UE 227 Fluctuations et perturbations des écosystèmes marins Effects of the ‘Prestige’ oil spill on cellular biomarkers in intertidal mussels: results of the first year of studies Amaia Orbea, Larraitz Garmendia, Ionan Marigómez, Miren P. Cajaraville UE 227 Fluctuations et perturbations des écosystèmes marins LAGUIA Mónica METZNER Kristin NZE NTUTUME Dieudonné Photo Astur natura Photo Albaiges, J. et al. (2006)

Introduction Accident du pétrolier Prestige (77000 tonnes de pétrole M-100) en Novembre 2002 produisait une catastrophe dans la région. Une étude sur les biomarqueurs fait avec Mytillus galloprovincialis pour déterminer les effets de l’accident Les communautés macrobenthiques apportent des informations idéales pour contrôler la pollution marine (Gomez Geistera et Dauvin, 2005) Durée de vie relativement longue et stable Réponses rapides au stress Mobilité limitée et vulnérable aux effets de contamination sur sédiments Assimilation de substances polluant à long terme Photo: Editorial Marine Pollution Bulletin 53 (2006)

Matériel et méthodes Echantillonnage: stations 100Km Fig.1: Carte des différentes stations d’échantillonnage

Analyses biochimiques Matériel et méthodes ECHANTILLONNAGE Fixés avec solution tampon 30 moules Flesh Condition Index et analyses des gonades 60 moules 20 moules Glandes digestives congelées Capturés dans chaque station Analyses biochimiques 5 glandes digestives congelées 10 moules Analyses lysosomales 5 glandes digestives Photo Astur natura: Mytilus galloprovincialis Réplicats

PARAMETRES DE SUPPORT Indice de condition de chair (FCI): Matériel et méthodes PARAMETRES DE SUPPORT   Indice de condition de chair (FCI): le poids de la partie charnue fixée (mg) sur le poids de la coquille (g). le poids sec de la chair est employé pour le calcul de ce paramètre. Analyse de gonades Les sections histologiques ont permi de classifier selon son état de développent

Matériel et méthodes Changements de la structure lysosomale Test de stabilité de la membrane lysosomale L'accumulation intracellulaire de lipides neutres Activité des peroxysomes AOX   

RÉSULTATS Flesh condition index (mg/g) Les 17 stations ne suivent pas une tendance commune de variation temporelle. En général, en Juillet et Septembre les valeurs sont plus hautes qu’en Avril. Situation Avril Juillet Septembre Oia 457 525 523 Camelle 634 529 547 San Vicente 624 641 732 Hondarribia 772 704 Tab.1 :FCI (mg/g)

Stades des gonades pendant le cycle annuel Résultats Développement des gonades Stades des gonades pendant le cycle annuel Repos Gamétogenèses Gamétogenèses avancé Post-ponte Ponte Maturité Septembre Juillet Avril

Stabilité de la membrane lysosomale Résultats Stabilité de la membrane lysosomale Fig.2 :Période de déstabilisation de la membrane lysosomale en Juillet et Septembre (2003)

Changements de la structure lysosomale Densité du volume lysosomale : Résultats Changements de la structure lysosomale Densité du volume lysosomale : VvL=VL/VC Densité de la surface lysosomale : SvL = SL/VC Valeurs basses montrent que les lysosomes sont plus grands et peu nombreux

L'accumulation intracellulaire de lipides neutres. Résultats L'accumulation intracellulaire de lipides neutres.  Hétérogénéité dans les résultats entre les individus et entre les stations Valeurs remarquables dans les individus capturés en Juillet et augmentation de valeurs en Septembre. Dans les stations de Galice le volume de lipides est plus haut que dans les autres régions. Inclusions des lipides dans cellules du tube digestive colorés avec Oil Red O (Dimitriadis V. 2008)

Prolifération des peroxysomes Résultats Prolifération des peroxysomes Manque de réponse saisonnière due à l’impact valeurs AOX Fig.3: Activité AOX

DISCUSSION Paramètres de support FCI Développement de gonades Biomarqueurs d’effet Réponses des lysosomes Biomarqueurs d’exposition Accumulation des lipides neutres Prolifération de péroxysomes Bioindicateurs pour la présence de polluants Marée noire de Prestige pourrait déclencher une perturbation dans le cycle de vie des moules MAIS Manque de données précédentes dans la région pour la comparaison Nécessité des études postérieurs

CONCLUSION Les biomarqueurs sont des instruments très utiles pour ce type d’études, ils permettent d’évaluer la magnitude d’une perturbation mais il faut s’appuyer sur d’autres paramètres Des évaluations actuelles sont souvent faites seulement avec une espèce et ils traitent les différentes populations comme indépendantes dans un réseau trophique – mais il y a du dynamisme et des interactions directes et indirectes

La dimension d’impact est aussi lié aux: Conclusion La dimension d’impact est aussi lié aux: forts hydrodynamismes de la région conditions climatiques exceptionnelles dûes à un hiver dur Ruiz-Villarreal M. et al. (2006) Fig.4: Chemin de la circulation dans la région pour la période automne-hiver

Conclusion Pour finaliser… Seulement 20% des hydrocarbures en mer sont dues aux accidents de pétroliers (Boudouresque, 2010) Biodégradation du pétrole dans les écosystèmes marins Le nettoyage de résidus dans la côte avec des produits chimiques pollue aussi l’écosystème études en cours sur des bactéries qui dégradent les hydrocarbures sans polluer l’écosystème (Ferrer et al., 2006) Photo: Alcanivorax borkumensis (Journal of bacteriology)

BIBLIOGRAPHIE Albaiges, J. et al. (2006) The Prestige oil spill: a scientific reponse. Marine Pollution Bulletin 53: 205-207. Carajaville, M. et al. (2006) Signs of recovery of mussels health two years after the Prestige oil spill. Marine Environmental Research 62 : S337–S341 Dimitriadis, V. (2008) Using biomarkers for the assessment of marine pollutions. Site: Coastal portal-http://www.coastalwiki.org Ferrer, M. et al.(2006) Proteomic Insights into Metabolic Adaptations in Alcanivorax borkumensis Induced by Alkane Utilization. Journal of bacteriology 188(11): 3763–3773. Gómez Gesteira, J.L. Dauvin, J.-C. (2005)Impact of the Aegean Sea oil spill on the subtidal fine sand macrobenthic community of the Ares-Betanzos Ria (Northwest Spain). Marine Environmental Research 60: 289-316 Haravama, S. et al. (1999) Petroleum biodegradation in marine environments. Journal of Molecular Microbiol Biotechnol 1(1):63-70. Ruiz- Villarreal, M. et al. (2006) Oceanographic conditions in North and Northwest Iberia and their influence on the Prestige oil spill. Marine Pollution Bulletin 53: 220–238 Sánchez, F. et al. (2006) Monitoring the Prestige oil spill impacts on some key species of the Northern Iberian shelf. Marine Pollution Bulletin 53: 332–349 http://www.asturnatura.com/Imagenes/especie/mytilus-galloprovincialis.jpg

MERCI

Test de stabilité de la membrane lysosomale : Matériel et méthodes Test de stabilité de la membrane lysosomale : 

Matériel et méthodes Changements de la structure lysosomale.   On coupe les lysosomes au cryostat (8 µm d'épaisseur) à partir des glandes digestives de 5 moules qui ont été tachées pour la démonstration histochimique de l’activité β-glucuronidase en fonction de Cajaraville et al.(1991):

L'accumulation intracellulaire de lipides neutres. Matériel et méthodes L'accumulation intracellulaire de lipides neutres. 

DISCUSSION FCI changement saisonnier de poids de moules et valeurs obtenues dans la gamme normale de variation Développement de gonades différences pas significatives entre les stations; contact avec pétrole peut produire des altérations dans le cycle reproductive de moules Réduction de la stabilité de la membrane lysosomale santé perturbé dans toutes les stations qui indique une situation de stress Agrandissement lysosomale connexion avec une réduction de lysosomes et un lien avec un mécanisme de détoxification ou état avancé de dégradation pathologique Accumulation de lipides neutres changement saisonnier à cause du cycle de reproduction; les résultats obtenus peuvent montrer l’exposition sur des polluants organiques Activité de AOX le manque de réponse en avril a été rapporté à la présence de polluant du Prestige.