1

Effects of the ‘Prestige’ oil spill on cellular biomarkers in intertidal mussels:

results of the first year of studiesAmaia Orbea, Larraitz Garmendia, Ionan Marigómez, Miren P. Cajaraville

Photo Astur natura

Photo Albaiges, J. et al. (2006)

UE 227 Fluctuations et perturbations des écosystèmes marins

LAGUIA MónicaMETZNER KristinNZE NTUTUME Dieudonné

2

Introduction

Photo: Editorial Marine Pollution Bulletin 53 (2006)

Les communautés macrobenthiques apportent des informations idéales pour contrôler la pollution marine (Gomez Geistera et Dauvin, 2005)

1. Durée de vie relativement longue et stable

2. Réponses rapides au stress3. Mobilité limitée et vulnérable aux

effets de contamination sur sédiments4. Assimilation de substances polluant à

long terme

Accident du pétrolier Prestige (77000 tonnes de pétrole M-100) en Novembre 2002 produisait une catastrophe dans la région. Une étude sur les biomarqueurs fait avec Mytillus galloprovincialis pour déterminer les effets de l’accident

3

Matériel et méthodes

Echantillonnage: stations

100Km

Fig.1: Carte des différentes stations d’échantillonnage

4

30 moules

20 moules

10 moules

ECHANTILLONNAGE Fixés avec solution tampon

Glandes digestives congelées

5 glandes digestives congelées

5 glandes digestives

Flesh Condition Index et analyses des gonades

Analyses lysosomales

Analyses biochimiques

Réplicats

Capturés dans chaque station

60 moules

Photo Astur natura:Mytilus galloprovincialis

Matériel et méthodes

5

PARAMETRES DE SUPPORT

Indice de condition de chair (FCI):•le poids de la partie charnue fixée (mg) sur le poids de la coquille (g).

•le poids sec de la chair est employé pour le calcul de ce paramètre.

Analyse de gonades •Les sections histologiques ont permi de classifier selon son état de développent

Matériel et méthodes

6

Changements de la structure lysosomale

Test de stabilité de la membrane lysosomale

L'accumulation intracellulaire de lipides neutres

Activité des peroxysomes AOX

Matériel et méthodes

7

RÉSULTATSFlesh condition index (mg/g)

• Les 17 stations ne suivent pas une tendance commune de variation temporelle.

• En général, en Juillet et Septembre les valeurs sont plus hautes qu’en Avril.

Situation Avril Juillet Septembre

Oia 457 525 523

Camelle 634 529 547

San Vicente 624 641 732

Hondarribia 732 772 704

Tab.1 :FCI (mg/g)

8

Développement des gonades

Stades des gonades pendant le cycle annuel

Repos

Maturité

Gamétogenèses Gamétogenèses avancé

PontePost-ponte

Septembre Juillet Avril

Résultats

9

Stabilité de la membrane lysosomale Résultats

Fig.2 :Période de déstabilisation de la membrane lysosomale en Juillet et Septembre (2003)

10

Changements de la structure lysosomale

Densité du volume lysosomale :VvL=VL/VC

Densité de la surface lysosomale :SvL = SL/VC

Valeurs basses montrent que les lysosomes sont plus grands et peu nombreux

Résultats

11

L'accumulation intracellulaire de lipides neutres. Résultats

Inclusions des lipides dans cellules du tube digestive colorés avec Oil Red O (Dimitriadis V. 2008)

• Hétérogénéité dans les résultats entre les individus et entre les stations

•Valeurs remarquables dans les individus capturés en Juillet et augmentation de valeurs en Septembre.

• Dans les stations de Galice le volume de lipides est plus haut que dans les autres régions.

12

Prolifération des peroxysomes

Fig.3: Activité AOX

Manque de réponse saisonnière due à l’impact

valeurs AOX

Résultats

13

DISCUSSION

Paramètres de support

FCIDéveloppement de gonades

Biomarqueurs d’effet

Réponses des lysosomes

Biomarqueurs d’exposition

Accumulation des lipides neutresProlifération de péroxysomes

Bioindicateurs pour la présence de polluants

Marée noire de Prestige pourrait déclencher une perturbation dans le cycle de vie des moules

MAISManque de données précédentes dans la région pour la

comparaisonNécessité des études postérieurs

14

Les biomarqueurs sont des instruments très utiles pour ce type d’études, ils permettent d’évaluer la magnitude d’une perturbation mais il faut s’appuyer sur d’autres paramètres

Des évaluations actuelles sont souvent faites seulement avec une espèce et ils traitent les différentes populations comme indépendantes dans un réseau trophique – mais il y a du dynamisme et des interactions directes et indirectes

CONCLUSION

15

La dimension d’impact est aussi lié aux:

forts hydrodynamismes de la région conditions climatiques exceptionnelles dûes à un hiver dur

Ruiz-Villarreal M. et al. (2006)

Fig.4: Chemin de la circulation dans la région pour la période automne-hiver

Conclusion

16

• Le nettoyage de résidus dans la côte avec des produits chimiques pollue aussi l’écosystème études en cours sur des bactéries qui dégradent les hydrocarbures sans polluer l’écosystème (Ferrer et al., 2006)

Photo: Alcanivorax borkumensis (Journal of bacteriology)

Conclusion

Biodégradation du pétrole dans les écosystèmes marins

Seulement 20% des hydrocarbures en mer sont dues aux accidents de pétroliers (Boudouresque, 2010)

Pour finaliser…

17

BIBLIOGRAPHIE

• Albaiges, J. et al. (2006) The Prestige oil spill: a scientific reponse. Marine Pollution Bulletin 53: 205-207.

• Carajaville, M. et al. (2006) Signs of recovery of mussels health two years after the Prestige oil spill. Marine Environmental Research 62 : S337–S341

• Dimitriadis, V. (2008) Using biomarkers for the assessment of marine pollutions. Site: Coastal portal-http://www.coastalwiki.org

• Ferrer, M. et al.(2006) Proteomic Insights into Metabolic Adaptations in Alcanivorax borkumensis Induced by Alkane Utilization. Journal of bacteriology 188(11): 3763–3773.

• Gómez Gesteira, J.L. Dauvin, J.-C. (2005)Impact of the Aegean Sea oil spill on the subtidal fine sand macrobenthic community of the Ares-Betanzos Ria (Northwest Spain). Marine Environmental Research 60: 289-316

• Haravama, S. et al. (1999) Petroleum biodegradation in marine environments. Journal of Molecular Microbiol Biotechnol 1(1):63-70.

• Ruiz- Villarreal, M. et al. (2006) Oceanographic conditions in North and Northwest Iberia and their influence on the Prestige oil spill. Marine Pollution Bulletin 53: 220–238

• Sánchez, F. et al. (2006) Monitoring the Prestige oil spill impacts on some key species of the Northern Iberian shelf. Marine Pollution Bulletin 53: 332–349

• http://www.asturnatura.com/Imagenes/especie/mytilus-galloprovincialis.jpg

18

MERCI

19

Test de stabilité de la membrane lysosomale :

Matériel et méthodes

20

Changements de la structure lysosomale.

On coupe les lysosomes au cryostat (8 µm d'épaisseur) à partir des glandes digestives de 5 moules qui ont été tachées pour la démonstration histochimique de l’activité β-glucuronidase en fonction de Cajaraville et al.(1991):

Matériel et méthodes

21

L'accumulation intracellulaire de lipides neutres.

Matériel et méthodes

22

DISCUSSION• FCI changement saisonnier de poids de moules et valeurs

obtenues dans la gamme normale de variation• Développement de gonades différences pas significatives entre les

stations; contact avec pétrole peut produire des altérations dans le cycle reproductive de moules

• Réduction de la stabilité de la membrane lysosomale santé perturbé dans toutes les stations qui indique une situation de stress

• Agrandissement lysosomale connexion avec une réduction de lysosomes et un lien avec un mécanisme de détoxification ou état avancé de dégradation pathologique

• Accumulation de lipides neutres changement saisonnier à cause du cycle de reproduction; les résultats obtenus peuvent montrer l’exposition sur des polluants organiques

• Activité de AOX le manque de réponse en avril a été rapporté à la présence de polluant du Prestige.