Les moules, témoins et bio-indicateurs de la pollution marine

Extrait de l’article de la Fondation Tara Océan https://oceans.taraexpeditions.org/m/science/les-actualites/les-moules-temoins-et-bio-indicateurs-de-la-pollution-marine/ 

Pendant les 6 mois de la Mission microplastiques 2019, Tara et son équipage vont remonter les fleuves européens et les observer à la loupe pour comprendre l’origine des plastiques qui se déversent en mer et analyser leur impact sur la biodiversité marine. En parallèle des traits de filets réalisés en surface, dans le sillage de la goélette ou des semi-rigides, l’équipe scientifique a recours à des organismes filtreurs, des mollusques, et plus précisément, des moules.

Plastique : qui colonise quoi ?

Pour comprendre comment le plastique et la biodiversité interagissent, le protocole notamment coordonné par Leila Meistertzheim de Plastic@Sea, en collaboration avec le Laboratoire d’Océanographie Microbienne (LOMIC, Observatoire Océanologique de Banyuls), comporte plusieurs aspects. Tout d’abord, il s’agit de comparer la biodiversité qui se développe sur les matériaux plastiques en identifiant les organismes, végétaux ou animaux, qui colonisent les plastiques présents dans des fleuves présentant, selon les régions, des typologies différentes en termes de température, gradient de salinité ou de débit. Pour faciliter la comparaison, des plastiques de même composition sont utilisés le long d’un gradient de salinité – depuis l’eau de mer jusqu’à l’eau douce – et ce, sur chaque fleuve étudié.

Un mois avant l’arrivée de Tara, cinq types de plastiques sont placés dans des nasses en mer, à la sortie de l’estuaire, ainsi qu’en amont et en aval d’une ville importante à forte population, comme Londres, Hambourg, Rotterdam, Rouen, etc. Les micro-organismes colonisant les cinq types de plastiques seront ensuite comparés à l’échelle européenne en termes d’espèces (identification génomique grâce à l’ADN) et de métabolisme (identification des molécules produites par les organismes par métabolomique).

Les moules, championnes de la filtration

Afin de tester un nouveau bio-indicateur de la contamination en microplastiques en milieu marin, des moules sont également ajoutées à ces nasses, en mer et dans les estuaires. Capables de filtrer 20 à 25 litres d’eau par jour, ces organismes accumulent différents polluants dans leurs tissus, en particulier les polluants organiques persistants (POPs) et des microplastiques.

En réponse à cette bioaccumulation de produits toxiques, les moules vont s’adapter en développant différents processus biologiques pour gérer ce stress distribuant de façon différentielle leur énergie entre croissance, reproduction, réserve énergétique et réponse au stress.

Cette réponse est mesurable au niveau de la molécule et de l’individu. Ces coquillages sont prélevés en mer, non loin de l’endroit où ils seront déposés et étudiés : sur le site présentant potentiellement la pollution la plus diffuse le long du fleuve. Après marquage à l’aide d’un colorant fluorescent non toxique (calcéine) pénétrant dans la coquille, permettant ainsi de marquer physiquement le temps t0, ces organismes sont laissés sur site pendant un mois. Quelques individus-contrôle sont également congelés pour comparaison. En comparant les mesures réalisées sur les moules et les plastiques, cette méthode permettra de déterminer si les moules reflètent la pollution plastique en milieu marin et sont un bio-indicateur de cette pollution.

Mesures et dissections…

Après un mois, lorsque la goélette arrive, les nasses sont sorties de l’eau et les moules disséquées. Des échantillons-contrôle sont également prélevés et disséqués sur site. En séparant la chair de la coquille, les scientifiques mesurent la concentration en microplastiques bioaccumulés par les moules, déterminent la teneur en polluants (POPs) dans les tissus et la comparent à celle présente sur les plastiques.

In fine, l’état de santé général des moules exposées aux plastiques sera analysé à différents niveaux d’intégration physiologiques : à l’échelle moléculaire, à partir de l’expression de gènes codant pour diverses fonctions biologiques (réponse au stress, énergie, reproduction etc.) et à l’échelle de l’organisme par la mesure de la croissance de la coquille en collaboration avec Laboratoire d’écogéochimie des environnements benthiques (LECOB, Observatoire Océanologique de Banyuls).

© Romy Hentinger / Fondation Tara Océan