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Lisa Atwell, Keith A. Hobson, and Harold E. Welch, 1998 Virginie MAES Laurence MAUREL UE 39: Fluctuations et perturbations des écosystèmes marins, naturelles.

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1 Lisa Atwell, Keith A. Hobson, and Harold E. Welch, 1998 Virginie MAES Laurence MAUREL UE 39: Fluctuations et perturbations des écosystèmes marins, naturelles et anthropiques

2 Définitions: Bioamplification: transfert et amplification biologique de polluants à l'intérieur de biocénoses contaminées Bioaccumulation: accumulation de contaminants directement depuis le milieu ambiant jusqu'à des niveaux supérieurs Introduction Objectifs : - relation entre 15 N et les concentrations en mercure - bioaccumulation en fonction de l'âge? (Mya truncata et Phoca hispida )

3 112 individus 27 espèces 11 sp. d'invertebrés 2 sp. de poissons 8 sp. d'oiseaux marins 2 sp. dOdontocètes Morse Odobenus rosmarus Ours Ursus maritimus Echantillonnage Collectes entre 1988 et 1990 Hobson & Welch 1992 N

4 Résultats obtenus Les vertébrés montrent plus de variations dans leurs tissus par rapport aux invertebrés. Bioamplification vérifiée: [Hg] quand 15 N

5 Forte variabilité dans la concentration en mercure entre les oiseaux marins ± ± ± ± ± ± ± 0.65 Larus hyperboreus Uria lomvia Rissa tridactyla Fulmarus glacialis Cepphus grylle Sterna paradisea Somateria mollissima Alle alle Espèce Nombre dindividus Concentration totale en mercure (µg.g -1 ) Résultats obtenus 15 N () + -

6 [Hg] = 1.07 ± 0.11 mg.g -1 [Hg] = 0.84 ± 0.17 µg.g -1 Ursus maritimus a un niveau de mercure moins fort que celle de sa proie principale: Phoca hispida Résultats obtenus

7 Mya truncataPhoca hispida Etude de bioaccumulation sur deux espèces: Aucune preuves de bioaccumulation en fonction de lâge

8 Facteur de bioamplification trouvé à 0.20, dans léquation: Augmentation de la concentration du Hg en fonction de lâge non prouvée (dans les deux espèces étudiées). Nécessité détudes supplémentaires. Résumé de létude Mise en évidence de la bioamplification du Hg Bioaccumulation du Hg non mise en évidence Log 10 [Hg] (mg.g -1 ) = 0.20 ( 15 N) – 3.33

9 Léquation illustrant la relation entre la position trophique et la concentration en mercure des muscles: R² ??? réseau trophique de lArctique (Canada) Pente = Braune 2005 Discussion

10 Les invertébrés : Log 10 [Hg] invertébrés = ( 15 N) Différence mise en évidence dans dautres écosystèmes (cheminée hydrothermale par exemple). Colaço 2006 Explication: métabolisme différent (assimilation de la nourriture) Discussion Wang & Fisher 1999

11 Discussion [Hg] invertébrés sont moins variables que les [Hg] vertébrés Les oiseaux Concentration du Hg dans les plumes lors de leurs formations (Bustamante, 2006) Mues Transfert de Hg dans les œufs (Braune 2006). Les mammifères marins : Perte possible de Hg lors de la gestation et de lallaitement. Ages et sexes des individus ne sont pas déterminés

12 Résultats équivoques car les phoques et les baleines sont largement plus vieux que leurs proies et beaucoup doiseaux vivent plus de 30 ans : biaisés par une probable biaccumulation. Gray 2002 Les résultats de Atwell et al. sur la bioamplification du mercure ne sont pas valides : [Hg]ours < [Hg]phoques. Gray 2002 Peut être lié au manque déchantillons car, selon Dehn 2006, Hg total augmente significativement du phoque à lours. Discussion

13 Origine du mercure en Arctique, naturelle selon les auteurs ici, mais depuis quelques années, la disponibilté a augmenté, mis en évidence par des suivis de [Hg] bélugas depuis la fin du XIXème siècle. 10 ans après, dans une aire similaire les [Hg] des mêmes espèces restent identiques. Campbell 2005 Outridge 2005 Origine anthropique remise en cause? Malgré des données contestables. Discussion

14 Il est aujourdhui clair que le mercure qui saccumule est le méthylmercure, mercure organique, transformé par des bactéries dans le sédiment. Par expérience: quand [Hg] atmosphérique, [MeHg] sédiment Orihel 2008 Discussion Le mercure gazeux atmospherique montre peu de changements, il semblerait que les facteurs physiques soient plus importants que lactivité humaine. Stockage de mercure dans les glaces Relarguage MacDonald 2005

15 Conclusion Une bioamplification du mercure au sein de ce réseau trophique est observée. La bioaccumulation au cours de la vie des individus de la Mya truncata et de Phoca hispida nest pas observée discutable Le manque dechantillon est sûrement en cause. Car pas de doutes que le mercure saccumule en fonction de lâge des individus.

16 Bibliographie Braune BM et al., Persistent organic pollutants and mercury in marine biota of the Canadian Arctic: an overview of spatial and temporal trends. Sci. Total Environ. 351e352, 4e56. Bustamante P, Caurant F, Fowler SW, Miramand P, Cephalopods as a vector of the transfer of cadmium to top marine predators in the North-East Atlantic Ocean. Sci. Total Environ. 1998;220: 71–80. Campbell LM et al., Mercury and other trace elements in a pelagic Arctic marine food web (Northwater Polynya, Baffin Bay). Sci. Total Environ. 351e352, 247e263. Colaço A, Bustamante P, Fouquet Y, Sarradin PM, Serrao-Santos R, Bioaccumulation of Hg, Cu, and Zn in the Azores triple junction hydrothermal vent fields food web. Chemosphere 65, 2260–2267. Dehn Larissa-A., et al., Stable isotope and trace element status of subsistence-hunted bowhead and beluga whales in Alaska and gray whales in Chukotka. Mar. Pollut. Bull. 52 (2006) 301–319. Gray JS, Biomagnification in marine systems: the perspective of an ecologist. Mar Pollut Bull 45, 46–52. Hobson KA, and Welch HE Determination of trophic relationships within a high Arctic marine food web using d 13 C and d 15 N analysis. Mar. Ecol. Prog. Ser. 4: 9–18. Orihel DM et al., Temporal changes in the distribution, methylation, and bioaccumulation of newly deposited mercury in an aquatic ecosystem. Environ. Pollut. 1e12. Outridge PM, Hobson KA, Savellec JM, Changes in mercury and cadmium concentrations and the feeding behaviour of beluga (Delphinapterus leucas) near Somerset Island, Canada, during the 20th century. Sci. Total Environ. 350, 106– 118. Wang, W.-X., Fisher, N.S., Assimilation efficiencies of chemical contaminants in aquatic invertebrates: a synthesis. Environ. Toxicol. Chem. 18 (9), 2034–2045. Braune B, Mallory M, Gilchrist HG, Elevated mercury levels in a declining population of ivory gulls in the Canadian Arctic. Mar. Pollut. Bull. 52, 969–987. Das K, Beans C, Holsbeek L, Mauger G, Berrow SD, Rogand E, Bouquegneau JM, Marine mammals from northeast atlantic: relationship between their trophic status as determined by d13C and d15N measurements and their trace metal concentrations. Mar. Environ. Research 56, 349–365. Brookens T, Harvey J, O'Hara T, Trace element concentrations in the Pacific harbor seal (Phoca vitulina richardii) in central and northern California. Sci. Total Environ. 372, 676–692. Macdonald R, Harner T, Fyfe J, Review: Recent climate change in the Arctic and its impact on contaminant pathways and interpretation of temporal trend data. Sci. Total Environ. 342, 5– 86.

17 Annexes

18 Résultats de d 15 N () et de [THg] (µg.g -1 ) des organismes considérés

19 Problème: Les points sont les moyennes de [Hg] et de d 15 N par espèces, les données individuelles nétant pas détaillées dans la publication. Les écarts types sont ceux donnés par Atwell et al..

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22 Cycle du mercure en Arctique

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