que l’expression différentielle de gènes cibles ont été déterminés chez les larves tandis que la bioaccumulation du cuivre et du S-métolachlore et le pourcentage d’occupation gonadique ont été analysés chez les géniteurs. Ces résultats ont ensuite été comparés afin de déterminer la capacité des huîtres d’écloserie à représenter un modèle alternatif aux huîtres autochtones. Dans l’objectif d’étudier les impacts liés au changement climatique, des conditions un peu plus extrêmes ont été testées, à savoir des températures supérieures de 26 °C, des salinités inférieures de 24 u.s.i et des concentrations en polluants supérieures aux conditions actuelles du bassin. La mise au point d’un logiciel d’analyse du comportement natatoire des larves D a également été réalisée. Nos résultats indiquent une bioaccumulation plus grande du Cu et S-métolachlore dans les huîtres cultivées par rapport aux huîtres sauvages. Par ailleurs cette étude indique clairement que les larves issues des huîtres autochtones (sauvages et cultivées) sont sensibles à des concentrations environnementales en cuivre et en S-métolachlore. Cependant, il a été montré que les gènes impliqués dans divers mécanismes de défense sont surexprimés, avec une plus grande capacité de défense des larves issues des huîtres sous l’influence des tributaires mais également des huîtres sauvages par rapport aux cultivées. En présence de concentrations environnementales de Cu comme de S-métolachlore, une augmentation des trajectoires erratiques circulaires a été constatée. De plus, les larves, bien que capables de se développer normalement dans une gamme de températures allant de 22 °C à 26 °C, sont sensibles à l’action combinées des hautes/basses températures et des polluants. De la même manière, elles sont sensibles aux effets combinés de la dessalure et de l’exposition aux polluants. Les huîtres d’écloserie se sont révélées être une bonne alternative à l’utilisation des huîtres autochtones. Finalement, au vu des prédictions concernant l’évolution du climat, nos résultats indiquent qu’il faut s’attendre à un accroissement des malformations larvaires et donc à une diminution du recrutement des naissains dans les années futures dans le Bassin d’Arcachon.
(15/02/2016)
EPOC, EPHE, PSL, UB, INSU - CNRS, CNRS
How toxic is the depleted uranium to crayfish Procambarus clarkii compared with cadmium?
Due to a lack of information on the assessment of uranium's (U) toxicity, our work aimed to compare the effects of U on the crayfish Procambarus clarkii with those of the well documented metal cadmium (Cd). Accumulation and impacts at different levels of biological organization were assessed after acute (40 μM Cd or U; 4-10 days) and chronic (0.1 μM Cd or U; 30-60 days) exposures. The survival rates demonstrated the high tolerance of this species toward both metals and showed that Cd had a greater effect on the sustainability of crayfish. The concentration levels of Cd and U accumulated in gills and hepatopancreas were compared between both conditions. Distinctions in the adsorption capacities and the mobility of the contaminants were suspected. Differences in the detoxification mechanisms of both metals using transmission electron microscopy equiped with an energy dispersive X-ray were also pointed out. In contrast, comparison between the histological structures of contaminated hepatopancreas showed similar symptoms. Principal component analyses revealed different impacts of each metal on the oxidative balance and mitochondria using enzymatic activities and gene expression levels as endpoints. The observation that U seemed to generate more oxidative stress than Cd in our conditions of exposure is discussed. © 2014 Wiley Periodicals, Inc.
(Environmental Toxicology. vol. 31, n° 1520-4081, pp. 211-223, 01/02/2016)
IRSN/PRP-ENV/SERIS/L2BT, IRSN/PRP-ENV/SERIS, IRSN, EPOC, EPHE, PSL, UB, INSU - CNRS, CNRS
Mercury toxicity to terrestrial snails in a partial life cycle experiment.
Despite growing concerns about the potential adverse effects of elevated mercury (Hg) concentrations in the terrestrial environment, only a few toxicity data are available for soil invertebrates. The chronic toxicity of inorganic Hg-Hg(II)-through food or soil contaminations was therefore assessed for the snail Cantareus aspersus, a well-recognized soil quality bioindicator. The 28-day EC50s (the concentrations causing 50 % effect) for the snail growth were 600 and 5048 mg Hg kg(-1) for food and soil, respectively. A survey of growth over its entire duration (91 days) allowed to show that the effects took place rapidly after the beginning of exposure and persisted in the long term. Reproduction was also impaired, and we established 28-day EC50s for sexual maturation and fecundity of 831 and 339 mg Hg kg(-1), respectively, for food and 1719 and 53 mg Hg kg(-1), respectively, for soil. Total Hg analyses in snails exposed to contaminated matrices revealed important bioaccumulation capacities up to 2000 mg Hg kg(-1) viscera. Critical limits in internal Hg concentration of about 500 and 1000 mg Hg kg(-1) were determined as thresholds for the induction of growth toxicity through food and soil exposure, respectively. These different values underlined differences in the uptake and toxicological dynamics of Hg according to its bioavailability in the source of exposure.
(Environmental Science and Pollution Research. vol. 23, n° 0944-1344, pp. 3165-75, 31/01/2016)
LCE, CNRS, UMLP, UBFC, EPOC, EPHE, PSL, UB, INSU - CNRS, CNRS
Impact des obstacles aquatiques sur la migration des jeunes stades d’Anguilla anguilla
L’anguille européenne Anguilla anguilla est une espèce catadrome avec un cycle de vie complexe incluant des migrations entre la mer de Sargasses et l’Europe et l’Afrique du Nord. On a noté une baisse drastique de sa population depuis les 30 ans et on la considère aujourd’hui comme ‘en danger critique’. Une des causes principales de ce déclin est la fragmentation de l’habitat.Nous avons étudié si les obstacles aquatiques peuvent exercer un pression de sélection sur les jeunes anguilles en migration. On a utilisé une approche sans a priori, où une large liste des gènes a été analysée dans trois tissus de chaque poisson provenant des zones amont/aval de l’obstacle (article 1). On a détecté les différences de transcription des gènes du cerveau des poissons, ces gènes étant liés à la plasticité neuronale. On a également trouvé que ces différences se maintiennent à long terme (article 2). Finalement, on a étudié la relation entre le comportement d’escalade et la transcription des gènes (article 3). Les anguilles provenant des zones amont possèdent une tendance d’escalade la plus forte. De plus, certains poissons classés comme ‘leaders’ d’escalade présentaient des niveaux de transcription de gènes liés à la cognition plus faibles que les ‘suiveurs’. Ces résultats peuvent être associés au concept de coping style et de la personnalité animale. En effet, on suggère que les leaders agissent comme des individus proactifs et téméraires, contrairement aux suiveurs, plutôt réactifs et timides.L’implication des notre étude est discutée dans le contexte écologique, car la présence des obstacles peut modifier les patterns de distribution de phénotypes dans les réseaux aquatiques.
(29/01/2016)
EPOC, EPHE, PSL, UB, INSU - CNRS, CNRS, IRSTEA, UR EABX, IRSTEA
Improvement of biostratigraphic and paleoenvironmental reconstruction tools based on cretaceous dinoflagellate cysts from the tethys and the atlantic
In the first chapter, dinocysts are used to recognize the Upper Cretaceous and Paleocene stage boundaries in the ODP Hole 959D, on the Côte d’Ivoire–Ghana transform margin. The comparison of my own results with two previous studies of the same cores highlights uncertainties of biostratigraphic approach when dinocyst markers have low occurrence frequencies. The second chapter analyzes the dinocyst distribution along an inshore-offshore transect on the western Iberian Margin during the Albian. Contrasting the dinocyst occurrence data with the sedimentological and paleontological data allow identifying dinocyst associations with common environmental preferences and tolerances. The main factors contributing to the dinocyst distribution are the stability and predictability gradient and the nutrient availability. Paleoceanographic and paleogeographic evolution of the western Iberian margin during the Albian are clearly recorded in the spatiotemporal occurrence patterns of dinocyst associations. The third chapter compares Aptian dinocyst distribution from the Central Atlantic and northwestern Tethys. It is used to test the methodology and the paleoenvironmental preferences of dinocyst issued from the second chapter. The recognized paleoenvironmental preferences and tolerances of the Aptian dinocysts precisely match those proposed for the Albian species. The Aptian dinocyst associations reflect the evolution of carbonate platforms of both the Southern Provence Basin and the western Iberian margin, combined with the sedimentary organic matter allows the identification of regional and global oceanic changes; the demise of carbonate platforms, the OAE 1a and the Fallot level.
(22/01/2016)
CR2P, MNHN, UPMC, CNRS
Climate variability across the last deglaciation in NW Iberia and its margin
(Quaternary International. vol. 414, n° 1040-6182, pp. 9 - 22, 08/01/2016)
Unifesp, EPOC, EPHE, PSL, UB, INSU - CNRS, CNRS, LSCE, UVSQ, INSU - CNRS, CNRS, DRF (CEA), CEA, PALEOCEAN, LSCE, UVSQ, INSU - CNRS, CNRS, DRF (CEA), CEA, ACE-CRC, AWI
Cockle population dynamics: recruitment predicts adult biomass, not the inverse
Bivalves are an essential component of marine ecosystems, playing an important role in community maintenance. The abundance of an exploited bivalve population depends on the balance between inputs (reproduction/recruitment and growth) and outputs (mortality and fishery removals). Reproduction and subsequent successful recruitment are crucial for population sustainability. In the present study, the reciprocal relationship between recruitment (operationally defined as retention on a 1-mm sieve) and adult stock size was studied using a 17-year database (1997–2014) on an unexploited Cerastoderma edule population in a national nature reserve in Arcachon Bay, France. Results showed that cockle recruitment in a temperate climate with mild winters is rather unrelated to temperature in the previous months, but depends on recruitment timing. When temperature reached 14 °C in May, stimulating early recruitment, recruit density was high (500–1000 ind m−2), and the resulting cohort had a relatively long lifespan (>1 year) with high associated secondary production. Conversely, when temperature reached 14 °C in June, recruitment occurred later (June), recruit density was lower (0–500 ind m−2), and the cohort had a shorter lifespan (<4 months) with a consequent low secondary production. Adult spawner biomass was not positively correlated with recruitment, and the spawner biomass at the time of recruitment did not negatively affect recruitment. More than previous studies, the present study showed that factors driving cockle recruitment success are highly site-dependent, temperatures at the site being only one component.
(Marine Biology. vol. 163, n° 0025-3162, 07/01/2016)
EPOC, EPHE, PSL, UB, INSU - CNRS, CNRS
First record of the non-indigenous Melita nitida Smith, 1873 (Crustacea: Amphipoda: Melitidae) in the Bay of Biscay (NE Atlantic)
The non-native amphipod Melita nitida Smith, 1873 was collected between 2013 and 2016 in Arcachon Bay, Hossegor Lake and the Gironde Estuary (SW France) in intertidal oyster reefs and under stones. This species, native to the Atlantic coast of North America, is considered as a non-indigenous species on the Pacific coast of North America. Recently, the presence of M. nitida was reported in Europe, both in The Netherlands and in Germany. This species may have been accidentally introduced to Arcachon Bay with oyster transfers. An identification key for species belonging to the genus Melita and closely related species in European waters is also provided.
(BioInvasions Records. vol. 5, n° 2242-1300, pp. 85-92, 01/01/2016)
EPOC, EPHE, PSL, UB, INSU - CNRS, CNRS