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Les escargots, bio-indicateurs de la qualité des sols.

Objectifs: Extraire des documents, des arguments qui permettent d’affirmer que les escargots peuvent servir d’indicateurs, à deux niveaux différents, pour détecter une pollution liée à l’utilisation de pesticides en agriculture.

Réalisé par Pascale Naim

Les escargots, bio-indicateurs de la qualité des sols

Un bio-indicateur:

Un bio-indicateur a été défini comme un organisme qui renseigne sur l’état et le fonctionnement d’un écosystème. Parmi les bioindicateurs, deux catégories ont été distinguées (figure 1):

  • bio-indicateur d’accumulation: organisme qui accumule une ou plusieurs substances issues de son environnement, permettant ainsi d’évaluer son exposition.
  • bio-indicateur d’effet ou d’impact: organisme qui permet de révéler des effets lors de l’exposition à une ou plusieurs substances issues de son environnement, issues d’épandages de déchets, des pratiques agricoles, de contaminations industrielles…

Figure 1 - Les différents niveaux de réponse des bio-indicateurs.

bioindicateur sols1.jpg

Programme ADEME “Bioindicateurs de qualité des sols” . A Bispo.
http://ecobiosoil.univ-rennes1.fr/ADEME-Bioindicateur/images/BIO2_Publication_2009_EGS.pdf

 

Des chercheurs français ont expérimenté et montré que les escargots pouvaient servir d'indicateur de pollution des sols. Plus efficace que le ver de terre utilisé jusqu'à présent, il peut renseigner non seulement sur la pollution de la terre mais aussi de l'air.

  • Comment les escargots peuvent-ils être utilisés comme indicateurs de pollution ?
  • Choisissez pertinemment dans les documents suivants, les données vous permettant d’élaborer un raisonnement rigoureux, pour répondre au problème posé.
  • Elaborez un schéma de synthèse montrant les différents effets de polluants d’un sol sur les escargots faisant figurer les notions de bio-indicateur d’accumulation et bio-indicateur d’effet, définies en introduction.

 

DOC 1 : Expérimentation sur une parcelle de vigne

En 2008, une expérimentation a lieu sur une parcelle de vigne à Bergbieten, Alsace. Trois zones d’étude sont considérées, la parcelle de vigne (P) qui reçoit les traitements chimiques, la bordure de parcelle (B) et la zone témoin (T) située à plusieurs kilomètres de la parcelle, proche d’un milieu boisé.

parcellesvigne.jpg
Les 3 zones d’étude : la parcelle (P), la bordure de la parcelle (B) et la zone témoin(T)
Effets des pesticides de la vigne sur le cycle biologique de l’escargot dans divers contextes d’exposition. C. Druart

Sur la parcelle de vigne, 7 traitements ont été effectués du 1er mai à mi-août. Les 6 premiers traitements ont été suivis pour l’expérimentation et sont expliqués dans le tableau suivant.

 

Type de traitement

 

Date du traitement et manière d’effectuer le traitement

Effets attendus

.Dose appliquée

H1 = Herbicide

 

1er mai 2008

Jet projeté au niveau du sol

Détruire les herbes poussant sous les pieds de vigne

4 l/ ha de surface traitée

F1 = 2 Fongicides

29 mai 2008 Jet dans l’air avec 3 buses ouvertes

Traiter les parties aériennes contre le mildiou et l’oïdium

1,8 kg/ha, pour l’un

et 0,24 l/ha pour l’autre

F2 = 2 Fongicides

(mêmes que F1)

11 juin 2008
Jet dans l’air avec 5 buses ouvertes

Traiter les parties aériennes contre le mildiou et l’oïdium

2,74 kg/ha, pour l’un

et 0,37 l/ha pour l’autre

F3 = autre fongicide

27 juin 2008 Jet dans l’air avec 3 buses ouvertes

Traiter les parties aériennes contre le mildiou

1,78 kg/ha

F4= Fongicide

bouillie bordelaise

15 juillet 2008 Jet dans l’air avec 3 buses ouvertes

Traiter les parties aériennes contre le mildiou

5,35 kg/ha

H2 = Herbicide

25 juillet 2008
Jet projeté au niveau du sol

Détruire les herbes poussant sous les pieds de vigne

5 l/ ha de surface traitée

 

Mesure des dépôts au sol
Afin de déterminer l’exposition des escargots aux pesticides et d’évaluer l’importance des phénomènes de dérive, les dépôts au sol dans la parcelle et à des distances croissantes de la parcelle ont été mesurés. Des plaques en acier inoxydable et des boîtes de Pétri en verre ont été placés juste avant le traitement, sur la bordure à intervalles réguliers et sous le vent.

 

DOC 2 : Des microcosmes répartis dans la vigne

Des microcosmes sont utilisés pour l’évaluation des effets des pesticides appliqués sur une parcelle de vigne sur l’escargot Chaque cage renferme 10 escargots, qui pèsent entre 4 et 7 g et disposent d’abris sous formes de 3 morceaux de tuiles posés contre les bords internes de la cage. Les microcosmes sont placés là où la végétation est abondante, généralement sur un pissenlit (plante appréciée des escargots) lorsque c’est possible. Le couvercle est maintenu par 4 piquets s’enfonçant de 15 cm dans le sol à chaque coin de la cage.

Effets des pesticides de la vigne sur le cycle biologique de l’escargot dans divers contextes d’exposition. C. Druart

microcosme1.jpg

Fig1 : Microcosme utilisé

microcosme2.jpg

 Fig2 : Microcosme placé au centre d’un rang
cage : 25x25x15 cm ; couvercle : 30x30 cm
scellé par 4 piquets. maillage de 1x1 cm.

 

Les escargots sont restés dans les microcosmes jusqu’au jour du traitement suivant (entre 10 et 16 jours suivant les traitements) sauf si l’intervalle de temps entre 2 traitements était de plus de 16 jours (dans ce cas, les escargots ont été récupérés avant le traitement suivant).
 

DOC 3 : Résultats des expériences

  Dans chacune des zones d’étude et dans chaque microcosme, on comptabilise les escargots morts (fig 1) et on effectue des mesures des quantités de certaines substances chimiques entrant dans la composition des pesticides utilisés lors du traitement de la vigne (fig 2).
 

Effets des pesticides de la vigne sur le cycle biologique de l’escargot dans divers contextes d’exposition. C. Druart

mortalite lombrics.jpg

La mortalité des escargots dans les microcosmes a été mesurée dans les trois zones d’étude T = témoin, B= bordure et P= parcelle, à la suite de chacun des traitements effectués sur la vigne.

quantite cuivre.jpg

Les quantités de cuivre et de sulfure ont été mesurées après 10 jours d’exposition dans le pied et les viscères des escargots des microcosmes, des trois zones d’étude expérimentale.

 

DOC 4 : Influence des pesticides sur la reproduction de l’escargot

Une deuxième série d’expérimentation a été réalisée en laboratoire, pour déterminer si la survie, la croissance et la reproduction d’escargots sont perturbées par une exposition prolongée et précoce à un herbicide dès l’embryogénèse.
Les escargots ont été exposés à deux pesticides, pendant et/ou après le stade embryonnaire et ce, jusqu’à la reproduction :
une formulation commerciale de glyphosate, le Bypass® noté Byp pour l’expérience.
un mélange de deux composés chimiques, le Reglone®= herbicide et l’Agral® 90= adjuvant de pulvérisation, noté Te+ pour l’expérience..
Les escargots sont exposés par le sol et par la nourriture à la même concentration. La nourriture (gardée au congélateur) est décongelée et renouvelée dans les boîtes tous les 2-3 jours tandis que le sol d’exposition n’est pas renouvelé au cours de l’expérience.
Voici les résultats obtenus pour la phase de reproduction des escargots, après 240 jours d’exposition.

pontes escargots.jpg

Effets des pesticides de la vigne sur le cycle biologique de l’escargot dans divers contextes d’exposition. C. Druart

 

Quelques éléments de réflexion complémentaire.
Le temps particulièrement chaud et sec (les conditions qui sont bien connues pour être pas favorables aux escargots (Kerney et d'autres. 2006) pendant la période d’expérimentation, explique la mortalité des différentes zones.
L’augmentation de la mortalité n’est significative qu’après le traitement F3. La mortalité inférieure dans la parcelle, comparé à la bordure et à la zone témoin, (l'ayant de court herbacé ou aucune végétation) pendant le traitement F3 pourrait s’expliquer en raison de l'ombre apportée par le feuillage du vignoble, qui protège probablement les escargots du soleil.

Bien que les principales cibles des pesticides soient les végétaux, il est estimé que seulement 0,1% des quantités appliquées atteignent ceux-ci (Arias-Estévez et al. 2008). Les voies de dispersion et de transfert sont nombreuses (Figure I.1). Les gouttelettes de pesticides peuvent atteindre directement le sol sans être stoppées par le feuillage, ou alors indirectement, lorsque la pluie va lessiver les gouttelettes, non encore absorbées par les feuilles. Lors de l’application, les pesticides peuvent être entrainés par dérive loin des zones de culture visées ou être directement volatilisés vers l’atmosphère. La revolatilisation à partir du sol et des végétaux joue également un rôle important dans la contamination de l’air. Enfin, le lessivage et le ruissellement, lors des précipitations, vont entrainer la contamination des eaux de surface et souterraines.

voies dispersion vigne.jpg
Voies de dispersion et de transfert lors d’une application sur une vigne.
Coline Druart

 

L’escargot est impliqué dans de multiples chaînes alimentaires : oiseaux (grives, corvidés), mammifères (hérisson, rats, musaraignes), amphibiens (grenouilles), carabes, autres gastéropodes (limaces), sans oublier l’homme (Barker 2004). De ce fait, la présence de pesticides dans les tissus des escargots peut conduire à une exposition pour les consommateurs et à un risque d’empoisonnement secondaire. Les concentrations de pesticides déterminées dans les escargots exposés en conditions réelles d’application dépassent les LMR (Limite maximale de résidus) fixées pour des denrées alimentaires de type animal (exemple : le Glyphosate LMR produit animal = 0.1 mg/kg LMR escargots 6 mg/kg ). Les consommateurs, sont donc régulièrement alertés par les organismes publics (tels que l’ANSES, l’INERIS, l’ADEME…) de leur possible exposition aux pesticides à travers leur alimentation.

Base pour un schéma de synthèse.
extrait Effets des pesticides de la vigne sur le cycle biologique de l’escargot dans divers contextes d’exposition. C. Druart

base schéma bioindicateurs.jpg

 

Vidéo : Pollution, les escargots jouent les indics. Université de Franche Comté.
Film de Jean-Pierre Courbatze et Laurianne Geffroy (6')
http://www.dailymotion.com/video/x5u4h0_pollution-les-escargots-jouent-les_tech
 

Pour aller plus loin :

Les mollusques gastéropodes sont connus pour leur grande capacité d’accumulation des éléments traces métalliques (EMT) les plus fréquents, à savoir le Cd, le Cu, le Pb et le Zc.

Dans toutes les espèces étudiées à ce jour, la glande digestive ou hépatopancréas, contient systématiquement les plus fortes concentrations en Cd, Pb et Zc. Le tube digestif semble également jouer un rôle dans le stockage du Cd, le pied apparaissant plus comme un site d’accumulation transitoire, en liaison avec l’absorption cutanée. Le Cu s’accumule principalement dans le pied et le manteau et seul le Pb a été retrouvé dans les coquilles.

Les fortes capacités d’accumulation des EMT chez les escargots sont liées à l’efficacité des systèmes de séquestration et de compartimentation intracellulaire, mais aussi à leur capacité limitée à excréter certains métaux, conditionnée notamment par la nécessité d’éviter les pertes excessives d’eau.
Bien qu’également stocké dans l’hépatopancréas, le Pb stimule l’activité lysosomale de plusieurs espèces de gastéropodes et s’accumule dans des granules de lipofuscine à l’intérieur des cellules digestives. Il est ensuite lentement excrété dans la lumière des tubules hépato-pancréatiques, puis du tube digestif.

Après assimilation, l’ETM sera d’abord disponible pour le métabolisme, en particulier s’il s’agit d’un métal essentiel. Si l’exposition et l’absorption se poursuivent, le métal excédant les besoins métaboliques devra être détoxiqué, soit par excrétion soit par stockage.

schéma compartiments.jpg

 

Frédéric Grimbert

Si les EMT sont connus pour leur toxicité en liaison avec des dommages sur certaines enzymes ou sur l’ADN, ils peuvent entrer en compétition avec certains éléments essentiels comme le Ca. Ceci a été évoqué pour expliquer les retards de croissance et les perturbations des cycles de reproduction des escargots exposés aux sols contaminés par du Cd. Chez ces individus, la diminution des réserves de Ca, en liaison avec l’inhibition de la croissance de la coquille, peut être responsable du décalage de 4 semaines dans le cycle de ponte, délai probablement nécessaire pour le réajustement des dynamiques du Ca.

 

Sources :