Lisa Atwell, Keith A. Hobson, and Harold E. Welch, 1998 UE 39: Fluctuations et perturbations des écosystèmes marins, naturelles et anthropiques Biomagnification and bioaccumulation of mercury in an arctic marine food web Lisa Atwell, Keith A. Hobson, and Harold E. Welch, 1998 Virginie MAES Laurence MAUREL

Introduction 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 Objectifs : - relation entre d15N et les concentrations en mercure - bioaccumulation en fonction de l'âge? (Mya truncata et Phoca hispida )

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

Résultats obtenus Les vertébrés montrent plus de variations dans leurs tissus par rapport aux invertebrés. Bioamplification vérifiée: [Hg] quand d15N

Concentration totale en mercure (µg.g-1) Résultats obtenus Forte variabilité dans la concentration en mercure entre les oiseaux marins 5 0.75 ± 0.23 6 1.93 ± 1.14 4 1.79 ± 0.78 1.86 ± 0.68 1 0.33 3 0.38 ± 0.02 0.83 ± 0.21 1.57 ± 0.65 Larus hyperboreus Uria lomvia Rissa tridactyla Fulmarus glacialis Cepphus grylle Sterna paradisea Somateria mollissima Alle alle Espèce Nombre d’individus Concentration totale en mercure (µg.g-1) - d15N (‰) +

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

Résultats obtenus Etude de bioaccumulation sur deux espèces: Mya truncata Phoca hispida Aucune preuves de bioaccumulation en fonction de l’âge

Résumé de l’étude Mise en évidence de la bioamplification du Hg Facteur de bioamplification trouvé à 0.20, dans l’équation: Log10 [Hg] (mg.g-1) = 0.20 (d15N) – 3.33 Bioaccumulation du Hg non mise en évidence Augmentation de la concentration du Hg en fonction de l’âge non prouvée (dans les deux espèces étudiées). Nécessité d’études supplémentaires.

Discussion L’équation illustrant la relation entre la position trophique et la concentration en mercure des muscles: R² ??? réseau trophique de l’Arctique (Canada) Pente = 0.197. Braune 2005

Discussion Les invertébrés : Log10 [Hg] invertébrés = - 0.04 (d15N) - 0.73 Différence mise en évidence dans d’autres écosystèmes (cheminée hydrothermale par exemple). Colaço 2006 Explication: métabolisme différent (assimilation de la nourriture) Wang & Fisher 1999

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 l’allaitement. Ages et sexes des individus ne sont pas déterminés

Discussion ‘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 d’échantillons car, selon Dehn 2006, Hg total augmente significativement du phoque à l’ours. ‘Résultats équivoques car les phoques et les baleines sont largement plus vieux que leurs proies et beaucoup d’oiseaux vivent plus de 30 ans’ : biaisés par une probable biaccumulation. Gray 2002

Discussion 10 ans après, dans une aire similaire les [Hg] des mêmes espèces restent identiques. Campbell 2005 Malgré des données contestables. 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. Outridge 2005 Origine anthropique remise en cause?

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

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 n’est pas observée → discutable Le manque d’echantillon est sûrement en cause. Car pas de doutes que le mercure s’accumule en fonction de l’âge des individus.

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Annexes

Résultats de d15N (‰) et de [THg] (µg.g-1) des organismes considérés

Problème: Les points sont les moyennes de [Hg] et de d15N par espèces, les données individuelles n’étant pas détaillées dans la publication. Les écarts types sont ceux donnés par Atwell et al..

Cycle du mercure en Arctique