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Les transferts du mercure bioaccumulé dans les carcasses de poisson vers les organismes aquatiques et vers les invertébrés terrestres nécrophages.

Sarica, José (2004). Les transferts du mercure bioaccumulé dans les carcasses de poisson vers les organismes aquatiques et vers les invertébrés terrestres nécrophages. Thèse. Québec, Université du Québec, Institut national de la recherche scientifique, Doctorat en sciences de l'eau, 132 p.

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Résumé

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On a longtemps pris pour acquis que les poissons étaient le dernier maillon du réseau trophique aquatique. Or les nécrophages se nourrissant des carcasses de poisson et les prédateurs naturels de ces nécrophages se situent encore plus hauts dans la chaîne alimentaire. Il est établi que le rôle des organismes nécrophages est fondamental dans le fonctionnement des écosystèmes puisqu'il permet le recyclage d'énergie. Par contre, aucune étude ne s'est encore intéressée aux transferts de contaminants, dont le mercure (Hg), à un tel niveau trophique. L'objectif principal de cette recherche consiste, par conséquent, à mesurer les transferts du Hg bioaccumulé dans les carcasses de poisson vers les invertébrés aquatiques et terrestres nécrophages. Pour y répondre, nous avons considéré deux cas contrastés de mortalité naturelle: (1) la mortalité naturelle annuelle non liée à la prédation des poissons dans les lacs; (2) la mortalité naturelle annuelle du saumon Quinnat après le frai au sein d'une rivière ontarienne. Lors d'une expérience préliminaire menée au sein d'un lac boréal (lac Laflamme, Québec, Canada), au cours de laquelle des poissons morts avaient été placés en zone littorale, nous avons observé que les sangsues étaient fortement attirées par les carcasses en décomposition et augmentaient leurs concentrations de Hg en fonction du temps d'exposition aux poissons morts. Afin de démontrer que de tels transferts de Hg entre les carcasses de poisson et les organismes nécrophages (i.e., sangsues) existaient, nous avons profité de l'avantage unique qu'offre le projet METAALICUS (Mercury Experiment to Assess Atmospheric Loadings in Canada and the United States), conduit à la station de recherche de ELA (Experimental Lakes Area, Ontario), en nourrissant des sangsues avec des perchaudes enrichies in situ aux isotopes stables de Hg (202Hg) au sein d'aquarium, en laboratoire. Ces perchaudes enrichies en 202Hg ont été également placées dans la zone littorale d'un lac boréal dans lequel aucun ajout de Hg202 n'avait été effectué (lac 240). En laboratoire, nos résultats ont démontré clairement que les sangsues accumulaient efficacement et rapidement une quantité significative de Hg des carcasses de poisson et que leurs signatures isotopiques atteignaient celles des perchaudes en moins de deux semaines. En nature, de tels transferts ont également été mesurés mais à des niveaux moins élevés étant donné le plus grand nombre de sangsues interagissant avec les carcasses. Par conséquent, le fait de ne pas visualiser de carcasses de poisson en nature serait expliqué par la vitesse rapide à laquelle les nécrophages décomposent ces dernières. Nous concluons, par conséquent, que les organismes nécrophages comme les sangsues peuvent retourner le Hg des carcasses de poisson vers les chaînes trophiques lacustres et que ce recyclage de Hg dépend de la structure des communautés d'organismes nécrophages spécifique aux lacs. En rivière, nous avons validé l'hypothèse selon laquelle les concentrations de Hg et de nutriments (NH4+, N03-, P, COD) au sein de composantes biotiques (invertébrés aquatiques et terrestres) et abiotiques (eau, sédiment) du système étaient altérées par la décomposition des carcasses de saumon après le frai. Nous avons échantillonné durant deux années consécutives (2000 et 2001) au sein d'une frayère ontarienne, tributaire du Lac Ontario, qui reçoit chaque année 20 000 saumons Quinnat (Oncorhyncus tshawytscha). Ces deux années contrastent par la présence exceptionnelle en 2001 d'un ours qui a prélevé toutes les carcasses à une station aval de la frayère. Nos résultats ont démontré que les stations d'échantillonnage, où les densités de carcasses étaient les plus élevées, présentaient des concentrations aqueuses de Hg total, MeHg, Hg total particulaire et de nutriments plus élevées que les stations où les densités de carcasses étaient les plus faibles. Les concentrations de Hg mesurées dans les invertébrés aquatiques et terrestres se nourrissant des carcasses de saumon ont augmenté jusqu'à 25 fois. En 2001, suite au prélèvement des carcasses par l'ours en aval, aucune augmentation dans les concentrations aqueuses de Hg et de nutriments n'a été mesurée à ce site contrairement à celles mesurées au même endroit un an auparavant sans la présence de l'ours. Un budget préliminaire au sein de la frayère montre que: 1) les carcasses de saumon représentent une source importante de Hg et de nutriments pour les réseaux trophiques aquatiques et terrestres et que 2) les invertébrés et vertébrés terrestres peuvent être d'importants vecteurs de Hg du milieu aquatique vers le milieu terrestre. Après le frai du saumon Quinnat, un tiers des carcasses sont retrouvées échouées sur les rives de la frayère et ces dernières sont rapidement colonisées par les diptères calliphoridés femelles venant y pondre leurs oeufs (cf. encadré 3). Nous avons placé des carcasses poisson au bord d'un lac (lac Le-Petit, Québec, Canada) et attendu que ces dernières soient colonisées par les femelles calliphoridés. Au cours de l'expérience in situ, nous avons prélevé les stades calliphoridés suivants: les femelles adultes venant pondre leurs oeufs dans les carcasses, les oeufs de calliphoridés, les larves de calliphoridés séparées en deux classe de taille (i.e, inférieure ou supérieure à 1 cm de longueur), les prépupes, les pupes et les nouveaux adultes émergés Nous avons, pour chacun de ces stades, mesuré les concentrations de Hg total et de MeHg. Nos résultats indiquent clairement que les larves accumulent rapidement le Hg provenant des carcasses dont elles se nourrissent jusqu'au stade pupal. Après leur émergence, jusqu'à 90% des teneurs en Hg sont excrétées par les nouveaux adultes via le meconium. Nous concluons que les calliphoridés possèdent un mécanisme efficace d'excrétion du Hg inorganique et organique qu'elles ont accumulé à partir des carcasses de poisson. Le devenir de ce Hg excrété dans l'environnement n'est pas encore connu. Cette recherche doctorale est la première à s'intéresser au devenir du méthylmercure lors de la mortalité naturelle des poissons non liée à la prédation et à considérer la nécrophagie comme une voie importante dans le recyclage de ce composé organométallique en terme d'accroissement de concentrations car l'ajout d'un maillon dans la chaîne trophique pour cet élément peut résulter en une augmentation dans ses concentrations par bioamplification. Davantage d'études sont nécessaires pour clairement démontrer les risques toxicologiques reliés à cette voie de recyclage au sein des systèmes aquatiques.

Type de document: Thèse
Directeur de mémoire/thèse: Amyot, Marc
Co-directeurs de mémoire/thèse: Hare, Landis
Informations complémentaires: Résumé avec symboles
Mots-clés libres: mercure; Hg; poisson; carcasses; saumon ; quinnat; organismes aquatiques; invertébrés terrestres
Centre: Centre Eau Terre Environnement
Date de dépôt: 21 nov. 2012 20:37
Dernière modification: 17 mars 2016 17:38
URI: http://espace.inrs.ca/id/eprint/393

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