Influence de la matière organique dissoute naturelle et d'herbicides, seuls et combinés, sur des microalgues marines et d'eau douce

Influence of natural dissolved organic matter and herbicides, singly and in mixtures, on marine and freshwater microalgae

• Auteur / Autrice : Nathalie Coquillé
• Direction : Edith Parlanti, Soizic Morin, Sabine Stachowski-Haberkorn
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Chimie analytique et environnementale
• Date : Soutenance le 04/04/2017
• Etablissement(s) : Bordeaux
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale des sciences chimiques (Talence, Gironde ; 1991-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Ecosystèmes aquatiques et changements globaux (Bordeaux)
• Jury : Président / Présidente : Hélène Budzinski
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Edith Parlanti, Soizic Morin, Sabine Stachowski-Haberkorn, Hélène Budzinski, Sergi Sabater, Pascal Claquin, Madeleine Goutx, Emilie Farcy
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Sergi Sabater, Pascal Claquin

Mots clés

Mots clés contrôlés

Matière organique dissoute

Microalgues

Microalgues

Mots clés libres

Microalgues

Matière organique dissoute naturelle

MOD

Herbicides

Transformations chimiques

Toxicité

Microalgae

Natural dissolved organic matter

DOM

Herbicides

Chemical transformations

Toxicity

Résumé

Les microalgues, qui sont à la base des réseaux trophiques aquatiques, peuvent être la cibleindirecte des herbicides provenant des usages agricoles et urbains. Elles sont également en interaction avecd’autres éléments de leur environnement comme la matière organique dissoute (MOD) naturelle, ellemêmesusceptible d’interagir avec les herbicides. Cette thèse a visé à étudier, en milieu contrôlé, l’influencede la MOD naturelle sur la toxicité d’herbicides vis-à-vis de microalgues en cultures monospécifiques nonaxéniques. Ont été considérés de la MOD naturelle d’eau douce et marine, trois herbicides (irgarol, diuronet S-métolachlore) seuls et en mélange, deux espèces de microalgues dulçaquicoles (Gomphonema gracileet Sphaerellopsis sp.) et deux espèces marines (Chaetoceros calcitrans et Tetraselmis suecica). Les effetsont été déterminés sur la croissance, l’efficacité photosynthétique et le contenu relatif en lipides desmicroalgues. En parallèle, l’environnement chimique a été caractérisé en suivant l’évolution de lacomposition et des propriétés de la MOD, ainsi que des concentrations d’herbicides et de leurs métabolites.Les résultats de ces travaux, qui considèrent pour la première fois la MOD naturelle dans sa globalité eninteraction avec des microalgues et des herbicides, démontrent le rôle clé joué par la MOD sur (i) lastimulation de la croissance des quatre espèces de microalgues (et en retour la modification de la MOD parcelles-ci), (ii) la modulation de la toxicité des herbicides et suggèrent (iii) la capacité de Sphaerellopsis sp.et/ou de ses bactéries associées de biodégrader le diuron.

Microalgae are at the basis of aquatic food webs and may be the indirect target of herbicidesfrom agricultural and urban uses. They also interact with other compounds from their environment such asnatural dissolved organic matter (DOM), which can itself interact with herbicides. This thesis aimed tostudy, in laboratory controlled conditions, the influence of natural DOM on herbicide toxicity to microalgaeby using monospecific, non-axenic cultures. The experiments included: natural freshwater and marineDOM, three herbicides (irgarol, diuron and S-metolachlor) singly and in mixtures, two freshwatermicroalgae (Gomphonema gracile and Sphaerellopsis sp.) and two marine microalgae (Chaetoceroscalcitrans and Tetraselmis suecica). Effects were evaluated on microalgae growth, photosyntheticefficiency and relative lipid content. At the same time, changes in chemical environment over theexperiments were measured through DOM composition and properties, as well as the concentrations inherbicides and their metabolites. The results of this work, which consider for the first time natural DOM asa whole, interacting with microalgae, their associated bacteria and herbicides, demonstrate the key roleplayed by DOM in (i) the growth stimulation of four microalgae (and in return the DOM changes inducedby microalgae), (ii) the modulation of herbicide toxicity and suggest (iii) the ability of Sphaerellopsis sp.and/or its associated bacteria to biodegrade diuron in non-axenic conditions.