IMPACT (2013-2016)

Influence de la qualité de la Matière organique dissoute sur la toxicité des Pesticides vis-à-vis des micro-Algues le long d'un ConTinuum eau douce – eau marine

Coordination Ifremer	Type de projet	Financeur	Durée du projet	Lien
S. Stachowski-Haberkorn (LEX)	National	LabEx COTE Bordeaux	2013-2016

Dans le cadre du projet IMPACT (Influence de la qualité de la Matière organique dissoute (MOD) sur la toxicité des Pesticides vis-à-vis des micro-Algues le long d'un ConTinuum eau douce – eau marine), le LabEX COTE a financé la thèse de Nathalie Coquillé (2013-2017, thèse Irstea/Epoc-LPTC/Ifremer). Cette thèse a consisté à évaluer, au cours d’expérimentations menées en laboratoire, la toxicité de trois herbicides (irgarol, diuron et S-métolachlore), seuls et en mélange, sur quatre espèces de microalgues (deux espèces d’eau douce et deux espèces marines, en cultures monospécifiques) en présence ou non de matière organique dissoute (MOD) naturelle. Au cours des expérimentations, les effets de la MOD et des herbicides sur la physiologie des microalgues ont été évalués (croissance, contenu lipidique relatif, efficacité de photosynthèse). Dans le même temps, une caractérisation de leur environnement chimique a été réalisée via : la quantification des concentrations d’exposition aux herbicides, la recherche de leurs métabolites et la caractérisation de l’évolution temporelle de la MOD ajoutée et secrétée naturellement dans les cultures.

Les travaux effectués ont permis de mettre en évidence trois phénomènes :

1. la croissance des quatre espèces a été stimulée à divers degrés en présence de MOD naturelle. Cette stimulation, associée à une modification (proportions de substances humiques et protéiques) de la MOD présente dans les cultures, suggère une capacité des microalgues à utiliser, directement ou indirectement via la présence de bactéries, des molécules organiques issues d’un mélange complexe présent dans le milieu naturel comme source d’énergie. En particulier, la microalgue Sphaerellopsis sp. présente un fort potentiel de mixotrophie et semble requérir de tels composés dans son environnement pour se développer de façon optimale. La MOD pourrait donc contribuer, de façon non négligeable, aux facteurs modulant le développement des communautés microalgales dans l’environnement.
2. En l’absence de MOD naturelle, des effets toxiques significatifs ont été démontrés sur les deux espèces de microalgues marines exposées à l’irgarol à 0.5 µg/L et au mélange (irgarol 0.5 µg/L, diuron 0.5 µg/L et S-métolachlore 5 µg/L). L’ajout de MOD naturelle dans les cultures a conduit à une modulation des effets toxiques mesurés, différente selon l’espèce considérée. Tandis que les effets ont été atténués chez la diatomée C. calcitrans, ils ont été amplifiés chez T. suecica. Ces résultats illustrent ainsi l’influence que peut avoir la MOD naturelle sur les effets toxiques des pesticides rencontrés dans l’environnement (Coquillé et al., 2018).
3. Enfin, lors de l’exposition au diuron (0.5 µg/L), seul et en mélange, et en présence de MOD, le métabolite DCPMU a été quantifié à 100 ng/L en fin d’expérience et ce uniquement dans les cultures de la microalgue Sphaerellopsis sp. Ces résultats suggèrent une métabolisation du diuron par la microalgue et/ou les bactéries présentes naturellement dans la culture, qui est intervenue uniquement en présence de MOD (hypothèse d’une dégradation co-métabolique via l’utilisation potentielle de carbone et/ou d’azote organique) (Morin et al., soumis).

Personnels Ifremer	Les partenaires
Labo LEX : N. Coquillé, D. Ménard, L. Haugarreau	IRSTEA Bordeaux, LPTC Bordeaux

Principaux résultats :

Coquille Nathalie, Menard Dominique, Rouxel Julien, Dupraz Valentin, Eon Melissa, Pardon Patrick, Budzinski Helene, Morin Soizic, Parlanti Edith, Stachowski-Haberkorn Sabine (2018). The influence of natural dissolved organic matter on herbicide toxicity to marine microalgae is species-dependent. Aquatic Toxicology, 198, 103-117. Publisher's official version : https://doi.org/10.1016/j.aquatox.2018.02.019, Open Access version : https://archimer.ifremer.fr/doc/00428/53964/

Morin, S., Coquillé, N., Éon, M., Budzinski, H., Parlanti, É., Stachowski-Haberkorn, S., 2021. Dissolved organic matter modulates the impact of herbicides on a freshwater alga: a laboratory study of a three-way interaction. Science of The Total Environment, 782, 146881.