Assessing fish health : the missing cornerstone in ecological impact assessment and management
Evaluer l’état de santé des poissons : la pierre angulaire manquante dans l'évaluation et la gestion des risques écologiques
Résumé
Growth of human population and associated intensification of human activities is putting considerable pressure on coastal marine ecosystems. To assess anthropogenic impact on these ecosystems, substantial efforts have been devoted to the development of biomarkers. Despite a potential for a broad application range, most commonly used biomarkers target effects at sub-organismal organizational level (molecules, cells or tissues) and very few are liable to indicate impacts at organism or higher organizational levels. On the other hand, although too far removed from causal events to constitute early warning signals of environmental stress, high-level organizational biomarkers are of considerable relevance to human activities, economy and well-being. They are indeed the integrative result of the environmental history of an organism and, at the same time, reflect their vulnerability and resilience to changes in their living conditions. This view is corroborated by the recent revision of the concept of animal health, which nowadays incorporates the latent effects of past living conditions, the consequences of past exposures and experiences and the cumulative consequences of these effects. The joint use of high organizational levels markers and the concept of health could help overcome the failure of current biomarkers to provide ecologically relevant information. In this context, the objectives of my thesis were 1) to develop a methodology to assess fish health; 2) to investigate the underlying mechanisms and confounding factors of the performances measured and 3) to verify the applicability of our approach through two case studies.Throughout these researches, we demonstrated that hypoxia tolerance, temperature susceptibility and swimming performances are promising biomarkers of fish health. Their responses are stable over time, predictive of fish survival in the field and sensitive to an exposure to dispersant-treated oil. Also, application of this methodology to case studies demonstrated that our approach is generalizable to different contexts and that it provides operational information easily transferable to socio-economic sectors and general public.
La croissance de la population humaine et l'intensification des activités associées exercent une pression considérable sur les écosystèmes marins côtiers. Afin d’évaluer l’impact des activités humaines sur ces écosystèmes, des efforts considérables ont été consacrés au développement de biomarqueurs. En dépit d'un potentiel pour une large gamme d'applications, les biomarqueurs les plus couramment utilisés ciblent des effets situés à des niveaux organisationnels faibles (molécules, cellules ou tissus) et très peu sont susceptibles d'indiquer des impacts sur des niveaux organisationnels supérieurs (organisme, population, écosystème). Or, ces derniers sont d'une pertinence considérable pour les activités humaines, l'économie et le bien-être. Ils sont en effet le résultat intégratif de l'histoire environnementale d'un organisme et, en même temps, ils reflètent leur vulnérabilité et leur résilience aux changements de leurs conditions de vie. Cette opinion a été corroborée par la révision récente du concept de santé animale qui dorénavant, intègre les effets latents des conditions de vie antérieures, les conséquences des expositions et des expériences passées, ainsi que les conséquences du cumul de ces effets. L’utilisation conjointe des marqueurs de hauts niveaux organisationnels et du concept de santé pourrait donc aider à fournir des informations écologiquement pertinentes grâce à l’utilisation de biomarqueurs. Dans ce contexte, les objectifs de ma thèse étaient 1) de développer une méthodologie pour évaluer la santé des poissons, 2) d'étudier les mécanismes sous-jacents des performances mesurées et 3) de vérifier l’applicabilité de cette approche à de nombreux contextes en s’appuyant sur deux études de cas. Au cours de ces recherches, nous avons démontré que la tolérance à l'hypoxie, la sensibilité à la température et les performances de nage sont des biomarqueurs fiables de la santé des poissons. Leurs réponses sont en effet stables dans le temps, prédictives de la survie des poissons dans leur milieu naturel et sensibles à une exposition à un polluant. De plus, l'application de cette méthodologie à des études de cas a démontré que notre approche est généralisable à différents contextes et qu'elle fournit des informations opérationnelles facilement transférables aux secteurs socio-économiques et au grand public.
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