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Les Flets dans l’estuaire de la Seine, bio-indicateurs de la pollution.

Notions de bioaccumulation, bio-toxicité et bio-marqueurs.

Réalisé par Pascale Naim

Situation initiale

Le flet est un poisson benthique, vivant sur les fonds sableux, sablo-vaseux et vaseux des eaux marines. Il se reproduit en mer, mais sa croissance s’effectue dans les eaux continentales. Il remonte en particulier dans l’estuaire de la Seine où il peut vivre plus de 7 ans.
Une population de 660 flets a été prélevée sur le site de Fosse sud, qui apparait comme l’un des sites de densité les plus élevées, proche de l’estuaire de la seine. Les poissons ont été péchés mensuellement (dans la mesure du possible) par chalutage de fond, de janvier 2000 à septembre 2002. Ils ont ensuite été répartis suivant leur taille, par classe d’âge, présentées sur le graphique suivant :

diagrammeflets1.jpg

Nombre de flets échantillonnés par classe de taille entre janvier 2000 et décembre 2001 à l’embouchure de la Seine. En noir les mâles, en blanc les femelles.

  

  • Quel est le problème qui se pose pour la répartition des mâles et des femelles de cet échantillon ?
  • Proposez une ou plusieurs hypothèses explicatives.
  • Choisissez pertinemment dans les documents suivants, les données vous permettant d’élaborer un raisonnement rigoureux, pour répondre au problème posé.

 

DOC 1: Le Flet

flets.jpg

 

Platichthys flesus

Agence régionale environnement Haute Normandie

Famille : Pleuronectidés
Taille : 50 cm en moyenne chez l'adulte.
Reproduction : se reproduit en pleine mer, de février à mars.
Régime alimentaire : surtout crevettes, également gammares, vers et mollusques.
Habitat : poisson marin, mais il peut vivre en estuaire et eaux douces.
Distribution : littoral atlantique et Manche ; remonte en particulier dans la Loire, la Seine et les rivières normandes.

 

DOC 2 : L’indice de développement gonadique

Puisque le stade de reproduction des poissons peut largement influer sur le développement et la croissance des gonades, seuls les individus de plus de 23 cm, tous matures d’après l’étude histologique, ont été pris en considération (soit 361 flets).
L’indice gonadosomatique (IGS) a été calculée par la relation : IGS = (G/W)*100
avec G représentant la masse des gonades en g et W l’âge des flets ( déterminé par analyse d’une concrétion minérale trouvée dans l'oreille interne des vertébrés = otolithe).

ind dev gonadique female.jpg ind dev gonadique male.jpg

Seine Aval / Christophe Minier

La comparaison des valeurs sont similaires, pour les mâles, à celles obtenues en mer de Wadden aux Pays- Bas. Au contraire, une réduction très significative (supérieure à 50% en période de développement maximal) est enregistrée chez les femelles.

 

DOC 3 : Analyse de la vitellogénine

Le principe des bio-marqueurs est de mesurer les molécules biochimiques produites (en général des molécules de détoxication) ou inhibées dans l’organisme en présence de toxiques.
La vitellogénine est un bio-marqueur qui permet de mesurer des phénomènes de défense à des expositions toxiques.
Les poissons péchés ont été anesthésiés et ont fait l’objet d’un prélèvement sanguin. Les taux de vitellogénine ont été analysés par des méthodes immunochimiques et comparés à des poissons de différents estuaires. De plus, l’analyse des substances chimiques dans la bile de ces poissons révèle la présence de composés oestrogéniques en relation avec la « féminisation » des poissons

graphe taux vitellogenine.jpg
Agence de l’eau Artois Picardie Christophe Minier


La vitellogénine (VTG) est un précurseur des réserves nutritives de l’œuf normalement synthétisé par la femelle. La synthèse de cette protéine se fait dans le foie, sous contrôle de différentes hormones parmi lesquelles le 17β-oestradiol.

vitellogenine gardon.jpg
Synthèse de la vitellogénine chez le Gardon.Agence de l’eau Artois Picardie Christophe Minier

 

DOC 4 : Mode d’action de certains polluants

Définition d’un perturbateur endocrinien
Un perturbateur endocrinien (PE) est une substance chimique d'origine naturelle ou artificielle étrangères à l'organisme, qui peut modifier le fonctionnement du système endocrinien et induire des effets délétères sur l'individu ou sur ses descendants.
Le schéma suivant représente les divers modes d’action des perturbateurs endocriniens.

perturbationendocrinienne.jpg

Mécanisme direct de perturbation de la fonction endocrinienne


Le perturbateur endocrinien (a ou b) peut se fixer sur le récepteur à la place de l'hormone naturelle, il imite ou inhibe ainsi l'hormone et perturbe le fonctionnement normal de l'organisme.

D’après Environnement risques et santé http://www.jle.com/e-docs/00/04/0C/D5/article.phtml?fichier=images.htm

 

DOC 5 : Niveau de contamination en PCB et HAP de la Seine

Les PCB (polychlorobiphényles, substances chlorées non biodégradables) sont des polluants persistants et omniprésents dans l’environnement. Ils sont très liposolubles et s’accumulent facilement dans les tissus lipidiques des organismes vivants.
Les HAP (hydrocarbures) proviennent essentiellement de processus de combustion et d’activités pétrochimiques importants en Seine. En concentration dans les sédiments, ils sont rapidement bio-transformés par les organismes après leur assimilation.
PCB et HAP prennent une part importante dans l’intoxication des organismes par voie alimentaire.

taux contamination pcb.jpg

Niveau de contamination des différents PCB en ng/g de poids sec dans les foies de jeunes flets et d’adultes prélevés dans l’embouchure de la Seine.
Seine aval / Christophe Minier

 

Concentration des différents PCB et HAP en ng/g de poids sec dans les foies de jeunes flets et d’adultes prélevés sur 4 secteurs de l’estuaire de la Seine. 

Zones (Aval Amont )

PCB dans les foies

HAP dans les foies

 

ng/g PS

ng/g PS

Rouen – La Bouille

4120

371

Duclair- Caudebec

2734

217

Honfleur

1902

166

Embouchure

5633

78

 

Quelques éléments de réponses et de réflexion.


Comment expliquer l’inégale répartition des sexes dans un échantillon de poissons prélevés dans la seine ?

  •  Les milieux aquatiques de la région Manche sont contaminés par des composés toxiques ; qui se sont bio-accumulés dans les organismes aquatiques. Ces substances toxiques sont responsables du déséquilibre du système endocrinien. En effet la vitellogénine ( = protéine essentiellement féminine) retrouvée dans le foie des poissons mâles, met en évidence ces perturbations. Sur la Seine, au moins 50% des poissons ont des taux significatifs de Vtg et les taux sont très importants dans l’estuaire (3 ème rang mondial derrière deux estuaires anglais).
  • D’autre part, le flet est une espèce pouvant vivre plus de 7 ans Or la population échantillonnée comprend très peu d’individus atteignant 4 ans ou plus. Moins de 10% de la population échantillonnée a plus de 3 ans. Deux hypothèses sont à l’étude :

-Migration possible vers d’autres sites.
-Mort prématurée des flets en estuaire et baie de seine.

L'estuaire de la Seine est l’exutoire d’un bassin versant de près de 80 000 km2. Le bassin combine plusieurs sources de polluants, tels que les effluents urbains, industriels et les ruissellements issus de l'agriculture intensive. Des études récentes ont montré des concentrations élevées de métaux, d’hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP) et de composés génotoxiques dans les moules d'eau douce (Dresseina polymorpha) dans la partie supérieure de l'estuaire. L’oestrogénicité de la bile et la concentration en VTG des flets prélevés en 2004-2005 étaient inférieures à celle des poissons échantillonnés en 2000-2001. Bien que ce résultat doit être pris avec prudence, il suggère l’occurrence d’un changement dans le niveau de contamination de l'estuaire de la Seine. Cette hypothèse est soutenue par les mesures des polluants dans les moules (Mytilus edulis). Johansson et al. (2006) ont montré une diminution des polybromodiphényléthers (PBDE) de 1995 à 2003 et des biphényles chlorés (PCB) de 1980 à 2003. Ifremer, 2007

 

Document complémentaire pouvant être utilisé : Coupe des gonades

Une ‘féminisation’ des tissus gonadiques (phénomène d’inter-sexe) de flets males échantillonnés dans l’estuaire de la Seine est également observée. Ainsi, 4% des flets males échantillonnés sur le site ‘Fosse Sud’ en 2002 présentent, au sein de leurs gonades, des cellules se développant en ovocytes.

flet intersexue.jpg

Agence de l’eau Artois Picardie

 femelle enkystee.jpg

D’après Christophe Minier

Ces résultats ne se produisent que lorsque les animaux sont soumis à l’action de composées polluants, lors d’une courte période suivant l’éclosion.

 

Sources :

 

  • Etude des perturbations su système reproducteur des populations de poissons en estuaire de seine. Christophe Minier

http://seine-aval.crihan.fr/web/attached_file/componentId/kmelia63/attachmentId/2989/lang/fr/name/410745753702_rfl_th1_Minier.pdf
 

 

  • Environnement risques et santé

http://www.jle.com/e-docs/00/04/0C/D5/article.phtml?fichier=images.htm

 

  • Des organismes sous stress .Thierry Burgeot et Christophe Minier

http://seine-aval.crihan.fr/web/attached_file/componentId/kmelia106/attachmentId/2209/lang/fr/name/1746086145Ifr_Seine_aval_14.pdf

 

  • Analyses des risques associés aux perturbateurs endocriniens en Manche orientale. Rapport final. C.MINIER, P.MALTRET, T.MONSINJON, T. KNIGGE, J. LERAY, C. LECOMTE, S. BARKA & X. DENIER

http://www.eau-artois-picardie.fr/IMG/BaseDoc/aegis/2130/B%2018676.pdf