Caractérisation de la dynamique de population de l’épinoche à trois épines, Gasterosteus aculeatus, dans un mésocosme lotique : Application à l'évaluation des effets du bisphénol A dans un contexte écosystémique.

Caracterisation of the population dynamaic of three-spined sticklebacks, Gasterosteus aculeatus, in lotic mesocosms : apllication to risk assessment of bisphenol A in ecosystemic context.

• Auteur / Autrice : Goulwen de Kermoysan
• Direction : Alexandre Péry
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Sciences de l'Environnement
• Date : Soutenance le 13/09/2013
• Etablissement(s) : Paris, AgroParisTech
• Ecole(s) doctorale(s) : Ecole doctorale Agriculture, Alimentation, Biologie, Environnement, Santé (Paris ; 2000-2015)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : AgroParisTech (France ; 2007-....) - Modèles pour l'Ecotoxicologie et la Toxicologie
• Jury : Président / Présidente : Alain Geffard
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Alexandre Péry, Rémy Beaudouin
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Thierry Caquet, Alain Devaux

Mots clés

Mots clés contrôlés

Risques écotoxicologiques

Poissons -- Populations

Épinoche à trois épines

Mots clés libres

Mesocosme

Bisphenol A

Gasterosteus aculeatus

Ecotoxicologie

Dynamique de population

Poisson

Mesocosm

Bisphenol A

Gasterosteus aculeatus

Ecotoxicology

Population dynamic

Fish

Résumé

Les tests écotoxicologiques en conditions écosystémiques, tels que ceux que l’on peut réaliser en mésocosmes,présentent une plus grande pertinence écologique que les tests normalisés en laboratoire. Ilspermettent d’intégrer les interactions complexes entre les espèces, entre le biotope et la biocénose. Cependant,en contrepartie de leur complexité, ces systèmes présentent une variabilité importante qu’il s’agitde réduire, par une standardisation expérimentale poussée, ou d’identifier les facteurs explicatifs pourmieux mettre en lumière des différences entre traitements. Dans le cadre de cette thèse, nous avons enoutre fait le choix d’une espèce sur laquelle focaliser nos efforts, le poisson, ici l’épinoche à trois épines,Gasterosteus aculeatus, en le considérant comme un bon indicateur de l’état de santé du mésocosme. Ilnous est apparu plus judicieux, dans le cadre des études en mésocosmes, de se concentrer sur une espèceintégratrice en parallèle d’une analyse globale d’abondance des espèces.L’objectif de cette thèse était donc de mieux comprendre la dynamique de populations de l’épinoche àtrois épines dans les mésocosmes de l’Ineris afin d’améliorer les protocoles utilisés et l’analyse des donnéesobtenues lors des études écotoxicologiques. Pour y parvenir, des expériences ont été réalisées afinde caractériser les processus et les traits d’histoire de vie de l’espèce dans notre site d’étude ; un protocolea été proposé pour effectuer des expériences en mésocosmes ciblées sur l’étude de la dynamique despoissons ; deux années d’expérience ont permis d’acquérir des données en conditions témoins et de mieuxsaisir les facteurs confondants ; nous avons mis en application nos connaissances en évaluant les effets dubisphénol A (BPA) sur la dynamique de population de poissons exposés à 0, 1, 10 et 100 μg/L de BPA.Nous avons ainsi pu décrire et expliquer la dynamique de la population de l’épinoche dans les mésocosmespar quatre phases distinctes : une augmentation massive des effectifs en raison de la reproduction desfondateurs ; une diminution importante des effectifs en raison d’une saturation des capacités du système ;une faible reprise ; une nouvelle chute à la fin de la période de reproduction. S’agissant du BPA, des effetssignificatifs ont été mis en évidence sur les individus (atrophie des gonades), mais également à l’échellede la population (structure de la population).

Ecotoxicity tests in ecosystemic conditions, such as those that can be performed in mesocosms, providea substantial ecological relevance. They permit to integrate complex inter-species interactions, interactionsbetween the organisms and the environmental conditions, and permit to assess perturbations witha systemic view. However, in return, these systems present a high variability that should be reduced,through experimental standardization or by identifying explicative factors, to better assess the differencebetween the outputs of the different treatments. In this thesis, we also focused on one species, of fish,the three-spined stickleback (Gasterosteus aculeatus), considering that it is good indicator of the healthstatus of the experimental ecosystem. We suggest that is more appropriate to focus on an integrativespecies in parallel to a global analysis in the context of mesocosms studies.The goal of this thesis was thus to better understand sticklebacks population dynamics in INERIS mesocosmsto improve the experimental protocols and the data analysis in ecotoxicity studies. To achieve thisgoal, studies were performed to characterize life cycle traits and processes of the species ; an experimentalprotocol was proposed to perform mesocosms studies with a focus on fish population dynamics; the datafrom two years of mesocosms studies in control conditions permitted to better understand the confoundingfactors ; we applied the methodolgoy to assess the effects of bisphenol A (BPA) on fish populationdynamics with expsoure concentrations 0, 1, 10 and 100 μg/L BPA.We could describe and explain stickleback population dynamics divided by four periods: first a massiveabundance increase due to the first reproduction of the founders in the mesocosms; second an importantdecrease due to the saturation of the system ; third a short increase ; finaly a new drop due to the endof reproduction. For BPA, effects were observed both at individual and at population levels.