Evaluation du risque environnemental lié à l’utililsation des larvicides d’origine biologique dans le cadre de la lutte anti-culicides : Développement et validation expérimentale de méthodes de suivi des effets à différents niveaux d’organisation biologique chez daphnia pulex et daphnia magna
par Claire Duchet
Thèse de doctorat en Sciences de l’environnement
Sous la direction de Laurent Lagadic.
Soutenue en 2010
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Résumé
L'étude est centrée sur le développement et la mise en oeuvre de méthodes permettant l'évaluation du risque environnemental d'insecticides d'origine biologique déjà utilisés (Bacillus thuringiensis serovar israelensis — Bti) ou susceptibles de l'être, sous réserve d'homologation (spinosad), dans le cadre de traitements anti-larvaires pratiqués pour la lutte contre les culicidés dans les zones humides littorales atlantiques et méditerranéennes. Deux espèces de daphnies (Daphnia pulex et Daphnia magna) ont été utilisées comme espèces-modèles pour des expérimentations en laboratoire et comme espèces-sentinelles pour des études in situ, réalisées en microcosmes (enclos), dans deux écorégions: le Golfe du Morbihan (56) et la Grande Camargue (13). La démarche mise en œuvre a consisté à analyser l'enchaînement des effets (létaux et non létaux) des larvicides de l'échelle infra-individuelle jusqu'au niveau populationnel, en passant par le suivi de performances individuelles. Une méthode de simulation (RAMAS GIS) a permis de formaliser le changement d'échelle individu-population. Les expérimentations réalisées ont systématiquement montré un impact du spinosad sur les deux espèces de daphnies, alors qu'aucune tendance significative n'a été mise en évidence pour le Bti. Les méthodes et outils mis en oeuvre ont permis d'une part de quantifier la toxicité du spinosad sur D. Pulex et D. Magna, et d'autre part de montrer que les effets toxiques chez les individus avaient des répercussions sur les populations. L'activité chitobiase s'est révélée être un indicateur précoce des effets du spinosad sur les populations au travers de la relation entre cette activité enzymatique et la fécondité cumulée_ La simulation de la dynamique des populations de D. Pu/ex et D. Magna ont confirmé les observations réalisées en microcosmes in situ. En outre, ces études de terrain ont permis de montrer (i) la capacité de récupération de D. Pulex à la plus faible concentration en spinosad et (ii) l'existence d'effets indirects, liés à l'influence de facteurs du milieu et qui, précisément, pourraient influer sur la capacité de récupération des daphnies (D. Magna en l'occurrence). La confrontation des approches (bioessais de laboratoire et microcosmes in situ) a permis de valider une méthodologie fiable et reproductible pouvant être utilisée dans le cadre d'une démarche prospective ou rétrospective d'évaluation du risque environnemental associé aux larvicides utilisés pour des traitements anti-culicidiens dans les zones humides littorales.
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Titre traduit
Implications of the colour of environmental noise on the variability of exploited fish stocks
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Résumé
This study focused on the development and use of methods for assessing the environmental risk of biolarvicides (Bacillus thuringiensis serovar israelensis — Bti and spinosad) in the context of mosquito control in coastal wetlands of two French ecoregions: Morbihan (south Brittany) and Grande Camargue (southern France). Daphnia pulex and Daphnia magna were used as model species in laboratory bioassays and as sentinel species in field studies performed in in situ microcosrns (enclosures). The scientific approach aims at determining whether the toxic effects (lethal and non lethal) that affect individuels can be detected at the population lever. Modelling with RAMAS GIS was used to simulate effects of the larvicides on population dynamics. In ail the experiments that revealed larvicide effects, spinosad always showed highly significant impacts on both D. Pulex and D. Magna, whereas no clear tendency was observed for BU. The methods that were developed allowed a proper detection and quantification of the effects of spinosad in daphnids. In addition, they demonstrated that alterations of individuel performances affected population dynamics in both species. Chitobiase activity appeared as an early waming signal of population changes through a relation between the enzyme activity and the cumulated fecundity. Population dynamics, as simulated using RAMAS GIS, confirmed the results obtained in in situ microcosms, and extinction risk of the exposed populations was estirnated. The studies conducted in microcosms also showed (i) the recovery of D. Pulex population when exposed to the lowest spinosad concentration (8 pg/L) and (ii) indirect effects of spinosad application, related to naturel environmental factors (e. G. , salinity) which might have impeded D. Magna recovery. Combination of laboratory bioassays and field microcosm studies provides a sound and reproducible methodological framework that could be used to deflne a strategy for the risk assessment of biolarvicides used for mosquito control in coastal wetlands.
