Effet des polluants sur les communautés périphytiques naturelles : apport des mesures de fluorescence chlorophyllienne en lumière modulée (PAM)

par Martin Laviale

Thèse de doctorat en Environnement et écosystèmes aquatiques continentaux

Sous la direction de Jean Prygiel et de Anne Creach.

Soutenue le 27-06-2008

à Lille 1 .


  • Résumé

    Dans le cadre de l'application de la Directive Cadre sur l'Eau il serait intéressant de mettre au point de nouveaux outils de surveillance de la qualité des cours d'eau. Dans le cas d'une pollution ponctuelle, certains d'entre eux pourraient être basés sur l'évaluation de l'état physiologique des communautés de diatomées périphytiques qui constituent souvent le premier maillon des écosystèmes aquatiques continentaux. L'objectif de ce travail était d'étudier l'effet de polluants communément retrouvés dans les milieux aquatiques (Cu, Zn, Cd, atrazine, isoproturon) sur la réponse de communautés périphytiques naturelles et de mieux cerner l'influence de la lumière. Nous avons mis au point une démarche méthodologique originale, basée sur l'estimation de leur activité photosynthétique à l'aide de la technique de mesure de la fluorescence chlorophyllienne en lumière modulée (fluorescence PAM). Nos résultats ont mis en évidence une certaine résistance à court terme des communautés aux différents polluants testés, variable selon le mode d'action du polluant (herbicides vs métaux lourds) et la structure du biofilm (biomasse, composition spécifique). En combinant des expérimentations originales en conditions naturelles et au laboratoire, nous avons montré que l'application d'un stress supplémentaire comme la lumière amplifie de manière significative la toxicité de ces contaminants. Ce travail confirme tout l'intérêt de l'utilisation de la technique de mesure de la fluorescence chlorophyllienne en lumière modulée dans le cadre de bioessais écotoxicologiques. Il offre également des perspectives intéressantes en vue de la détection in situ de pollutions ponctuelles par les herbicides.

  • Titre traduit

    Monitoring of pollutant effects on natural periphytic communities using chlorophyll fluorescence measurements


  • Résumé

    Ln the context of the European Water Framework Directive implementation, new tools for river toxicity assessment have to be developed. Periphytic communities, which play a fundamental role in the trophic web in lotic systems, could be regarded as early wamings for detection of acute toxicant exposure by monitoring its physiological state. Several studies were then carried out by means of the chlorophyll fluorescence measurement in modulated light technique (P AM fluorescence) which helps to estimate the photosynthetic activity in a non-intrusive way. The aim of the present work was to study the effects of several pollutants commonly found in aquatic ecosystems (Cu, Zn, Cd, atrazine, isoproturon) on stream periphyton physiology and to highlight the role of light as an addition al potentially stressful parameter. Our results showed a relative resistance of the natural biofilms to the pollutants on a short term scale (< 1 day) which depended both on the mechanism of action of the toxicant (herbicides vs heavy metals) and the biofilms architecture. By combining novel experimental designs both in field and laboratory conditions, we also demonstrated that periphyton can be more affected when another stress, such as light, is applied. This work confmns the usefulness of chlorophyll fluorescence-based methods in ecotoxicological studies, particularly in order to detect in situ herbicide toxic effects.

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