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L'impact de la pollution sur les sardines méditerranéennes

Une étude montre comment les oligo-éléments nuisent aux sardines juvéniles en Méditerranée.

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La mer Méditerranée fait face à de gros problèmes de pollution, la rendant l'une des mers les plus polluées au monde. Sa forme, étant partiellement fermée, conduit à une accumulation de substances nocives. Divers facteurs, comme la poussière du Sahara, les activités humaines et le ruissellement des rivières, contribuent à cette pollution. La mer a un écosystème unique qui permet aux substances nuisibles de s'accumuler dans la chaîne alimentaire, affectant la santé de la vie marine.

Effets des Éléments traces

Parmi les polluants, on trouve des éléments traces. Certains métaux, comme le cuivre, le fer et le zinc, sont nécessaires à la santé des organismes vivants car ils aident dans diverses fonctions biologiques. Cependant, lorsque leurs quantités dépassent des niveaux sûrs, ils peuvent devenir toxiques et entraîner des problèmes de santé importants chez la vie marine. D'autres métaux, comme le plomb, le mercure et le cadmium, sont nocifs même à de faibles concentrations. Ils peuvent perturber des processus biologiques essentiels, entraînant une croissance réduite, une mauvaise santé et des capacités de nage altérées chez les poissons.

Les Métaux lourds créent un Stress oxydatif chez les animaux, y compris les poissons, causant des dommages aux structures cellulaires et affectant la santé globale des organismes. Ce stress se produit lorsque des substances nocives submergent la capacité du corps à se défendre, entraînant des problèmes comme des dommages à l'ADN et un fonctionnement anormal des protéines et hormones vitales. Ces dommages accumulés peuvent affecter l'expression des protéines qui signalent les réponses au stress dans les cellules.

Importance des Biomarqueurs

Pour surveiller les impacts de la pollution, les scientifiques utilisent des biomarqueurs. Les biomarqueurs sont des indicateurs biologiques, souvent des protéines spécifiques, qui révèlent comment les organismes réagissent à la pollution. Les biomarqueurs courants comprennent les enzymes antioxydantes, qui aident à lutter contre le stress oxydatif, et les protéines de choc thermique qui réagissent au stress. Ces marqueurs sont devenus populaires dans les études environnementales pour suivre les effets de la contamination par les métaux lourds sur les espèces marines.

Défis de la Recherche

Bien que les expériences contrôlées avec des contaminants uniques aient fourni des informations précieuses, la plupart de la faune est exposée à plusieurs polluants en même temps. Comprendre les effets combinés de ces mélanges reste un défi. Même de faibles niveaux de différents éléments traces peuvent avoir des effets toxiques, formant ce que certains chercheurs appellent des "cocktails chimiques". Se concentrer sur un polluant à la fois peut conduire à des conclusions incorrectes sur la santé globale des espèces marines.

Les récentes avancées technologiques ont amélioré les moyens dont disposent les scientifiques pour étudier les réponses biologiques complexes à la pollution. Des techniques qui analysent de nombreuses protéines en une seule expérience permettent une compréhension plus approfondie de la manière dont la contamination affecte la vie marine.

La Sardine Européenne

Dans cette étude, les chercheurs ont examiné les sardines européennes dans le nord-ouest de la Méditerranée, en particulier dans le Golfe du Lion. La population de ces poissons a considérablement diminué depuis 2008, ce qui a entraîné une baisse significative des captures de pêche. Ce déclin ne peut pas être attribué uniquement à la surpêche ou à la prédation naturelle ; on pense que le changement dans leur approvisionnement alimentaire dû à des changements environnementaux a pu jouer un rôle plus crucial.

Cependant, on ne sait pas grand-chose sur l'impact de la pollution sur ces sardines. Certaines études indiquent que les métaux traces des rivières, notamment du Rhône, pourraient influencer les niveaux de pollution dans les populations de sardines. Les sardines peuvent nager sur de longues distances, mais leur exposition à ces polluants dépend de leurs mouvements et de la répartition des contaminants.

Objectifs de la Recherche

L'objectif de cette étude était d'évaluer les niveaux de contamination par des éléments traces chez les sardines juvéniles et d'évaluer comment ces polluants affectent leur santé. Les chercheurs visaient à :

  1. Mesurer les niveaux d'éléments traces chez les sardines juvéniles sauvages.
  2. Comprendre comment les mélanges de ces éléments traces impactent des organes clés comme le foie et le muscle rouge, en identifiant de nouveaux biomarqueurs potentiels pour surveiller leur santé.

Zones et Méthodes d'Étude

L'équipe a collecté 105 sardines juvéniles du Golfe du Lion à la mi-2021. L'échantillonnage faisait partie d'une enquête annuelle, avec des sardines sélectionnées en fonction des signaux acoustiques détectés dans l'eau. Pour déterminer l’âge des poissons, des os de l'oreille appelés otolithes ont été retirés et examinés. Seuls les poissons âgés de zéro an ont été utilisés pour cette analyse. Chaque poisson a été mesuré et pesé, et leur état général a été calculé à l'aide d'un indice standard.

Pour évaluer leur santé plus en détail, des tissus de foie et de muscle ont été prélevés et correctement préservés pour l'analyse. L'objectif était d'analyser le contenu en protéines de ces tissus, ce qui fournit des informations sur la façon dont la pollution affecte leur physiologie.

Condition Corporelle et Réserves Lipidiques

Les chercheurs ont également examiné les réserves de graisse dans les muscles des poissons, car le contenu lipidique peut indiquer l'état de santé. Des méthodes spécifiques ont été utilisées pour extraire les lipides des tissus musculaires et mesurer leurs quantités. Les résultats ont suggéré que les lipides n'étaient pas dégradés pendant le stockage, ce qui indique la fiabilité des résultats.

Analyse des Éléments Traces

L'étude s'est concentrée sur 13 éléments traces, dont l'aluminium, l'arsenic, le cuivre et le mercure. En utilisant des techniques spécialisées, les chercheurs ont mesuré les concentrations de ces métaux dans les échantillons collectés.

Analyse Protéomique

Pour un examen plus détaillé, un sous-ensemble de sardines avec des niveaux de contamination variés a été sélectionné pour une analyse protéomique. Ce processus impliquait l'identification et la quantification des protéines présentes dans les tissus de foie et de muscle, en se concentrant sur la façon dont ces protéines réagissent à différents niveaux de contamination.

Résumé des Résultats

L'étude a révélé divers niveaux de contamination parmi les sardines, avec des différences notables dans les éléments traces à travers le Golfe du Lion. Un léger gradient est-ouest de contamination a été noté, indiquant que la proximité du Rhône pourrait jouer un rôle.

Les chercheurs ont également effectué une analyse statistique pour voir s'il existait des relations entre les niveaux de contamination et l'état corporel des poissons. Les résultats n'ont montré aucune corrélation significative, suggérant que l'état corporel pourrait ne pas être un indicateur fiable du stress de contamination.

Réponse Protéomique

L'analyse des protéines a montré des schémas distincts en fonction des niveaux de contamination. Dans le foie, des voies spécifiques liées à la réponse au stress, à l'organisation cellulaire et au métabolisme ont été régulées en réponse à une contamination accrue. Cela indique que le foie réagit activement au stress des polluants.

Dans le muscle rouge, d'autres changements ont également été notés, mais dans une moindre mesure. Les protéines impliquées dans la contraction musculaire et la structure cellulaire ont montré des altérations compatibles avec les résultats du foie, indiquant davantage que la contamination par les métaux affecte la santé musculaire.

Impacts sur la Santé

Globalement, l'étude a souligné que la contamination par des éléments traces a un impact significatif sur la santé des sardines juvéniles en Méditerranée. Bien que l'état corporel ne reflète peut-être pas directement le stress lié aux contaminants, les réponses biologiques au niveau cellulaire révèlent des informations cruciales sur leur santé.

Recommandations pour le Suivi

Les résultats soulignent la nécessité d'un suivi continu de la contamination par des éléments traces dans les espèces marines, en particulier pour la sardine européenne. Établir des biomarqueurs et comprendre leurs réponses à la pollution peut aider à suivre la santé des populations de poissons et à évaluer les impacts environnementaux des activités humaines.

Conclusion

La mer Méditerranée fait face à de graves défis de pollution qui menacent la santé de sa vie marine. Les sardines européennes, en tant que partie essentielle de l'écosystème, sont fortement impactées par la contamination par des éléments traces. L'étude a montré que l'accumulation de polluants affecte leur santé, même si des indicateurs externes comme l'état corporel ne révèlent pas ces stress. Un suivi renforcé et des recherches sur les effets de la pollution seront essentiels pour protéger la vie marine et garantir la durabilité de la pêche dans la région.

Source originale

Titre: Molecular response to multiple trace-element contamination of the European sardine

Résumé: In marine ecosystems, the presence of trace elements resulting from anthropogenic activities has raised concerns regarding their potential effects on marine organisms. This study delves into the intricate relationship between trace element contamination and the physiological responses of a key marine species in the Mediterranean Sea: the European sardine. Since 2008, this species has been experiencing a significant crisis in the region, prompting numerous studies to investigate the potential factors behind the dramatic decline in sardines size, age, and body condition. However, thorough information on chemical contamination by trace elements and its physiological impact on this species was lacking. We found evidence for the accumulation of multiple elements in sardines, with a light East-West contamination gradient within the Gulf of Lions. While macro-physiological parameters (i.e. body condition) were not affected by contamination, pathways involved in cellular organization and response to stress were clearly upregulated, particularly in the liver, but also in muscle. In addition, a global upregulation in processes linked to the immune system, lipid homeostasis and oxidative stress was recorded in the liver. The associated energetic cost may add a substantial burden to sardines that already face multi-factorial constraints. This study also allows to pinpoint biomarkers of exposure and effects that may be important for monitoring Mediterranean sardines health. The results of this study and particularly the complex changes in protein expression demonstrate the need for future studies to test the concomitant effects of multiple stressors acting simultaneously, including large scale contamination.

Auteurs: Anaïs Beauvieux, J.-M. Fromentin, C. Saraux, D. Romero, N. Couffin, A. Brown, L. Metral, F. Bertile, Q. Schull

Dernière mise à jour: 2024-07-12 00:00:00

Langue: English

Source URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.02.16.580673

Source PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.02.16.580673.full.pdf

Licence: https://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/

Changements: Ce résumé a été créé avec l'aide de l'IA et peut contenir des inexactitudes. Pour obtenir des informations précises, veuillez vous référer aux documents sources originaux dont les liens figurent ici.

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