Merlumed 11-12 octobre 2007 - ifremer.fr trophique_CM.pdf · IV III V VI Avril-Mai et Oct-Nov....
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Objectifs
Alimentation
Croissance (dilution)
Reproduction FaecesMetabolisation
Eau
Apports contaminants
Pertes contaminants
Reproduction (ponte) Métabolisation
Atmosphère
Sète, 11-12 octobre 2007
Sédiment
2
Stratégie d’étude
Devenir de différentes familles de contaminants chez le merlu ?
Mesures ModèleEchantillonnage Paramètres biologiques
Existants
A mesurer
Travaux sur la structure et la dynamique de la chaîne trophique du
merlu
Outil de prédiction
Etat des lieux de la contamination
Processus contrôlant le devenir des
contaminants
3
Sète, 11-12 octobre 2007
Outils mis en œuvre
• Campagnes de prélèvements (21 campagnes en 5 ans + 2 MEDITS)• Paramètres biométriques des différentes espèces.• Biomasses et détermination spécifique des principales espèces
phyto, zooplanctoniques, suprabenthiques ….• Contenus stomacaux et rapports isotopiques (identification des
compartiments du réseau).• Croissance et reproduction du merlu (marquage, détermination
structures des otolithes, suivi de la reproduction…)• Caractérisation du substrat sédimentaire.• Détermination et quantification des contaminants dans les différents
compartiments.• Détermination et quantification des contaminants dans les différents
tissus• Modélisation de la bioaccumulation.
4
Sète, 11-12 octobre 2007
LT de 5 à > 60 cm
Contenus stomacaux
Signatures isotopiques
Positionnement des individus dans les réseaux trophiques :
niveau trophique, source de nourriture, fractionnement trophique
δ13C et δ15N (‰)
Importance relative des proies,
changements trophiques
Facteurs de variation:taille des merlusprofondeurdistance Rhôneannéesaisonsexe
Indices alimentaires
Mensurations
Indices de condition
Habitats essentiels
Indices d’abondance
Campagnes MEDITS
Réseaux trophiques
5
Sète, 11-12 octobre 2007
Alimentation des merlus
5-910-14
15-1920-24
25-2930-65
0
10
20
30
40
50
60
70
80%
Classe de taille merlus (cm)
Suprabenthos Crevettes CéphalopodesPoissons benthiques Poissons démersaux Poissons pélagiques
6
Sète, 11-12 octobre 2007
0102030405060708090
100
5-9 10-14 15-19 20-24 25-29 30-65
Classes de taille merlus (cm)
%
80 %Invertébrés Vertébrés
Vertébrés: Poissons
Invertébrés: crustacés, céphal.
PrintempsAutomne
Changements ontogéniques des ressources alimentaires
30-40 % Invertébrés
60-70% Vertébrés 7
Changements ontogéniques des ressources alimentaires
5 à 9 cm : crustacés suprabenthiques (amphipodes, mysidacés et euphausiacés)
10 à 14 cm : crustacés suprabenthiques, crevettes, poissons
15 à 24 cm : poissons pélagiques (sardine, anchois)
Crustacés (proies de petite taille)
Poissons (proies de plus grande taille)
8
Sète, 11-12 octobre 2007
Crustacés suprabenthiques
e.g.:Variabilités spatiales: influence du Rhône
9Stations les plus proches du Rhône les plus abondantes ensuprabenthos
Sète, 11-12 octobre 2007
10
‰
• Variation du 13C
y = -0.0132Ln(x) - 17.224R2 = 0.0003
y = 0.4343Ln(x) - 19.156R2 = 0.4192
-19.5
-19.0
-18.5
-18.0
-17.5
-17.0
-16.5
-16.0
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75
Taille merlu (cm)
D13
C
printempsautomne
‰
e.g.:Variabilités saisonnières
Signatures isotopiques du merlu
y = 1.1538Ln(x) + 6.7488R2 = 0.4174
y = 2.394Ln(x) + 2.0023R2 = 0.8093
456789
1011
1314
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75
Taille merlu (cm)
�15
N
12
printemps
automne
• Variation du 15N
Phyto Zoo P. pélagiques
APPORTS : Dissous & Particulaires
Fleuve Côte Large
ACCUMULATION & PRODUCTION
TRANSFERT & EXPORTATION
Crevettes
P. benthiques
Suprabenthos
Sels nutritifs
adultes
larves
juvéniles
oeufs
Merlu
P. démersaux
RHONE
Benthos
Réseaux trophiques des merlus
compartiments à échantillonner 11
Sète, 11-12 octobre 2007
12
Zones d’études et principaux compartiments échantillonnés pour les contaminants
Phytoplancton, zooplancton, suprabenthos, crevettes, gobies, tacauds, merlans bleus, chinchards, anchois,
sardines, cépoles, merlus et sédiment
Rhône
II
I IV
III
V
VI
Avril-Mai et Oct-Nov.2004, 2005, 2006
Campagnes RESOMER
Avril-Mai et Oct-Nov.2004, 2005
Campagnes MERMED
Sète, 11-12 octobre 2007
Caractérisation des zones d’échantillonnages
• Tous secteurs confondus: golfe du Lion
• Variations spatiales: Influence du RhôneVariation côte/large
• Variations saisonnières
• Golfe du Lion/ autres secteurs géographique
13
Sète, 11-12 octobre 2007
Contamination du merlu en mercure et PCB (CB 153)
Mercure
14
Sète, 11-12 octobre 2007
0
2
4
6
8
10
12
0 20 40 60 80 100Longueur (cm)
HgT
(µg/
g, p
s) Mermed-5
0
20
40
60
80
0 10 20 30 40 50 60 70
Taille merlu (cm)
[CB1
53] (
ng/g
ww
)
M
F
Ind
PCB (CB 153)
Tous secteurs confondus: Golfe du Lion, Taille
Contamination des proies du merlu en PCB (CB 153)
Tous secteurs confondus: Golfe du Lion,�15N (niv. trophique)
R2 = 0,9513
0
60
120
180
4 5 6 7 8 9 10 11 12
Delta N 15
Con
cent
ratio
n C
B15
3 (n
g/g
PS)
PhytoplanctonZooplancton
Sépioles
Sardines
Mysidacés
Tacauds
Gobies
AnchoisCrevette
15
Sète, 11-12 octobre 2007
Contamination du merlu en PCB (CB 153)
Tous secteurs confondus: Golfe du Lion, δ 15N (niv. Trophique)
Merlu - Printemps 2004 - Secteur 1
R2 = 0.8229
0
10
20
30
40
50
60
4 5 6 7 8 9 10 11 12
Delta N 15
[CB
153]
(ng/
g W
W)
merlus: < 25 cm
merlus: >= 25 cm
16
Sète, 11-12 octobre 2007
Contamination des proies en HAP
Tous secteurs confondus: Golfe du Lion
0
20
40
60
80
100
120
140
160
Phytop
lancto
n
Zoo 2
00µm
Ancho
is
sardi
ne
Mysida
cé
Taca
ud
Crevett
e
ng/g
PS
PhenanthreneChrysène
Biotransformation des HAP17
Sète, 11-12 octobre 2007
Contamination du merlu en mercure et PCB (CB 153)
18
0
0.5
1
1.5
2
2.5
HgT
(µg/
g, p
s)muscle foie gonade hépatpancréas
• Mercure
Sète, 11-12 octobre 2007
Tous secteurs confondus: Golfe du Lion, différents tissus
• PCB (CB 153)
0
500
1000
1500
2000
Femelle 28 cm Femelle 38 cm Male 28 cm Male 38 cm
Con
cent
ratio
n C
B15
3 (n
g/g
PS
MuscleFoieGonade
Contamination du merlu en PCB (CB 153)
Tous secteurs confondus: Golfe du Lion, sexe
0
500
1000
1500
2000
Femelle 28 cm Femelle 38 cm Male 28 cm Male 38 cm
Con
cent
ratio
n C
B15
3 (n
g/g
PS
MuscleFoieGonade
19
A taille égale, les niveaux de CB153 sont identiques chez les jeunes individus, et sont plus élevés dans le foie des grands mâles, alors que pour les femelles le niveau augmente dans les gonades
Contamination du phytoplancton en PCB
Variabilités spatiales: influence du Rhône et côte/large
Mai 2004
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
cb52 cb101 pp'DDE
cb110 cb149 cb118 cb153 cb132 cb105 cb138 cb187 cb128 cb156 cb180 cb170 cb194
ng/g
PS
Secteur II (19) Secteur I (17)
Secteur IV (39) Secteur III (42)
Stations les plus proches du Rhône les plus contaminées (sauf pour le DDE) 20
Sète, 11-12 octobre 2007
Contamination du sédiment en PCB
Variabilités spatiales: influence du Rhône et côte/large
Mai 2004
00.5
11.5
22.5
33.5
44.5
5
cb52cb101
pp' DDE
cb110cb149cb118cb153cb132cb105cb138cb187cb128cb156cb180cb170cb194
ng/g
PS
Secteur II (19)
Secteur I (17)
Secteur IV (39)
Stations les plus proches du Rhône les plus contaminées 21
Sète, 11-12 octobre 2007
Contamination des merlus en PCB (CB 153)
Variabilités spatiales: influence du Rhône et côte/large
Mai 2004
02468
101214161820
10 15 20 24
Taille merlu (cm)
CB15
3 (n
g/g
PF)
Secteur 1 Secteur 2
Secteur 3 Secteur 4
Stations les plus proches du Rhône les plus contaminées 22
Sète, 11-12 octobre 2007
Contamination du merlu en Césium
Variabilités spatiales: côte/large13
7Cs
(Bq
kg-1
sec)
0
0,5
1
1,5
10-19 20-29 30-39 40-49
Taille merlus (cm)
Secteur Rhône large ( ) > secteur Rhône côte ( )
23
Sète, 11-12 octobre 2007
Contamination du phytoplancton en PCB
Variabilités saisonnières
Variations saisonnière Secteur I (Rhône large) 2004-2005
0
2
4
6
8
10
12
cb52
cb10
1pp
' DDE
cb11
0cb
149
cb11
8cb
153
cb13
2cb
105
cb13
8cb
187
cb12
8cb
156
cb18
0cb
170
cb19
4
ng/g
PS
mai-04 nov-04mai-05 nov-05
Les prélèvements d’automne sont les plus contaminés 24
Sète, 11-12 octobre 2007
Contamination du merlu en PCB
Variabilités saisonnières
0
10
20
9 13 17 21
Taille merlu (cm)
[CB
153]
(ng.
g-1
WW
May
October
Les prélèvements d’automne sont les plus contaminés
25⇒ Influence du régime alimentaire et/ou de la vitesse de croissance
Sète, 11-12 octobre 2007
Contamination du merlu en PBDE et mercureGolfe du Lion / autres secteurs géographiques
26
0
1000
2000
3000
4000
5000
6000
7000
M1-M01
M1-M02
M4-F01
M4-F02
M4-F03
M4-F04
M4-F05
M4-F06
M4-F07
M4-F08
M1-F04
M1-F03
GdG-M01
GdG-M02
GdG-F01GdG-F02GdG-F03GdG-F04GdG-F05GdG-F06GdG-F07
BD
E-47
(pg/
g ps
.)
Mer_Med BDE-47 Gascogne BDE-47
26 à 58 cm 13 à 70 cm
• PBDE, muscle merlu
• Mercure, muscle merlu
Med
Médite
0
0.5
1
1.5
2
2.5
3Ba
rBa
udro
ieCo
ngre
Flet
Mer
lu
Plie
Rous
ette
Sole
Roug
et
VIId
VIIe
VIIIa
VIIIb
>40 cm
<40 cm
> 20 cm
< 20 cm
Sète, 11-12 octobre 2007
mâles femelles
27
0
5 0 0 0
1 0 0 0 0
1 5 0 0 0
2 0 0 0 0
2 5 0 0 0
3 0 0 0 0
M4-F-01
M4-F-02
M4-F-03
M4-F-04
M4-F-05
M4-F-06
M4-F-07
M4-F-08
GdG-M01
GdG-M02
GdG-F01GdG-F02GdG-F03GdG-F04GdG-F05GdG-F06GdG-F07
BD
E-47
(pg/
g ps
.)Mer_Med BDE-47 Gascogne BDE-47
26 à 58 cm 13 à 70 cm
• PBDE, foie merlu
2 55 0
5 0 - 1 0 0
2 0 0 - 3 0 0
2 0 0
4 0 0 - 8 0 0
6 0 0 -8 0 0
1 0 0 0 -1 5 0 01 0
2 0
3 0
4 0
T a il le e n c m
1 0
2 0
3 0
4 0
T a il le e n c m
2 55 0
5 0 - 1 0 0
2 0 0 - 3 0 0
2 0 0
4 0 0 - 8 0 0
6 0 0 -8 0 0
1 0 0 0 -1 5 0 0
2 55 0
5 0 - 1 0 0
2 0 0 - 3 0 0
2 55 0
5 0 - 1 0 0
2 0 0 - 3 0 0
2 0 0
4 0 0 - 8 0 0
6 0 0 -8 0 0
1 0 0 0 -1 5 0 0
2 0 0
4 0 0 - 8 0 0
6 0 0 -8 0 0
1 0 0 0 -1 5 0 01 0
2 0
3 0
4 0
T a il le e n c m
1 0
2 0
3 0
4 0
T a il le e n c m
1 0
2 0
3 0
4 0
T a il le e n c m
1 0
2 0
3 0
4 0
1 0
2 0
3 0
4 0
T a il le e n c m
1 0
2 0
3 0
4 0
T a il le e n c m
1 0
2 0
3 0
4 0
1 0
2 0
3 0
4 0
T a il le e n c m
• PCB (CB 153), foie merlu
Sète, 11-12 octobre 2007
Contamination du merlu en PBDE et PCB (CB 153)Golfe du Lion / autres secteurs géographiques
28
Croissance: marquages du merluCampagne 2006: MERVIV3
0
100
200
300
400
500
600
700
11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35 37 39 42 44 55Taille (cm)
Nom
bre
de m
erlu
s m
arqu
és
recapturé
vivant
mort 4000 individus
Taux recaptures: 6.4%
Campagne 2007 : MERVIV4
0
200
400
600
800
1000
1200
8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40 42 44 46 48 50
Taille merlu (cm)
Nom
bre
de m
erlu
s m
arqu
és
recapturé
mort
vivant
5000 individus
Taux recaptures: 4.5%
croissance de 1.5 à 2.2 cm.mois-1 observée jusqu’à 55 cm
résultat similaire dans la 1ère année de vie (Morales-Nin et al 2005)
croissance plus rapide au printemps qu’en automne (Morales-Nin et al 2005)
29
Fractionnement isotopique ?• Signature isotopique du tissu d’un consommateur est fonction de:
signature
bol alimentaire
enrichissementen isotope entre consommateuret bol alimentaire= Fractionnement
trophique
+ 3.4 ‰
+ 1 ‰
P1
C1
C2D15N
D13C
30
Croissance somatique: P > A
(Morales-Nin et Moranta, 2004)
Reproduction
Croissance somatique: A > P
Hypothèse: Variabilité du fractionnement en azote (3.4 ‰)
‰
taux de croissance somatique, assimilation en azote, fractionnement
0.0
4.0
10-14cm 15-19cm 20-24cm 25-29cm 30-65 cm
printemps∆δ15N ‰
automne
1.0
2.0
3.0
Reproduction
• Différenciation précoce entre mâles et femelles (<10 cm)
• Validation de la maturité sexuelle chez les femelles en cours (échantillonnagemensuel, campagnes)
31
Modèle de bioaccumulation: DEB
Food
1-κ maturitymaintenance
Repro. Storage(adults)
maturation
food faecesassimilation
reserve
feeding defecation
structurestructure
somaticmaintenance
growth
κ
maturity(juvenils)
reproduction
gametsgamets
1-κ maturitymaintenance
Repro. Storage(adults)
maturation
food faecesassimilation
reserve
feeding defecation
structurestructure
somaticmaintenance
growth
κ
maturity(juvenils)
reproduction
gametsgamets
PCBs
PCBs
PCBs
PCBs
PCBs
PCBs
PCBs
PCBs
PCBs
PCBs
PCBs
PCBs
PCBs
PCBs32
Sète, 11-12 octobre 2007
Résultat du modèle de bioaccumulation
0
10
20
30
40
50
60
70
80
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50
Length (cm)
PCB
153
(ng/
g W
W)
Unspecified sex datasFemales datasMales datasFemales modelMales model
33
Sète, 11-12 octobre 2007
Conclusions
34
– Compartiments du réseau trophique du merlu identifiés– Niveaux de contamination élevés pour le mercure et les
PCB (et PBDE)– Bioaccumulation dans le réseau trophique du merlu – Influence du comportement alimentaire sur le profil de
contamination (différences saisonnières, nature des proies)– Influence de la source sur le profil de contamination
(Rhône)– Influence de la croissance sur le profil de contamination – Augmentation de la contamination avec l’âge des individus
pour le mercure et les individus mâles pour le CB 153– Influence du sexe sur les niveaux de contamination
Perspectives fin action Merlumed2003-2008
– Poursuite de la détermination des niveaux de contamination.
– Poursuite croissance et reproduction– Paramétrisation et validation d’un modèle de
bioaccumulation des PCB dans le merlu du golfe du Lion ; comparaison avec le mercure
– Extension à d’autres familles de contaminants (HAP, composés émergeants, autres métaux,…) « MERLUTHEQUE »
– 2008 : valorisation de tout l’acquis– Colloque de restitution fin 2008
35
37
Base de donnBase de donnééeses1 – Compartiments du réseau trophique du merlu: phytoplancton,
zooplancton, suprabenthos, poissons, macroinvertébrés, sédiment (endofaune et MOP sédimentée)
2 – Sous compartiments: muscle, foie, vésicule biliaire, tube digestif, gonades, otolithes, arêtes
3 – Paramètres quantifiés:- biométrie: taille, masse, abondance- qualité et quantité de proies- isotopes stables du carbone et de l’azote- chloro a, phéopigments, C, N.- granulométrie sédiment - contaminants chimiques: mercure, PCB, PBDE, HAP, Césium 135,(autres métaux)
4 – Processus: croissance, reproduction
Marseille, 29 mars 2007
38
MERLUMED
Remerciements auxéquipes de l’Europe et du Téthys
Teresa Mathews
Capucine Mellon-Duval
Luisa Metral
Serge Mortreux
Hélène de Pontual
Xavier.Philippon
Cyrille Przybyla
Loïc Quemener
François Roupsard
Jacques Sacchi
Chantal Salen-Picard
Jean Claude Sorbe
Hervé Thébault
Yacek Tronczynsky
Alain Veron
Xavier Bodiguel
Hélène Budzinski
Sabine Charmasson
Ysabelle Cheret
Daniel Cossa
Nicolas Courbin
Christian Fauvel
Franck Ferraton
Yvon Guennegan
Jean François Guillaud
Alain Guillou
Mireille Harmelin-Vivien
Rachel Hermand
Carole Leite
Véronique Loizeau
Denise Arlhac
Mireille Arnaud
Hervé Barone
Daniella Banaru
Alcia Bautista-Vega
Marseille, 29 mars 2007
Merci de votre attention
Récapitulatif échantillons
• Campagnes RESOMER (station 1,2,3,4)– Mai – Novembre (2004 – 2006)
recap_resomer
Echantillons disponibles principalement sur Resomer (3 et 4 ; 2005); et (5 ; 2006
o Campagnes MERMED (station 1,2,3,4)n Mai – Novembre (2004 – 2005)
Echantillons disponibles principalement en 2005 (Cf. MERLUTHEQUE)
43
Contamination Zooplancton / Suprabenthos en PCB
Valeurs du CB153 dans le zooplancton :Ø Baie de Seine 30 ng.g-1 PSØ Golfe de Gascogne : 3 – 5 ng.g-1 PSØ Golfe du Lion : 10 ng.g-1 PS
0
2
4
6
8
10
12
14
52 101
pp' D
DE
110
149
118
153
132
105
138
187
128
156
180
170
194
ng/g
PS
zooplanctonMysidacé
44
Sète, 11-12 octobre 2007
Contamination du sédiment en PCBVariabilités saisonnières
Variation saisonnières Secteur I (Rhône large ) 2004-2005
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
cb52
cb10
1pp
' DDE
cb11
0cb
149
cb11
8
cb15
3cb
132
cb10
5cb
138
cb18
7cb
128
cb15
6cb
180
cb17
0cb
194
mai-04 nov-04
mai-05
Les prélèvements d’automne sont les plus contaminés 45
Sète, 11-12 octobre 2007