Impact de la mixture du Bisphénol A et Di(2-éthylhexyle) phtalate, deux potentiels Perturbateurs Endocriniens, sur un invertébré terrestre : la noctuelle du coton Spodoptera littoralis

Impact of the mixture of Bisphenol A and Di(2-ethylhexyl) phthalate, two potential Endocrine Disrupting Chemicals, on a terrestrial invertebrate : The Egyptian cotton Leafworm Spodoptera littoralis

• Auteur / Autrice : Johanna Rivas
• Direction : David Siaussat, David Renault
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Écotoxicologie
• Date : Soutenance le 02/07/2024
• Etablissement(s) : université Paris-Saclay
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Agriculture, alimentation, biologie, environnement, santé (Paris ; 2015-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut d’écologie et des sciences de l’environnement de Paris (1997-....) - Institut d'Ecologie et des Sciences de l'Environnement de Paris
• Partenaire(s) de recherche : Equipe de recherche : iEES- Equipe Chimioréception et Adaptation (CreA)
• Partenaire(s) de recherche : Référent : AgroParisTech (France ; 2007-....)
• Partenaire(s) de recherche : graduate school : Université Paris-Saclay. Graduate School Biosphera (2020-….)
• Jury : Président / Présidente : Denis Michez
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Jean-Baptiste Fini, Hélène Hardin-Pouzet, Virginie Cuvillier-Hot, Charlotte Lecureuil, Sophie Prud'homme
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Jean-Baptiste Fini, Hélène Hardin-Pouzet

Mots clés

Mots clés contrôlés

Analyse quantitative (chimie)

Métabolomique

Dosage biologique

Chimie analytique

Exposition aux perturbateurs endocriniens

Mots clés libres

Bisphénol A

Di(2-Éthylhexyle) phtalate

Ecotoxicologie

Mixture

Perturbateur endocrinien

Insecte

Bisphenol A

Di(2-Ethylhexyl) phthalate

Ecotoxicology

Mixture

Endocrine Disrupting Chemicals

Insect

Résumé

À l'ère du plastique, la production massive et la gestion insuffisante de ces polymères ont entraîné leur accumulation dans de nombreux écosystèmes. Les plastiques sont constitués d'une grande diversité d'additifs qui, pour la plupart, ne sont pas liés chimiquement au polymère de plastique, menant à leur libération dans l'environnement.Dans ce travail, nous nous sommes focalisés sur le Bisphénol A (BPA) et le Di(2-éthylhexyle) phtalate (DEHP). Ces composés se sont accumulés dans de nombreux compartiments environnementaux et agroécosystèmes, exposant les organismes qui y sont présents.Le BPA et le DEHP sont des Perturbateurs Endocriniens (PE) avérés chez l'Homme et les vertébrés. Cependant, la littérature s'est moins intéressée aux potentiels effets PE de ces molécules sur les invertébrés terrestres, malgré leur diversité et importance écologique. Quelques articles montrent des effets sur le système endocrinien, la physiologie et le développement des invertébrés. Toutefois, peu d'entre eux ont étudié l'impact des PE à des doses environnementales sur les invertébrés, et un nombre de travaux encore plus restreint a exploré l'impact de la mixture de BPA et de DEHP sur la biologie et l'écologie des invertébrés. De surcroît, la plupart des connaissances portent sur les invertébrés aquatiques alors que peu de choses sont connues pour les invertébrés terrestres et notamment ceux des agroécosystèmes.Dans ce contexte, cette thèse avait pour objectif principal d'étudier l'impact de l'exposition à des doses environnementales de BPA et de DEHP, seuls ou en mélange, sur la noctuelle du coton Spodoptera littoralis, un ravageur connu en agriculture.Nous avons tout d'abord développé une méthode chimique pour extraire et quantifier le BPA, le DEHP et son métabolite, le Mono(2-éthylhexyle) phtalate (MEHP), dans les feuilles de plants de tomates. Nos premiers résultats ont montré que le DEHP était ubiquitaire, contrairement au BPA et MEHP. De plus, les niveaux de MEHP étaient plus bas dans les plantes exposées au BPA et au DEHP.Ensuite, nous avons étudié les effets de ces PE sur les larves de S. littoralis exposées. Deux modes d'exposition ont été testés : par ingestion de feuilles issues de plantes contaminées par arrosage racinaire au BPA et/ou DEHP, ou par ingestion de nourriture de laboratoire contaminées au BPA et/ou DEHP. Le développement post-embryonnaire et le profil métabolomique a été étudié pour les deux modes d'exposition. L'impact sur le système endocrinien et la glycolyse de S. littoralis a été investigué pour les individus élevés avec de la nourriture de laboratoire.Nos résultats montrent des différences d'effets en fonction du mode d'ingestion, et des différences entre mono-exposition et co-exposition du BPA et du DEHP avec des interactions complexes, parfois antagonistes ou additifs.Enfin, nous avons pu démontrer que l'impact du BPA et/ou du DEHP pouvait être sexe spécifique, quel que soit le mode d'exposition et le stade de vie de l'insecte. Nous recommandons d'inclure ce paramètre dans de futures études portant sur des PE chez les invertébrés, notamment pour l'étude de potentiels effets transgénérationnels.

In the plastic era, the massive production along with the inadequate management of these polymers led to their accumulation in numerous ecosystems. Plastics are composed of a large diversity of additives which are not chemically bound to the plastic polymer, leading to their release into the environment.In this work, we focused on Bisphenol A (BPA) and Di(2-ethylhexyl) phthalate (DEHP). These compounds have accumulated in various environmental compartments and agroecosystems, and were also reported from living organisms.BPA and DEHP are proven Endocrine Disrupting Chemicals (EDCs) in humans and vertebrates. Surprisingly, few studies examined the effects of these potential EDCs on terrestrial invertebrates, despite their ecological significance. Some works reported the effects of EDCs on the endocrine system, physiology, and development of invertebrates. Yet, few articles investigated the impacts at environmental doses on invertebrates, or explored the impacts of the BPA and DEHP mixture on invertebrates. Moreover, much of the knowledge is focused on aquatic invertebrates and there is little information on the effects of EDC on terrestrial invertebrates, notably in agroecosystems.In this context, this PhD thesis focused on the impact of environmental doses of BPA and DEHP, alone or in mixture, on the cotton leafworm Spodoptera littoralis, a crop pest known in agriculture.First, we developed a chemical method to extract and quantify BPA, DEHP, and its metabolite, Mono(2-ethylhexyl) phthalate (MEHP), from the leaves of tomato plants. Our first results showed that DEHP was ubiquitous, unlike BPA and MEHP. Additionally, MEHP levels were lower in plants exposed to BPA and DEHP.Next, S. littoralis larvae were experimentally exposed to EDCs, either by being provided tomato leaves from plants contaminated by root watering with BPA and/or DEHP, or by being provided contaminated laboratory food with BPA and/or DEHP. Post-embryonic development and metabolic profiling were studied for both exposure types. The impacts on the endocrine system and glycolysis of S. littoralis were investigated for individuals fed with laboratory food.Our results showed differences of alterations depending on the ingestion mode, and differences between mono-exposures and mixture with complex interactions, sometimes antagonistic or additive.Finally, we demonstrated that the impact of BPA and/or DEHP could be sex-specific, regardless of the exposure mode and life stage of the insect. We recommend to include this parameter in future studies on EDCs in invertebrates, particularly for the study of potential transgenerational effects.