Influence de l'environnement sur les phases de...
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Direction de lEnvironnement Littoral de lIFREMER Brest UBO URA CNRS D1513
DESS GRNR USTL-LILLE 1
INFLUENCE DE LENVIRONNEMENT SUR LES PHASES DE REPRODUCTION FECONDATION ET
DEVELOPPEMENT LARVAIRE DES OURSINS CAS DE SPHAERECHINUS GRANULARIS
EN RADE DE BREST
Antoine JUDAS
DEL Brest 94-16 Rapport Interne
IFREMER Bibliot heque de BREST
1111111111111 111111 1111111111 11111111111111111 1111 OE L05 266
UNIVERSITE DES SCIENCES ET TECHNOLOGIES
DELILLE
DIPLOcircME DETUDES SUPERIEURES SPECIALISEES
Gestion des ressources naturelles renouvelables et ameacutelioration de la
qualiteacute de la vie
Option Geacutenie de lEnvironnement
INFLUENCE DE LENVIRONNEMENT SUR LES PHASES DE REPRODUCTION FECONDATION ET DEVELOPPEMENT LARVAIRE DES OURSINS
CAS DE SPHAERECHINUS GRANULARIS EN RADE DE BREST
( INFLUENCE OF THE E~IRONMENT ON REPRODUCTIVE
STAGES FERTILIZATION AND DEVELOPMENT OF LARVAE IN
THE SEA URCHIN SPHAERECHINUS GRANULARlS
FROM THE BAY OF BREST)
Avril - Aoucirct 94
DBO DRA CNRS D1513 IFRE~IER-BREST DELIEX Antoine JUDAS
RESUME
Dans le cadre du programme deacutetudes pluridisciplinaire du contrat de baie mis en œuvre par la
Communauteacute Urbaine de Brest un travail dobservation inteacutegrant certains paramegravetres
biologiques (Indices Gonadique et de Reacutepleacutetion) eacutecotoXIcirccologiques (feacutecondation et
deacuteveloppemnt larvaire) et geacuteneacutetiques a eacuteteacute meneacute au laboratoire deacutecologie benthique de
lUniversiteacute des Sciences de Brest et au laboratoire deacutecotoXIcirccologie de lIFREMER-Brest sur
les oursins de lespegravece Sphaerechinus granularis de la rade en tant quindicateurs biologiques
de pollution Le site de larchipel des Gleacutenan (Finistegravere-Sud) a eacuteteacute choisi agrave titre de reacutefeacuterence TI
ressort de leacutetude que la station placeacutee dans le goulet en communication directe avec la mer
dIroise preacutesente des reacutesultats comparables aux Gleacutenan et ne semble pas atteinte par les effets
anthropiques contrairement aux stations proches de la zone portuaire La population doursins
de la pointe de lArmorique savegravere seacutevegravereacutement perturbeacutee tant dans son cycle biologique que
dans son deacuteveloppement larvaire et preacutesente une perte de variabiliteacute geacuteneacutetique par rapport agrave la
station voisine (pointe MarIoux) Parmi les causes possibles de tels pheacutenomegravenes lhypothegravese
dune contamination par les meacutetaux lourds a eacuteteacute conforteacutee par les reacutesultats danalyses effectueacutees
par le Laboratoire Municipal La responsabiliteacute des actnireacutes militaires pratiqueacutees sur ce site est
discuteacutee dans ce rapport
Remerciements
Je tiens agrave exprimer ma gratitude agrave toutes les personnes qui mont aideacute pendant ce travail en
commenccedilant par mes responsables de stage
Madame Monique GUILLOU pour sa disponibiliteacute malgreacute quelques ennuis de santeacute et
pour son aide dans les moments importants Madame Franccediloise QUlNIOU pour avoir
parfois sacrifieacute ses jours de repos pour venir massister Monsieur Dario MORAGA pour tout
ce quil ma appris de la geacuteneacutetique des populations
Je remercie tout speacutecialement Christian TARTU Robert ~1ARC et Seacutebastien DAO
pour leurs compeacutetences techniques et pour leur agreacuteable compagnie agrave chaque sortie en mer
Je voudrais dire merci eacutegalement agrave Laurent CHAUVEAU et Lucky LUMlNGAS en
thegravese actuellement qui ont bien voulu partager avec moi une partie des donneacutees quils ont
recueillies sur le terrain
Je ne voudrais pas oublier Franccediloise DENIS pour mavoir fait part de son expeacuterience dans
le domaine de leacutelectrophoregravese et dans lutilisation du logiciel BIOSYS l
Je remercie aussi Madame ~1arie-Reneacutee LE LIART pour son accueil agrave mon arriveacutee agrave la
faculteacute et pour raide quelle ma apporteacutee pour reacutesoudre mes problegravemes dordre mateacuteriel
Je remercie bien sucircr les responsables de ma formation Madame Nicole DHAINAUT et
Monsieur Daniel PETIT pour mavoir permis deffectuer ce stage dans le cadre du DESS
Gestion des Ressources Naturelles Renouvelables et Ameacutelioration de la qualiteacute de la vie
Enfin je tiens agrave exprimer ma profonde reconnaissance au responsable du laboratoire
deacutecologie benthique Monsieur Michel GLElLREC qui ma beaucoup soutenu et que je
remercie de sa confiance
2
SOMMAmE
CADRE DU STAGE p4
1 INTRODUCTION p6
II MATERIEL ET METHODE
1deg - Lespegravece p7
2deg - Le milieu p7
3deg - Echantillonnage p10
Indices physiologiques p 10
Feacutecondations in vitro p 10
4deg - Meacutethodes p 10
Indices physiologiques p10
Tests de feacutecondation pU
Geacuteneacutetique des population p12
5deg -Traitement des donneacutees p 15
IDRESULTATS
1deg - Indices physiologiques p 19
2deg - Feacutecondation et deacuteveloppement larvaire p 20
3deg - Geacuteneacutetique des populations p 24
IV DISCUSSION p26
V CONCLUSION p32
VI BIBLIOGRAPHIE p 33
3
CADRE DU STAGE
Ce stage sinscrit dans le programme Ameacutelioration de la qualiteacute des eaux sauvegarde et
restauration de leacutecosystegraveme marin en rade de Brest meneacute par la Communauteacute Urbaine de
Brest dans le cadre dun contrat de baie qui fait lobjet de conventions deacutetudes avec diffeacuterents
organismes de recherche (cf extraits de la circulaire ministeacuterielle du 1305191 preacutesenteacutee en
annexe) Loriginaliteacute du programme reacuteside dans sa pluridisciplinariteacute il integravegre aussi bien le
domaine continental que le domaine marin et associe disciplines scientifiques socioshy
eacuteconomiques et juridiques il vise dune maniegravere geacuteneacuterale agrave preacuteciser les meacutecanismes de
deacutegradation de leacutecosystegraveme de la rade en examinant parmi les processus connus en biologie
marine fondamentale lesquels sappliquent agrave cette zone particuliegravere et agrave mettre en place les
reacuteseaux dobservation et les outils de suivi de la qualiteacute du milieu gracircce auxquels il devrait ecirctre
possible de quantifier cette qualiteacute et preacutevoir ses conseacutequences sur les ressources halieutiques
Les reacutesultats du programme deacutetudes sont soumis au Comiteacute Scientifique du contrat de baie
et preacutesenteacutes ensuite agrave un Comiteacute dExpertise Scientifique International puis agrave un Comiteacute Pilote
pour deacutecision opeacuterationnelle
Le contrat rade de Brest doit aboutir agrave la mise au point de meacutethodes de lutte approprieacutees
contre les polluants et la fourniture aux deacutecideurs politiques et administratifs dun outil daide agrave
la deacutecision
Le stage sest deacuterouleacute dune part dans lUniteacute de Recherche Associeacutee au CNRS D 1513 agrave la
Faculteacute des Sciences de Brest~ et dautre part au laboratoire deacutecotoxicologie du centre
IFREMER de Brest dont les organisations sont preacutesenteacutees ci-apregraves Lobjectif de cette
coopeacuteration dans le programme deacutetude se situe dans la surveillance et lappreacuteciation de la
qualiteacute du milieu par lobservation dindicateurs biologiques de pollution Son but est deacutevaluer
la situation preacutesente de la rade et permettre un suivi de limpact des actions de deacutepollution
4
ORGANISATION DES STRUCTURES DACCUEIL
URA CNRS D1513
Uniteacute de recherche associeacutee au CNRS
Flux de matiegravere et reacuteponses du vivant
(Chef P TREGUER)
Biogeacuteochimie Physique Ecologie benthique
(P TREGUER) (M GLEMAREC)
resp stage M GUILLOU (eacutecologie des eacutechinodermes)
Biologie marine
(M LE PENNEC) resp stage D MORAGA
(geacuteneacutetique des populations)
Geacutenotoxiciteacute
des polluants
(F GALGANI)
IFREMER Direction de lEmironnement ~
et de lAmeacutenagement Littoral )
( Laboratoire dEcototicoJogie
(directeur F GALGAl)
~--------~
Etudes ponctuelles Transfert Tests qualiteacute deau de surveillance - action des pesticidessurveillance 1
1
(EHIS)biologiquei 1(F GALGAl-H) (T BURGEOT) - test tnverteacutebreacutes
(F Qulv70U resp stage)
(F TOLLARASTEL)
5
Il INTRODUCTION
Les oursins sont reconnus pour ecirctre tregraves sensibles aux modifications des conditions
environnementales Leur plasticiteacute face aux conditions du milieu et leur mode de vie en font de
bons indicateurs biologiques de pollution marine (Augier 1987a Kobayashi 1971) Dailleurs
depuis plus dune vingtaine danneacutees gamegravetes embryons et larves doursins constituent un
mateacuteriel de base dans les domaines de la pharmacologie toxicologie ou eacutecotoxicologie
(Hagstrom amp Lonning 1974 Bougis 1981 Dinnel et al 1987 Pagano amp Romafia 1991)
Leur sensibiliteacute aux conditions du milieu se manifeste par des perturbations du cycle de
reproduction des baisses de feacuteconditeacute ou des troubles du deacuteveloppement larvaire et les effets
observeacutes en zones perturbeacutees sur les populations doursins ont eacuteteacute souvent deacutecrits (Harmelin et
al 1981 Delmas amp Reacutegis 1984)
Dautre part les biologistes de lobservatoire marin de Roscoff (Nord-Finistegravere) utilisant
reacuteguliegraverement des oursins de lespegravece Sphaerechinus granularis (Lamarck) preacuteleveacutes en rade de
Brest sur le site de la pointe de lArmorique ont signaleacute depuis 1985 des anomalies du
deacuteveloppement cellulaire Suite agrave ces observations des travaux preacuteliminaires ont mis en
eacutevidence sur ce mecircme site des perturbations du deacuteveloppement de la population et un faible
taux de croissance des individus (Chevallier 1993)
Ces indications ont motiveacute le choix de Sphaerechimls granularis tregraves commun dans la rade
et dont la biologie est par ailleurs bien connue (Fenaux 1972 Semroud amp Senoussi 1989
Guillou amp Michel 1993) comme bioindicateur de la qualiteacute du milieu dans le cadre du
Programme deacutetudes pluridisciplinaire de la rade de Brest Leacutetude porte sur trois stations de la
rade distribueacutees le long dun gradient de pollution et une quatriegraveme dans larchipel des Gleacutenan
(Bretagne Sud) exempt de pollution anthropique et choisi comme site de reacutefeacuterence
Lobservation consiste agrave suivre leacutevolution dindices physiologiques (Indice Gonadique et
Indice de Reacutepleacutetion) reacuteveacutelateurs de la condition des inampidus et agrave effectuer des feacutecondations
in vitro en vue de mesurer le taux de reacuteussite de stade pluteus obtenu pour chaque site de
maniegravere agrave mettre en eacutevidence une eacuteventuelle deacutegradation de lenvironnement
Par ailleurs lestimation de linfluence des conditions emironnementales saccompagne dune
eacutetude de geacuteneacutetique inspireacutee des meacutethodes employeacutees sur dautres inverteacutebreacutes marins (faune
6
profonde et intertidale) pour mesurer les adaptations geacuteneacutetiques de ces animaux vis agrave vs des
contraintes eacutecologiques (Siebenaller 1978 Bristow amp Vadas 1991) Ce travail vise agrave eacutevaluer
la variabiliteacute geacuteneacutetique preacutesenteacutee par S granularis dans les populations des deux stations les
plus exposeacutees qu~ quoique voisines geacuteographiquement ont montreacute des diffeacuterences
morphologiques et deacutemographiques tregraves marqueacutees (Lumingas amp Guillou sous presse) Cette
partie a eacutegalement pour but de mesurer le degreacutes de diffeacuterenciation existant entre ces deux
populations pour apporter une explication geacuteneacutetique agrave ces observations
A terme ce travail tend agrave mieux connaicirctre les reacuteponses de lespegravece et agrave estimer leacutetat de
pollution de la rade sur les sites choisis en diagnostiquant si possible les agents responsables
des deacuteregraveglements observeacutes
il 1MATERIEL ET METHODES
1deg - Lespegravece
Sphaerechinus granularis (Echinodermata Echinoidea Toxopneustidae) est une espegravece
comestible de grande taille pouvant atteindre 14 cm commune dans lheacutemisphegravere Nord sur les
cocirctes de lAtlantique-Est depuis la Manche occidentale jusquau Golfe de Guineacutee (Koehler
1921) ainsi quen Meacutediterraneacutee (Tortonese 1965) Sa reacutepartition verticale seacutetend de la zone
intertidale jusquagrave 130 m (Cherbonnier 1958) sur divers substrats en fonction des classes dacircge
et des preacutefeacuterences alimentaires (Guillou amp Michel 199) En rade de Brest les plus f011es
populations se rencontrent essentiellement sur les fonds seacutedimentaires grossiers recouverts de
maeumlrl vivant (Lithothamnium corallinoiumldes Crouan)
2deg - Le milieu
La rade de Brest est une vaste eacutetendue deau de plus de 150 km2 qui communique avec la
mer dIroise par un goulet de 18 km de large et de 20 m de profondeur Elle reccediloit les apports
de deux riviegraveres principales au Nord-Est lElorn (6m3 s de deacutebit moyen) au Sud-Est lAulne
(24m3s de deacutebit moyen) Les bassins versants de la rade repreacutesentent pregraves de 2800 km2 qui
sont essentiellement consacreacutes agrave lagriculture
7
Il est possible pour simplifier de subdiviser la rade elle-mecircme en trois zones un bassin
Nord tout dabord agrave lembouchure de lElorn ougrave se concentrent les activiteacutes portuaires de
Brest ensuite un bassin Sud recevant les eaux de lAulne moins urbaniseacute et mieux proteacutegeacute de
linfluence portuaire mais plus exposeacute aux effluents agricoles enfin une zone de meacutelange
formant un tourbillon dans la partie centrale de la rade allant des alentours de la presquicircle de
Quelem jusque dans le goulet
Le choix des sites sest porteacute sur quatre zones propices au deacuteveloppement de S gramllaris
dont trois dans la rade la derniegravere dans les icircles Gleacutenan en fonction de leurs diffeacuterentes
caracteacuteristiques La situation geacuteographique de chaque station se trouve illustreacutee en figure 1
- (1) Pointe Marloux situeacutee dans le bassin Nord proche de la zone portuaire dans une
zone de calme relatif laquo1 noeud en vives eaux) Le fond est constitueacute de maeumlrl pur la
profondeur est faible (5 m) Une eacutetude de la dynamique des populations a reacuteveacuteleacute de fortes
irreacutegulariteacutes dans le recrutement (Lumingas et GuiIlou sous presse)
- (2) Pointe de lArmorique situeacutee agrave lembouchure de lAulne ougrave la preacutesence de lIle Ronde
concentre les courants de mareacutee dans un chenal eacutetroit qui amplifie leur vitesse Gusquagrave 3
noeuds) Linfluence estuarienne y est encore ressentie le seacutediment est heacuteteacuterogegravene composeacute de
sable coquillier grossier et de deacutebris de maeumlrl la profonegraveeur peut atteindre jusquagrave 20 m au
milieu du chenal
- (3) Anse du DelIee zone rocheuse situeacutee dans le goulet de Brest directement sous
influence oceacuteanique Lhydrodynamisme est assez fort (gt2 noeuds en vives eaux) favorable au
deacuteveloppement dune couverture algale importante La zone de preacutelegravevement se situe sur une
pointe rocheuse appeleacutee pointe du Diable agrave labri des effets de lagglomeacuteration voisine agrave une
profondeur maximale de 10 m
- (4) Archipel des Gleacutenan en Baie de Concarneau Bretagne-Sud agrave leacutecart de toute
pollution anthropique et ougrave la population doursins connaicirct un large essor (Guillou et Michel
1993) et fait lobjet dune pecirccherie artisanale Cette derniegravere station sera consideacutereacutee comme site
de reacutefeacuterence
8
Fig 1 Preacutesentation de la rade de Brest
o
BREST
Rade de Brest
5km
Ile Q Ronde
Presqujle de Plougastel
Chenal de lAulne
r-f1
~r ltgt r Brest
~ ~RETAGNE
0- ~~ t-~
(Glenan) ~
9
3deg - Echantillonnage
Indices physiologiques
La reacutecolte seffectue par dragage ou en plongeacutee selon raccessibiliteacute agrave la cocircte par bateau
La drague utiliseacutee est large dun megravetre eacutequipeacutee dun filet de 2 cm de maille La dureacutee des traits
de drague est denviron 5 minutes Le mateacuteriel est ensuite fixeacute dans lalcool agrave 70 0 Le calcul
des indices neacutecessite un eacutechantillonnage mensuel commenceacute sur certaines zones depuis
deacutecembre 1993 puis prolongeacute dans cette eacutetude jusquau mois de juillet 1994 Pour chaque
mois un eacutechantillon de 30 individus dune classe de taille standard de 80middot90 mm est preacuteleacuteveacute
Feacutecondations
La reacutecolte des oursins seffectue en employant les mecircmes techniques que preacuteceacutedemment
Toutefois les animaux sont maintenus vivants et agrave labri des eacutecarts de tempeacuterature en les
conservant agrave bord dans un circuit deau de mer et en eacutevitant le deacuteclenchement dune ponte
Chaque eacutechantillon comporte une quarantaine dindividus de taille variable de faccedilon agrave pouvoir
disposer dun choix satisfaisant danimaux matures et dun sex-ratio eacutequilibreacute Deux
preacutelegravevements par site sont reacutealiseacutes entre mai et juin durant la peacuteriode de reproduction
4deg - Meacutethodes
Calcul des indices physiologiques
Le cycle de reproduction est eacutetudieacute par lintermeacutediaire de lindice gonadique (1 G) qui
est le rapport entre leacutetat des gonades et le poids corporel Leacutevolution dans le temps de ce
paramegravetre permet de mesurer leffort de reproduction et de situer la peacuteriode de la ponte La
relation employeacutee est la suivante
LG==Poids secs gonades x 106 Dtest3
Lindice utiliseacute fait intervenir le poids sec de gonades et le diamegravetre du test (Dt est) en
raison dune part de la bonne correacutelation entre taille et poids du test dautre part des fortes
variations engendreacutees par lutilisation de volumes ou de poids humides (Gonor 1972)
Lindice de Reacutepleacutetion du tube digestif (IR) correspond au rapport du poids de lintestin et de
son contenu sur le poids du corps Ce paramegravetre reflegravete lintensiteacute de leffort de collecte de
nourriture
10
La relation est donneacutee par Neacutedeacutelec (1983)
IR = Poids sec intestin x 106 1Dtest3
Les variations de ce paramegravetre permettent de suivre leacutetat des besoins trophiques des
individus et complegravetent les renseignements apporteacutes par lindice gonadique Les oursins sont
mesureacutes au mm pregraves ouverts sur la face orale agrave raide dun marteau puis disseacutequeacutes Les
gonades et les intestins sont preacuteleveacutees et seacutecheacutes agrave leacutetuve agrave 60degC pendant 48 agrave 72 h selon leacutetat
de maturiteacute En peacuteriode de maturation des gonades des eacutemissions accidentelles de produits
sexuels sont quelquefois provoqueacutees par la fixation dans lalcoo~ ces produits doivent ecirctre pris
en compte dans les mesures dindices gonadiques Pour obtenir des reacutesultats comparables sur
tous les sites les indices sont calculeacutes sur des eacutechantillons moyens appartenant agrave la mecircme
classe de taille (80~90 mm)
Tests defeacutecondations
Les animaux reacutecolteacutes sont maintenus vivants en aquarium dans un circuit deau de mer en
salle thermostateacutee (15degC) Les eXPeacuteriences doivent ecirctre effectueacutees dans les 24 h en raison du
stress occasionneacute par le ramassage Les bioessais sont reacutealiseacutes en eau de reacutefeacuterence provenant
de leacutecloserie IFREMER dArgenton reconnue de bonne qualiteacute filtreacutee sur cartouches
Sartorius de OA5 lm de porositeacute Pour chaque manipulation dix individus macircles et di
femelles sont seacuteleacutectionneacutes de maniegravere agrave reacutealiser deux seacuteries de tests en parallegravele chaque macircle
eacutetant testeacute par le meacutelange des dix femelles et chaque femelle par lensemble des di macircles soit
vingt essais par station reacutepeacuteteacutes agrave deux reprises entre mai et juin Les individus sont ouverts aux
ciseaux en zone eacutequatoriale et disseacutequeacutes afin de preacutelever les gonades Les gonades macircles sont
conserveacutees au sec pour eacute-1ter lactivation du sperme (lexceacutedent aqueux est eacutelimineacute agrave laide
dune poire) et maintenues au reacutefrigeacuterateur jusquagrave leur emploi Les gonades femelles sont
conserveacutees en eau de mer pour garder intacts les ovocytes elles sont ensuite tamiseacutees sur soies
de 200 lm pour eacuteliminer les deacutebris dovaires Les gonades macircles sont tamiseacutees sur soies de
60 lm pour reacutecupeacuterer le sperme propre Les ovocjtes sont laveacutes par seacutedimentation et dilution
les ovocytes immatures et les deacutebris de gonades eacutetant agrave chaque fois eacutelimineacutes Pour chaque
femelle la concentration est ameneacutee agrave 1500 ovocytesml par dilutions successIcircves dans un
11
temps le pool de dix femelles est constitueacute avec la mecircme densiteacute Apregraves tamisage du sperme
des dix individus macircles un pool est aussi reacutealiseacute avec une microgoutte de chaque filtrat
Chaque essai se deacuteroule dans des pots en polystyregravene steacuteriles dans lesquels agrave 30 ml deau filtreacutee
sont inoculeacutes 1 ml de solution dovocytes et 05 ml de sperme dilueacute (2 gouttes de sperme sec
dans 100 ml) Les ovocytes feacutecondeacutes sont alors mis en incubation dans une armoire
thermostateacutee agrave 155degC soit 20degC agrave 25degC de plus que la tempeacuterature du milieu naturel ceci
dans le but deacuteviter les effets neacutefastes pour le deacuteveloppement des larves dun eacutecart de
tempeacuterature trop eacuteleveacute Un scheacutema du protocole expeacuterimental est preacutesenteacute en annexe I
Lobservation du taux de reacuteussite de feacutecondation seffectue une heure trente apregraves le
meacutelange des gamegravetes
Le comptage des diffeacuterentes cateacutegories de larves est reacutealisable apregraves 5 jours dincubation
Les observations des larves reposent sur 5 critegraveres deacutefinissant chacun un type de larves
diffeacuterent (Pagano et al 1989)
N pluteus normal ayant suivi un deacuteveloppement convenable
R plut eus retardeacute ou inhibeacute dont la taille natteint pas la moitieacute de la normale
Pl pluteus pathologique preacutesentant des malformations du squelette
etou du tube digestif
P2 embryons dont le deacuteveloppement siest arrecircteacute agrave diffeacuterents stades
(morula blastula gastrula ou prisma)
M larye ou embryon mon
Lexamen de la qualiteacute des larves obtenues sur chaque site mesure laptitude des animaux
preacuteleveacutes sur cette zone agrave produire des larves viables en eau de mer de reacutefeacuterence traduisant
ainsi limpact de lenvironnement sur la qualiteacute des gamegravetes
Geacuteneacutetique des populations
Les recherches en geacuteneacutetique meneacutees ces derniegraveres anneacutees sont orienteacutees vers une connaissance
approfondie des meacutecanismes adaptatifs des populations danimaux marins notamment par
leacutetude des isoenzymes impliqueacutes dans divers processus meacutetaboliques Ains~ ladaptation de la
population agrave son environnement est deacuteceleacutee par la variabiliteacute des gegravenes enzymatiques Lanalyse
12
PLANCHE 1 Deacuteveloppement larvaire de Sphaerechinus granularis
- lt shy0
-
shy
embryon (P2) pluteus retardeacute (R)
pluteus pathologique (Pl) pluteus normal (N)
13
des structures geacuteneacutetiques a volontairement eacuteteacute reacuteduit agrave deux stations (Marloux et Armorique)
en raison dune part du deacutelai imparti agrave cette eacutetude et dautre part dune eacutetude comparative de
populations deacutejagrave effectueacutees sur ces deux sites (Lumingas amp Guillou sous presse) Dans cette
eacutetude a eacuteteacute analyseacute le polymorphisme l enzymatique des deux populations mesureacute par
eacutelectrophoregravese sur gel damidon En effet cette technique reposant sur le caractegravere amphotegravere
des proteacuteines elle permet de deacuteceler les variations de charges nettes des sous-uniteacutes
constituant le systegraveme enzymatique eacutetudieacute de sorte que les substitutions entre acides amineacutes
dans la structure primaire de la proteacuteine sont rendues visibles Ces substitutions eacutetant issues de
mutations sur les codons dau moins un nucleacuteotide de lADN (Ayala 1982) il sagit donc bien
lagrave dun reflet du patrimoine geacuteneacutetique Cependant toutes les mutations de triplet ne sont pas
deacutecelables en raison de la redondance du code geacuteneacutetique de mecircme que les substitutions
dacides amineacutes qui ne modifient pas la charge nette de la proteacuteine Cest pourquoi lon
considegravere que les deux tiers des mutations ne sont pas deacutetecteacutees (Ne~ 1972) Dune maniegravere
geacuteneacuterale la variabiliteacute geacuteneacutetique des organismes se trouve donc sous-estimeacutee
Les oursins rameneacutes frais au laboratoire sont aussitocirct disseacutequeacutes et des eacutechantillons de
diffeacuterents organes (muscle gonades appareil digestif) sont preacuteleveacutes sur chaque indhidu et
placeacutes seacutepareacutement dans un cocircne dEppendorf annoteacute et conserveacute au congeacutelateur (-70degC) Un
lot de 40 individus par site est ainsi preacutepareacute Les eacutechantillons sont ensuite broyeacutes agrave volume eacutegal
dans une solution de tampon de-traction (TRIS 00 lM + NADP 1 + EDTA) ajusteacutee agrave
pH 68 puis centrifugeacutes agrave 10000 g pendant 15 minutes agrave FC Les eacutechantillons sont placeacutes dans
des gels agrave 11 damidon en impreacutegnant de petites bandes de papier Whattman TM n)3
introduits perpendiculairement au gel apregraves avoir deacuteposeacute au preacutealable quelques gouttes de bleu
de bromopheacutenol pour visualiser le front de migration Les gels sont refroidis durant toute la
dureacutee de la migration par un systegraveme de plaques de refroidissement placeacutees au dessus et en
dessous du moule La migration est anodique Un scheacutema du montage est figureacute en annexe Il
La composition des tampons deacutelectrophoregravese et les reacutesolutions obtenues sont donneacutees en
annexe III Les eacutechantillons peacutenegravetrent dans le gel pendant une preacute-eacutelectrophoregravese de 10
minutes agrave 100 V Lorsque la migration est commenceacutee le gel est soumis agrave un champ eacutelectrique
Ipolymorphisme existence simultaneacutee dallS une population de plusieurs gegravenes pour le mecircme locus
14
constant de 80 mA pendant 4 agrave 5 heures La seacuteparation des geacutenotypes des diffeacuterents systegravemes
enzymatiques est reacuteveacuteleacutee par des colorations speacutecifiques regroupeacutees par Pasteur et al (1987)
et adapteacutees de Shaw et Prasad (1970) Les solutions utiliseacutees pour la reacuteveacutelation des
eacuteleacutectrophoreacutegrammes sont deacutecrites en annexe IV Linterpreacutetation des reacutesultats neacutecessite la
connaissance de la structure quaternaire (le nombre de sous-uniteacutes) de lenzyme qui
conditionne le nombre de taches observables chez les heacuteteacuterozygotes correspondant aux
diffeacuterentes combinaisons possibles entre les sous-uniteacutes sous lhypothegravese que les loci soient
autosomaux2 et les allegraveles codominants3 Quand un systegraveme enzymatique possegravede plusieurs
loci ces derniers sont numeacuteroteacutes de 1 agrave n suivant leur vitesse de migration en commenccedilant par
le plus rapide Les allegraveles5 sont codeacutes en fonction de leur distance (mesureacutee en mm) par rapport
agrave lallegravele le plus freacutequent noteacute 100 qui sert de reacutefeacuterence
5deg - Traitement des donneacutees
Les reacutesultats des tests deacutecotoxicologie sur les larves doursins sont traiteacutes statistiquement
par analyse de variance agrave lm critegravere de classification qui permet de veacuterifier en un seul test si les
diffeacuterences observeacutees au niveau des moyennes dun ensemble deacutechantillons sont imputables
aux fluctuations deacutechantillonnage ou non Cette meacutethode analyse les sources de variation de
lensemble des donneacutes elle sous-entend leacutegaliteacute des variances et la normaliteacute des populations
dorigine Le respect des conditions dapplication est controcircleacute au moyen dun test de Bartlett
Les tests statistiques sont reacutealiseacutes agrave laide du logiciel STATGRAPHICS (Statistical Graphies
Corp Rockville Maryland USA) Les comparaisons inter-sites sont effectueacutees avec un seuil
de confiance de 95
Les donneacutees de geacuteneacutetique sont traiteacutees par le logiciel BIOSYS-l (Swofford et Selander
1981) qui calcule les freacutequences alleacuteliques et donne les eacutecarts par rapport agrave leacutequilibre dHardyshy
Weinberg dans la population consideacutereacutee Les freacutequences alleacuteliques sont calculeacutees agrave partir des
2autosome chromosome preacutesent en double dans les cenules diploiumldes agravees deux sexes Jcodominams allegraveles exprimeacutes de maniegravere semblable dans un geacutenOtype heacuteteacuterozygote 410cus portion de chromosome correspondam agrave un gegravene 5allegravele lune des expressions alternatives dun gegravene (lOCus)
15
effectifs directement observeacutes sur les zymogrammes Pour un locus posseacutedant k allegraveles et un
eacutechantillon de N individus la freacutequence du iegraveme allegravele est donneacutee par la formule 1shy
(2Nii +iNij) HXi =__---L-_
2N
Nuuml nombre dhomozygotes observeacutes pour lallegravele ~
Nij nombre dheacuteteacuterozygotes observeacutes pour lallegravele i
Les freacutequences geacutenotypiques sont recalculeacutees sous lhypothegravese de la loi dHardy-Weinberg
qui postule que les freacutequences alleacuteliques restent constantes dune geacuteneacuteration agrave lautre en
labsence de mutation seacutelection et de migration (dans le cas dune espegravece diploiumlde en
panmixie6) Etant donneacutee la faible taille des eacutechantillons les freacutequences geacutenotypiques attendues
par cette loi sont calculeacutees par la formule de Levene (1949) N = Nxi (2Nx i -1)
2N-l _ 4N2 XiXjN - -----shy
lJ 2N-l
Nuuml freacutequence geacutenotypique homozygote
Nij freacutequence geacutenotypique heacuteteacuterozygote7 ayec IkNij=l (pour k allegraveles)
Le test de conformiteacute des freacutequences geacutenorypiques calculeacutees avec les reacutesultats observeacutes fait
intervenir un X2 Certains effectifs geacutenotypiques eacutetant compris entre 5 et 10 le test utiliseacute est
celui du conigeacute de Yates j(~12 (1 Obil - At) _ 1~)2
y= w shyC i=1 Atif
Le nombre de degreacute de liberteacute est eacutegal agrave m-k m eacutetant le nombre de geacutenotypes et k le
nombre dallegraveles
Les eacutechantillons eacutetant de faible taille les loci multi-alleacuteliques ont eacuteteacute analyseacutes en regroupant
les geacutenotypes en trois classes la classe des geacutenotypes homozygotes posseacutedant lallegravele Je plus
freacutequent la classe des heacuteteacuterozygotes posseacutedant lallegravele le plus freacutequent et la classe regroupant
les autres geacutenotypes Comme dans le cas des loci di-alleacuteliques le test du X2 est agrave 1 degreacute de
6panmixie individus qui se croisent au hasard agrave limeacuterieur ct une population pour laqudle leacutequilibre de la loi dHardy-Weinberg est respecteacutee (degraveme) heacuteteacuterozygote individu qui possegravede deux allegraveles distincts aux locus homologues des chromosomes parents dun organisme diploiumlde
16
liberteacute lorsque toutes les classes ont un effectif supeacuterieur agrave cinq Dans le cas dun locus dishy
alleacutelique si lun des effectifs est infeacuterieur agrave 5 la probabiliteacute exacte p est calculeacutee suivant le test
de Fisher utiliseacute dans le tableau de contingence 2X2 (VithayasaIuml 1973)
Les descripteurs de variabiliteacute geacuteneacutetique des populations sont donneacutes par les relations
suivantes
a) - pourcentage de loci polymorphes8 P95 = 100x(npn)
avec n == nombre de loci eacutechantillonneacutes et ni nombre de loci polymorphes un locus est
polymorphe lorsque la freacutequence de lallegravele le plus rare est supeacuterieure agrave 005
b) - lheacuteteacuterozygotie correspond agrave la freacutequence moyenne dheacuteteacuterozygotes dans la
population on distingue lheacuteteacuterozygotie obseIVeacutee (ho) et celle attendue dapregraves la loi dHardy-
Weinberg (he)
1=1
Xuuml eacutetant la freacutequence obseIVeacutee du geacutenotype homozygote du iegraveme allegravele contenu dans le locus Ir
h == 1- x~ e iJ
=
x eacutetant la freacutequence attendue du geacutenotype homozygote du iegraveme allegravele
Pour les eacutechantillons de petite taille lutilisation de lindice non biaiseacute (Levene 1949) est
neacutecessaire Le calcul de lheacuteteacuterozygotie attendue seffectue de la faccedilon suivante k
2N(1- LX) he(nb) == __---i-=-=l~_
(2N -1)
ougrave N est le nombre dindividus eacutechantillonneacutes
sur lensemble des loci on effectue la moyenne
=1
c) - lindice de fixation de Wright (FIS) ou de Selander (D) permettent deacutevaluer le
deacuteficit ou lexcegraves dheacuteteacuterozygotes Pour le iegraveme locus ils sont deacutefinis par
8polymorphe un g~ne es dit polymorphe lorsquil preacute~me au moins deux eacutetats distinctS dun caractegravere donneacute
li
Les deux indices se comportent de faccedilon opposeacutee une valeur positive de D correspond agrave
excegraves dheacuteteacuterozygotes et une valeur neacutegatIcircve agrave un deacuteficit en heacuteteacuterozygotes
La diffeacuterentiation geacuteneacutetique des populations est appreacutecieacutee par le calcul dun indice de
fixation moyen FST (Wright 1965) deacutefini de la maniegravere suivante
I-FIT = (I-FIS)middot(I-FST)
ougrave FIT et FIS sont les indices de fixation respectivement des individus agrave la population totale et
agrave ces sous-populations
Les indices de fixation du iegraveme allegravele sont deacutefinis dapregraves Nei (1977) par
~Sj =(~ - P)(Pi - p)
Fm = (~ - p2i)(Pi _ p2j)
avec Pi=Sn wiXuuml Pi=Sn wixi ougrave wi repreacutesente le poids accordeacute agrave chaque sous populations
Les indices de fixation calculeacutes pour le jeme locus agrave k allegraveles sont donneacutes par k
Lx j (1- Xj)~Sj ~Sj =-=--------
Lx j (1- Xi) i=1
k
LX (1- xJFm
LxC1- x) 1-1
Lhypothegravese nulle Ho que la valeur du F ST seacutecarte significativement de zeacutero est testeacutee par
X2=2NFST pour n-1 degreacute de liberteacute (Workman et Niswander 1970) ougrave n est le nombre de
18
10
sous populations et N le nombre total dindividus eacutechantillonneacutes La variance autour de la
moyenne par preacutelegravevement est deacutetermineacutee par la meacutethode du jacknife (Weir et Cockerham
1984) Elle permet de tester la significativiteacute de la valeur moyenne agrave laide dun test-t
Le nombre dindividus migrants entre populations peuvent ecirctre estimeacutes par la relation
Nm = (_1__ 1)4 FST (Wright 1965)
avec N =nombre dindividus fertiles dans la population
m = taux de migration
III RESULTATS
- Indices Physiologiques
Lexamen des indices gonadiques fait apparaicirctre de fortes dispariteacutes entre stations (fig 2a)
Tout dabord le site de lArmorique se distingue par des valeurs tregraves faibles traduisant un
niveau de deacuteveloppement des gonades tregraves reacuteduit ne permettant pas de discerner une peacuteriode
de ponte Le site du DelIee preacutesente un deacuteveloppement des gonades moyen comparable au
teacutemoin (Gleacutenan) mais le pic de deacuteveloppement de printemps nest pas observeacutee bien que la
chute de lindice agrave partir du mois de mai permette dy deacuteceler une ponte La population de
MarIoux preacutesente une eacutevolution assez semblable agrave celle des Gleacutenan avec toutefois des valeurs
nettement plus eacuteleveacutees et deux peacuteriodes de chute dindice Uanvier-mars avril-juin)
Lanalyse des indices de reacutepleacutetion (fig2b) montre un comportement radicalement diffeacuterent
entre les oursins de la rade et ceux des Gleacutenan En effet alors que sur le site teacutemoin on observe
un maximum en hiver et une forte chute de lindice de reacutepleacutetion jusquen avril-ma~ soit un mois
avant la ponte le comportement alimentaire des oursins des sites de la rade semble beaucoup
plus anarchique sur le site de MarIoux les indices de reacutepleacutetion restent eacuteleveacutes mecircme en peacuteriode
de ponte et sur les deux autres sites les valeurs hivernales sont singuliegraverement faibles De
maniegravere geacuteneacuterale les indices de reacutepleacutetion des stations de la rade sont plus stables au cours de la
peacuteriode eacutetudieacutee et plus eacuteleveacutes pendant le printemps et leacuteteacute que sur le site de reacutefeacuterence des
Gleacutenan Ceci semble traduire un besoin eacutenergeacutetique plus constant agrave correacuteler avec la nature du
substrat et la disponibiliteacute des ressources trophiques (Comely amp Ansel 1989)
19
Fig 2 Evolution des indices phvsiologigues de Splzaerecltinus granularis UG et IR)
Indices Gonadiques
Mariaux
+ Armorique
-Q-- DeUee
- -r- - Gleacutenan
Fig2a
Indices de Reacutepleacutetion
25
1 tfi~__ plusmnl~middotmiddotmiddotmiddotmiddott~~-~-~
5 - -- - - ~~~~-TT-~ j ~----+-- ~~ l ~-middot-rgtfmiddotltmiddot J 1 shy
n------~ -t o 1 shy
o J FM AM J J
bullbull -tl- bullbullbull Marlou~
1
1 -+- Armorique 1
~ Dellee
- - - Gleacutenan l
Fig2b
2deg - Feacutecondation et deacuteveloppement larvaire
Les reacutesultats sont rassembleacutes sur le tableau l et les graphes preacutesenteacutes en figure 3 ougrave sont
pris en compte les moyennes de lensemble des expeacuteriences Les taux de feacutecondations moyens
sont eacuteleveacutes sur tous les sites (gt91) On note cependant une reacuteussite des feacutecondations (F)
leacutegegraverement meilleure pour le site des Gleacutenan (fig3a) sans pour autant que les diffeacuterences
soient statistiquement significatiyes sauf pour le site de MarIoux ougrave les valeurs sont
significatrvement infeacuterieures au site de reacutefeacuterence (seuil de confiance 95)
20
Les taux de pluteus normaux (N) obtenus pour les sites de lArmorique et de Marloux sont
significativement infeacuterieurs au site des Gleacutenan choisi comme reacutefeacuterence (respectivement 689
et 812 contre 869 auxiles Gleacutenan cf fig3d)
Le site de lArmorique se distingue des trois autres populations par un taux de blocage au
stade embryonnaire (P2=118) et de pluteus retardeacutes (R=143 fig3e) significativement
plus eacuteleveacutes de plus les tests sur les individus macircles montrent sur cette cateacutegorie des reacutesultats
statistiquement plus eacuteleveacutes que pour les femelles (t=249068 n=38 0=0005)
Le site de Marloux preacutesente un taux dembryons intermeacutediaire entre celui trouveacute agrave la pointe
de lArmorique et celui des Gleacutenan (58 fig3b) Le taux de mortaliteacute (M) y est
significativement supeacuterieur agrave toutes les autres stations (24 contre 08 agrave 12 fig3f)
En revanche aucune diffeacuterence statistique nIa eacuteteacute rencontreacutee en comparant les sites du
Dellec et des Gleacutenan agrave quelque stade de deacuteveloppement que ce soit bien que les reacutesultats
soient geacuteneacuteralement infeacuterieurs pour le site de la rade
Les pluteus pathologiques (Pl) sont du mecircme ordre de grandeur dans tous les sites (37)
et ne permettent pas deacutetablir de comparaison (fig3e)
TABLEAU 1 COllPARAISON DES RESUlJTATS DES TESTS DE FECONDATION
N() P2 ()1
i F() R() 1 Pl () M() 1rmoriq ue Macircles 922plusmn64 13+16689plusmnU5 82plusmn80178plusmn10S 1 38plusmn16
1
Femelles 93Oplusmn45 688plusmn166 108plusmn70 39+16 153plusmn177 L2plusmnL3 11
689plusmn145 Il8plusmnl43Total 1 922plusmn64 143plusmn9A 38plusmn22 12plusmn20 2larloux Macircles 800plusmn42 79plusmn34 41plusmn27928plusmn37 5 1plusmn3 1 28+8
Femelles 91Oplusmn94 824plusmn84 1 59plusmn3 1 33plusmn14 65plusmn61 L9plusmn22 69plusmn36 37plusmn21 58plusmn5O 24plusmn5Total 919+74 812plusmn69
27plusmn27Deliee Macircles 81plusmn3ocirc 33plusmn15 O9plusmnLO925plusmn57 i 850plusmn59 96plusmn56 1 45+16 27plusmn32Femelles l2plusmn24928plusmn61
1 82Oplusmn9O 27plusmn29 10plusmn18Total 89plusmn4iuml 39plusmn22926plusmn58 835plusmn771 1
27plusmn23 O6plusmnO777plusmn50 38plusmn23Gleacutenan Macircles 851plusmn69949plusmn45 - l+ 1)~_J_ 1 34plusmnl7 14plusmn13Femelles LOplusmn14887plusmn72943plusmn44
21plusmn2O 1 O8plusmn1l869+72 1 66+51 1 i 36plusmn2OTotal 946+44
mise en eacutevidence dune diffeacuterence significative entre ies reacutesultats des deux sexes
21
_________________ _
Fig 3 Preacutesentation graphique des reacutesultats des tests eacutecotoxicologigues
Taux de feacutecondation (F)
100
1 1 6 iuml 1 1
agrave~J 9 1
0
1
1~1 l i 1
80_
751 1
Armorique Marioux Deliee Gleacutenan
Fig 3a taux de feacutecondation observeacutes pour chaque station
Embrvons (P2) 00
1 1
11
15
10 T 5 shy
0 Armorique Marloux Deliee Gleacutenan
Fig 3b taux de blocage embryonnaire obseneacutes pour chaque station
Pluteus retardeacutes CR)
25CO
20CO
15CO o
10CO
5CO 1 9 i
OCO
Armorique Martoux Jallee Gleacutenan
Fig 3c taux de pluteus retardeacutes obsenes sur chaque statlon
22
__________________ _
Pluteus nomlaut (N)
100 T iuml ccedil 2751 iuml 2 l Q
l501 1
T251
1
0 Armorique Marloux Deliee Gleacutenan
Fig3d taux de pluteus normaux observeacutes sur chaque station
Pluteus pathologiques (Pl)
8
161
i T shy1l iuml
1 11 14 -
I r-
tJiuml t 1
1 2 1 1
omiddot Armorique Mariaux Deliee Gleacutenan
Fig 3e [mLC de plweus pathologiques observeacutes sur chaque station
Tault de mortaliteacute on
500
400
300 l
200
1
100 J J j J
000
Armorique Mariaux Deliee Gleacutenan
Fig 3 taux mortaliteacute observeacutes pour chaque station
30 - Geacuteneacutetique des populations
Les reacutesultats sont rassembleacutes sur les tableaux n02 et 3 Sur les Il loci eacutetudieacutes on remarque
que la population de lArmorique seacutecarte significativement de leacutequilibre de Hardy-Weinberg
pour 5 loci (PGM-l et 2 IDH-l PGD-l GPI-1) alors que lon observe seulement 2 cas pour
le site de MarIoux TI est agrave noter que dans chaque cas les indices de fLation de la population
de lArmorique sont plus eacuteleveacutes que ceux de MarIoux traduisant une deacuteviation plus
importante Cette observation est correacuteleacutee par une heacuteteacuterozygotie en moyenne plus eacuteleveacutee agrave
MarIoux quagrave lArmorique (0207plusmnO057 contre 0180plusmnO052) Le pourcentage de loci
polymorphes (seuil 95) est de 6364 agrave MarIoux contre 4545 agrave lArmorique
Lindicateur de diffeacuterenciation geacuteneacutetique moyen calculeacute selon la meacutethode de Weir et
Cockerham est faible (FST=00059plusmnO0048) et ne montre pas de diffeacuterence significative Dans
ces conditions lestimation du nombre dindividus eacutechangeacutes par geacuteneacuteration donne une valeur
eacuteleveacutee (Nm=42 12plusmn23 Il)
TABLEAU 2
RESUltŒ DES F-STATISTIQUES
Locus FIS FIT FST
PGM-1 0381 0384 0004 PGM-2 0359 0360 0001 IDH-l 0226 0233 0010 PGD-l 0351 0352 0002 MDH-1 -0013 -0009 0005 MDH-2 -0026 -0013 0013 GPI-1 0346 0352 0012 ME-1 0252 0253 0001 ME-2 -0034 -0030 0005
MT-1 -0051 -0040 0012 MT-2 0137 0137 0000
Moy 0273 0276 0006
24
TABLEAU 3
STRUCTURE GENETIQUE DE DEUX POPULATIONS DE Sgranillaris SUR UNE BASE DE 11 LOCI
Pointe de Marloux Pointe de lArmorigue 1
1 1
Locus allegravele freacuteq Ho He D Het freacuteq Ho He D Het
PGM-l 105 0013 2 1987 0006 0050 - 1 2924 -0658 0073
100 0975 0962
95 0013 0038
PGM-2 110 0025 15 22l77 -0324 0554 - 12 20468 -0414 0512
105 0262 0287
100 0613 0637
95 0087 0075
90 0013 shyIDH-l 105 0081 7 8260 -0153 0223 0015 3 4761 -0370 0140
100 0amp78 0926
95 0041 0059
PGD-l 110 0025 15 19392 -0227 0485 0038 9 18063 -0502 0452
107 0013 shy105 0213 0250
100 0688 0700
95 0050 0013
90 0013 shyltIDH-l 105 - 1 1000 0000 0025 0013 1 1000 0000 0025
100 0988 0988 95 0013 shy
MOH-2 110 - 0 - - - 0025 2 1975 0013 0 049
100 1000 0975
GPI-I 110 0112 Il 14620 -0148 0366 0175 6 11696 -0487 0292
105 0075 shy100 0788 0325
100 0850 0863
95 0025 -ltŒ-1 105 0050 2 3843 -0480 0096 0038 3 2924 0026 0073
100 0950 0962
rv1E-2 105 0013 3 2949 0017 0074 0038 3 2924 0026 0073
100 0962 0962
95 0025 -MT-1 105 0038 6 5734 0046 0143 0025 2 1975 0013 0049
100 0925 0975
95 0038 -MT-2 105 0150 10 10329 -0032 0258 0138 7 9608 -0271 0240 1
Heacuteteacutero~gotIcirce moyenne par locus (non biaiseacutee O207iO057 HeacuteteacuterozygOlIcirclt moyenne par locus (non biaiseacutee == O180iO05 Nombre moyen dallegraveles par locus = 309iO44 Nombre moyen dallegraveles par locus 236iO20 Pourcentage de loci polmorphes (criteacutere 95) == 6364 Po=uge de loci polymorphes (criteacutere 95) =4545
locus preacutesent8llt un deacuteficit en heacuteteacutero~gOles significltl lttest de 1 p$O05)
1
IV 1DISCUSSION
TI ressort de cette eacutetude une convergence des reacutesultats qui reacutevegravele la singulariteacute de la
population de la pointe de lArmorique En effet le cycle de reproduction y est agrave leacutevidence
perturbeacute les valeurs dindice gonadique sont extregravemement faibles et la ponte non deacutecelable Le
taux dingestion est faible Les tests de deacuteveloppement larvaire preacutesentent des anomalies
(blocage aux stades embryonnaires et retard des pluteus) et lanalyse geacuteneacutetique y reacutevegravele pour
pregraves de 50 des loci une deacuteficience en heacuteteacuterozygotes traduisant lagrave une baisse de variabiliteacute
geacuteneacutetique et une deacuteviation par rapport aux conditions dHardYMWeinberg9
Le site voisin de la pointe MarIoux semble beaucoup moins affecteacute le cycle de reproduction
sy deacuteroule tout agrave fait normalement (IG plus eacuteleveacutes que sur le site de reacutefeacuterence) et leacutequilibre
panmictique y est geacuteneacuteralement mieux respecteacute Cependant les tests eacutecotoxicologiques y
deacutecegravelent quelques indices de perturbation les taux de feacutecondations y sont infeacuterieurs au teacutemoin
les embryons preacutesentent quelques blocages et les taux de mortaliteacute des larves sont
statistiquement plus eacuteleveacutes
Les reacutesultats concernant le site du Deliec nindiquent p as de diffeacuterences remarquables par
rapport au site de reacutefeacuterence La peacuteriode de ponte y survient avec un leacuteger deacutecalage sans doute
agrave mettre agrave lactif dune diffeacuterence dans les conditions de tempeacuterature etou de deacuteveloppement
de blooms phytop1anctoniques certains auteurs faisant concorder le deacuteclenchement de la ponte
avec labondance de nourriture disponible pour les larves (Himmelman 1978)
Le comportement des indices de reacutepleacutetion des populations de la rade de Brest savegravere tregraves
distinct de celui de la population de reacutefeacuterence ce qui peut traduire une strateacutegie adaptative
diffeacuterente ou une couverture des besoins eacutenergeacutetiques insuffisante chez les populations de la
rade Cette observation meacuterite notre attention puisque dans le cas de la station de MarIoux le
substrat est semblable agrave celui du site teacutemoin et ne peut expliquer le maintien de lindice de
reacutepleacutetion agrave des niveaux eacuteleveacutes pendant la peacuteriode de reproduction
On peut deacuteduire de ces constatations une distinction entre les populations du fond de la
rade et la station du Deliee situeacutee dans le goulet qui semble a priori exempte de deacutegradation
9Hardy-Weinberg (loi de) loi dheacutereacutediteacute ougrave la preacutesence des gegravenes demeure constante de geacuteneacuteration en geacuteneacuteration en labsence de seacutelection de mutation daccouplements dirigeacutes ou daccidents deacutechantillonnage
26
Les deux populations du bassin Nord subissent agrave leacutevidence linfluence de facteurs
environnementaux qui perturbent leur deacuteveloppement Ces pheacutenomegravenes sont provoqueacutes par
diverses causes dorigine naturelle tout dabord auxquelles viennent sajouter les facteurs
anthropiques
Une certaine hieacuterarchisation dans leacutetat de deacutegradation des sites est agrave prendre en compte En
effet des deux zones perturbeacutees la pointe de lArmorique est celle ougrave les effets se font le plus
durement ressentir
Ces deux stations diffegraverent de par le substrat le reacutegime hydrodynamique et lintensiteacute de
linfluence estuarienne La nature du substrat agrave MarIoux est la mecircme que sur le site de
reacutefeacuterence des Gleacutenan il sagit de fonds meubles composeacutes de maeumlrl vivant recouvert
deacutepiphytes synonymes de ressources trophiques abondantes et disponibles toute lanneacutee ce qui
explique les indices gonadiques eacuteleveacutes observeacutes pour ces deux sites A MarIoux
lhydrodynamisme est calme favorable au deacuteveloppement dune veacutegeacutetation dense dalgues
macrophytes saisonniegraveres (Hily et al 1992) Cette couverture veacutegeacutetale est renforceacutee par
lenrichissement du milieu en sels nutritifs provenant du bassin versant de lElom agrave vocation
agricole (N03-=500 agrave lOOOkgj P043-=30 agrave 700kgj) Les concentrations dans cette zones
sont eacuteleveacutees et varient au cours de lanneacutee elles sont maximales lhiver (N03-=28-51 mgl
P043-=O67-137mgl NH4+=41-37mgl) La preacutesence de ces algues contribue agrave augmenter
et agrave diversifier les ressources trophiques disponibles elle favorise le deacuteveloppement dune faune
diversifieacutee de brouteurs
Sur le site de la pointe de lArmorique par contre le substrat est rocheux et les courants
forts Le couvert veacutegeacutetal y est au contraire clairsemeacute et composeacute dalgues essentiellement
saisonniegraveres La population de lArmorique se trouve donc dans des conditions de ressources
trophiques moins facilement accessibles et plus limiteacutees comme latteste le deacuteveloppement plus
important de lorgane masticateur (par effet compensateur) signaleacute lors dune eacutetude compareacutee
de ces deux populations (Lumingas amp Guillou SOIIS presse) Lanalyse des indices
physiologiques doit se faire en consideacuterant que le degreacute de prospeacuteriteacute dune population reacutesulte
dun compromis entre la nature et labondance des ressources trophiques dune part et dautre
part de leacutenergie que lanimal doit deacutepenser pour collecter digeacuterer et assimiler cette nourriture
27
(Reacutegis 1979) Les deux populations eacutetant au deacutepart placeacutees dans des conditions ineacutegales
lapparition de facteurs exteacuterieurs ne pourrait quamplifier cette diffeacuterence au deacutetriment de la
plus deacutefavoriseacutee
Lexamen comparatif des courbes deacutevolution de tempeacuterature entre le Dellec et la pointe de
lArmorique (stations fixes de mesures hydrologiques) montre un eacutecart de 05 agrave 1degC en faveur
de la partie la plus reculeacutee de la rade (cf Annexe V) En tenant compte de la profondeur on
peut en deacuteduire pour le site de Marloux ougrave la profondeur est faible un eacutecart de tempeacuterature
denviron + l5degC par rapport au Dellec Cette particulariteacute pourrait expliquer la preacutecociteacute de la
maturiteacute remarqueacutee chez la population de Marloux Plusieurs interpreacutetations peuvent expliquer
la chute de lindice gonadique observeacutee en mars interruption dans le deacuteveloppement des
gonades provoqueacutee par les preacutecipitations hivernales (Cochran amp Engelmann 1975 Starr et al
1993) une mobilisation des reacutesenles dues aux conditions climatiques (Guillou amp MicheL
1993) ou au contraire une gameacutetogeacutenegravese preacutecoce comme le laisse supposer la forte valeur de
lindice gonadique en janvier
Les tests de feacutecondation eacutetant reacutealiseacutes dans une eau de reacutefeacuterence les causes de perturbation
du deacuteveloppement larvaire sont intrinsegraveques aux gamegravetes il peut sagir soit de la qualiteacute du
vitellus soit dalteacuterations geacuteneacutetiques soit de laccumulation dans les gonades dun agent
contaminant preacutesent dans le mileu Gamegravetes et embryons doursins sont sensibles agrave un large
eacuteventail de facteurs physiques (tempeacuterature pH saliniteacute etc ) et chimiques (meacutetaux
pesticides PCBs hydrocarbures etc ) ils conviennent eacutegalement pour tester les effluents en
meacutelange (Kobayashi 1971 Dinnel et al 1981 Pagano et al 1987 Lassus et al 1991) ce qui
rend plus difficile la recherche des agents responsables des anomalies observeacutees
On peut tout de mecircme mentionner les fortes teneurs en meacutetaux lourds preacutesents dans toute la
partie Est de la rade (mine de plomb argentifegravere situeacutee agrave Huelgoat) Des mesures reacutecentes de
meacutetaux dans les seacutediments agrave proximiteacute de la pointe de lArmorique font eacutetat des concentrations
suivantes Cu=253 ppm Pb=230 ppm Zn=160 ppm (Troadec corn pers) Les oursins en
tant quorganismes infeacuteodeacutes au seacutediment et participant agrave leur bioturbation sont directement
exposeacutes agrave ce type de contamination Plusieurs eacutetudes in situ font eacutetat de laccumulation de
28
meacutetaux par les oursms notamment dans les gonades et lintestin (Augier et al 1987b
Albanedo et al 1990)
Les tests de toxiciteacute des meacutetaux lourds sur les larves de diffeacuterentes espegraveces doursins ont fait
lobjet de nombreux travaux et les effets de ces polluants sur la feacutecondation et le
deacuteveloppement des larves sont assez bien connus (Kobayashi 1984 Dinnel et al 1989) A
faibles doses les ions meacutetalliques peuvent exercer une action positive caracteacuterisant le
pheacutenomegravene d hormegravese observeacute par Stebbing (1981) sur des colonies dhydrozoaires Une
action semblable est rapporteacutee par Young au niveau du pouvoir fertilisant des spermatozoiumldes
doursins pour des concentrations en divers ions meacutetalliques allant de 10-5 agrave 10-6M (Young amp
Nelson 1974) Cependant il sagit de pheacutenomegravenes marginaux et la tendance geacuteneacuterale de ces
eacuteleacutements se manifeste bien eacutevidemment par un effet toxique Le cuivre le zinc le cadmium
provoquent agrave des seuils diffeacuterents des dommages sur les gamegravetes et leur descendance en
alteacuterant soit la croissance des larves soit la diffeacuterenciation squelettique des pluteus (Bougis
1961 1965 Khristoforova et al 1984 Pagano et al 1982 Hesllnga 1976) Les diffeacuterents
stades larvaires preacutesentent des sensibiliteacutes diffeacuterentes les travaux de Kobayashl (1980)
montrent une plus forte sensibiliteacute des spermatozoiumldes et des larves au stade gastmla ce qui
coincide avec les blocages embryonnaires observeacutes agrave ce stade sur le site de lAlmorique La
preacutesence de meacutetaux dans les gonades pourraient donc logiquement expliquer les reacutesultats
obtenus De plus de fortes preacutesomptions pegravesent sur les rejets de mateacuteriel provenant du service
pyrotechnique de la Marine Nationale sur la pointe de lArmorique
Les reacutesultats dune toute reacutecente analyse effectueacutee par le Laboratoire Municipal de Brest
(aoucirct 94) sur des gonades doursins provenant des trois stations de la rade confirme cette
hypothegravese (cf Annexe VI) Le site de lArmorique se distingue par des teneurs nettement plus
eacuteleveacutees en fer zinc plomb et en cadmium (Fe=263 ppm Zn=356 ppm Pb=075 ppm Cd=076
ppm cest agrave dire selon les meacutetaux entre 2 agrave 5 fois plus que dans les autres stations) Dans
lensemble une certaine contamination meacutetallique peut ecirctre remarqueacutee dont lorigine se situe
dans le trafflc maritime les rejets domestiques et portuaires et les peintures anti-foullng Les
fortes concentrations en zinc proviennent des toitures de lagglomeacuteration brestoise Les
nombreux eacutelevages porcins de la reacutegion peuvent aussi contribuer agrave la pollution en cuivre par
29
lalimentation fournie aux arumaux Cependant la forte contamination locale du site de
lArmorique en fer zinc plomb et cadmium ne peut avoir quune origine ponctuelle qui
confirme les soupccedilons pesant sur les activiteacutes militaires dans ce secteur Compareacutes aux chiffres
trouveacutes dans la litteacuterature les reacutesultats sont coheacuterents Augier et al(1987b) lors dune eacutetude
sur Paracentrotus ividus en baie de Port-Cros avance des concentrations dans les gonades
comparables (Cd=O52 agrave 231 ppm Cu=167 agrave 542 ppm Pb=O33 agrave 117 ppm) mais des
teneurs en mercure sensiblement plus faibles (Hg=003 agrave 004 ppm) Chez une autre espegravece
(Echinometra mathaei) les travaux dAlbanedo et al(1990) indiquent dans une station tregraves
pollueacutee du port de la Havane des concentrations eacuteleveacutees en meacutetaux Fe=l08 ppm Cu=473
ppm Zn=267 ppm chiffres qui sauf pour le cuivre restent infeacuterieurs aux mesures obselveacutees agrave
la pointe de lArmorique Ces auteurs montrent une accumulation des meacutetaux lourds
relativement importante dans les diffeacuterents organes des oursins notamment au niveau du tube
digestif (cas du plomb et du cuivre) il serait inteacuteressant de connaicirctre eacutegalement les doses dans
les autres parties de lorganisme Cette accumulation preacutesentant des fluctuations saisonniegraveres
lieacutees au meacutetabolisme de lanimal un suivi plus reacutegulier des concentrations en meacutetaux devrait
ecirctre envisageacute
Cependant les meacutetaux peuvent ne pas ecirctre les seuls agents agrave mettre en cause Les pesticides
et les hydrocarbures sont eacutegalement susceptibles de pouvoir provoquer des anomalies (cf
Annexe VU) Les PCBs employeacutes dans de nombreux secteurs industriels bien que quelquefois
signaleacutes dans les seacutediments de la zone portuaire agrave des taux importants (PCBs=183
ppbMarchand 1985) semblent agrave eacutecarter En effet Trieff et al (1 988) bien quil mette en
eacutevidence un effet spermiotoxique signale labsence daccumulation de ce type de produits dans
les organismes ce qui preacutesente comme impossible toute influence des PCBs dans les conditions
ougrave les expeacuteriences ont eacuteteacute meneacutees
La preacutesence dans le bassin Nord de rejets de deux stations deacutepuration situeacutees en amont de
la Penfeld exerce aussi une influence sur la qualiteacute bacteacuteriologique des eaux de ce secteur
Leurs apports sont estimeacutes agrave 1014CFIh Dautre part le ruisseau du Relecq Kerhuon situeacute pregraves
de lestuaire de lElom amegravene quant agrave lui jusquagrave 1012CFIh en hiver (source DDE rapport
Saunier eau et environnement) Ces chiffres peuvent apporter une explication aux mortaliteacute
30
des lalVes obselVeacutees pour le site de Marloux des bacteacuteries pathogegravenes preacutesentes dans les
gonades peuvent secirctre deacuteveloppeacutees pendant la peacuteriode dincubation
Les reacutesultats de lanalyse geacuteneacutetique trahissent un deacuteficit en heacuteteacuterozygotes important sur le
site de la pointe de lAnnorique Ce deacuteficit freacutequemment rencontreacute chez les mollusques
bivalves (Buroker 1983~ Singh amp Green 1984) et dautres inverteacutebreacutes marins (Murphy et al
1975 Day amp Bayne 1988) peut avoir plusieurs significations il sagit soit de la preacutesence
dallegraveles silencieux (1) soit dun pheacutenomegravene dinbreeding (2) soit dM effet Wahlund (3) ou
encore du reacutesultat de la pression de seacutelection exerceacutee par les facteurs eacutenonceacutes plus haut (4)
(1) Lhypothegravese de la preacutesence dallegraveles nuls lo est peu probable eacutetant donneacute le nombre de
loci preacutesentant un excegraves dhomozygotes
(2) Le pheacutenomegravene dautofeacutecondation nest pas agrave eacutecarter car des cas dhermaphrodisme
certes peu freacutequents ont deacutejagrave eacuteteacute rapporteacutes sur ce mecircme site (Neefs 1952) Leacuteventualiteacute que
les gegravenes impliqueacutes ne soient pas porteacutes par des chromosomes autosomaux na pas eacuteteacute veacuterifieacutee
(3) Les conditions dhydrodynamisme sexerccedilant sur cette zone peuvent ecirctre invoqueacutees pour
venir conforter la thegravese dun effet Wahlund (conseacutequence dun eacutechantillonnage effectueacute sur
deux sous-eacutechantillons dun mecircme site se comportant comme des populations Mendelliennes
seacutepareacutees)
(4) Une seacutelection exerceacutee par les conditions du milieu reste le)plication la plus probable
Cette influence des facteurs environnementaux comme la preacutesence de meacutetaux mentionneacutee
preacuteceacutedemment sexerce pendant la vie lalVaire peacutelagique mais surtout durant la phase critique
de la meacutetamorphose et les eacutetapes qui suivent le recrutement La meacutetamorphose chez les oursins
sulVient apregraves une peacuteriode variable de vie lalVaire pouvant durer selon les espegraveces et les
conditions entre 5 et 22 semaines (Strathmann 1987) ce qui expose les larves agrave de nombreux
aleacuteas Certains auteurs eacutevoquent limportance du recrutement comme facteur dheacuteteacuterogeacuteneacuteiteacute
geacuteneacutetique entre populations (Watts et al 1990) Or une eacutetude comparative des populations
des deux sites concerneacutes a montreacute une forte irreacutegulariteacute du recrutement dans la population de
Marloux par rapport agrave celle de la pointe de lAnnorique (Lumingas amp Guillou sous presse)
Ces auteurs imputent ce pheacutenomegravene au spectaculaire deacuteveloppement dalgues qui apparaicirct
IOallegravele nul (ou silencieux) est dit dun allegravele qui ne sexprime pas sur le gel
31
chaque anneacutee sur ce site agrave la faveur des apports fluviaux en eacuteleacutements nutritifs Dune part il
inhiberait laction attractive du maeumlrl dautre part la deacutecomposition de ces veacutegeacutetaux agrave
lautomne provoquerait la mortaliteacute des recrues en reacuteduisant la couche superficielle du seacutediment
et entraicircnerait le deacuteveloppement dun film bacteacuterien empecircchant 1a fixation des post~larves Le
site de la pointe de lArmorique semble au contraire avoir des recrutements reacuteguliers
Les groupes de recrues connaissent donc des destins diffeacuterents sur les deux sites ce qui
pourrait expliquer les diffeacuterences dheacuteteacuterozygotie observeacutees
Pour confirmer cette hypothegravese il conviendrait de comparer des eacutechantillons plus grands
dindividus de mecircme agravege correspondant agrave une peacuteriode ougrave le recrutement a eacuteteacute bon sur les deux
sites voire mecircme de comparer directement les geacutenotypes des jeunes individus recruteacutes dans les
deux sites Dautre part la comparaison du site de la pointe de lArmorique avec celui du
Dellec pourrait fournir des indications importantes pour confirmer lhypothegravese de lexistence
dune pression de seacutelection
V 1CONCLUSION
Leacutetude des phases de reproduction et deacuteveloppement larvaire des populations doursins de
la Rade de Brest met en eacutevidence des troubles fonctionnels chez les populations du bassin
Nord proches de la zone portuaire en particulier sur le site de la pointe de lArmorique qui
contraste avec les bons reacutesultats obtenus pour le site du Dellec sous influence oceacuteanique La
convergence des donneacutees de geacuteneacutetique avec les reacutesultats observeacutes confirme la validiteacute de la
meacutethode utiliseacutee et renforce la fiabiliteacute de Sgranularis comme bioindicateur
Les causes de ces deacuteregraveglements sont sans doute multiples aussi ce travail meacuterite-t-il un suivi
agrave plus long terme Leacuterude des diffeacuterents paramegravetres influenccedilant les conditions de vie des
oursins de la pointe de lArmorique (tempeacuterarure saliniteacute seacutedimentologie biomasse matiegravere
organique ) ainsi que des essais de transplantations in situ dindividus sains devraient
permettre de mieux preacuteciser les facteurs responsables de ces perturbations
Quant aux premiers reacutesultats danalyses des teneurs en meacutetaux lourds du Laboratoire
Municipal ils devraient ecirctre eacutetendus agrave dautres parties du corps (test intestin) et effectueacutes sur
un cycle annuel y compris sur le site des Gleacutenan
32
VI 1BffiLIOGRAPHIE
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ANNEXEI
SCHEIHA DU PROTOCOLE EXPERThlENTAL DES TESTS DE FECONDATION IN VITRO
oursin9 gonades
~ eau ae mer 1iltreacutee (045I-lm)
soies (200l-lm)
Dfiltration
eau de mer filtreacutee (045I-lm)
deacutecantation ovocytes
oursin ltJ ---+ gonades -
filtration soies (60~m) ~
D~
middot middot middot middot
30 ml bd
lavages et dilutions
1 1 1 1 1 1
bull bull bull bull bullbull ~
~~~ ~
env 1500 ovocytesml
m~ 1
env 50 ovocytesml
39
AtlNEXE II
ELECTROPHORESE
Installation des eacutechantillons
a coupe pratiqueacutee dans le gel b eacutechantillons
Montage du circuit
a tampon deacutelectrodes b eacuteponges c eacutelectrodes relieacutees au geacuteneacuterateur d ligne dinsertion des eacutechantillons
40
ANNEXEIll
PREPARATION DES SOLUfIONS DELECTROPHORESE
Tampon Tris Citrate pH 8 (TC 8)
- Electrodes Tris (062M) 756 g
Ac citrique (014M) 300 g eau distilleacutee qsp 1 l
- Gel 30 ml de tampon eacutelectrodes dans 900 ml deau distilleacutee
ajuster agrave pH 8 avec du Tris (lM) ou de lacide citrique (lM)
Tampon discontinu Tris Citrate pH 67 (TC 67)
- Electrodes pH 63 Tris (022M) 270 g
Ac citrique (008M) 180 g eau distilleacutee q sp 1 1
ajuster agrave pH 63 avec du Tris (lM) ou de lacide citrique (lM) - Gel pH 67
Tris (0008M) 097 g Ac citrique H20 (0003M) 063 g
eau distilleacutee qsp 1 1 ajuster agrave pH 67 avec du Tris (lM) ou de lacide citrique (lM)
Reacutesolution obtenue par systegraveme enzymatique
Muscle Tube Digestif Gonades Nbre Locus TCPH8 TC pH TC pH 8 1 TC pH li TC pH 8 1 TC pH dallegraveles
67 67 1 67
AAT-1 +
AAT-2 + 2
GPD-l IDH-1 + + + +
LAP-1
l1DH-1 ++ )
l1DH-2 +++ ++ 2 ME-l + 2 ME-2 + ++ 3
PGD-1 ++ + 6 PGI-1 +_
- ++ ++ 4
PGM-1 + + 3 PGM-2 +++ ++ 4
bull Faible ++ Bonne + Moyenne +++ Tregraves bonne
41
ANNEXE IV
SOLUTIONS DE COLORATIONS
AAT (Aspartate-aminotransfeacuterase)
Tris A 80 ml AccxCeacutetoGlutarique 100 mg Ac Aspartique 200 mg Phosphate de pyridoxal 10 mg dissoudre veacuterifier que pH lt 74 (ajuster avec Tris LM) verser et incuber agrave 37degC pendant 15 min puis ajouter Fast Blue BB 100 mg
IDH (Isocitrate deacuteshydrogeacutenase)
Tris A 70 ml Isocitrate (0 lM) 8 ml MnCl2 (025M) 06 ml MgC12 (OSM) 05 ml ajouter avant coloration Isocitrate (poudre) 10 mg NADP 1 2 ml PMS 1 ml NET 1 ml lvITT 05 ml
MDH (Malate Deacuteshydrogeacutenase)
Tris A 10 ml MgCl2 (OSM) 02 ml Ac Malique (2M) 3 ml NAD 1 15 ml puis ajouter avant coloration PMS 03 ml NET 07 ml MTT 07 ml +Agar dans Tris A tiegravede 10 ml
6PGD (6Phosphogluconate Deacuteshydrogeacutenase)
TrisA 10 ml MgC12 (OSM) 15 ml 6Phosphogluconate 20 mg puis ajouter avant coloration NADP 1 01 ml PMS 01 ml NET 02 ml tvm 02 ml +Agar dans Tris A tiegravede 10 ml
GPI (Glucose-Phosphate Isomeacuterase)
Tris A 10 ml MgC12 (O5Ivi) 1 ml Fructose 6P 10 mg puis ajouter avant coloration NADP 1 05 ml PMS 05 ml NET 05 ml MTT 05 ml G6PDH 6~Ll ou 17u +Agar dans Tris A tiegravede 10 ml
LAP (Leucine-aminopeptidase)
Tris-Malate 90 ml preacutechauffeacute agrave 30degC MnCl2 (01r1) 1 ml MgCl2 (05lvf) 1 ml Lleucilj3Naphthylamine 15 agrave 20 mg incubation 30 min agrave 37degC ajouter avant coloration Fast Gamet GBC 60 mg dilueacute dans quelques gouttes de Tris-Malate (manipuler ce produit avec des gants)
ME (Malice-Enzyme)
Tris A 10 ml MgCl2 (O5~1) 15 ml AcMalique (2tv1) 1 ml puis ajouter avant coloration NADP 1 01 ml PMS 03 ml NET 07 ml MTT 07 ml +Agar dans Tris A tiegravede 10 ml
PGM (phosphoglucoMutase)
Tris A 10 ml MgCl2 (05)11) 1 ml Glucose IP (+15 diP) 100 mg puis ajouter avant coloration NADP 1 05 ml PMS 05 ml NET 05 ml lvITT 05 ml G6PDH 6~1l ou 17u +Agar dans Tris A tiegravede 10 ml
42
9
----- - - - _----- - -
W~--shy
ANNEXEV
Tempeacutelllture il linterface eaumiddotseacutediment au site du Dlilec
17 T middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot-middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot-middot_middotmiddotmiddotmiddot-middot-middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot-middot--middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot-middotmiddot--- - -- ----_--- -- - shy
16 +--- ---------- --__--shy
15 --- -- ---- - --- middot - middot-middotmiddot-middotmiddotmiddot-middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot_-middot-middot -middotmiddotmiddotmiddot-middot-middot-middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot-middotmiddot middotTt~hl~ - ------ Ecirc 14 - - -- --------- ---middot---middot-middotmiddot-middot-middot-trrfo-r~~wbWljl~I~~~--------------t-------------iiiiJiI~i~L--_-----------------------8 12 YrljVWfAI--shy --shy - shy _-----------------------------
middotmiddot-middotmiddot~IImiddot middotmiddot-middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot-middotmiddotmiddotmiddot-middot --middotmiddot--shy - ------------_- ----------11 t-middot
10 ~~--shy --- ----_-- - -- - - ------------_-
~ ~ ~ ~ 3 5 = 3 -~ shy
~ ~ = ~ ~ ~ 7 ~ 7 7 ~ ~ lt lt jf ~ r- ~ C t- C ~ oA C 0 0 0 0 ~ shy0 0 N
~
Tempeacutelllture il linterfue eau-seacutediment il la pointe de lAnnorique
11 ~ li ~ ~ ~ ~ ~ of j ~ ~ i ~ f N M ~ M ecirc ~ M
(donneacutees LR-i CvRS D1513 Faculteacute des Sciences Brest)
43
ANNEXEVI
TENEURS EN QUELQUES METAUX LOURS DANS LES GONADES DOURSINS DE LA RADE DE BREST
1Armorique (n=7) lIurloux (n=8) Deliee (n=8) 1
Fer (Fe) mgfKg 2869plusmn141O 531plusmn438 410plusmn250 1
lt 02Plomb (Pb) mgfKg O75plusmnO24 026plusmnO18
Cuivre (Cu) mgfKg O76plusmnO33 030plusmnO Il 045plusmnO42
Cadmium (Cd) mgIKg 396plusmnO55464plusmn125 463+12
Zinc (Zn) mgfKg 3563plusmn2828 1811=1241 1528plusmn1506 i
1
Mercure (Hg) mgfKg 026plusmnO12 018plusmnO08 020plusmnO13 1
(donneacutees Laboratoire lvllmicipal de Brest 16 rue Alexandre Ribot - J928iuml BREST Cedex Ofi0894)
ANNEXE VII
Agents toxiques essayeacutes pour leur toxiciteacute sur le deacuteveloppement la reproduction
et pour leur toxiciteacute geacuteneacutetique sur les embryons et le sperme doursins
(dapregraves PAGAl~O et al 1987)
Classe d aogents___+-____Agent=-s____~r__---Reacute~feacuterences___--1
1 Agents Physiques Rayons X RUST AD 1959 Rayons r GIORDANO et al 1983 Lumiegravere visible PAUL et al 1970
SPECK et al 1980
II Agents chimiques A Inorganiques Arsenic PAGANO et al 1982a
Beacuteryllium GIORDAlIO et al 1983 Cadmium PAGANO et al 1982b Chrome PAGA1-iO et al 1983a Cuivre HESLINGA 1976
PAGANO et al 1986 Mercure KOBA YASHI 1980 Nickel GIORDANO et al 1982 Changements de pH PAGANO et al 1985a 1985b
CIPPOLARO et al 1986 DUBE et al 1985
Zinc GIORDANO et al 1983 PAGANO et al 1986
B 1 Organiques 1 - Polluants industriels Peacutetrole dispersants du peacutetrole HAGSTROM et LONNING 1976
Pesticides organochloreacutes FALK-PETERSEN1979 BRESCH-ARENDT 1977
Styregravene et deacuteriveacutes PAGANO et al 1978 Dipheacuteny1 dipheacutenyl ether PAGANO et al 1983b PCBs ADAMS 1983
PAGANO et al 1985c
2 - Canceacuterigegravenes Acridines BRACHET 1968 Benzo(a)pyregravenes DE ANGELIS et GIORDANO
1974 HOSE et al 1983
712 dimeacutethy1benz( a)anthracegravene DE ANGELIS et GIORDkIO 1974
TPA (phorbol ester) BRESCH--RENDT 1978 Urethane NAKASHIMA et ISHIKAWA
1978 3 - Composeacutes pharmaceutiques Agents antineacuteop1astiques REN1llLARD et al 1975
WANG et al 1977 Thalidomide HAGSTROM et LONNING 1973 Acide nalidixique CZ1TN etaI 1981 Povidone iodine ROZENKRANZ et al 1980
III Meacutelanges KOBAYASHl 1971 1984 KINAE et al 1981 OSHIDA et al 1981 DINNEL et al 1981
LES MEacuteTAUX LOURDS DES PRODUITS MAnlNS AUX CONSOMMATEURS
(Les v(Jlours m6us uang ce
Ooso quotishydienne
Il eacutecossai ro fi lhomme
(ell IlIl)
Dose toxique
pOUf lIl(Hl li)] Il
(1)
)OllS
adIJ1ilUuml
dan~ 1es al ililUlllS
(1l1Uk~raquo
EltlU ltIll Ilwr (111]1)
AlrJucs (lilgkJ )
Mollusques (IlIUkg)
Cfuslncocircs (11111111)
Poissons (muka)
Arsenic
001 ~O 02 mg
III 70 1119 1 SOllt mOrlols
0002-0001
014-1
7 -120
15 17 (rwvolln)
25-75 (oOndill)
LI ore
100 Illoi
I(i
04-20
1 (moulu)
025 15 (11111 l 1 IcircIl )
020
tilJlcilU sont les plus
CildmIcircUIll
30 mu so1l1 toxiquuumls
f()i~5()1l
1 Molluoque
rshy1
01
00006
01 i-3
Chromo
VI WO Ill) Cr ~()Ilt IIHHlelr
01
000005
002 -1
er1llllent rellcontreacutees dlIls les publications ctuel
Cuivre
2 mg
25 fi sont IllOrlel
Poisson li
Mollusqull 110
0003-001
17-124
GO-900 (Iluitru)
20-90 (convoi)
l5-G (1 lion)
Mercure
Poisson jusqul 07
0000 03
----_
O02G-O2
004
01 middot10
Plomb
moi
0000 03
05 9
28-6 (huicirctre)
~- ----shy01-23
(tHlllllnrl)
O3-G
Seacuteleacutenium
3
000009
02-01
Zinc
6- 10 mg
35
0001-001
il2-Hi)
100-1 GOO (lIl1illO)
122-18 1 (1Il1IrlllI)
02middot1 200 (llilrell~1 )
---------- ----shy
fi (JIIIIUIIIaS
Les doses admissibles dilfl~ les aliments sonl exprillleacutees en millilrammes par kilogramme daliment
Les concclltrations daJis les produits rnHIcirclls sont (ouloS oxprilllUcircfS CIl lllilliJtallHllCS pM kilonriltlHlw do Illnliegravero segravecho
Chnque (ois qlll cela a ugravet possillln on il if)diqur~ entre p1fef)lhegravesos dnns qllJllc csplco nvait ocirctri trouveacutee ln plus (orte dosn
(1) [n CilS diumlnDntioll Cil IIlle scule (ois (SOllfce Rapport du Groupe Irleflilinisteacuterid des prohl~llIes de Pollution de la Mer 1(73)
EXTRAITS DE lA CIRCUlAIRE DU 13 MAl 1991
Circulaire du Ministegravere de lEnvironnement creacuteant les contrats de baie
Les eaux inorales franccedilaises doivent se situer en permanence agrave un niveau de qualiteacute suffisant pour ne pas mettre en peacuteril les eacutecosystegravemes cocirctiers qui constituent un eacuteleacutement majeur du patrimoine eacutecologique national ()
Lapproche retenue rient compte de la diversiteacute et de la complexiteacute des situations rencontreacutees ie long des cocirctes franccedilaises Certains SeCIeurs son principalement affecteacutes par des pollutions chimiques (meacutetaux etou composeacutes organiques ( )
De plus les pheacutenoTregravenes regroupeacutes sous une mecircme appeiation (egraveystrophies marines par exemple) reacutesJltent r jait de meacutecanismes diffeacuterents dont les c1uses et les facteurs de maitrise dofent ecirctre deacutetermineacutes dans chaque cas particJpr afin decirctre certain de mettre en oeuvre au plus juste coucirct des remegravedes efficaces ( j
n apparaft au corraire que pour chaque secteur C littorc oi une action est neacutecessaire a soluor adeacutequate ne peut ecirctre trouveacutee cu au niveat loca~ en associant tous les resporsables co-erneacutes Un outil nouveau est proposeacute le Contrat de Baie dont linitiative peut br= prise par lEtat mais aussi par dautrs acteurs (collectiviteacutes locales cssociatiors rotamment) ()
Chaque Cartrat de 3aie doit correspondre agrave une uniteacute middot-orale rmogegravene ()
Puisque la lutte ccr-se la pollution des eaux littorales ne peut ecircrr= efficace que par la prise
en compte des apports de Jensemble du bassin versant le Contrat de Baie doit ecirctre eacutelaboreacute agrave ce niveau
Pour eacuteviter ces eacutecueils tout Contrat de Baie devra reposer sur une connaissance aussi preacutecise que possible
bull de lensemble des sources de poiJution affectant le secteur rejets coners (ponctuels ou diffus) apports par les cours deau immersions de deacuteblais de dragage etc
bull des meacutecanismes de transfert des pollutions au milieu marin
bull des caracteacuteristiques du milieu reacutecepteur (morphologie courants caracteacuteris-tiques hvdrochimiques et biologiques)
bull des USIlges agrave proteacuteger et des zones sensibles du point de vue eacutecologique
Puisque lameacutelioration de la qualiteacute des eaux dun secteur du littoral implique de deacutefinir un programme concernant lensemble du bassin versant la maicirctrise douvrage de leacutetude ne pourra en geacuteneacuteral ecirctre confieacutee qu acirc une collectiviteacute locale de niveau supra shycommunal ()
L finaii du Contrat de Baie est dinciter les divers panenaires concerneacutes en particuer es coliegrave-ivieacutes locales agrave deacutepasser le cadre des scheacutemas classiques dassainissement dans tcs les cas c des dispositions speacutecifiques doivent ecirctre prises pour restaurer la qualiteacute des eaux (
UNIVERSITE DES SCIENCES ET TECHNOLOGIES
DELILLE
DIPLOcircME DETUDES SUPERIEURES SPECIALISEES
Gestion des ressources naturelles renouvelables et ameacutelioration de la
qualiteacute de la vie
Option Geacutenie de lEnvironnement
INFLUENCE DE LENVIRONNEMENT SUR LES PHASES DE REPRODUCTION FECONDATION ET DEVELOPPEMENT LARVAIRE DES OURSINS
CAS DE SPHAERECHINUS GRANULARIS EN RADE DE BREST
( INFLUENCE OF THE E~IRONMENT ON REPRODUCTIVE
STAGES FERTILIZATION AND DEVELOPMENT OF LARVAE IN
THE SEA URCHIN SPHAERECHINUS GRANULARlS
FROM THE BAY OF BREST)
Avril - Aoucirct 94
DBO DRA CNRS D1513 IFRE~IER-BREST DELIEX Antoine JUDAS
RESUME
Dans le cadre du programme deacutetudes pluridisciplinaire du contrat de baie mis en œuvre par la
Communauteacute Urbaine de Brest un travail dobservation inteacutegrant certains paramegravetres
biologiques (Indices Gonadique et de Reacutepleacutetion) eacutecotoXIcirccologiques (feacutecondation et
deacuteveloppemnt larvaire) et geacuteneacutetiques a eacuteteacute meneacute au laboratoire deacutecologie benthique de
lUniversiteacute des Sciences de Brest et au laboratoire deacutecotoXIcirccologie de lIFREMER-Brest sur
les oursins de lespegravece Sphaerechinus granularis de la rade en tant quindicateurs biologiques
de pollution Le site de larchipel des Gleacutenan (Finistegravere-Sud) a eacuteteacute choisi agrave titre de reacutefeacuterence TI
ressort de leacutetude que la station placeacutee dans le goulet en communication directe avec la mer
dIroise preacutesente des reacutesultats comparables aux Gleacutenan et ne semble pas atteinte par les effets
anthropiques contrairement aux stations proches de la zone portuaire La population doursins
de la pointe de lArmorique savegravere seacutevegravereacutement perturbeacutee tant dans son cycle biologique que
dans son deacuteveloppement larvaire et preacutesente une perte de variabiliteacute geacuteneacutetique par rapport agrave la
station voisine (pointe MarIoux) Parmi les causes possibles de tels pheacutenomegravenes lhypothegravese
dune contamination par les meacutetaux lourds a eacuteteacute conforteacutee par les reacutesultats danalyses effectueacutees
par le Laboratoire Municipal La responsabiliteacute des actnireacutes militaires pratiqueacutees sur ce site est
discuteacutee dans ce rapport
Remerciements
Je tiens agrave exprimer ma gratitude agrave toutes les personnes qui mont aideacute pendant ce travail en
commenccedilant par mes responsables de stage
Madame Monique GUILLOU pour sa disponibiliteacute malgreacute quelques ennuis de santeacute et
pour son aide dans les moments importants Madame Franccediloise QUlNIOU pour avoir
parfois sacrifieacute ses jours de repos pour venir massister Monsieur Dario MORAGA pour tout
ce quil ma appris de la geacuteneacutetique des populations
Je remercie tout speacutecialement Christian TARTU Robert ~1ARC et Seacutebastien DAO
pour leurs compeacutetences techniques et pour leur agreacuteable compagnie agrave chaque sortie en mer
Je voudrais dire merci eacutegalement agrave Laurent CHAUVEAU et Lucky LUMlNGAS en
thegravese actuellement qui ont bien voulu partager avec moi une partie des donneacutees quils ont
recueillies sur le terrain
Je ne voudrais pas oublier Franccediloise DENIS pour mavoir fait part de son expeacuterience dans
le domaine de leacutelectrophoregravese et dans lutilisation du logiciel BIOSYS l
Je remercie aussi Madame ~1arie-Reneacutee LE LIART pour son accueil agrave mon arriveacutee agrave la
faculteacute et pour raide quelle ma apporteacutee pour reacutesoudre mes problegravemes dordre mateacuteriel
Je remercie bien sucircr les responsables de ma formation Madame Nicole DHAINAUT et
Monsieur Daniel PETIT pour mavoir permis deffectuer ce stage dans le cadre du DESS
Gestion des Ressources Naturelles Renouvelables et Ameacutelioration de la qualiteacute de la vie
Enfin je tiens agrave exprimer ma profonde reconnaissance au responsable du laboratoire
deacutecologie benthique Monsieur Michel GLElLREC qui ma beaucoup soutenu et que je
remercie de sa confiance
2
SOMMAmE
CADRE DU STAGE p4
1 INTRODUCTION p6
II MATERIEL ET METHODE
1deg - Lespegravece p7
2deg - Le milieu p7
3deg - Echantillonnage p10
Indices physiologiques p 10
Feacutecondations in vitro p 10
4deg - Meacutethodes p 10
Indices physiologiques p10
Tests de feacutecondation pU
Geacuteneacutetique des population p12
5deg -Traitement des donneacutees p 15
IDRESULTATS
1deg - Indices physiologiques p 19
2deg - Feacutecondation et deacuteveloppement larvaire p 20
3deg - Geacuteneacutetique des populations p 24
IV DISCUSSION p26
V CONCLUSION p32
VI BIBLIOGRAPHIE p 33
3
CADRE DU STAGE
Ce stage sinscrit dans le programme Ameacutelioration de la qualiteacute des eaux sauvegarde et
restauration de leacutecosystegraveme marin en rade de Brest meneacute par la Communauteacute Urbaine de
Brest dans le cadre dun contrat de baie qui fait lobjet de conventions deacutetudes avec diffeacuterents
organismes de recherche (cf extraits de la circulaire ministeacuterielle du 1305191 preacutesenteacutee en
annexe) Loriginaliteacute du programme reacuteside dans sa pluridisciplinariteacute il integravegre aussi bien le
domaine continental que le domaine marin et associe disciplines scientifiques socioshy
eacuteconomiques et juridiques il vise dune maniegravere geacuteneacuterale agrave preacuteciser les meacutecanismes de
deacutegradation de leacutecosystegraveme de la rade en examinant parmi les processus connus en biologie
marine fondamentale lesquels sappliquent agrave cette zone particuliegravere et agrave mettre en place les
reacuteseaux dobservation et les outils de suivi de la qualiteacute du milieu gracircce auxquels il devrait ecirctre
possible de quantifier cette qualiteacute et preacutevoir ses conseacutequences sur les ressources halieutiques
Les reacutesultats du programme deacutetudes sont soumis au Comiteacute Scientifique du contrat de baie
et preacutesenteacutes ensuite agrave un Comiteacute dExpertise Scientifique International puis agrave un Comiteacute Pilote
pour deacutecision opeacuterationnelle
Le contrat rade de Brest doit aboutir agrave la mise au point de meacutethodes de lutte approprieacutees
contre les polluants et la fourniture aux deacutecideurs politiques et administratifs dun outil daide agrave
la deacutecision
Le stage sest deacuterouleacute dune part dans lUniteacute de Recherche Associeacutee au CNRS D 1513 agrave la
Faculteacute des Sciences de Brest~ et dautre part au laboratoire deacutecotoxicologie du centre
IFREMER de Brest dont les organisations sont preacutesenteacutees ci-apregraves Lobjectif de cette
coopeacuteration dans le programme deacutetude se situe dans la surveillance et lappreacuteciation de la
qualiteacute du milieu par lobservation dindicateurs biologiques de pollution Son but est deacutevaluer
la situation preacutesente de la rade et permettre un suivi de limpact des actions de deacutepollution
4
ORGANISATION DES STRUCTURES DACCUEIL
URA CNRS D1513
Uniteacute de recherche associeacutee au CNRS
Flux de matiegravere et reacuteponses du vivant
(Chef P TREGUER)
Biogeacuteochimie Physique Ecologie benthique
(P TREGUER) (M GLEMAREC)
resp stage M GUILLOU (eacutecologie des eacutechinodermes)
Biologie marine
(M LE PENNEC) resp stage D MORAGA
(geacuteneacutetique des populations)
Geacutenotoxiciteacute
des polluants
(F GALGANI)
IFREMER Direction de lEmironnement ~
et de lAmeacutenagement Littoral )
( Laboratoire dEcototicoJogie
(directeur F GALGAl)
~--------~
Etudes ponctuelles Transfert Tests qualiteacute deau de surveillance - action des pesticidessurveillance 1
1
(EHIS)biologiquei 1(F GALGAl-H) (T BURGEOT) - test tnverteacutebreacutes
(F Qulv70U resp stage)
(F TOLLARASTEL)
5
Il INTRODUCTION
Les oursins sont reconnus pour ecirctre tregraves sensibles aux modifications des conditions
environnementales Leur plasticiteacute face aux conditions du milieu et leur mode de vie en font de
bons indicateurs biologiques de pollution marine (Augier 1987a Kobayashi 1971) Dailleurs
depuis plus dune vingtaine danneacutees gamegravetes embryons et larves doursins constituent un
mateacuteriel de base dans les domaines de la pharmacologie toxicologie ou eacutecotoxicologie
(Hagstrom amp Lonning 1974 Bougis 1981 Dinnel et al 1987 Pagano amp Romafia 1991)
Leur sensibiliteacute aux conditions du milieu se manifeste par des perturbations du cycle de
reproduction des baisses de feacuteconditeacute ou des troubles du deacuteveloppement larvaire et les effets
observeacutes en zones perturbeacutees sur les populations doursins ont eacuteteacute souvent deacutecrits (Harmelin et
al 1981 Delmas amp Reacutegis 1984)
Dautre part les biologistes de lobservatoire marin de Roscoff (Nord-Finistegravere) utilisant
reacuteguliegraverement des oursins de lespegravece Sphaerechinus granularis (Lamarck) preacuteleveacutes en rade de
Brest sur le site de la pointe de lArmorique ont signaleacute depuis 1985 des anomalies du
deacuteveloppement cellulaire Suite agrave ces observations des travaux preacuteliminaires ont mis en
eacutevidence sur ce mecircme site des perturbations du deacuteveloppement de la population et un faible
taux de croissance des individus (Chevallier 1993)
Ces indications ont motiveacute le choix de Sphaerechimls granularis tregraves commun dans la rade
et dont la biologie est par ailleurs bien connue (Fenaux 1972 Semroud amp Senoussi 1989
Guillou amp Michel 1993) comme bioindicateur de la qualiteacute du milieu dans le cadre du
Programme deacutetudes pluridisciplinaire de la rade de Brest Leacutetude porte sur trois stations de la
rade distribueacutees le long dun gradient de pollution et une quatriegraveme dans larchipel des Gleacutenan
(Bretagne Sud) exempt de pollution anthropique et choisi comme site de reacutefeacuterence
Lobservation consiste agrave suivre leacutevolution dindices physiologiques (Indice Gonadique et
Indice de Reacutepleacutetion) reacuteveacutelateurs de la condition des inampidus et agrave effectuer des feacutecondations
in vitro en vue de mesurer le taux de reacuteussite de stade pluteus obtenu pour chaque site de
maniegravere agrave mettre en eacutevidence une eacuteventuelle deacutegradation de lenvironnement
Par ailleurs lestimation de linfluence des conditions emironnementales saccompagne dune
eacutetude de geacuteneacutetique inspireacutee des meacutethodes employeacutees sur dautres inverteacutebreacutes marins (faune
6
profonde et intertidale) pour mesurer les adaptations geacuteneacutetiques de ces animaux vis agrave vs des
contraintes eacutecologiques (Siebenaller 1978 Bristow amp Vadas 1991) Ce travail vise agrave eacutevaluer
la variabiliteacute geacuteneacutetique preacutesenteacutee par S granularis dans les populations des deux stations les
plus exposeacutees qu~ quoique voisines geacuteographiquement ont montreacute des diffeacuterences
morphologiques et deacutemographiques tregraves marqueacutees (Lumingas amp Guillou sous presse) Cette
partie a eacutegalement pour but de mesurer le degreacutes de diffeacuterenciation existant entre ces deux
populations pour apporter une explication geacuteneacutetique agrave ces observations
A terme ce travail tend agrave mieux connaicirctre les reacuteponses de lespegravece et agrave estimer leacutetat de
pollution de la rade sur les sites choisis en diagnostiquant si possible les agents responsables
des deacuteregraveglements observeacutes
il 1MATERIEL ET METHODES
1deg - Lespegravece
Sphaerechinus granularis (Echinodermata Echinoidea Toxopneustidae) est une espegravece
comestible de grande taille pouvant atteindre 14 cm commune dans lheacutemisphegravere Nord sur les
cocirctes de lAtlantique-Est depuis la Manche occidentale jusquau Golfe de Guineacutee (Koehler
1921) ainsi quen Meacutediterraneacutee (Tortonese 1965) Sa reacutepartition verticale seacutetend de la zone
intertidale jusquagrave 130 m (Cherbonnier 1958) sur divers substrats en fonction des classes dacircge
et des preacutefeacuterences alimentaires (Guillou amp Michel 199) En rade de Brest les plus f011es
populations se rencontrent essentiellement sur les fonds seacutedimentaires grossiers recouverts de
maeumlrl vivant (Lithothamnium corallinoiumldes Crouan)
2deg - Le milieu
La rade de Brest est une vaste eacutetendue deau de plus de 150 km2 qui communique avec la
mer dIroise par un goulet de 18 km de large et de 20 m de profondeur Elle reccediloit les apports
de deux riviegraveres principales au Nord-Est lElorn (6m3 s de deacutebit moyen) au Sud-Est lAulne
(24m3s de deacutebit moyen) Les bassins versants de la rade repreacutesentent pregraves de 2800 km2 qui
sont essentiellement consacreacutes agrave lagriculture
7
Il est possible pour simplifier de subdiviser la rade elle-mecircme en trois zones un bassin
Nord tout dabord agrave lembouchure de lElorn ougrave se concentrent les activiteacutes portuaires de
Brest ensuite un bassin Sud recevant les eaux de lAulne moins urbaniseacute et mieux proteacutegeacute de
linfluence portuaire mais plus exposeacute aux effluents agricoles enfin une zone de meacutelange
formant un tourbillon dans la partie centrale de la rade allant des alentours de la presquicircle de
Quelem jusque dans le goulet
Le choix des sites sest porteacute sur quatre zones propices au deacuteveloppement de S gramllaris
dont trois dans la rade la derniegravere dans les icircles Gleacutenan en fonction de leurs diffeacuterentes
caracteacuteristiques La situation geacuteographique de chaque station se trouve illustreacutee en figure 1
- (1) Pointe Marloux situeacutee dans le bassin Nord proche de la zone portuaire dans une
zone de calme relatif laquo1 noeud en vives eaux) Le fond est constitueacute de maeumlrl pur la
profondeur est faible (5 m) Une eacutetude de la dynamique des populations a reacuteveacuteleacute de fortes
irreacutegulariteacutes dans le recrutement (Lumingas et GuiIlou sous presse)
- (2) Pointe de lArmorique situeacutee agrave lembouchure de lAulne ougrave la preacutesence de lIle Ronde
concentre les courants de mareacutee dans un chenal eacutetroit qui amplifie leur vitesse Gusquagrave 3
noeuds) Linfluence estuarienne y est encore ressentie le seacutediment est heacuteteacuterogegravene composeacute de
sable coquillier grossier et de deacutebris de maeumlrl la profonegraveeur peut atteindre jusquagrave 20 m au
milieu du chenal
- (3) Anse du DelIee zone rocheuse situeacutee dans le goulet de Brest directement sous
influence oceacuteanique Lhydrodynamisme est assez fort (gt2 noeuds en vives eaux) favorable au
deacuteveloppement dune couverture algale importante La zone de preacutelegravevement se situe sur une
pointe rocheuse appeleacutee pointe du Diable agrave labri des effets de lagglomeacuteration voisine agrave une
profondeur maximale de 10 m
- (4) Archipel des Gleacutenan en Baie de Concarneau Bretagne-Sud agrave leacutecart de toute
pollution anthropique et ougrave la population doursins connaicirct un large essor (Guillou et Michel
1993) et fait lobjet dune pecirccherie artisanale Cette derniegravere station sera consideacutereacutee comme site
de reacutefeacuterence
8
Fig 1 Preacutesentation de la rade de Brest
o
BREST
Rade de Brest
5km
Ile Q Ronde
Presqujle de Plougastel
Chenal de lAulne
r-f1
~r ltgt r Brest
~ ~RETAGNE
0- ~~ t-~
(Glenan) ~
9
3deg - Echantillonnage
Indices physiologiques
La reacutecolte seffectue par dragage ou en plongeacutee selon raccessibiliteacute agrave la cocircte par bateau
La drague utiliseacutee est large dun megravetre eacutequipeacutee dun filet de 2 cm de maille La dureacutee des traits
de drague est denviron 5 minutes Le mateacuteriel est ensuite fixeacute dans lalcool agrave 70 0 Le calcul
des indices neacutecessite un eacutechantillonnage mensuel commenceacute sur certaines zones depuis
deacutecembre 1993 puis prolongeacute dans cette eacutetude jusquau mois de juillet 1994 Pour chaque
mois un eacutechantillon de 30 individus dune classe de taille standard de 80middot90 mm est preacuteleacuteveacute
Feacutecondations
La reacutecolte des oursins seffectue en employant les mecircmes techniques que preacuteceacutedemment
Toutefois les animaux sont maintenus vivants et agrave labri des eacutecarts de tempeacuterature en les
conservant agrave bord dans un circuit deau de mer et en eacutevitant le deacuteclenchement dune ponte
Chaque eacutechantillon comporte une quarantaine dindividus de taille variable de faccedilon agrave pouvoir
disposer dun choix satisfaisant danimaux matures et dun sex-ratio eacutequilibreacute Deux
preacutelegravevements par site sont reacutealiseacutes entre mai et juin durant la peacuteriode de reproduction
4deg - Meacutethodes
Calcul des indices physiologiques
Le cycle de reproduction est eacutetudieacute par lintermeacutediaire de lindice gonadique (1 G) qui
est le rapport entre leacutetat des gonades et le poids corporel Leacutevolution dans le temps de ce
paramegravetre permet de mesurer leffort de reproduction et de situer la peacuteriode de la ponte La
relation employeacutee est la suivante
LG==Poids secs gonades x 106 Dtest3
Lindice utiliseacute fait intervenir le poids sec de gonades et le diamegravetre du test (Dt est) en
raison dune part de la bonne correacutelation entre taille et poids du test dautre part des fortes
variations engendreacutees par lutilisation de volumes ou de poids humides (Gonor 1972)
Lindice de Reacutepleacutetion du tube digestif (IR) correspond au rapport du poids de lintestin et de
son contenu sur le poids du corps Ce paramegravetre reflegravete lintensiteacute de leffort de collecte de
nourriture
10
La relation est donneacutee par Neacutedeacutelec (1983)
IR = Poids sec intestin x 106 1Dtest3
Les variations de ce paramegravetre permettent de suivre leacutetat des besoins trophiques des
individus et complegravetent les renseignements apporteacutes par lindice gonadique Les oursins sont
mesureacutes au mm pregraves ouverts sur la face orale agrave raide dun marteau puis disseacutequeacutes Les
gonades et les intestins sont preacuteleveacutees et seacutecheacutes agrave leacutetuve agrave 60degC pendant 48 agrave 72 h selon leacutetat
de maturiteacute En peacuteriode de maturation des gonades des eacutemissions accidentelles de produits
sexuels sont quelquefois provoqueacutees par la fixation dans lalcoo~ ces produits doivent ecirctre pris
en compte dans les mesures dindices gonadiques Pour obtenir des reacutesultats comparables sur
tous les sites les indices sont calculeacutes sur des eacutechantillons moyens appartenant agrave la mecircme
classe de taille (80~90 mm)
Tests defeacutecondations
Les animaux reacutecolteacutes sont maintenus vivants en aquarium dans un circuit deau de mer en
salle thermostateacutee (15degC) Les eXPeacuteriences doivent ecirctre effectueacutees dans les 24 h en raison du
stress occasionneacute par le ramassage Les bioessais sont reacutealiseacutes en eau de reacutefeacuterence provenant
de leacutecloserie IFREMER dArgenton reconnue de bonne qualiteacute filtreacutee sur cartouches
Sartorius de OA5 lm de porositeacute Pour chaque manipulation dix individus macircles et di
femelles sont seacuteleacutectionneacutes de maniegravere agrave reacutealiser deux seacuteries de tests en parallegravele chaque macircle
eacutetant testeacute par le meacutelange des dix femelles et chaque femelle par lensemble des di macircles soit
vingt essais par station reacutepeacuteteacutes agrave deux reprises entre mai et juin Les individus sont ouverts aux
ciseaux en zone eacutequatoriale et disseacutequeacutes afin de preacutelever les gonades Les gonades macircles sont
conserveacutees au sec pour eacute-1ter lactivation du sperme (lexceacutedent aqueux est eacutelimineacute agrave laide
dune poire) et maintenues au reacutefrigeacuterateur jusquagrave leur emploi Les gonades femelles sont
conserveacutees en eau de mer pour garder intacts les ovocytes elles sont ensuite tamiseacutees sur soies
de 200 lm pour eacuteliminer les deacutebris dovaires Les gonades macircles sont tamiseacutees sur soies de
60 lm pour reacutecupeacuterer le sperme propre Les ovocjtes sont laveacutes par seacutedimentation et dilution
les ovocytes immatures et les deacutebris de gonades eacutetant agrave chaque fois eacutelimineacutes Pour chaque
femelle la concentration est ameneacutee agrave 1500 ovocytesml par dilutions successIcircves dans un
11
temps le pool de dix femelles est constitueacute avec la mecircme densiteacute Apregraves tamisage du sperme
des dix individus macircles un pool est aussi reacutealiseacute avec une microgoutte de chaque filtrat
Chaque essai se deacuteroule dans des pots en polystyregravene steacuteriles dans lesquels agrave 30 ml deau filtreacutee
sont inoculeacutes 1 ml de solution dovocytes et 05 ml de sperme dilueacute (2 gouttes de sperme sec
dans 100 ml) Les ovocytes feacutecondeacutes sont alors mis en incubation dans une armoire
thermostateacutee agrave 155degC soit 20degC agrave 25degC de plus que la tempeacuterature du milieu naturel ceci
dans le but deacuteviter les effets neacutefastes pour le deacuteveloppement des larves dun eacutecart de
tempeacuterature trop eacuteleveacute Un scheacutema du protocole expeacuterimental est preacutesenteacute en annexe I
Lobservation du taux de reacuteussite de feacutecondation seffectue une heure trente apregraves le
meacutelange des gamegravetes
Le comptage des diffeacuterentes cateacutegories de larves est reacutealisable apregraves 5 jours dincubation
Les observations des larves reposent sur 5 critegraveres deacutefinissant chacun un type de larves
diffeacuterent (Pagano et al 1989)
N pluteus normal ayant suivi un deacuteveloppement convenable
R plut eus retardeacute ou inhibeacute dont la taille natteint pas la moitieacute de la normale
Pl pluteus pathologique preacutesentant des malformations du squelette
etou du tube digestif
P2 embryons dont le deacuteveloppement siest arrecircteacute agrave diffeacuterents stades
(morula blastula gastrula ou prisma)
M larye ou embryon mon
Lexamen de la qualiteacute des larves obtenues sur chaque site mesure laptitude des animaux
preacuteleveacutes sur cette zone agrave produire des larves viables en eau de mer de reacutefeacuterence traduisant
ainsi limpact de lenvironnement sur la qualiteacute des gamegravetes
Geacuteneacutetique des populations
Les recherches en geacuteneacutetique meneacutees ces derniegraveres anneacutees sont orienteacutees vers une connaissance
approfondie des meacutecanismes adaptatifs des populations danimaux marins notamment par
leacutetude des isoenzymes impliqueacutes dans divers processus meacutetaboliques Ains~ ladaptation de la
population agrave son environnement est deacuteceleacutee par la variabiliteacute des gegravenes enzymatiques Lanalyse
12
PLANCHE 1 Deacuteveloppement larvaire de Sphaerechinus granularis
- lt shy0
-
shy
embryon (P2) pluteus retardeacute (R)
pluteus pathologique (Pl) pluteus normal (N)
13
des structures geacuteneacutetiques a volontairement eacuteteacute reacuteduit agrave deux stations (Marloux et Armorique)
en raison dune part du deacutelai imparti agrave cette eacutetude et dautre part dune eacutetude comparative de
populations deacutejagrave effectueacutees sur ces deux sites (Lumingas amp Guillou sous presse) Dans cette
eacutetude a eacuteteacute analyseacute le polymorphisme l enzymatique des deux populations mesureacute par
eacutelectrophoregravese sur gel damidon En effet cette technique reposant sur le caractegravere amphotegravere
des proteacuteines elle permet de deacuteceler les variations de charges nettes des sous-uniteacutes
constituant le systegraveme enzymatique eacutetudieacute de sorte que les substitutions entre acides amineacutes
dans la structure primaire de la proteacuteine sont rendues visibles Ces substitutions eacutetant issues de
mutations sur les codons dau moins un nucleacuteotide de lADN (Ayala 1982) il sagit donc bien
lagrave dun reflet du patrimoine geacuteneacutetique Cependant toutes les mutations de triplet ne sont pas
deacutecelables en raison de la redondance du code geacuteneacutetique de mecircme que les substitutions
dacides amineacutes qui ne modifient pas la charge nette de la proteacuteine Cest pourquoi lon
considegravere que les deux tiers des mutations ne sont pas deacutetecteacutees (Ne~ 1972) Dune maniegravere
geacuteneacuterale la variabiliteacute geacuteneacutetique des organismes se trouve donc sous-estimeacutee
Les oursins rameneacutes frais au laboratoire sont aussitocirct disseacutequeacutes et des eacutechantillons de
diffeacuterents organes (muscle gonades appareil digestif) sont preacuteleveacutes sur chaque indhidu et
placeacutes seacutepareacutement dans un cocircne dEppendorf annoteacute et conserveacute au congeacutelateur (-70degC) Un
lot de 40 individus par site est ainsi preacutepareacute Les eacutechantillons sont ensuite broyeacutes agrave volume eacutegal
dans une solution de tampon de-traction (TRIS 00 lM + NADP 1 + EDTA) ajusteacutee agrave
pH 68 puis centrifugeacutes agrave 10000 g pendant 15 minutes agrave FC Les eacutechantillons sont placeacutes dans
des gels agrave 11 damidon en impreacutegnant de petites bandes de papier Whattman TM n)3
introduits perpendiculairement au gel apregraves avoir deacuteposeacute au preacutealable quelques gouttes de bleu
de bromopheacutenol pour visualiser le front de migration Les gels sont refroidis durant toute la
dureacutee de la migration par un systegraveme de plaques de refroidissement placeacutees au dessus et en
dessous du moule La migration est anodique Un scheacutema du montage est figureacute en annexe Il
La composition des tampons deacutelectrophoregravese et les reacutesolutions obtenues sont donneacutees en
annexe III Les eacutechantillons peacutenegravetrent dans le gel pendant une preacute-eacutelectrophoregravese de 10
minutes agrave 100 V Lorsque la migration est commenceacutee le gel est soumis agrave un champ eacutelectrique
Ipolymorphisme existence simultaneacutee dallS une population de plusieurs gegravenes pour le mecircme locus
14
constant de 80 mA pendant 4 agrave 5 heures La seacuteparation des geacutenotypes des diffeacuterents systegravemes
enzymatiques est reacuteveacuteleacutee par des colorations speacutecifiques regroupeacutees par Pasteur et al (1987)
et adapteacutees de Shaw et Prasad (1970) Les solutions utiliseacutees pour la reacuteveacutelation des
eacuteleacutectrophoreacutegrammes sont deacutecrites en annexe IV Linterpreacutetation des reacutesultats neacutecessite la
connaissance de la structure quaternaire (le nombre de sous-uniteacutes) de lenzyme qui
conditionne le nombre de taches observables chez les heacuteteacuterozygotes correspondant aux
diffeacuterentes combinaisons possibles entre les sous-uniteacutes sous lhypothegravese que les loci soient
autosomaux2 et les allegraveles codominants3 Quand un systegraveme enzymatique possegravede plusieurs
loci ces derniers sont numeacuteroteacutes de 1 agrave n suivant leur vitesse de migration en commenccedilant par
le plus rapide Les allegraveles5 sont codeacutes en fonction de leur distance (mesureacutee en mm) par rapport
agrave lallegravele le plus freacutequent noteacute 100 qui sert de reacutefeacuterence
5deg - Traitement des donneacutees
Les reacutesultats des tests deacutecotoxicologie sur les larves doursins sont traiteacutes statistiquement
par analyse de variance agrave lm critegravere de classification qui permet de veacuterifier en un seul test si les
diffeacuterences observeacutees au niveau des moyennes dun ensemble deacutechantillons sont imputables
aux fluctuations deacutechantillonnage ou non Cette meacutethode analyse les sources de variation de
lensemble des donneacutes elle sous-entend leacutegaliteacute des variances et la normaliteacute des populations
dorigine Le respect des conditions dapplication est controcircleacute au moyen dun test de Bartlett
Les tests statistiques sont reacutealiseacutes agrave laide du logiciel STATGRAPHICS (Statistical Graphies
Corp Rockville Maryland USA) Les comparaisons inter-sites sont effectueacutees avec un seuil
de confiance de 95
Les donneacutees de geacuteneacutetique sont traiteacutees par le logiciel BIOSYS-l (Swofford et Selander
1981) qui calcule les freacutequences alleacuteliques et donne les eacutecarts par rapport agrave leacutequilibre dHardyshy
Weinberg dans la population consideacutereacutee Les freacutequences alleacuteliques sont calculeacutees agrave partir des
2autosome chromosome preacutesent en double dans les cenules diploiumldes agravees deux sexes Jcodominams allegraveles exprimeacutes de maniegravere semblable dans un geacutenOtype heacuteteacuterozygote 410cus portion de chromosome correspondam agrave un gegravene 5allegravele lune des expressions alternatives dun gegravene (lOCus)
15
effectifs directement observeacutes sur les zymogrammes Pour un locus posseacutedant k allegraveles et un
eacutechantillon de N individus la freacutequence du iegraveme allegravele est donneacutee par la formule 1shy
(2Nii +iNij) HXi =__---L-_
2N
Nuuml nombre dhomozygotes observeacutes pour lallegravele ~
Nij nombre dheacuteteacuterozygotes observeacutes pour lallegravele i
Les freacutequences geacutenotypiques sont recalculeacutees sous lhypothegravese de la loi dHardy-Weinberg
qui postule que les freacutequences alleacuteliques restent constantes dune geacuteneacuteration agrave lautre en
labsence de mutation seacutelection et de migration (dans le cas dune espegravece diploiumlde en
panmixie6) Etant donneacutee la faible taille des eacutechantillons les freacutequences geacutenotypiques attendues
par cette loi sont calculeacutees par la formule de Levene (1949) N = Nxi (2Nx i -1)
2N-l _ 4N2 XiXjN - -----shy
lJ 2N-l
Nuuml freacutequence geacutenotypique homozygote
Nij freacutequence geacutenotypique heacuteteacuterozygote7 ayec IkNij=l (pour k allegraveles)
Le test de conformiteacute des freacutequences geacutenorypiques calculeacutees avec les reacutesultats observeacutes fait
intervenir un X2 Certains effectifs geacutenotypiques eacutetant compris entre 5 et 10 le test utiliseacute est
celui du conigeacute de Yates j(~12 (1 Obil - At) _ 1~)2
y= w shyC i=1 Atif
Le nombre de degreacute de liberteacute est eacutegal agrave m-k m eacutetant le nombre de geacutenotypes et k le
nombre dallegraveles
Les eacutechantillons eacutetant de faible taille les loci multi-alleacuteliques ont eacuteteacute analyseacutes en regroupant
les geacutenotypes en trois classes la classe des geacutenotypes homozygotes posseacutedant lallegravele Je plus
freacutequent la classe des heacuteteacuterozygotes posseacutedant lallegravele le plus freacutequent et la classe regroupant
les autres geacutenotypes Comme dans le cas des loci di-alleacuteliques le test du X2 est agrave 1 degreacute de
6panmixie individus qui se croisent au hasard agrave limeacuterieur ct une population pour laqudle leacutequilibre de la loi dHardy-Weinberg est respecteacutee (degraveme) heacuteteacuterozygote individu qui possegravede deux allegraveles distincts aux locus homologues des chromosomes parents dun organisme diploiumlde
16
liberteacute lorsque toutes les classes ont un effectif supeacuterieur agrave cinq Dans le cas dun locus dishy
alleacutelique si lun des effectifs est infeacuterieur agrave 5 la probabiliteacute exacte p est calculeacutee suivant le test
de Fisher utiliseacute dans le tableau de contingence 2X2 (VithayasaIuml 1973)
Les descripteurs de variabiliteacute geacuteneacutetique des populations sont donneacutes par les relations
suivantes
a) - pourcentage de loci polymorphes8 P95 = 100x(npn)
avec n == nombre de loci eacutechantillonneacutes et ni nombre de loci polymorphes un locus est
polymorphe lorsque la freacutequence de lallegravele le plus rare est supeacuterieure agrave 005
b) - lheacuteteacuterozygotie correspond agrave la freacutequence moyenne dheacuteteacuterozygotes dans la
population on distingue lheacuteteacuterozygotie obseIVeacutee (ho) et celle attendue dapregraves la loi dHardy-
Weinberg (he)
1=1
Xuuml eacutetant la freacutequence obseIVeacutee du geacutenotype homozygote du iegraveme allegravele contenu dans le locus Ir
h == 1- x~ e iJ
=
x eacutetant la freacutequence attendue du geacutenotype homozygote du iegraveme allegravele
Pour les eacutechantillons de petite taille lutilisation de lindice non biaiseacute (Levene 1949) est
neacutecessaire Le calcul de lheacuteteacuterozygotie attendue seffectue de la faccedilon suivante k
2N(1- LX) he(nb) == __---i-=-=l~_
(2N -1)
ougrave N est le nombre dindividus eacutechantillonneacutes
sur lensemble des loci on effectue la moyenne
=1
c) - lindice de fixation de Wright (FIS) ou de Selander (D) permettent deacutevaluer le
deacuteficit ou lexcegraves dheacuteteacuterozygotes Pour le iegraveme locus ils sont deacutefinis par
8polymorphe un g~ne es dit polymorphe lorsquil preacute~me au moins deux eacutetats distinctS dun caractegravere donneacute
li
Les deux indices se comportent de faccedilon opposeacutee une valeur positive de D correspond agrave
excegraves dheacuteteacuterozygotes et une valeur neacutegatIcircve agrave un deacuteficit en heacuteteacuterozygotes
La diffeacuterentiation geacuteneacutetique des populations est appreacutecieacutee par le calcul dun indice de
fixation moyen FST (Wright 1965) deacutefini de la maniegravere suivante
I-FIT = (I-FIS)middot(I-FST)
ougrave FIT et FIS sont les indices de fixation respectivement des individus agrave la population totale et
agrave ces sous-populations
Les indices de fixation du iegraveme allegravele sont deacutefinis dapregraves Nei (1977) par
~Sj =(~ - P)(Pi - p)
Fm = (~ - p2i)(Pi _ p2j)
avec Pi=Sn wiXuuml Pi=Sn wixi ougrave wi repreacutesente le poids accordeacute agrave chaque sous populations
Les indices de fixation calculeacutes pour le jeme locus agrave k allegraveles sont donneacutes par k
Lx j (1- Xj)~Sj ~Sj =-=--------
Lx j (1- Xi) i=1
k
LX (1- xJFm
LxC1- x) 1-1
Lhypothegravese nulle Ho que la valeur du F ST seacutecarte significativement de zeacutero est testeacutee par
X2=2NFST pour n-1 degreacute de liberteacute (Workman et Niswander 1970) ougrave n est le nombre de
18
10
sous populations et N le nombre total dindividus eacutechantillonneacutes La variance autour de la
moyenne par preacutelegravevement est deacutetermineacutee par la meacutethode du jacknife (Weir et Cockerham
1984) Elle permet de tester la significativiteacute de la valeur moyenne agrave laide dun test-t
Le nombre dindividus migrants entre populations peuvent ecirctre estimeacutes par la relation
Nm = (_1__ 1)4 FST (Wright 1965)
avec N =nombre dindividus fertiles dans la population
m = taux de migration
III RESULTATS
- Indices Physiologiques
Lexamen des indices gonadiques fait apparaicirctre de fortes dispariteacutes entre stations (fig 2a)
Tout dabord le site de lArmorique se distingue par des valeurs tregraves faibles traduisant un
niveau de deacuteveloppement des gonades tregraves reacuteduit ne permettant pas de discerner une peacuteriode
de ponte Le site du DelIee preacutesente un deacuteveloppement des gonades moyen comparable au
teacutemoin (Gleacutenan) mais le pic de deacuteveloppement de printemps nest pas observeacutee bien que la
chute de lindice agrave partir du mois de mai permette dy deacuteceler une ponte La population de
MarIoux preacutesente une eacutevolution assez semblable agrave celle des Gleacutenan avec toutefois des valeurs
nettement plus eacuteleveacutees et deux peacuteriodes de chute dindice Uanvier-mars avril-juin)
Lanalyse des indices de reacutepleacutetion (fig2b) montre un comportement radicalement diffeacuterent
entre les oursins de la rade et ceux des Gleacutenan En effet alors que sur le site teacutemoin on observe
un maximum en hiver et une forte chute de lindice de reacutepleacutetion jusquen avril-ma~ soit un mois
avant la ponte le comportement alimentaire des oursins des sites de la rade semble beaucoup
plus anarchique sur le site de MarIoux les indices de reacutepleacutetion restent eacuteleveacutes mecircme en peacuteriode
de ponte et sur les deux autres sites les valeurs hivernales sont singuliegraverement faibles De
maniegravere geacuteneacuterale les indices de reacutepleacutetion des stations de la rade sont plus stables au cours de la
peacuteriode eacutetudieacutee et plus eacuteleveacutes pendant le printemps et leacuteteacute que sur le site de reacutefeacuterence des
Gleacutenan Ceci semble traduire un besoin eacutenergeacutetique plus constant agrave correacuteler avec la nature du
substrat et la disponibiliteacute des ressources trophiques (Comely amp Ansel 1989)
19
Fig 2 Evolution des indices phvsiologigues de Splzaerecltinus granularis UG et IR)
Indices Gonadiques
Mariaux
+ Armorique
-Q-- DeUee
- -r- - Gleacutenan
Fig2a
Indices de Reacutepleacutetion
25
1 tfi~__ plusmnl~middotmiddotmiddotmiddotmiddott~~-~-~
5 - -- - - ~~~~-TT-~ j ~----+-- ~~ l ~-middot-rgtfmiddotltmiddot J 1 shy
n------~ -t o 1 shy
o J FM AM J J
bullbull -tl- bullbullbull Marlou~
1
1 -+- Armorique 1
~ Dellee
- - - Gleacutenan l
Fig2b
2deg - Feacutecondation et deacuteveloppement larvaire
Les reacutesultats sont rassembleacutes sur le tableau l et les graphes preacutesenteacutes en figure 3 ougrave sont
pris en compte les moyennes de lensemble des expeacuteriences Les taux de feacutecondations moyens
sont eacuteleveacutes sur tous les sites (gt91) On note cependant une reacuteussite des feacutecondations (F)
leacutegegraverement meilleure pour le site des Gleacutenan (fig3a) sans pour autant que les diffeacuterences
soient statistiquement significatiyes sauf pour le site de MarIoux ougrave les valeurs sont
significatrvement infeacuterieures au site de reacutefeacuterence (seuil de confiance 95)
20
Les taux de pluteus normaux (N) obtenus pour les sites de lArmorique et de Marloux sont
significativement infeacuterieurs au site des Gleacutenan choisi comme reacutefeacuterence (respectivement 689
et 812 contre 869 auxiles Gleacutenan cf fig3d)
Le site de lArmorique se distingue des trois autres populations par un taux de blocage au
stade embryonnaire (P2=118) et de pluteus retardeacutes (R=143 fig3e) significativement
plus eacuteleveacutes de plus les tests sur les individus macircles montrent sur cette cateacutegorie des reacutesultats
statistiquement plus eacuteleveacutes que pour les femelles (t=249068 n=38 0=0005)
Le site de Marloux preacutesente un taux dembryons intermeacutediaire entre celui trouveacute agrave la pointe
de lArmorique et celui des Gleacutenan (58 fig3b) Le taux de mortaliteacute (M) y est
significativement supeacuterieur agrave toutes les autres stations (24 contre 08 agrave 12 fig3f)
En revanche aucune diffeacuterence statistique nIa eacuteteacute rencontreacutee en comparant les sites du
Dellec et des Gleacutenan agrave quelque stade de deacuteveloppement que ce soit bien que les reacutesultats
soient geacuteneacuteralement infeacuterieurs pour le site de la rade
Les pluteus pathologiques (Pl) sont du mecircme ordre de grandeur dans tous les sites (37)
et ne permettent pas deacutetablir de comparaison (fig3e)
TABLEAU 1 COllPARAISON DES RESUlJTATS DES TESTS DE FECONDATION
N() P2 ()1
i F() R() 1 Pl () M() 1rmoriq ue Macircles 922plusmn64 13+16689plusmnU5 82plusmn80178plusmn10S 1 38plusmn16
1
Femelles 93Oplusmn45 688plusmn166 108plusmn70 39+16 153plusmn177 L2plusmnL3 11
689plusmn145 Il8plusmnl43Total 1 922plusmn64 143plusmn9A 38plusmn22 12plusmn20 2larloux Macircles 800plusmn42 79plusmn34 41plusmn27928plusmn37 5 1plusmn3 1 28+8
Femelles 91Oplusmn94 824plusmn84 1 59plusmn3 1 33plusmn14 65plusmn61 L9plusmn22 69plusmn36 37plusmn21 58plusmn5O 24plusmn5Total 919+74 812plusmn69
27plusmn27Deliee Macircles 81plusmn3ocirc 33plusmn15 O9plusmnLO925plusmn57 i 850plusmn59 96plusmn56 1 45+16 27plusmn32Femelles l2plusmn24928plusmn61
1 82Oplusmn9O 27plusmn29 10plusmn18Total 89plusmn4iuml 39plusmn22926plusmn58 835plusmn771 1
27plusmn23 O6plusmnO777plusmn50 38plusmn23Gleacutenan Macircles 851plusmn69949plusmn45 - l+ 1)~_J_ 1 34plusmnl7 14plusmn13Femelles LOplusmn14887plusmn72943plusmn44
21plusmn2O 1 O8plusmn1l869+72 1 66+51 1 i 36plusmn2OTotal 946+44
mise en eacutevidence dune diffeacuterence significative entre ies reacutesultats des deux sexes
21
_________________ _
Fig 3 Preacutesentation graphique des reacutesultats des tests eacutecotoxicologigues
Taux de feacutecondation (F)
100
1 1 6 iuml 1 1
agrave~J 9 1
0
1
1~1 l i 1
80_
751 1
Armorique Marioux Deliee Gleacutenan
Fig 3a taux de feacutecondation observeacutes pour chaque station
Embrvons (P2) 00
1 1
11
15
10 T 5 shy
0 Armorique Marloux Deliee Gleacutenan
Fig 3b taux de blocage embryonnaire obseneacutes pour chaque station
Pluteus retardeacutes CR)
25CO
20CO
15CO o
10CO
5CO 1 9 i
OCO
Armorique Martoux Jallee Gleacutenan
Fig 3c taux de pluteus retardeacutes obsenes sur chaque statlon
22
__________________ _
Pluteus nomlaut (N)
100 T iuml ccedil 2751 iuml 2 l Q
l501 1
T251
1
0 Armorique Marloux Deliee Gleacutenan
Fig3d taux de pluteus normaux observeacutes sur chaque station
Pluteus pathologiques (Pl)
8
161
i T shy1l iuml
1 11 14 -
I r-
tJiuml t 1
1 2 1 1
omiddot Armorique Mariaux Deliee Gleacutenan
Fig 3e [mLC de plweus pathologiques observeacutes sur chaque station
Tault de mortaliteacute on
500
400
300 l
200
1
100 J J j J
000
Armorique Mariaux Deliee Gleacutenan
Fig 3 taux mortaliteacute observeacutes pour chaque station
30 - Geacuteneacutetique des populations
Les reacutesultats sont rassembleacutes sur les tableaux n02 et 3 Sur les Il loci eacutetudieacutes on remarque
que la population de lArmorique seacutecarte significativement de leacutequilibre de Hardy-Weinberg
pour 5 loci (PGM-l et 2 IDH-l PGD-l GPI-1) alors que lon observe seulement 2 cas pour
le site de MarIoux TI est agrave noter que dans chaque cas les indices de fLation de la population
de lArmorique sont plus eacuteleveacutes que ceux de MarIoux traduisant une deacuteviation plus
importante Cette observation est correacuteleacutee par une heacuteteacuterozygotie en moyenne plus eacuteleveacutee agrave
MarIoux quagrave lArmorique (0207plusmnO057 contre 0180plusmnO052) Le pourcentage de loci
polymorphes (seuil 95) est de 6364 agrave MarIoux contre 4545 agrave lArmorique
Lindicateur de diffeacuterenciation geacuteneacutetique moyen calculeacute selon la meacutethode de Weir et
Cockerham est faible (FST=00059plusmnO0048) et ne montre pas de diffeacuterence significative Dans
ces conditions lestimation du nombre dindividus eacutechangeacutes par geacuteneacuteration donne une valeur
eacuteleveacutee (Nm=42 12plusmn23 Il)
TABLEAU 2
RESUltŒ DES F-STATISTIQUES
Locus FIS FIT FST
PGM-1 0381 0384 0004 PGM-2 0359 0360 0001 IDH-l 0226 0233 0010 PGD-l 0351 0352 0002 MDH-1 -0013 -0009 0005 MDH-2 -0026 -0013 0013 GPI-1 0346 0352 0012 ME-1 0252 0253 0001 ME-2 -0034 -0030 0005
MT-1 -0051 -0040 0012 MT-2 0137 0137 0000
Moy 0273 0276 0006
24
TABLEAU 3
STRUCTURE GENETIQUE DE DEUX POPULATIONS DE Sgranillaris SUR UNE BASE DE 11 LOCI
Pointe de Marloux Pointe de lArmorigue 1
1 1
Locus allegravele freacuteq Ho He D Het freacuteq Ho He D Het
PGM-l 105 0013 2 1987 0006 0050 - 1 2924 -0658 0073
100 0975 0962
95 0013 0038
PGM-2 110 0025 15 22l77 -0324 0554 - 12 20468 -0414 0512
105 0262 0287
100 0613 0637
95 0087 0075
90 0013 shyIDH-l 105 0081 7 8260 -0153 0223 0015 3 4761 -0370 0140
100 0amp78 0926
95 0041 0059
PGD-l 110 0025 15 19392 -0227 0485 0038 9 18063 -0502 0452
107 0013 shy105 0213 0250
100 0688 0700
95 0050 0013
90 0013 shyltIDH-l 105 - 1 1000 0000 0025 0013 1 1000 0000 0025
100 0988 0988 95 0013 shy
MOH-2 110 - 0 - - - 0025 2 1975 0013 0 049
100 1000 0975
GPI-I 110 0112 Il 14620 -0148 0366 0175 6 11696 -0487 0292
105 0075 shy100 0788 0325
100 0850 0863
95 0025 -ltŒ-1 105 0050 2 3843 -0480 0096 0038 3 2924 0026 0073
100 0950 0962
rv1E-2 105 0013 3 2949 0017 0074 0038 3 2924 0026 0073
100 0962 0962
95 0025 -MT-1 105 0038 6 5734 0046 0143 0025 2 1975 0013 0049
100 0925 0975
95 0038 -MT-2 105 0150 10 10329 -0032 0258 0138 7 9608 -0271 0240 1
Heacuteteacutero~gotIcirce moyenne par locus (non biaiseacutee O207iO057 HeacuteteacuterozygOlIcirclt moyenne par locus (non biaiseacutee == O180iO05 Nombre moyen dallegraveles par locus = 309iO44 Nombre moyen dallegraveles par locus 236iO20 Pourcentage de loci polmorphes (criteacutere 95) == 6364 Po=uge de loci polymorphes (criteacutere 95) =4545
locus preacutesent8llt un deacuteficit en heacuteteacutero~gOles significltl lttest de 1 p$O05)
1
IV 1DISCUSSION
TI ressort de cette eacutetude une convergence des reacutesultats qui reacutevegravele la singulariteacute de la
population de la pointe de lArmorique En effet le cycle de reproduction y est agrave leacutevidence
perturbeacute les valeurs dindice gonadique sont extregravemement faibles et la ponte non deacutecelable Le
taux dingestion est faible Les tests de deacuteveloppement larvaire preacutesentent des anomalies
(blocage aux stades embryonnaires et retard des pluteus) et lanalyse geacuteneacutetique y reacutevegravele pour
pregraves de 50 des loci une deacuteficience en heacuteteacuterozygotes traduisant lagrave une baisse de variabiliteacute
geacuteneacutetique et une deacuteviation par rapport aux conditions dHardYMWeinberg9
Le site voisin de la pointe MarIoux semble beaucoup moins affecteacute le cycle de reproduction
sy deacuteroule tout agrave fait normalement (IG plus eacuteleveacutes que sur le site de reacutefeacuterence) et leacutequilibre
panmictique y est geacuteneacuteralement mieux respecteacute Cependant les tests eacutecotoxicologiques y
deacutecegravelent quelques indices de perturbation les taux de feacutecondations y sont infeacuterieurs au teacutemoin
les embryons preacutesentent quelques blocages et les taux de mortaliteacute des larves sont
statistiquement plus eacuteleveacutes
Les reacutesultats concernant le site du Deliec nindiquent p as de diffeacuterences remarquables par
rapport au site de reacutefeacuterence La peacuteriode de ponte y survient avec un leacuteger deacutecalage sans doute
agrave mettre agrave lactif dune diffeacuterence dans les conditions de tempeacuterature etou de deacuteveloppement
de blooms phytop1anctoniques certains auteurs faisant concorder le deacuteclenchement de la ponte
avec labondance de nourriture disponible pour les larves (Himmelman 1978)
Le comportement des indices de reacutepleacutetion des populations de la rade de Brest savegravere tregraves
distinct de celui de la population de reacutefeacuterence ce qui peut traduire une strateacutegie adaptative
diffeacuterente ou une couverture des besoins eacutenergeacutetiques insuffisante chez les populations de la
rade Cette observation meacuterite notre attention puisque dans le cas de la station de MarIoux le
substrat est semblable agrave celui du site teacutemoin et ne peut expliquer le maintien de lindice de
reacutepleacutetion agrave des niveaux eacuteleveacutes pendant la peacuteriode de reproduction
On peut deacuteduire de ces constatations une distinction entre les populations du fond de la
rade et la station du Deliee situeacutee dans le goulet qui semble a priori exempte de deacutegradation
9Hardy-Weinberg (loi de) loi dheacutereacutediteacute ougrave la preacutesence des gegravenes demeure constante de geacuteneacuteration en geacuteneacuteration en labsence de seacutelection de mutation daccouplements dirigeacutes ou daccidents deacutechantillonnage
26
Les deux populations du bassin Nord subissent agrave leacutevidence linfluence de facteurs
environnementaux qui perturbent leur deacuteveloppement Ces pheacutenomegravenes sont provoqueacutes par
diverses causes dorigine naturelle tout dabord auxquelles viennent sajouter les facteurs
anthropiques
Une certaine hieacuterarchisation dans leacutetat de deacutegradation des sites est agrave prendre en compte En
effet des deux zones perturbeacutees la pointe de lArmorique est celle ougrave les effets se font le plus
durement ressentir
Ces deux stations diffegraverent de par le substrat le reacutegime hydrodynamique et lintensiteacute de
linfluence estuarienne La nature du substrat agrave MarIoux est la mecircme que sur le site de
reacutefeacuterence des Gleacutenan il sagit de fonds meubles composeacutes de maeumlrl vivant recouvert
deacutepiphytes synonymes de ressources trophiques abondantes et disponibles toute lanneacutee ce qui
explique les indices gonadiques eacuteleveacutes observeacutes pour ces deux sites A MarIoux
lhydrodynamisme est calme favorable au deacuteveloppement dune veacutegeacutetation dense dalgues
macrophytes saisonniegraveres (Hily et al 1992) Cette couverture veacutegeacutetale est renforceacutee par
lenrichissement du milieu en sels nutritifs provenant du bassin versant de lElom agrave vocation
agricole (N03-=500 agrave lOOOkgj P043-=30 agrave 700kgj) Les concentrations dans cette zones
sont eacuteleveacutees et varient au cours de lanneacutee elles sont maximales lhiver (N03-=28-51 mgl
P043-=O67-137mgl NH4+=41-37mgl) La preacutesence de ces algues contribue agrave augmenter
et agrave diversifier les ressources trophiques disponibles elle favorise le deacuteveloppement dune faune
diversifieacutee de brouteurs
Sur le site de la pointe de lArmorique par contre le substrat est rocheux et les courants
forts Le couvert veacutegeacutetal y est au contraire clairsemeacute et composeacute dalgues essentiellement
saisonniegraveres La population de lArmorique se trouve donc dans des conditions de ressources
trophiques moins facilement accessibles et plus limiteacutees comme latteste le deacuteveloppement plus
important de lorgane masticateur (par effet compensateur) signaleacute lors dune eacutetude compareacutee
de ces deux populations (Lumingas amp Guillou SOIIS presse) Lanalyse des indices
physiologiques doit se faire en consideacuterant que le degreacute de prospeacuteriteacute dune population reacutesulte
dun compromis entre la nature et labondance des ressources trophiques dune part et dautre
part de leacutenergie que lanimal doit deacutepenser pour collecter digeacuterer et assimiler cette nourriture
27
(Reacutegis 1979) Les deux populations eacutetant au deacutepart placeacutees dans des conditions ineacutegales
lapparition de facteurs exteacuterieurs ne pourrait quamplifier cette diffeacuterence au deacutetriment de la
plus deacutefavoriseacutee
Lexamen comparatif des courbes deacutevolution de tempeacuterature entre le Dellec et la pointe de
lArmorique (stations fixes de mesures hydrologiques) montre un eacutecart de 05 agrave 1degC en faveur
de la partie la plus reculeacutee de la rade (cf Annexe V) En tenant compte de la profondeur on
peut en deacuteduire pour le site de Marloux ougrave la profondeur est faible un eacutecart de tempeacuterature
denviron + l5degC par rapport au Dellec Cette particulariteacute pourrait expliquer la preacutecociteacute de la
maturiteacute remarqueacutee chez la population de Marloux Plusieurs interpreacutetations peuvent expliquer
la chute de lindice gonadique observeacutee en mars interruption dans le deacuteveloppement des
gonades provoqueacutee par les preacutecipitations hivernales (Cochran amp Engelmann 1975 Starr et al
1993) une mobilisation des reacutesenles dues aux conditions climatiques (Guillou amp MicheL
1993) ou au contraire une gameacutetogeacutenegravese preacutecoce comme le laisse supposer la forte valeur de
lindice gonadique en janvier
Les tests de feacutecondation eacutetant reacutealiseacutes dans une eau de reacutefeacuterence les causes de perturbation
du deacuteveloppement larvaire sont intrinsegraveques aux gamegravetes il peut sagir soit de la qualiteacute du
vitellus soit dalteacuterations geacuteneacutetiques soit de laccumulation dans les gonades dun agent
contaminant preacutesent dans le mileu Gamegravetes et embryons doursins sont sensibles agrave un large
eacuteventail de facteurs physiques (tempeacuterature pH saliniteacute etc ) et chimiques (meacutetaux
pesticides PCBs hydrocarbures etc ) ils conviennent eacutegalement pour tester les effluents en
meacutelange (Kobayashi 1971 Dinnel et al 1981 Pagano et al 1987 Lassus et al 1991) ce qui
rend plus difficile la recherche des agents responsables des anomalies observeacutees
On peut tout de mecircme mentionner les fortes teneurs en meacutetaux lourds preacutesents dans toute la
partie Est de la rade (mine de plomb argentifegravere situeacutee agrave Huelgoat) Des mesures reacutecentes de
meacutetaux dans les seacutediments agrave proximiteacute de la pointe de lArmorique font eacutetat des concentrations
suivantes Cu=253 ppm Pb=230 ppm Zn=160 ppm (Troadec corn pers) Les oursins en
tant quorganismes infeacuteodeacutes au seacutediment et participant agrave leur bioturbation sont directement
exposeacutes agrave ce type de contamination Plusieurs eacutetudes in situ font eacutetat de laccumulation de
28
meacutetaux par les oursms notamment dans les gonades et lintestin (Augier et al 1987b
Albanedo et al 1990)
Les tests de toxiciteacute des meacutetaux lourds sur les larves de diffeacuterentes espegraveces doursins ont fait
lobjet de nombreux travaux et les effets de ces polluants sur la feacutecondation et le
deacuteveloppement des larves sont assez bien connus (Kobayashi 1984 Dinnel et al 1989) A
faibles doses les ions meacutetalliques peuvent exercer une action positive caracteacuterisant le
pheacutenomegravene d hormegravese observeacute par Stebbing (1981) sur des colonies dhydrozoaires Une
action semblable est rapporteacutee par Young au niveau du pouvoir fertilisant des spermatozoiumldes
doursins pour des concentrations en divers ions meacutetalliques allant de 10-5 agrave 10-6M (Young amp
Nelson 1974) Cependant il sagit de pheacutenomegravenes marginaux et la tendance geacuteneacuterale de ces
eacuteleacutements se manifeste bien eacutevidemment par un effet toxique Le cuivre le zinc le cadmium
provoquent agrave des seuils diffeacuterents des dommages sur les gamegravetes et leur descendance en
alteacuterant soit la croissance des larves soit la diffeacuterenciation squelettique des pluteus (Bougis
1961 1965 Khristoforova et al 1984 Pagano et al 1982 Hesllnga 1976) Les diffeacuterents
stades larvaires preacutesentent des sensibiliteacutes diffeacuterentes les travaux de Kobayashl (1980)
montrent une plus forte sensibiliteacute des spermatozoiumldes et des larves au stade gastmla ce qui
coincide avec les blocages embryonnaires observeacutes agrave ce stade sur le site de lAlmorique La
preacutesence de meacutetaux dans les gonades pourraient donc logiquement expliquer les reacutesultats
obtenus De plus de fortes preacutesomptions pegravesent sur les rejets de mateacuteriel provenant du service
pyrotechnique de la Marine Nationale sur la pointe de lArmorique
Les reacutesultats dune toute reacutecente analyse effectueacutee par le Laboratoire Municipal de Brest
(aoucirct 94) sur des gonades doursins provenant des trois stations de la rade confirme cette
hypothegravese (cf Annexe VI) Le site de lArmorique se distingue par des teneurs nettement plus
eacuteleveacutees en fer zinc plomb et en cadmium (Fe=263 ppm Zn=356 ppm Pb=075 ppm Cd=076
ppm cest agrave dire selon les meacutetaux entre 2 agrave 5 fois plus que dans les autres stations) Dans
lensemble une certaine contamination meacutetallique peut ecirctre remarqueacutee dont lorigine se situe
dans le trafflc maritime les rejets domestiques et portuaires et les peintures anti-foullng Les
fortes concentrations en zinc proviennent des toitures de lagglomeacuteration brestoise Les
nombreux eacutelevages porcins de la reacutegion peuvent aussi contribuer agrave la pollution en cuivre par
29
lalimentation fournie aux arumaux Cependant la forte contamination locale du site de
lArmorique en fer zinc plomb et cadmium ne peut avoir quune origine ponctuelle qui
confirme les soupccedilons pesant sur les activiteacutes militaires dans ce secteur Compareacutes aux chiffres
trouveacutes dans la litteacuterature les reacutesultats sont coheacuterents Augier et al(1987b) lors dune eacutetude
sur Paracentrotus ividus en baie de Port-Cros avance des concentrations dans les gonades
comparables (Cd=O52 agrave 231 ppm Cu=167 agrave 542 ppm Pb=O33 agrave 117 ppm) mais des
teneurs en mercure sensiblement plus faibles (Hg=003 agrave 004 ppm) Chez une autre espegravece
(Echinometra mathaei) les travaux dAlbanedo et al(1990) indiquent dans une station tregraves
pollueacutee du port de la Havane des concentrations eacuteleveacutees en meacutetaux Fe=l08 ppm Cu=473
ppm Zn=267 ppm chiffres qui sauf pour le cuivre restent infeacuterieurs aux mesures obselveacutees agrave
la pointe de lArmorique Ces auteurs montrent une accumulation des meacutetaux lourds
relativement importante dans les diffeacuterents organes des oursins notamment au niveau du tube
digestif (cas du plomb et du cuivre) il serait inteacuteressant de connaicirctre eacutegalement les doses dans
les autres parties de lorganisme Cette accumulation preacutesentant des fluctuations saisonniegraveres
lieacutees au meacutetabolisme de lanimal un suivi plus reacutegulier des concentrations en meacutetaux devrait
ecirctre envisageacute
Cependant les meacutetaux peuvent ne pas ecirctre les seuls agents agrave mettre en cause Les pesticides
et les hydrocarbures sont eacutegalement susceptibles de pouvoir provoquer des anomalies (cf
Annexe VU) Les PCBs employeacutes dans de nombreux secteurs industriels bien que quelquefois
signaleacutes dans les seacutediments de la zone portuaire agrave des taux importants (PCBs=183
ppbMarchand 1985) semblent agrave eacutecarter En effet Trieff et al (1 988) bien quil mette en
eacutevidence un effet spermiotoxique signale labsence daccumulation de ce type de produits dans
les organismes ce qui preacutesente comme impossible toute influence des PCBs dans les conditions
ougrave les expeacuteriences ont eacuteteacute meneacutees
La preacutesence dans le bassin Nord de rejets de deux stations deacutepuration situeacutees en amont de
la Penfeld exerce aussi une influence sur la qualiteacute bacteacuteriologique des eaux de ce secteur
Leurs apports sont estimeacutes agrave 1014CFIh Dautre part le ruisseau du Relecq Kerhuon situeacute pregraves
de lestuaire de lElom amegravene quant agrave lui jusquagrave 1012CFIh en hiver (source DDE rapport
Saunier eau et environnement) Ces chiffres peuvent apporter une explication aux mortaliteacute
30
des lalVes obselVeacutees pour le site de Marloux des bacteacuteries pathogegravenes preacutesentes dans les
gonades peuvent secirctre deacuteveloppeacutees pendant la peacuteriode dincubation
Les reacutesultats de lanalyse geacuteneacutetique trahissent un deacuteficit en heacuteteacuterozygotes important sur le
site de la pointe de lAnnorique Ce deacuteficit freacutequemment rencontreacute chez les mollusques
bivalves (Buroker 1983~ Singh amp Green 1984) et dautres inverteacutebreacutes marins (Murphy et al
1975 Day amp Bayne 1988) peut avoir plusieurs significations il sagit soit de la preacutesence
dallegraveles silencieux (1) soit dun pheacutenomegravene dinbreeding (2) soit dM effet Wahlund (3) ou
encore du reacutesultat de la pression de seacutelection exerceacutee par les facteurs eacutenonceacutes plus haut (4)
(1) Lhypothegravese de la preacutesence dallegraveles nuls lo est peu probable eacutetant donneacute le nombre de
loci preacutesentant un excegraves dhomozygotes
(2) Le pheacutenomegravene dautofeacutecondation nest pas agrave eacutecarter car des cas dhermaphrodisme
certes peu freacutequents ont deacutejagrave eacuteteacute rapporteacutes sur ce mecircme site (Neefs 1952) Leacuteventualiteacute que
les gegravenes impliqueacutes ne soient pas porteacutes par des chromosomes autosomaux na pas eacuteteacute veacuterifieacutee
(3) Les conditions dhydrodynamisme sexerccedilant sur cette zone peuvent ecirctre invoqueacutees pour
venir conforter la thegravese dun effet Wahlund (conseacutequence dun eacutechantillonnage effectueacute sur
deux sous-eacutechantillons dun mecircme site se comportant comme des populations Mendelliennes
seacutepareacutees)
(4) Une seacutelection exerceacutee par les conditions du milieu reste le)plication la plus probable
Cette influence des facteurs environnementaux comme la preacutesence de meacutetaux mentionneacutee
preacuteceacutedemment sexerce pendant la vie lalVaire peacutelagique mais surtout durant la phase critique
de la meacutetamorphose et les eacutetapes qui suivent le recrutement La meacutetamorphose chez les oursins
sulVient apregraves une peacuteriode variable de vie lalVaire pouvant durer selon les espegraveces et les
conditions entre 5 et 22 semaines (Strathmann 1987) ce qui expose les larves agrave de nombreux
aleacuteas Certains auteurs eacutevoquent limportance du recrutement comme facteur dheacuteteacuterogeacuteneacuteiteacute
geacuteneacutetique entre populations (Watts et al 1990) Or une eacutetude comparative des populations
des deux sites concerneacutes a montreacute une forte irreacutegulariteacute du recrutement dans la population de
Marloux par rapport agrave celle de la pointe de lAnnorique (Lumingas amp Guillou sous presse)
Ces auteurs imputent ce pheacutenomegravene au spectaculaire deacuteveloppement dalgues qui apparaicirct
IOallegravele nul (ou silencieux) est dit dun allegravele qui ne sexprime pas sur le gel
31
chaque anneacutee sur ce site agrave la faveur des apports fluviaux en eacuteleacutements nutritifs Dune part il
inhiberait laction attractive du maeumlrl dautre part la deacutecomposition de ces veacutegeacutetaux agrave
lautomne provoquerait la mortaliteacute des recrues en reacuteduisant la couche superficielle du seacutediment
et entraicircnerait le deacuteveloppement dun film bacteacuterien empecircchant 1a fixation des post~larves Le
site de la pointe de lArmorique semble au contraire avoir des recrutements reacuteguliers
Les groupes de recrues connaissent donc des destins diffeacuterents sur les deux sites ce qui
pourrait expliquer les diffeacuterences dheacuteteacuterozygotie observeacutees
Pour confirmer cette hypothegravese il conviendrait de comparer des eacutechantillons plus grands
dindividus de mecircme agravege correspondant agrave une peacuteriode ougrave le recrutement a eacuteteacute bon sur les deux
sites voire mecircme de comparer directement les geacutenotypes des jeunes individus recruteacutes dans les
deux sites Dautre part la comparaison du site de la pointe de lArmorique avec celui du
Dellec pourrait fournir des indications importantes pour confirmer lhypothegravese de lexistence
dune pression de seacutelection
V 1CONCLUSION
Leacutetude des phases de reproduction et deacuteveloppement larvaire des populations doursins de
la Rade de Brest met en eacutevidence des troubles fonctionnels chez les populations du bassin
Nord proches de la zone portuaire en particulier sur le site de la pointe de lArmorique qui
contraste avec les bons reacutesultats obtenus pour le site du Dellec sous influence oceacuteanique La
convergence des donneacutees de geacuteneacutetique avec les reacutesultats observeacutes confirme la validiteacute de la
meacutethode utiliseacutee et renforce la fiabiliteacute de Sgranularis comme bioindicateur
Les causes de ces deacuteregraveglements sont sans doute multiples aussi ce travail meacuterite-t-il un suivi
agrave plus long terme Leacuterude des diffeacuterents paramegravetres influenccedilant les conditions de vie des
oursins de la pointe de lArmorique (tempeacuterarure saliniteacute seacutedimentologie biomasse matiegravere
organique ) ainsi que des essais de transplantations in situ dindividus sains devraient
permettre de mieux preacuteciser les facteurs responsables de ces perturbations
Quant aux premiers reacutesultats danalyses des teneurs en meacutetaux lourds du Laboratoire
Municipal ils devraient ecirctre eacutetendus agrave dautres parties du corps (test intestin) et effectueacutes sur
un cycle annuel y compris sur le site des Gleacutenan
32
VI 1BffiLIOGRAPHIE
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38
ANNEXEI
SCHEIHA DU PROTOCOLE EXPERThlENTAL DES TESTS DE FECONDATION IN VITRO
oursin9 gonades
~ eau ae mer 1iltreacutee (045I-lm)
soies (200l-lm)
Dfiltration
eau de mer filtreacutee (045I-lm)
deacutecantation ovocytes
oursin ltJ ---+ gonades -
filtration soies (60~m) ~
D~
middot middot middot middot
30 ml bd
lavages et dilutions
1 1 1 1 1 1
bull bull bull bull bullbull ~
~~~ ~
env 1500 ovocytesml
m~ 1
env 50 ovocytesml
39
AtlNEXE II
ELECTROPHORESE
Installation des eacutechantillons
a coupe pratiqueacutee dans le gel b eacutechantillons
Montage du circuit
a tampon deacutelectrodes b eacuteponges c eacutelectrodes relieacutees au geacuteneacuterateur d ligne dinsertion des eacutechantillons
40
ANNEXEIll
PREPARATION DES SOLUfIONS DELECTROPHORESE
Tampon Tris Citrate pH 8 (TC 8)
- Electrodes Tris (062M) 756 g
Ac citrique (014M) 300 g eau distilleacutee qsp 1 l
- Gel 30 ml de tampon eacutelectrodes dans 900 ml deau distilleacutee
ajuster agrave pH 8 avec du Tris (lM) ou de lacide citrique (lM)
Tampon discontinu Tris Citrate pH 67 (TC 67)
- Electrodes pH 63 Tris (022M) 270 g
Ac citrique (008M) 180 g eau distilleacutee q sp 1 1
ajuster agrave pH 63 avec du Tris (lM) ou de lacide citrique (lM) - Gel pH 67
Tris (0008M) 097 g Ac citrique H20 (0003M) 063 g
eau distilleacutee qsp 1 1 ajuster agrave pH 67 avec du Tris (lM) ou de lacide citrique (lM)
Reacutesolution obtenue par systegraveme enzymatique
Muscle Tube Digestif Gonades Nbre Locus TCPH8 TC pH TC pH 8 1 TC pH li TC pH 8 1 TC pH dallegraveles
67 67 1 67
AAT-1 +
AAT-2 + 2
GPD-l IDH-1 + + + +
LAP-1
l1DH-1 ++ )
l1DH-2 +++ ++ 2 ME-l + 2 ME-2 + ++ 3
PGD-1 ++ + 6 PGI-1 +_
- ++ ++ 4
PGM-1 + + 3 PGM-2 +++ ++ 4
bull Faible ++ Bonne + Moyenne +++ Tregraves bonne
41
ANNEXE IV
SOLUTIONS DE COLORATIONS
AAT (Aspartate-aminotransfeacuterase)
Tris A 80 ml AccxCeacutetoGlutarique 100 mg Ac Aspartique 200 mg Phosphate de pyridoxal 10 mg dissoudre veacuterifier que pH lt 74 (ajuster avec Tris LM) verser et incuber agrave 37degC pendant 15 min puis ajouter Fast Blue BB 100 mg
IDH (Isocitrate deacuteshydrogeacutenase)
Tris A 70 ml Isocitrate (0 lM) 8 ml MnCl2 (025M) 06 ml MgC12 (OSM) 05 ml ajouter avant coloration Isocitrate (poudre) 10 mg NADP 1 2 ml PMS 1 ml NET 1 ml lvITT 05 ml
MDH (Malate Deacuteshydrogeacutenase)
Tris A 10 ml MgCl2 (OSM) 02 ml Ac Malique (2M) 3 ml NAD 1 15 ml puis ajouter avant coloration PMS 03 ml NET 07 ml MTT 07 ml +Agar dans Tris A tiegravede 10 ml
6PGD (6Phosphogluconate Deacuteshydrogeacutenase)
TrisA 10 ml MgC12 (OSM) 15 ml 6Phosphogluconate 20 mg puis ajouter avant coloration NADP 1 01 ml PMS 01 ml NET 02 ml tvm 02 ml +Agar dans Tris A tiegravede 10 ml
GPI (Glucose-Phosphate Isomeacuterase)
Tris A 10 ml MgC12 (O5Ivi) 1 ml Fructose 6P 10 mg puis ajouter avant coloration NADP 1 05 ml PMS 05 ml NET 05 ml MTT 05 ml G6PDH 6~Ll ou 17u +Agar dans Tris A tiegravede 10 ml
LAP (Leucine-aminopeptidase)
Tris-Malate 90 ml preacutechauffeacute agrave 30degC MnCl2 (01r1) 1 ml MgCl2 (05lvf) 1 ml Lleucilj3Naphthylamine 15 agrave 20 mg incubation 30 min agrave 37degC ajouter avant coloration Fast Gamet GBC 60 mg dilueacute dans quelques gouttes de Tris-Malate (manipuler ce produit avec des gants)
ME (Malice-Enzyme)
Tris A 10 ml MgCl2 (O5~1) 15 ml AcMalique (2tv1) 1 ml puis ajouter avant coloration NADP 1 01 ml PMS 03 ml NET 07 ml MTT 07 ml +Agar dans Tris A tiegravede 10 ml
PGM (phosphoglucoMutase)
Tris A 10 ml MgCl2 (05)11) 1 ml Glucose IP (+15 diP) 100 mg puis ajouter avant coloration NADP 1 05 ml PMS 05 ml NET 05 ml lvITT 05 ml G6PDH 6~1l ou 17u +Agar dans Tris A tiegravede 10 ml
42
9
----- - - - _----- - -
W~--shy
ANNEXEV
Tempeacutelllture il linterface eaumiddotseacutediment au site du Dlilec
17 T middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot-middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot-middot_middotmiddotmiddotmiddot-middot-middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot-middot--middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot-middotmiddot--- - -- ----_--- -- - shy
16 +--- ---------- --__--shy
15 --- -- ---- - --- middot - middot-middotmiddot-middotmiddotmiddot-middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot_-middot-middot -middotmiddotmiddotmiddot-middot-middot-middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot-middotmiddot middotTt~hl~ - ------ Ecirc 14 - - -- --------- ---middot---middot-middotmiddot-middot-middot-trrfo-r~~wbWljl~I~~~--------------t-------------iiiiJiI~i~L--_-----------------------8 12 YrljVWfAI--shy --shy - shy _-----------------------------
middotmiddot-middotmiddot~IImiddot middotmiddot-middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot-middotmiddotmiddotmiddot-middot --middotmiddot--shy - ------------_- ----------11 t-middot
10 ~~--shy --- ----_-- - -- - - ------------_-
~ ~ ~ ~ 3 5 = 3 -~ shy
~ ~ = ~ ~ ~ 7 ~ 7 7 ~ ~ lt lt jf ~ r- ~ C t- C ~ oA C 0 0 0 0 ~ shy0 0 N
~
Tempeacutelllture il linterfue eau-seacutediment il la pointe de lAnnorique
11 ~ li ~ ~ ~ ~ ~ of j ~ ~ i ~ f N M ~ M ecirc ~ M
(donneacutees LR-i CvRS D1513 Faculteacute des Sciences Brest)
43
ANNEXEVI
TENEURS EN QUELQUES METAUX LOURS DANS LES GONADES DOURSINS DE LA RADE DE BREST
1Armorique (n=7) lIurloux (n=8) Deliee (n=8) 1
Fer (Fe) mgfKg 2869plusmn141O 531plusmn438 410plusmn250 1
lt 02Plomb (Pb) mgfKg O75plusmnO24 026plusmnO18
Cuivre (Cu) mgfKg O76plusmnO33 030plusmnO Il 045plusmnO42
Cadmium (Cd) mgIKg 396plusmnO55464plusmn125 463+12
Zinc (Zn) mgfKg 3563plusmn2828 1811=1241 1528plusmn1506 i
1
Mercure (Hg) mgfKg 026plusmnO12 018plusmnO08 020plusmnO13 1
(donneacutees Laboratoire lvllmicipal de Brest 16 rue Alexandre Ribot - J928iuml BREST Cedex Ofi0894)
ANNEXE VII
Agents toxiques essayeacutes pour leur toxiciteacute sur le deacuteveloppement la reproduction
et pour leur toxiciteacute geacuteneacutetique sur les embryons et le sperme doursins
(dapregraves PAGAl~O et al 1987)
Classe d aogents___+-____Agent=-s____~r__---Reacute~feacuterences___--1
1 Agents Physiques Rayons X RUST AD 1959 Rayons r GIORDANO et al 1983 Lumiegravere visible PAUL et al 1970
SPECK et al 1980
II Agents chimiques A Inorganiques Arsenic PAGANO et al 1982a
Beacuteryllium GIORDAlIO et al 1983 Cadmium PAGANO et al 1982b Chrome PAGA1-iO et al 1983a Cuivre HESLINGA 1976
PAGANO et al 1986 Mercure KOBA YASHI 1980 Nickel GIORDANO et al 1982 Changements de pH PAGANO et al 1985a 1985b
CIPPOLARO et al 1986 DUBE et al 1985
Zinc GIORDANO et al 1983 PAGANO et al 1986
B 1 Organiques 1 - Polluants industriels Peacutetrole dispersants du peacutetrole HAGSTROM et LONNING 1976
Pesticides organochloreacutes FALK-PETERSEN1979 BRESCH-ARENDT 1977
Styregravene et deacuteriveacutes PAGANO et al 1978 Dipheacuteny1 dipheacutenyl ether PAGANO et al 1983b PCBs ADAMS 1983
PAGANO et al 1985c
2 - Canceacuterigegravenes Acridines BRACHET 1968 Benzo(a)pyregravenes DE ANGELIS et GIORDANO
1974 HOSE et al 1983
712 dimeacutethy1benz( a)anthracegravene DE ANGELIS et GIORDkIO 1974
TPA (phorbol ester) BRESCH--RENDT 1978 Urethane NAKASHIMA et ISHIKAWA
1978 3 - Composeacutes pharmaceutiques Agents antineacuteop1astiques REN1llLARD et al 1975
WANG et al 1977 Thalidomide HAGSTROM et LONNING 1973 Acide nalidixique CZ1TN etaI 1981 Povidone iodine ROZENKRANZ et al 1980
III Meacutelanges KOBAYASHl 1971 1984 KINAE et al 1981 OSHIDA et al 1981 DINNEL et al 1981
LES MEacuteTAUX LOURDS DES PRODUITS MAnlNS AUX CONSOMMATEURS
(Les v(Jlours m6us uang ce
Ooso quotishydienne
Il eacutecossai ro fi lhomme
(ell IlIl)
Dose toxique
pOUf lIl(Hl li)] Il
(1)
)OllS
adIJ1ilUuml
dan~ 1es al ililUlllS
(1l1Uk~raquo
EltlU ltIll Ilwr (111]1)
AlrJucs (lilgkJ )
Mollusques (IlIUkg)
Cfuslncocircs (11111111)
Poissons (muka)
Arsenic
001 ~O 02 mg
III 70 1119 1 SOllt mOrlols
0002-0001
014-1
7 -120
15 17 (rwvolln)
25-75 (oOndill)
LI ore
100 Illoi
I(i
04-20
1 (moulu)
025 15 (11111 l 1 IcircIl )
020
tilJlcilU sont les plus
CildmIcircUIll
30 mu so1l1 toxiquuumls
f()i~5()1l
1 Molluoque
rshy1
01
00006
01 i-3
Chromo
VI WO Ill) Cr ~()Ilt IIHHlelr
01
000005
002 -1
er1llllent rellcontreacutees dlIls les publications ctuel
Cuivre
2 mg
25 fi sont IllOrlel
Poisson li
Mollusqull 110
0003-001
17-124
GO-900 (Iluitru)
20-90 (convoi)
l5-G (1 lion)
Mercure
Poisson jusqul 07
0000 03
----_
O02G-O2
004
01 middot10
Plomb
moi
0000 03
05 9
28-6 (huicirctre)
~- ----shy01-23
(tHlllllnrl)
O3-G
Seacuteleacutenium
3
000009
02-01
Zinc
6- 10 mg
35
0001-001
il2-Hi)
100-1 GOO (lIl1illO)
122-18 1 (1Il1IrlllI)
02middot1 200 (llilrell~1 )
---------- ----shy
fi (JIIIIUIIIaS
Les doses admissibles dilfl~ les aliments sonl exprillleacutees en millilrammes par kilogramme daliment
Les concclltrations daJis les produits rnHIcirclls sont (ouloS oxprilllUcircfS CIl lllilliJtallHllCS pM kilonriltlHlw do Illnliegravero segravecho
Chnque (ois qlll cela a ugravet possillln on il if)diqur~ entre p1fef)lhegravesos dnns qllJllc csplco nvait ocirctri trouveacutee ln plus (orte dosn
(1) [n CilS diumlnDntioll Cil IIlle scule (ois (SOllfce Rapport du Groupe Irleflilinisteacuterid des prohl~llIes de Pollution de la Mer 1(73)
EXTRAITS DE lA CIRCUlAIRE DU 13 MAl 1991
Circulaire du Ministegravere de lEnvironnement creacuteant les contrats de baie
Les eaux inorales franccedilaises doivent se situer en permanence agrave un niveau de qualiteacute suffisant pour ne pas mettre en peacuteril les eacutecosystegravemes cocirctiers qui constituent un eacuteleacutement majeur du patrimoine eacutecologique national ()
Lapproche retenue rient compte de la diversiteacute et de la complexiteacute des situations rencontreacutees ie long des cocirctes franccedilaises Certains SeCIeurs son principalement affecteacutes par des pollutions chimiques (meacutetaux etou composeacutes organiques ( )
De plus les pheacutenoTregravenes regroupeacutes sous une mecircme appeiation (egraveystrophies marines par exemple) reacutesJltent r jait de meacutecanismes diffeacuterents dont les c1uses et les facteurs de maitrise dofent ecirctre deacutetermineacutes dans chaque cas particJpr afin decirctre certain de mettre en oeuvre au plus juste coucirct des remegravedes efficaces ( j
n apparaft au corraire que pour chaque secteur C littorc oi une action est neacutecessaire a soluor adeacutequate ne peut ecirctre trouveacutee cu au niveat loca~ en associant tous les resporsables co-erneacutes Un outil nouveau est proposeacute le Contrat de Baie dont linitiative peut br= prise par lEtat mais aussi par dautrs acteurs (collectiviteacutes locales cssociatiors rotamment) ()
Chaque Cartrat de 3aie doit correspondre agrave une uniteacute middot-orale rmogegravene ()
Puisque la lutte ccr-se la pollution des eaux littorales ne peut ecircrr= efficace que par la prise
en compte des apports de Jensemble du bassin versant le Contrat de Baie doit ecirctre eacutelaboreacute agrave ce niveau
Pour eacuteviter ces eacutecueils tout Contrat de Baie devra reposer sur une connaissance aussi preacutecise que possible
bull de lensemble des sources de poiJution affectant le secteur rejets coners (ponctuels ou diffus) apports par les cours deau immersions de deacuteblais de dragage etc
bull des meacutecanismes de transfert des pollutions au milieu marin
bull des caracteacuteristiques du milieu reacutecepteur (morphologie courants caracteacuteris-tiques hvdrochimiques et biologiques)
bull des USIlges agrave proteacuteger et des zones sensibles du point de vue eacutecologique
Puisque lameacutelioration de la qualiteacute des eaux dun secteur du littoral implique de deacutefinir un programme concernant lensemble du bassin versant la maicirctrise douvrage de leacutetude ne pourra en geacuteneacuteral ecirctre confieacutee qu acirc une collectiviteacute locale de niveau supra shycommunal ()
L finaii du Contrat de Baie est dinciter les divers panenaires concerneacutes en particuer es coliegrave-ivieacutes locales agrave deacutepasser le cadre des scheacutemas classiques dassainissement dans tcs les cas c des dispositions speacutecifiques doivent ecirctre prises pour restaurer la qualiteacute des eaux (
RESUME
Dans le cadre du programme deacutetudes pluridisciplinaire du contrat de baie mis en œuvre par la
Communauteacute Urbaine de Brest un travail dobservation inteacutegrant certains paramegravetres
biologiques (Indices Gonadique et de Reacutepleacutetion) eacutecotoXIcirccologiques (feacutecondation et
deacuteveloppemnt larvaire) et geacuteneacutetiques a eacuteteacute meneacute au laboratoire deacutecologie benthique de
lUniversiteacute des Sciences de Brest et au laboratoire deacutecotoXIcirccologie de lIFREMER-Brest sur
les oursins de lespegravece Sphaerechinus granularis de la rade en tant quindicateurs biologiques
de pollution Le site de larchipel des Gleacutenan (Finistegravere-Sud) a eacuteteacute choisi agrave titre de reacutefeacuterence TI
ressort de leacutetude que la station placeacutee dans le goulet en communication directe avec la mer
dIroise preacutesente des reacutesultats comparables aux Gleacutenan et ne semble pas atteinte par les effets
anthropiques contrairement aux stations proches de la zone portuaire La population doursins
de la pointe de lArmorique savegravere seacutevegravereacutement perturbeacutee tant dans son cycle biologique que
dans son deacuteveloppement larvaire et preacutesente une perte de variabiliteacute geacuteneacutetique par rapport agrave la
station voisine (pointe MarIoux) Parmi les causes possibles de tels pheacutenomegravenes lhypothegravese
dune contamination par les meacutetaux lourds a eacuteteacute conforteacutee par les reacutesultats danalyses effectueacutees
par le Laboratoire Municipal La responsabiliteacute des actnireacutes militaires pratiqueacutees sur ce site est
discuteacutee dans ce rapport
Remerciements
Je tiens agrave exprimer ma gratitude agrave toutes les personnes qui mont aideacute pendant ce travail en
commenccedilant par mes responsables de stage
Madame Monique GUILLOU pour sa disponibiliteacute malgreacute quelques ennuis de santeacute et
pour son aide dans les moments importants Madame Franccediloise QUlNIOU pour avoir
parfois sacrifieacute ses jours de repos pour venir massister Monsieur Dario MORAGA pour tout
ce quil ma appris de la geacuteneacutetique des populations
Je remercie tout speacutecialement Christian TARTU Robert ~1ARC et Seacutebastien DAO
pour leurs compeacutetences techniques et pour leur agreacuteable compagnie agrave chaque sortie en mer
Je voudrais dire merci eacutegalement agrave Laurent CHAUVEAU et Lucky LUMlNGAS en
thegravese actuellement qui ont bien voulu partager avec moi une partie des donneacutees quils ont
recueillies sur le terrain
Je ne voudrais pas oublier Franccediloise DENIS pour mavoir fait part de son expeacuterience dans
le domaine de leacutelectrophoregravese et dans lutilisation du logiciel BIOSYS l
Je remercie aussi Madame ~1arie-Reneacutee LE LIART pour son accueil agrave mon arriveacutee agrave la
faculteacute et pour raide quelle ma apporteacutee pour reacutesoudre mes problegravemes dordre mateacuteriel
Je remercie bien sucircr les responsables de ma formation Madame Nicole DHAINAUT et
Monsieur Daniel PETIT pour mavoir permis deffectuer ce stage dans le cadre du DESS
Gestion des Ressources Naturelles Renouvelables et Ameacutelioration de la qualiteacute de la vie
Enfin je tiens agrave exprimer ma profonde reconnaissance au responsable du laboratoire
deacutecologie benthique Monsieur Michel GLElLREC qui ma beaucoup soutenu et que je
remercie de sa confiance
2
SOMMAmE
CADRE DU STAGE p4
1 INTRODUCTION p6
II MATERIEL ET METHODE
1deg - Lespegravece p7
2deg - Le milieu p7
3deg - Echantillonnage p10
Indices physiologiques p 10
Feacutecondations in vitro p 10
4deg - Meacutethodes p 10
Indices physiologiques p10
Tests de feacutecondation pU
Geacuteneacutetique des population p12
5deg -Traitement des donneacutees p 15
IDRESULTATS
1deg - Indices physiologiques p 19
2deg - Feacutecondation et deacuteveloppement larvaire p 20
3deg - Geacuteneacutetique des populations p 24
IV DISCUSSION p26
V CONCLUSION p32
VI BIBLIOGRAPHIE p 33
3
CADRE DU STAGE
Ce stage sinscrit dans le programme Ameacutelioration de la qualiteacute des eaux sauvegarde et
restauration de leacutecosystegraveme marin en rade de Brest meneacute par la Communauteacute Urbaine de
Brest dans le cadre dun contrat de baie qui fait lobjet de conventions deacutetudes avec diffeacuterents
organismes de recherche (cf extraits de la circulaire ministeacuterielle du 1305191 preacutesenteacutee en
annexe) Loriginaliteacute du programme reacuteside dans sa pluridisciplinariteacute il integravegre aussi bien le
domaine continental que le domaine marin et associe disciplines scientifiques socioshy
eacuteconomiques et juridiques il vise dune maniegravere geacuteneacuterale agrave preacuteciser les meacutecanismes de
deacutegradation de leacutecosystegraveme de la rade en examinant parmi les processus connus en biologie
marine fondamentale lesquels sappliquent agrave cette zone particuliegravere et agrave mettre en place les
reacuteseaux dobservation et les outils de suivi de la qualiteacute du milieu gracircce auxquels il devrait ecirctre
possible de quantifier cette qualiteacute et preacutevoir ses conseacutequences sur les ressources halieutiques
Les reacutesultats du programme deacutetudes sont soumis au Comiteacute Scientifique du contrat de baie
et preacutesenteacutes ensuite agrave un Comiteacute dExpertise Scientifique International puis agrave un Comiteacute Pilote
pour deacutecision opeacuterationnelle
Le contrat rade de Brest doit aboutir agrave la mise au point de meacutethodes de lutte approprieacutees
contre les polluants et la fourniture aux deacutecideurs politiques et administratifs dun outil daide agrave
la deacutecision
Le stage sest deacuterouleacute dune part dans lUniteacute de Recherche Associeacutee au CNRS D 1513 agrave la
Faculteacute des Sciences de Brest~ et dautre part au laboratoire deacutecotoxicologie du centre
IFREMER de Brest dont les organisations sont preacutesenteacutees ci-apregraves Lobjectif de cette
coopeacuteration dans le programme deacutetude se situe dans la surveillance et lappreacuteciation de la
qualiteacute du milieu par lobservation dindicateurs biologiques de pollution Son but est deacutevaluer
la situation preacutesente de la rade et permettre un suivi de limpact des actions de deacutepollution
4
ORGANISATION DES STRUCTURES DACCUEIL
URA CNRS D1513
Uniteacute de recherche associeacutee au CNRS
Flux de matiegravere et reacuteponses du vivant
(Chef P TREGUER)
Biogeacuteochimie Physique Ecologie benthique
(P TREGUER) (M GLEMAREC)
resp stage M GUILLOU (eacutecologie des eacutechinodermes)
Biologie marine
(M LE PENNEC) resp stage D MORAGA
(geacuteneacutetique des populations)
Geacutenotoxiciteacute
des polluants
(F GALGANI)
IFREMER Direction de lEmironnement ~
et de lAmeacutenagement Littoral )
( Laboratoire dEcototicoJogie
(directeur F GALGAl)
~--------~
Etudes ponctuelles Transfert Tests qualiteacute deau de surveillance - action des pesticidessurveillance 1
1
(EHIS)biologiquei 1(F GALGAl-H) (T BURGEOT) - test tnverteacutebreacutes
(F Qulv70U resp stage)
(F TOLLARASTEL)
5
Il INTRODUCTION
Les oursins sont reconnus pour ecirctre tregraves sensibles aux modifications des conditions
environnementales Leur plasticiteacute face aux conditions du milieu et leur mode de vie en font de
bons indicateurs biologiques de pollution marine (Augier 1987a Kobayashi 1971) Dailleurs
depuis plus dune vingtaine danneacutees gamegravetes embryons et larves doursins constituent un
mateacuteriel de base dans les domaines de la pharmacologie toxicologie ou eacutecotoxicologie
(Hagstrom amp Lonning 1974 Bougis 1981 Dinnel et al 1987 Pagano amp Romafia 1991)
Leur sensibiliteacute aux conditions du milieu se manifeste par des perturbations du cycle de
reproduction des baisses de feacuteconditeacute ou des troubles du deacuteveloppement larvaire et les effets
observeacutes en zones perturbeacutees sur les populations doursins ont eacuteteacute souvent deacutecrits (Harmelin et
al 1981 Delmas amp Reacutegis 1984)
Dautre part les biologistes de lobservatoire marin de Roscoff (Nord-Finistegravere) utilisant
reacuteguliegraverement des oursins de lespegravece Sphaerechinus granularis (Lamarck) preacuteleveacutes en rade de
Brest sur le site de la pointe de lArmorique ont signaleacute depuis 1985 des anomalies du
deacuteveloppement cellulaire Suite agrave ces observations des travaux preacuteliminaires ont mis en
eacutevidence sur ce mecircme site des perturbations du deacuteveloppement de la population et un faible
taux de croissance des individus (Chevallier 1993)
Ces indications ont motiveacute le choix de Sphaerechimls granularis tregraves commun dans la rade
et dont la biologie est par ailleurs bien connue (Fenaux 1972 Semroud amp Senoussi 1989
Guillou amp Michel 1993) comme bioindicateur de la qualiteacute du milieu dans le cadre du
Programme deacutetudes pluridisciplinaire de la rade de Brest Leacutetude porte sur trois stations de la
rade distribueacutees le long dun gradient de pollution et une quatriegraveme dans larchipel des Gleacutenan
(Bretagne Sud) exempt de pollution anthropique et choisi comme site de reacutefeacuterence
Lobservation consiste agrave suivre leacutevolution dindices physiologiques (Indice Gonadique et
Indice de Reacutepleacutetion) reacuteveacutelateurs de la condition des inampidus et agrave effectuer des feacutecondations
in vitro en vue de mesurer le taux de reacuteussite de stade pluteus obtenu pour chaque site de
maniegravere agrave mettre en eacutevidence une eacuteventuelle deacutegradation de lenvironnement
Par ailleurs lestimation de linfluence des conditions emironnementales saccompagne dune
eacutetude de geacuteneacutetique inspireacutee des meacutethodes employeacutees sur dautres inverteacutebreacutes marins (faune
6
profonde et intertidale) pour mesurer les adaptations geacuteneacutetiques de ces animaux vis agrave vs des
contraintes eacutecologiques (Siebenaller 1978 Bristow amp Vadas 1991) Ce travail vise agrave eacutevaluer
la variabiliteacute geacuteneacutetique preacutesenteacutee par S granularis dans les populations des deux stations les
plus exposeacutees qu~ quoique voisines geacuteographiquement ont montreacute des diffeacuterences
morphologiques et deacutemographiques tregraves marqueacutees (Lumingas amp Guillou sous presse) Cette
partie a eacutegalement pour but de mesurer le degreacutes de diffeacuterenciation existant entre ces deux
populations pour apporter une explication geacuteneacutetique agrave ces observations
A terme ce travail tend agrave mieux connaicirctre les reacuteponses de lespegravece et agrave estimer leacutetat de
pollution de la rade sur les sites choisis en diagnostiquant si possible les agents responsables
des deacuteregraveglements observeacutes
il 1MATERIEL ET METHODES
1deg - Lespegravece
Sphaerechinus granularis (Echinodermata Echinoidea Toxopneustidae) est une espegravece
comestible de grande taille pouvant atteindre 14 cm commune dans lheacutemisphegravere Nord sur les
cocirctes de lAtlantique-Est depuis la Manche occidentale jusquau Golfe de Guineacutee (Koehler
1921) ainsi quen Meacutediterraneacutee (Tortonese 1965) Sa reacutepartition verticale seacutetend de la zone
intertidale jusquagrave 130 m (Cherbonnier 1958) sur divers substrats en fonction des classes dacircge
et des preacutefeacuterences alimentaires (Guillou amp Michel 199) En rade de Brest les plus f011es
populations se rencontrent essentiellement sur les fonds seacutedimentaires grossiers recouverts de
maeumlrl vivant (Lithothamnium corallinoiumldes Crouan)
2deg - Le milieu
La rade de Brest est une vaste eacutetendue deau de plus de 150 km2 qui communique avec la
mer dIroise par un goulet de 18 km de large et de 20 m de profondeur Elle reccediloit les apports
de deux riviegraveres principales au Nord-Est lElorn (6m3 s de deacutebit moyen) au Sud-Est lAulne
(24m3s de deacutebit moyen) Les bassins versants de la rade repreacutesentent pregraves de 2800 km2 qui
sont essentiellement consacreacutes agrave lagriculture
7
Il est possible pour simplifier de subdiviser la rade elle-mecircme en trois zones un bassin
Nord tout dabord agrave lembouchure de lElorn ougrave se concentrent les activiteacutes portuaires de
Brest ensuite un bassin Sud recevant les eaux de lAulne moins urbaniseacute et mieux proteacutegeacute de
linfluence portuaire mais plus exposeacute aux effluents agricoles enfin une zone de meacutelange
formant un tourbillon dans la partie centrale de la rade allant des alentours de la presquicircle de
Quelem jusque dans le goulet
Le choix des sites sest porteacute sur quatre zones propices au deacuteveloppement de S gramllaris
dont trois dans la rade la derniegravere dans les icircles Gleacutenan en fonction de leurs diffeacuterentes
caracteacuteristiques La situation geacuteographique de chaque station se trouve illustreacutee en figure 1
- (1) Pointe Marloux situeacutee dans le bassin Nord proche de la zone portuaire dans une
zone de calme relatif laquo1 noeud en vives eaux) Le fond est constitueacute de maeumlrl pur la
profondeur est faible (5 m) Une eacutetude de la dynamique des populations a reacuteveacuteleacute de fortes
irreacutegulariteacutes dans le recrutement (Lumingas et GuiIlou sous presse)
- (2) Pointe de lArmorique situeacutee agrave lembouchure de lAulne ougrave la preacutesence de lIle Ronde
concentre les courants de mareacutee dans un chenal eacutetroit qui amplifie leur vitesse Gusquagrave 3
noeuds) Linfluence estuarienne y est encore ressentie le seacutediment est heacuteteacuterogegravene composeacute de
sable coquillier grossier et de deacutebris de maeumlrl la profonegraveeur peut atteindre jusquagrave 20 m au
milieu du chenal
- (3) Anse du DelIee zone rocheuse situeacutee dans le goulet de Brest directement sous
influence oceacuteanique Lhydrodynamisme est assez fort (gt2 noeuds en vives eaux) favorable au
deacuteveloppement dune couverture algale importante La zone de preacutelegravevement se situe sur une
pointe rocheuse appeleacutee pointe du Diable agrave labri des effets de lagglomeacuteration voisine agrave une
profondeur maximale de 10 m
- (4) Archipel des Gleacutenan en Baie de Concarneau Bretagne-Sud agrave leacutecart de toute
pollution anthropique et ougrave la population doursins connaicirct un large essor (Guillou et Michel
1993) et fait lobjet dune pecirccherie artisanale Cette derniegravere station sera consideacutereacutee comme site
de reacutefeacuterence
8
Fig 1 Preacutesentation de la rade de Brest
o
BREST
Rade de Brest
5km
Ile Q Ronde
Presqujle de Plougastel
Chenal de lAulne
r-f1
~r ltgt r Brest
~ ~RETAGNE
0- ~~ t-~
(Glenan) ~
9
3deg - Echantillonnage
Indices physiologiques
La reacutecolte seffectue par dragage ou en plongeacutee selon raccessibiliteacute agrave la cocircte par bateau
La drague utiliseacutee est large dun megravetre eacutequipeacutee dun filet de 2 cm de maille La dureacutee des traits
de drague est denviron 5 minutes Le mateacuteriel est ensuite fixeacute dans lalcool agrave 70 0 Le calcul
des indices neacutecessite un eacutechantillonnage mensuel commenceacute sur certaines zones depuis
deacutecembre 1993 puis prolongeacute dans cette eacutetude jusquau mois de juillet 1994 Pour chaque
mois un eacutechantillon de 30 individus dune classe de taille standard de 80middot90 mm est preacuteleacuteveacute
Feacutecondations
La reacutecolte des oursins seffectue en employant les mecircmes techniques que preacuteceacutedemment
Toutefois les animaux sont maintenus vivants et agrave labri des eacutecarts de tempeacuterature en les
conservant agrave bord dans un circuit deau de mer et en eacutevitant le deacuteclenchement dune ponte
Chaque eacutechantillon comporte une quarantaine dindividus de taille variable de faccedilon agrave pouvoir
disposer dun choix satisfaisant danimaux matures et dun sex-ratio eacutequilibreacute Deux
preacutelegravevements par site sont reacutealiseacutes entre mai et juin durant la peacuteriode de reproduction
4deg - Meacutethodes
Calcul des indices physiologiques
Le cycle de reproduction est eacutetudieacute par lintermeacutediaire de lindice gonadique (1 G) qui
est le rapport entre leacutetat des gonades et le poids corporel Leacutevolution dans le temps de ce
paramegravetre permet de mesurer leffort de reproduction et de situer la peacuteriode de la ponte La
relation employeacutee est la suivante
LG==Poids secs gonades x 106 Dtest3
Lindice utiliseacute fait intervenir le poids sec de gonades et le diamegravetre du test (Dt est) en
raison dune part de la bonne correacutelation entre taille et poids du test dautre part des fortes
variations engendreacutees par lutilisation de volumes ou de poids humides (Gonor 1972)
Lindice de Reacutepleacutetion du tube digestif (IR) correspond au rapport du poids de lintestin et de
son contenu sur le poids du corps Ce paramegravetre reflegravete lintensiteacute de leffort de collecte de
nourriture
10
La relation est donneacutee par Neacutedeacutelec (1983)
IR = Poids sec intestin x 106 1Dtest3
Les variations de ce paramegravetre permettent de suivre leacutetat des besoins trophiques des
individus et complegravetent les renseignements apporteacutes par lindice gonadique Les oursins sont
mesureacutes au mm pregraves ouverts sur la face orale agrave raide dun marteau puis disseacutequeacutes Les
gonades et les intestins sont preacuteleveacutees et seacutecheacutes agrave leacutetuve agrave 60degC pendant 48 agrave 72 h selon leacutetat
de maturiteacute En peacuteriode de maturation des gonades des eacutemissions accidentelles de produits
sexuels sont quelquefois provoqueacutees par la fixation dans lalcoo~ ces produits doivent ecirctre pris
en compte dans les mesures dindices gonadiques Pour obtenir des reacutesultats comparables sur
tous les sites les indices sont calculeacutes sur des eacutechantillons moyens appartenant agrave la mecircme
classe de taille (80~90 mm)
Tests defeacutecondations
Les animaux reacutecolteacutes sont maintenus vivants en aquarium dans un circuit deau de mer en
salle thermostateacutee (15degC) Les eXPeacuteriences doivent ecirctre effectueacutees dans les 24 h en raison du
stress occasionneacute par le ramassage Les bioessais sont reacutealiseacutes en eau de reacutefeacuterence provenant
de leacutecloserie IFREMER dArgenton reconnue de bonne qualiteacute filtreacutee sur cartouches
Sartorius de OA5 lm de porositeacute Pour chaque manipulation dix individus macircles et di
femelles sont seacuteleacutectionneacutes de maniegravere agrave reacutealiser deux seacuteries de tests en parallegravele chaque macircle
eacutetant testeacute par le meacutelange des dix femelles et chaque femelle par lensemble des di macircles soit
vingt essais par station reacutepeacuteteacutes agrave deux reprises entre mai et juin Les individus sont ouverts aux
ciseaux en zone eacutequatoriale et disseacutequeacutes afin de preacutelever les gonades Les gonades macircles sont
conserveacutees au sec pour eacute-1ter lactivation du sperme (lexceacutedent aqueux est eacutelimineacute agrave laide
dune poire) et maintenues au reacutefrigeacuterateur jusquagrave leur emploi Les gonades femelles sont
conserveacutees en eau de mer pour garder intacts les ovocytes elles sont ensuite tamiseacutees sur soies
de 200 lm pour eacuteliminer les deacutebris dovaires Les gonades macircles sont tamiseacutees sur soies de
60 lm pour reacutecupeacuterer le sperme propre Les ovocjtes sont laveacutes par seacutedimentation et dilution
les ovocytes immatures et les deacutebris de gonades eacutetant agrave chaque fois eacutelimineacutes Pour chaque
femelle la concentration est ameneacutee agrave 1500 ovocytesml par dilutions successIcircves dans un
11
temps le pool de dix femelles est constitueacute avec la mecircme densiteacute Apregraves tamisage du sperme
des dix individus macircles un pool est aussi reacutealiseacute avec une microgoutte de chaque filtrat
Chaque essai se deacuteroule dans des pots en polystyregravene steacuteriles dans lesquels agrave 30 ml deau filtreacutee
sont inoculeacutes 1 ml de solution dovocytes et 05 ml de sperme dilueacute (2 gouttes de sperme sec
dans 100 ml) Les ovocytes feacutecondeacutes sont alors mis en incubation dans une armoire
thermostateacutee agrave 155degC soit 20degC agrave 25degC de plus que la tempeacuterature du milieu naturel ceci
dans le but deacuteviter les effets neacutefastes pour le deacuteveloppement des larves dun eacutecart de
tempeacuterature trop eacuteleveacute Un scheacutema du protocole expeacuterimental est preacutesenteacute en annexe I
Lobservation du taux de reacuteussite de feacutecondation seffectue une heure trente apregraves le
meacutelange des gamegravetes
Le comptage des diffeacuterentes cateacutegories de larves est reacutealisable apregraves 5 jours dincubation
Les observations des larves reposent sur 5 critegraveres deacutefinissant chacun un type de larves
diffeacuterent (Pagano et al 1989)
N pluteus normal ayant suivi un deacuteveloppement convenable
R plut eus retardeacute ou inhibeacute dont la taille natteint pas la moitieacute de la normale
Pl pluteus pathologique preacutesentant des malformations du squelette
etou du tube digestif
P2 embryons dont le deacuteveloppement siest arrecircteacute agrave diffeacuterents stades
(morula blastula gastrula ou prisma)
M larye ou embryon mon
Lexamen de la qualiteacute des larves obtenues sur chaque site mesure laptitude des animaux
preacuteleveacutes sur cette zone agrave produire des larves viables en eau de mer de reacutefeacuterence traduisant
ainsi limpact de lenvironnement sur la qualiteacute des gamegravetes
Geacuteneacutetique des populations
Les recherches en geacuteneacutetique meneacutees ces derniegraveres anneacutees sont orienteacutees vers une connaissance
approfondie des meacutecanismes adaptatifs des populations danimaux marins notamment par
leacutetude des isoenzymes impliqueacutes dans divers processus meacutetaboliques Ains~ ladaptation de la
population agrave son environnement est deacuteceleacutee par la variabiliteacute des gegravenes enzymatiques Lanalyse
12
PLANCHE 1 Deacuteveloppement larvaire de Sphaerechinus granularis
- lt shy0
-
shy
embryon (P2) pluteus retardeacute (R)
pluteus pathologique (Pl) pluteus normal (N)
13
des structures geacuteneacutetiques a volontairement eacuteteacute reacuteduit agrave deux stations (Marloux et Armorique)
en raison dune part du deacutelai imparti agrave cette eacutetude et dautre part dune eacutetude comparative de
populations deacutejagrave effectueacutees sur ces deux sites (Lumingas amp Guillou sous presse) Dans cette
eacutetude a eacuteteacute analyseacute le polymorphisme l enzymatique des deux populations mesureacute par
eacutelectrophoregravese sur gel damidon En effet cette technique reposant sur le caractegravere amphotegravere
des proteacuteines elle permet de deacuteceler les variations de charges nettes des sous-uniteacutes
constituant le systegraveme enzymatique eacutetudieacute de sorte que les substitutions entre acides amineacutes
dans la structure primaire de la proteacuteine sont rendues visibles Ces substitutions eacutetant issues de
mutations sur les codons dau moins un nucleacuteotide de lADN (Ayala 1982) il sagit donc bien
lagrave dun reflet du patrimoine geacuteneacutetique Cependant toutes les mutations de triplet ne sont pas
deacutecelables en raison de la redondance du code geacuteneacutetique de mecircme que les substitutions
dacides amineacutes qui ne modifient pas la charge nette de la proteacuteine Cest pourquoi lon
considegravere que les deux tiers des mutations ne sont pas deacutetecteacutees (Ne~ 1972) Dune maniegravere
geacuteneacuterale la variabiliteacute geacuteneacutetique des organismes se trouve donc sous-estimeacutee
Les oursins rameneacutes frais au laboratoire sont aussitocirct disseacutequeacutes et des eacutechantillons de
diffeacuterents organes (muscle gonades appareil digestif) sont preacuteleveacutes sur chaque indhidu et
placeacutes seacutepareacutement dans un cocircne dEppendorf annoteacute et conserveacute au congeacutelateur (-70degC) Un
lot de 40 individus par site est ainsi preacutepareacute Les eacutechantillons sont ensuite broyeacutes agrave volume eacutegal
dans une solution de tampon de-traction (TRIS 00 lM + NADP 1 + EDTA) ajusteacutee agrave
pH 68 puis centrifugeacutes agrave 10000 g pendant 15 minutes agrave FC Les eacutechantillons sont placeacutes dans
des gels agrave 11 damidon en impreacutegnant de petites bandes de papier Whattman TM n)3
introduits perpendiculairement au gel apregraves avoir deacuteposeacute au preacutealable quelques gouttes de bleu
de bromopheacutenol pour visualiser le front de migration Les gels sont refroidis durant toute la
dureacutee de la migration par un systegraveme de plaques de refroidissement placeacutees au dessus et en
dessous du moule La migration est anodique Un scheacutema du montage est figureacute en annexe Il
La composition des tampons deacutelectrophoregravese et les reacutesolutions obtenues sont donneacutees en
annexe III Les eacutechantillons peacutenegravetrent dans le gel pendant une preacute-eacutelectrophoregravese de 10
minutes agrave 100 V Lorsque la migration est commenceacutee le gel est soumis agrave un champ eacutelectrique
Ipolymorphisme existence simultaneacutee dallS une population de plusieurs gegravenes pour le mecircme locus
14
constant de 80 mA pendant 4 agrave 5 heures La seacuteparation des geacutenotypes des diffeacuterents systegravemes
enzymatiques est reacuteveacuteleacutee par des colorations speacutecifiques regroupeacutees par Pasteur et al (1987)
et adapteacutees de Shaw et Prasad (1970) Les solutions utiliseacutees pour la reacuteveacutelation des
eacuteleacutectrophoreacutegrammes sont deacutecrites en annexe IV Linterpreacutetation des reacutesultats neacutecessite la
connaissance de la structure quaternaire (le nombre de sous-uniteacutes) de lenzyme qui
conditionne le nombre de taches observables chez les heacuteteacuterozygotes correspondant aux
diffeacuterentes combinaisons possibles entre les sous-uniteacutes sous lhypothegravese que les loci soient
autosomaux2 et les allegraveles codominants3 Quand un systegraveme enzymatique possegravede plusieurs
loci ces derniers sont numeacuteroteacutes de 1 agrave n suivant leur vitesse de migration en commenccedilant par
le plus rapide Les allegraveles5 sont codeacutes en fonction de leur distance (mesureacutee en mm) par rapport
agrave lallegravele le plus freacutequent noteacute 100 qui sert de reacutefeacuterence
5deg - Traitement des donneacutees
Les reacutesultats des tests deacutecotoxicologie sur les larves doursins sont traiteacutes statistiquement
par analyse de variance agrave lm critegravere de classification qui permet de veacuterifier en un seul test si les
diffeacuterences observeacutees au niveau des moyennes dun ensemble deacutechantillons sont imputables
aux fluctuations deacutechantillonnage ou non Cette meacutethode analyse les sources de variation de
lensemble des donneacutes elle sous-entend leacutegaliteacute des variances et la normaliteacute des populations
dorigine Le respect des conditions dapplication est controcircleacute au moyen dun test de Bartlett
Les tests statistiques sont reacutealiseacutes agrave laide du logiciel STATGRAPHICS (Statistical Graphies
Corp Rockville Maryland USA) Les comparaisons inter-sites sont effectueacutees avec un seuil
de confiance de 95
Les donneacutees de geacuteneacutetique sont traiteacutees par le logiciel BIOSYS-l (Swofford et Selander
1981) qui calcule les freacutequences alleacuteliques et donne les eacutecarts par rapport agrave leacutequilibre dHardyshy
Weinberg dans la population consideacutereacutee Les freacutequences alleacuteliques sont calculeacutees agrave partir des
2autosome chromosome preacutesent en double dans les cenules diploiumldes agravees deux sexes Jcodominams allegraveles exprimeacutes de maniegravere semblable dans un geacutenOtype heacuteteacuterozygote 410cus portion de chromosome correspondam agrave un gegravene 5allegravele lune des expressions alternatives dun gegravene (lOCus)
15
effectifs directement observeacutes sur les zymogrammes Pour un locus posseacutedant k allegraveles et un
eacutechantillon de N individus la freacutequence du iegraveme allegravele est donneacutee par la formule 1shy
(2Nii +iNij) HXi =__---L-_
2N
Nuuml nombre dhomozygotes observeacutes pour lallegravele ~
Nij nombre dheacuteteacuterozygotes observeacutes pour lallegravele i
Les freacutequences geacutenotypiques sont recalculeacutees sous lhypothegravese de la loi dHardy-Weinberg
qui postule que les freacutequences alleacuteliques restent constantes dune geacuteneacuteration agrave lautre en
labsence de mutation seacutelection et de migration (dans le cas dune espegravece diploiumlde en
panmixie6) Etant donneacutee la faible taille des eacutechantillons les freacutequences geacutenotypiques attendues
par cette loi sont calculeacutees par la formule de Levene (1949) N = Nxi (2Nx i -1)
2N-l _ 4N2 XiXjN - -----shy
lJ 2N-l
Nuuml freacutequence geacutenotypique homozygote
Nij freacutequence geacutenotypique heacuteteacuterozygote7 ayec IkNij=l (pour k allegraveles)
Le test de conformiteacute des freacutequences geacutenorypiques calculeacutees avec les reacutesultats observeacutes fait
intervenir un X2 Certains effectifs geacutenotypiques eacutetant compris entre 5 et 10 le test utiliseacute est
celui du conigeacute de Yates j(~12 (1 Obil - At) _ 1~)2
y= w shyC i=1 Atif
Le nombre de degreacute de liberteacute est eacutegal agrave m-k m eacutetant le nombre de geacutenotypes et k le
nombre dallegraveles
Les eacutechantillons eacutetant de faible taille les loci multi-alleacuteliques ont eacuteteacute analyseacutes en regroupant
les geacutenotypes en trois classes la classe des geacutenotypes homozygotes posseacutedant lallegravele Je plus
freacutequent la classe des heacuteteacuterozygotes posseacutedant lallegravele le plus freacutequent et la classe regroupant
les autres geacutenotypes Comme dans le cas des loci di-alleacuteliques le test du X2 est agrave 1 degreacute de
6panmixie individus qui se croisent au hasard agrave limeacuterieur ct une population pour laqudle leacutequilibre de la loi dHardy-Weinberg est respecteacutee (degraveme) heacuteteacuterozygote individu qui possegravede deux allegraveles distincts aux locus homologues des chromosomes parents dun organisme diploiumlde
16
liberteacute lorsque toutes les classes ont un effectif supeacuterieur agrave cinq Dans le cas dun locus dishy
alleacutelique si lun des effectifs est infeacuterieur agrave 5 la probabiliteacute exacte p est calculeacutee suivant le test
de Fisher utiliseacute dans le tableau de contingence 2X2 (VithayasaIuml 1973)
Les descripteurs de variabiliteacute geacuteneacutetique des populations sont donneacutes par les relations
suivantes
a) - pourcentage de loci polymorphes8 P95 = 100x(npn)
avec n == nombre de loci eacutechantillonneacutes et ni nombre de loci polymorphes un locus est
polymorphe lorsque la freacutequence de lallegravele le plus rare est supeacuterieure agrave 005
b) - lheacuteteacuterozygotie correspond agrave la freacutequence moyenne dheacuteteacuterozygotes dans la
population on distingue lheacuteteacuterozygotie obseIVeacutee (ho) et celle attendue dapregraves la loi dHardy-
Weinberg (he)
1=1
Xuuml eacutetant la freacutequence obseIVeacutee du geacutenotype homozygote du iegraveme allegravele contenu dans le locus Ir
h == 1- x~ e iJ
=
x eacutetant la freacutequence attendue du geacutenotype homozygote du iegraveme allegravele
Pour les eacutechantillons de petite taille lutilisation de lindice non biaiseacute (Levene 1949) est
neacutecessaire Le calcul de lheacuteteacuterozygotie attendue seffectue de la faccedilon suivante k
2N(1- LX) he(nb) == __---i-=-=l~_
(2N -1)
ougrave N est le nombre dindividus eacutechantillonneacutes
sur lensemble des loci on effectue la moyenne
=1
c) - lindice de fixation de Wright (FIS) ou de Selander (D) permettent deacutevaluer le
deacuteficit ou lexcegraves dheacuteteacuterozygotes Pour le iegraveme locus ils sont deacutefinis par
8polymorphe un g~ne es dit polymorphe lorsquil preacute~me au moins deux eacutetats distinctS dun caractegravere donneacute
li
Les deux indices se comportent de faccedilon opposeacutee une valeur positive de D correspond agrave
excegraves dheacuteteacuterozygotes et une valeur neacutegatIcircve agrave un deacuteficit en heacuteteacuterozygotes
La diffeacuterentiation geacuteneacutetique des populations est appreacutecieacutee par le calcul dun indice de
fixation moyen FST (Wright 1965) deacutefini de la maniegravere suivante
I-FIT = (I-FIS)middot(I-FST)
ougrave FIT et FIS sont les indices de fixation respectivement des individus agrave la population totale et
agrave ces sous-populations
Les indices de fixation du iegraveme allegravele sont deacutefinis dapregraves Nei (1977) par
~Sj =(~ - P)(Pi - p)
Fm = (~ - p2i)(Pi _ p2j)
avec Pi=Sn wiXuuml Pi=Sn wixi ougrave wi repreacutesente le poids accordeacute agrave chaque sous populations
Les indices de fixation calculeacutes pour le jeme locus agrave k allegraveles sont donneacutes par k
Lx j (1- Xj)~Sj ~Sj =-=--------
Lx j (1- Xi) i=1
k
LX (1- xJFm
LxC1- x) 1-1
Lhypothegravese nulle Ho que la valeur du F ST seacutecarte significativement de zeacutero est testeacutee par
X2=2NFST pour n-1 degreacute de liberteacute (Workman et Niswander 1970) ougrave n est le nombre de
18
10
sous populations et N le nombre total dindividus eacutechantillonneacutes La variance autour de la
moyenne par preacutelegravevement est deacutetermineacutee par la meacutethode du jacknife (Weir et Cockerham
1984) Elle permet de tester la significativiteacute de la valeur moyenne agrave laide dun test-t
Le nombre dindividus migrants entre populations peuvent ecirctre estimeacutes par la relation
Nm = (_1__ 1)4 FST (Wright 1965)
avec N =nombre dindividus fertiles dans la population
m = taux de migration
III RESULTATS
- Indices Physiologiques
Lexamen des indices gonadiques fait apparaicirctre de fortes dispariteacutes entre stations (fig 2a)
Tout dabord le site de lArmorique se distingue par des valeurs tregraves faibles traduisant un
niveau de deacuteveloppement des gonades tregraves reacuteduit ne permettant pas de discerner une peacuteriode
de ponte Le site du DelIee preacutesente un deacuteveloppement des gonades moyen comparable au
teacutemoin (Gleacutenan) mais le pic de deacuteveloppement de printemps nest pas observeacutee bien que la
chute de lindice agrave partir du mois de mai permette dy deacuteceler une ponte La population de
MarIoux preacutesente une eacutevolution assez semblable agrave celle des Gleacutenan avec toutefois des valeurs
nettement plus eacuteleveacutees et deux peacuteriodes de chute dindice Uanvier-mars avril-juin)
Lanalyse des indices de reacutepleacutetion (fig2b) montre un comportement radicalement diffeacuterent
entre les oursins de la rade et ceux des Gleacutenan En effet alors que sur le site teacutemoin on observe
un maximum en hiver et une forte chute de lindice de reacutepleacutetion jusquen avril-ma~ soit un mois
avant la ponte le comportement alimentaire des oursins des sites de la rade semble beaucoup
plus anarchique sur le site de MarIoux les indices de reacutepleacutetion restent eacuteleveacutes mecircme en peacuteriode
de ponte et sur les deux autres sites les valeurs hivernales sont singuliegraverement faibles De
maniegravere geacuteneacuterale les indices de reacutepleacutetion des stations de la rade sont plus stables au cours de la
peacuteriode eacutetudieacutee et plus eacuteleveacutes pendant le printemps et leacuteteacute que sur le site de reacutefeacuterence des
Gleacutenan Ceci semble traduire un besoin eacutenergeacutetique plus constant agrave correacuteler avec la nature du
substrat et la disponibiliteacute des ressources trophiques (Comely amp Ansel 1989)
19
Fig 2 Evolution des indices phvsiologigues de Splzaerecltinus granularis UG et IR)
Indices Gonadiques
Mariaux
+ Armorique
-Q-- DeUee
- -r- - Gleacutenan
Fig2a
Indices de Reacutepleacutetion
25
1 tfi~__ plusmnl~middotmiddotmiddotmiddotmiddott~~-~-~
5 - -- - - ~~~~-TT-~ j ~----+-- ~~ l ~-middot-rgtfmiddotltmiddot J 1 shy
n------~ -t o 1 shy
o J FM AM J J
bullbull -tl- bullbullbull Marlou~
1
1 -+- Armorique 1
~ Dellee
- - - Gleacutenan l
Fig2b
2deg - Feacutecondation et deacuteveloppement larvaire
Les reacutesultats sont rassembleacutes sur le tableau l et les graphes preacutesenteacutes en figure 3 ougrave sont
pris en compte les moyennes de lensemble des expeacuteriences Les taux de feacutecondations moyens
sont eacuteleveacutes sur tous les sites (gt91) On note cependant une reacuteussite des feacutecondations (F)
leacutegegraverement meilleure pour le site des Gleacutenan (fig3a) sans pour autant que les diffeacuterences
soient statistiquement significatiyes sauf pour le site de MarIoux ougrave les valeurs sont
significatrvement infeacuterieures au site de reacutefeacuterence (seuil de confiance 95)
20
Les taux de pluteus normaux (N) obtenus pour les sites de lArmorique et de Marloux sont
significativement infeacuterieurs au site des Gleacutenan choisi comme reacutefeacuterence (respectivement 689
et 812 contre 869 auxiles Gleacutenan cf fig3d)
Le site de lArmorique se distingue des trois autres populations par un taux de blocage au
stade embryonnaire (P2=118) et de pluteus retardeacutes (R=143 fig3e) significativement
plus eacuteleveacutes de plus les tests sur les individus macircles montrent sur cette cateacutegorie des reacutesultats
statistiquement plus eacuteleveacutes que pour les femelles (t=249068 n=38 0=0005)
Le site de Marloux preacutesente un taux dembryons intermeacutediaire entre celui trouveacute agrave la pointe
de lArmorique et celui des Gleacutenan (58 fig3b) Le taux de mortaliteacute (M) y est
significativement supeacuterieur agrave toutes les autres stations (24 contre 08 agrave 12 fig3f)
En revanche aucune diffeacuterence statistique nIa eacuteteacute rencontreacutee en comparant les sites du
Dellec et des Gleacutenan agrave quelque stade de deacuteveloppement que ce soit bien que les reacutesultats
soient geacuteneacuteralement infeacuterieurs pour le site de la rade
Les pluteus pathologiques (Pl) sont du mecircme ordre de grandeur dans tous les sites (37)
et ne permettent pas deacutetablir de comparaison (fig3e)
TABLEAU 1 COllPARAISON DES RESUlJTATS DES TESTS DE FECONDATION
N() P2 ()1
i F() R() 1 Pl () M() 1rmoriq ue Macircles 922plusmn64 13+16689plusmnU5 82plusmn80178plusmn10S 1 38plusmn16
1
Femelles 93Oplusmn45 688plusmn166 108plusmn70 39+16 153plusmn177 L2plusmnL3 11
689plusmn145 Il8plusmnl43Total 1 922plusmn64 143plusmn9A 38plusmn22 12plusmn20 2larloux Macircles 800plusmn42 79plusmn34 41plusmn27928plusmn37 5 1plusmn3 1 28+8
Femelles 91Oplusmn94 824plusmn84 1 59plusmn3 1 33plusmn14 65plusmn61 L9plusmn22 69plusmn36 37plusmn21 58plusmn5O 24plusmn5Total 919+74 812plusmn69
27plusmn27Deliee Macircles 81plusmn3ocirc 33plusmn15 O9plusmnLO925plusmn57 i 850plusmn59 96plusmn56 1 45+16 27plusmn32Femelles l2plusmn24928plusmn61
1 82Oplusmn9O 27plusmn29 10plusmn18Total 89plusmn4iuml 39plusmn22926plusmn58 835plusmn771 1
27plusmn23 O6plusmnO777plusmn50 38plusmn23Gleacutenan Macircles 851plusmn69949plusmn45 - l+ 1)~_J_ 1 34plusmnl7 14plusmn13Femelles LOplusmn14887plusmn72943plusmn44
21plusmn2O 1 O8plusmn1l869+72 1 66+51 1 i 36plusmn2OTotal 946+44
mise en eacutevidence dune diffeacuterence significative entre ies reacutesultats des deux sexes
21
_________________ _
Fig 3 Preacutesentation graphique des reacutesultats des tests eacutecotoxicologigues
Taux de feacutecondation (F)
100
1 1 6 iuml 1 1
agrave~J 9 1
0
1
1~1 l i 1
80_
751 1
Armorique Marioux Deliee Gleacutenan
Fig 3a taux de feacutecondation observeacutes pour chaque station
Embrvons (P2) 00
1 1
11
15
10 T 5 shy
0 Armorique Marloux Deliee Gleacutenan
Fig 3b taux de blocage embryonnaire obseneacutes pour chaque station
Pluteus retardeacutes CR)
25CO
20CO
15CO o
10CO
5CO 1 9 i
OCO
Armorique Martoux Jallee Gleacutenan
Fig 3c taux de pluteus retardeacutes obsenes sur chaque statlon
22
__________________ _
Pluteus nomlaut (N)
100 T iuml ccedil 2751 iuml 2 l Q
l501 1
T251
1
0 Armorique Marloux Deliee Gleacutenan
Fig3d taux de pluteus normaux observeacutes sur chaque station
Pluteus pathologiques (Pl)
8
161
i T shy1l iuml
1 11 14 -
I r-
tJiuml t 1
1 2 1 1
omiddot Armorique Mariaux Deliee Gleacutenan
Fig 3e [mLC de plweus pathologiques observeacutes sur chaque station
Tault de mortaliteacute on
500
400
300 l
200
1
100 J J j J
000
Armorique Mariaux Deliee Gleacutenan
Fig 3 taux mortaliteacute observeacutes pour chaque station
30 - Geacuteneacutetique des populations
Les reacutesultats sont rassembleacutes sur les tableaux n02 et 3 Sur les Il loci eacutetudieacutes on remarque
que la population de lArmorique seacutecarte significativement de leacutequilibre de Hardy-Weinberg
pour 5 loci (PGM-l et 2 IDH-l PGD-l GPI-1) alors que lon observe seulement 2 cas pour
le site de MarIoux TI est agrave noter que dans chaque cas les indices de fLation de la population
de lArmorique sont plus eacuteleveacutes que ceux de MarIoux traduisant une deacuteviation plus
importante Cette observation est correacuteleacutee par une heacuteteacuterozygotie en moyenne plus eacuteleveacutee agrave
MarIoux quagrave lArmorique (0207plusmnO057 contre 0180plusmnO052) Le pourcentage de loci
polymorphes (seuil 95) est de 6364 agrave MarIoux contre 4545 agrave lArmorique
Lindicateur de diffeacuterenciation geacuteneacutetique moyen calculeacute selon la meacutethode de Weir et
Cockerham est faible (FST=00059plusmnO0048) et ne montre pas de diffeacuterence significative Dans
ces conditions lestimation du nombre dindividus eacutechangeacutes par geacuteneacuteration donne une valeur
eacuteleveacutee (Nm=42 12plusmn23 Il)
TABLEAU 2
RESUltŒ DES F-STATISTIQUES
Locus FIS FIT FST
PGM-1 0381 0384 0004 PGM-2 0359 0360 0001 IDH-l 0226 0233 0010 PGD-l 0351 0352 0002 MDH-1 -0013 -0009 0005 MDH-2 -0026 -0013 0013 GPI-1 0346 0352 0012 ME-1 0252 0253 0001 ME-2 -0034 -0030 0005
MT-1 -0051 -0040 0012 MT-2 0137 0137 0000
Moy 0273 0276 0006
24
TABLEAU 3
STRUCTURE GENETIQUE DE DEUX POPULATIONS DE Sgranillaris SUR UNE BASE DE 11 LOCI
Pointe de Marloux Pointe de lArmorigue 1
1 1
Locus allegravele freacuteq Ho He D Het freacuteq Ho He D Het
PGM-l 105 0013 2 1987 0006 0050 - 1 2924 -0658 0073
100 0975 0962
95 0013 0038
PGM-2 110 0025 15 22l77 -0324 0554 - 12 20468 -0414 0512
105 0262 0287
100 0613 0637
95 0087 0075
90 0013 shyIDH-l 105 0081 7 8260 -0153 0223 0015 3 4761 -0370 0140
100 0amp78 0926
95 0041 0059
PGD-l 110 0025 15 19392 -0227 0485 0038 9 18063 -0502 0452
107 0013 shy105 0213 0250
100 0688 0700
95 0050 0013
90 0013 shyltIDH-l 105 - 1 1000 0000 0025 0013 1 1000 0000 0025
100 0988 0988 95 0013 shy
MOH-2 110 - 0 - - - 0025 2 1975 0013 0 049
100 1000 0975
GPI-I 110 0112 Il 14620 -0148 0366 0175 6 11696 -0487 0292
105 0075 shy100 0788 0325
100 0850 0863
95 0025 -ltŒ-1 105 0050 2 3843 -0480 0096 0038 3 2924 0026 0073
100 0950 0962
rv1E-2 105 0013 3 2949 0017 0074 0038 3 2924 0026 0073
100 0962 0962
95 0025 -MT-1 105 0038 6 5734 0046 0143 0025 2 1975 0013 0049
100 0925 0975
95 0038 -MT-2 105 0150 10 10329 -0032 0258 0138 7 9608 -0271 0240 1
Heacuteteacutero~gotIcirce moyenne par locus (non biaiseacutee O207iO057 HeacuteteacuterozygOlIcirclt moyenne par locus (non biaiseacutee == O180iO05 Nombre moyen dallegraveles par locus = 309iO44 Nombre moyen dallegraveles par locus 236iO20 Pourcentage de loci polmorphes (criteacutere 95) == 6364 Po=uge de loci polymorphes (criteacutere 95) =4545
locus preacutesent8llt un deacuteficit en heacuteteacutero~gOles significltl lttest de 1 p$O05)
1
IV 1DISCUSSION
TI ressort de cette eacutetude une convergence des reacutesultats qui reacutevegravele la singulariteacute de la
population de la pointe de lArmorique En effet le cycle de reproduction y est agrave leacutevidence
perturbeacute les valeurs dindice gonadique sont extregravemement faibles et la ponte non deacutecelable Le
taux dingestion est faible Les tests de deacuteveloppement larvaire preacutesentent des anomalies
(blocage aux stades embryonnaires et retard des pluteus) et lanalyse geacuteneacutetique y reacutevegravele pour
pregraves de 50 des loci une deacuteficience en heacuteteacuterozygotes traduisant lagrave une baisse de variabiliteacute
geacuteneacutetique et une deacuteviation par rapport aux conditions dHardYMWeinberg9
Le site voisin de la pointe MarIoux semble beaucoup moins affecteacute le cycle de reproduction
sy deacuteroule tout agrave fait normalement (IG plus eacuteleveacutes que sur le site de reacutefeacuterence) et leacutequilibre
panmictique y est geacuteneacuteralement mieux respecteacute Cependant les tests eacutecotoxicologiques y
deacutecegravelent quelques indices de perturbation les taux de feacutecondations y sont infeacuterieurs au teacutemoin
les embryons preacutesentent quelques blocages et les taux de mortaliteacute des larves sont
statistiquement plus eacuteleveacutes
Les reacutesultats concernant le site du Deliec nindiquent p as de diffeacuterences remarquables par
rapport au site de reacutefeacuterence La peacuteriode de ponte y survient avec un leacuteger deacutecalage sans doute
agrave mettre agrave lactif dune diffeacuterence dans les conditions de tempeacuterature etou de deacuteveloppement
de blooms phytop1anctoniques certains auteurs faisant concorder le deacuteclenchement de la ponte
avec labondance de nourriture disponible pour les larves (Himmelman 1978)
Le comportement des indices de reacutepleacutetion des populations de la rade de Brest savegravere tregraves
distinct de celui de la population de reacutefeacuterence ce qui peut traduire une strateacutegie adaptative
diffeacuterente ou une couverture des besoins eacutenergeacutetiques insuffisante chez les populations de la
rade Cette observation meacuterite notre attention puisque dans le cas de la station de MarIoux le
substrat est semblable agrave celui du site teacutemoin et ne peut expliquer le maintien de lindice de
reacutepleacutetion agrave des niveaux eacuteleveacutes pendant la peacuteriode de reproduction
On peut deacuteduire de ces constatations une distinction entre les populations du fond de la
rade et la station du Deliee situeacutee dans le goulet qui semble a priori exempte de deacutegradation
9Hardy-Weinberg (loi de) loi dheacutereacutediteacute ougrave la preacutesence des gegravenes demeure constante de geacuteneacuteration en geacuteneacuteration en labsence de seacutelection de mutation daccouplements dirigeacutes ou daccidents deacutechantillonnage
26
Les deux populations du bassin Nord subissent agrave leacutevidence linfluence de facteurs
environnementaux qui perturbent leur deacuteveloppement Ces pheacutenomegravenes sont provoqueacutes par
diverses causes dorigine naturelle tout dabord auxquelles viennent sajouter les facteurs
anthropiques
Une certaine hieacuterarchisation dans leacutetat de deacutegradation des sites est agrave prendre en compte En
effet des deux zones perturbeacutees la pointe de lArmorique est celle ougrave les effets se font le plus
durement ressentir
Ces deux stations diffegraverent de par le substrat le reacutegime hydrodynamique et lintensiteacute de
linfluence estuarienne La nature du substrat agrave MarIoux est la mecircme que sur le site de
reacutefeacuterence des Gleacutenan il sagit de fonds meubles composeacutes de maeumlrl vivant recouvert
deacutepiphytes synonymes de ressources trophiques abondantes et disponibles toute lanneacutee ce qui
explique les indices gonadiques eacuteleveacutes observeacutes pour ces deux sites A MarIoux
lhydrodynamisme est calme favorable au deacuteveloppement dune veacutegeacutetation dense dalgues
macrophytes saisonniegraveres (Hily et al 1992) Cette couverture veacutegeacutetale est renforceacutee par
lenrichissement du milieu en sels nutritifs provenant du bassin versant de lElom agrave vocation
agricole (N03-=500 agrave lOOOkgj P043-=30 agrave 700kgj) Les concentrations dans cette zones
sont eacuteleveacutees et varient au cours de lanneacutee elles sont maximales lhiver (N03-=28-51 mgl
P043-=O67-137mgl NH4+=41-37mgl) La preacutesence de ces algues contribue agrave augmenter
et agrave diversifier les ressources trophiques disponibles elle favorise le deacuteveloppement dune faune
diversifieacutee de brouteurs
Sur le site de la pointe de lArmorique par contre le substrat est rocheux et les courants
forts Le couvert veacutegeacutetal y est au contraire clairsemeacute et composeacute dalgues essentiellement
saisonniegraveres La population de lArmorique se trouve donc dans des conditions de ressources
trophiques moins facilement accessibles et plus limiteacutees comme latteste le deacuteveloppement plus
important de lorgane masticateur (par effet compensateur) signaleacute lors dune eacutetude compareacutee
de ces deux populations (Lumingas amp Guillou SOIIS presse) Lanalyse des indices
physiologiques doit se faire en consideacuterant que le degreacute de prospeacuteriteacute dune population reacutesulte
dun compromis entre la nature et labondance des ressources trophiques dune part et dautre
part de leacutenergie que lanimal doit deacutepenser pour collecter digeacuterer et assimiler cette nourriture
27
(Reacutegis 1979) Les deux populations eacutetant au deacutepart placeacutees dans des conditions ineacutegales
lapparition de facteurs exteacuterieurs ne pourrait quamplifier cette diffeacuterence au deacutetriment de la
plus deacutefavoriseacutee
Lexamen comparatif des courbes deacutevolution de tempeacuterature entre le Dellec et la pointe de
lArmorique (stations fixes de mesures hydrologiques) montre un eacutecart de 05 agrave 1degC en faveur
de la partie la plus reculeacutee de la rade (cf Annexe V) En tenant compte de la profondeur on
peut en deacuteduire pour le site de Marloux ougrave la profondeur est faible un eacutecart de tempeacuterature
denviron + l5degC par rapport au Dellec Cette particulariteacute pourrait expliquer la preacutecociteacute de la
maturiteacute remarqueacutee chez la population de Marloux Plusieurs interpreacutetations peuvent expliquer
la chute de lindice gonadique observeacutee en mars interruption dans le deacuteveloppement des
gonades provoqueacutee par les preacutecipitations hivernales (Cochran amp Engelmann 1975 Starr et al
1993) une mobilisation des reacutesenles dues aux conditions climatiques (Guillou amp MicheL
1993) ou au contraire une gameacutetogeacutenegravese preacutecoce comme le laisse supposer la forte valeur de
lindice gonadique en janvier
Les tests de feacutecondation eacutetant reacutealiseacutes dans une eau de reacutefeacuterence les causes de perturbation
du deacuteveloppement larvaire sont intrinsegraveques aux gamegravetes il peut sagir soit de la qualiteacute du
vitellus soit dalteacuterations geacuteneacutetiques soit de laccumulation dans les gonades dun agent
contaminant preacutesent dans le mileu Gamegravetes et embryons doursins sont sensibles agrave un large
eacuteventail de facteurs physiques (tempeacuterature pH saliniteacute etc ) et chimiques (meacutetaux
pesticides PCBs hydrocarbures etc ) ils conviennent eacutegalement pour tester les effluents en
meacutelange (Kobayashi 1971 Dinnel et al 1981 Pagano et al 1987 Lassus et al 1991) ce qui
rend plus difficile la recherche des agents responsables des anomalies observeacutees
On peut tout de mecircme mentionner les fortes teneurs en meacutetaux lourds preacutesents dans toute la
partie Est de la rade (mine de plomb argentifegravere situeacutee agrave Huelgoat) Des mesures reacutecentes de
meacutetaux dans les seacutediments agrave proximiteacute de la pointe de lArmorique font eacutetat des concentrations
suivantes Cu=253 ppm Pb=230 ppm Zn=160 ppm (Troadec corn pers) Les oursins en
tant quorganismes infeacuteodeacutes au seacutediment et participant agrave leur bioturbation sont directement
exposeacutes agrave ce type de contamination Plusieurs eacutetudes in situ font eacutetat de laccumulation de
28
meacutetaux par les oursms notamment dans les gonades et lintestin (Augier et al 1987b
Albanedo et al 1990)
Les tests de toxiciteacute des meacutetaux lourds sur les larves de diffeacuterentes espegraveces doursins ont fait
lobjet de nombreux travaux et les effets de ces polluants sur la feacutecondation et le
deacuteveloppement des larves sont assez bien connus (Kobayashi 1984 Dinnel et al 1989) A
faibles doses les ions meacutetalliques peuvent exercer une action positive caracteacuterisant le
pheacutenomegravene d hormegravese observeacute par Stebbing (1981) sur des colonies dhydrozoaires Une
action semblable est rapporteacutee par Young au niveau du pouvoir fertilisant des spermatozoiumldes
doursins pour des concentrations en divers ions meacutetalliques allant de 10-5 agrave 10-6M (Young amp
Nelson 1974) Cependant il sagit de pheacutenomegravenes marginaux et la tendance geacuteneacuterale de ces
eacuteleacutements se manifeste bien eacutevidemment par un effet toxique Le cuivre le zinc le cadmium
provoquent agrave des seuils diffeacuterents des dommages sur les gamegravetes et leur descendance en
alteacuterant soit la croissance des larves soit la diffeacuterenciation squelettique des pluteus (Bougis
1961 1965 Khristoforova et al 1984 Pagano et al 1982 Hesllnga 1976) Les diffeacuterents
stades larvaires preacutesentent des sensibiliteacutes diffeacuterentes les travaux de Kobayashl (1980)
montrent une plus forte sensibiliteacute des spermatozoiumldes et des larves au stade gastmla ce qui
coincide avec les blocages embryonnaires observeacutes agrave ce stade sur le site de lAlmorique La
preacutesence de meacutetaux dans les gonades pourraient donc logiquement expliquer les reacutesultats
obtenus De plus de fortes preacutesomptions pegravesent sur les rejets de mateacuteriel provenant du service
pyrotechnique de la Marine Nationale sur la pointe de lArmorique
Les reacutesultats dune toute reacutecente analyse effectueacutee par le Laboratoire Municipal de Brest
(aoucirct 94) sur des gonades doursins provenant des trois stations de la rade confirme cette
hypothegravese (cf Annexe VI) Le site de lArmorique se distingue par des teneurs nettement plus
eacuteleveacutees en fer zinc plomb et en cadmium (Fe=263 ppm Zn=356 ppm Pb=075 ppm Cd=076
ppm cest agrave dire selon les meacutetaux entre 2 agrave 5 fois plus que dans les autres stations) Dans
lensemble une certaine contamination meacutetallique peut ecirctre remarqueacutee dont lorigine se situe
dans le trafflc maritime les rejets domestiques et portuaires et les peintures anti-foullng Les
fortes concentrations en zinc proviennent des toitures de lagglomeacuteration brestoise Les
nombreux eacutelevages porcins de la reacutegion peuvent aussi contribuer agrave la pollution en cuivre par
29
lalimentation fournie aux arumaux Cependant la forte contamination locale du site de
lArmorique en fer zinc plomb et cadmium ne peut avoir quune origine ponctuelle qui
confirme les soupccedilons pesant sur les activiteacutes militaires dans ce secteur Compareacutes aux chiffres
trouveacutes dans la litteacuterature les reacutesultats sont coheacuterents Augier et al(1987b) lors dune eacutetude
sur Paracentrotus ividus en baie de Port-Cros avance des concentrations dans les gonades
comparables (Cd=O52 agrave 231 ppm Cu=167 agrave 542 ppm Pb=O33 agrave 117 ppm) mais des
teneurs en mercure sensiblement plus faibles (Hg=003 agrave 004 ppm) Chez une autre espegravece
(Echinometra mathaei) les travaux dAlbanedo et al(1990) indiquent dans une station tregraves
pollueacutee du port de la Havane des concentrations eacuteleveacutees en meacutetaux Fe=l08 ppm Cu=473
ppm Zn=267 ppm chiffres qui sauf pour le cuivre restent infeacuterieurs aux mesures obselveacutees agrave
la pointe de lArmorique Ces auteurs montrent une accumulation des meacutetaux lourds
relativement importante dans les diffeacuterents organes des oursins notamment au niveau du tube
digestif (cas du plomb et du cuivre) il serait inteacuteressant de connaicirctre eacutegalement les doses dans
les autres parties de lorganisme Cette accumulation preacutesentant des fluctuations saisonniegraveres
lieacutees au meacutetabolisme de lanimal un suivi plus reacutegulier des concentrations en meacutetaux devrait
ecirctre envisageacute
Cependant les meacutetaux peuvent ne pas ecirctre les seuls agents agrave mettre en cause Les pesticides
et les hydrocarbures sont eacutegalement susceptibles de pouvoir provoquer des anomalies (cf
Annexe VU) Les PCBs employeacutes dans de nombreux secteurs industriels bien que quelquefois
signaleacutes dans les seacutediments de la zone portuaire agrave des taux importants (PCBs=183
ppbMarchand 1985) semblent agrave eacutecarter En effet Trieff et al (1 988) bien quil mette en
eacutevidence un effet spermiotoxique signale labsence daccumulation de ce type de produits dans
les organismes ce qui preacutesente comme impossible toute influence des PCBs dans les conditions
ougrave les expeacuteriences ont eacuteteacute meneacutees
La preacutesence dans le bassin Nord de rejets de deux stations deacutepuration situeacutees en amont de
la Penfeld exerce aussi une influence sur la qualiteacute bacteacuteriologique des eaux de ce secteur
Leurs apports sont estimeacutes agrave 1014CFIh Dautre part le ruisseau du Relecq Kerhuon situeacute pregraves
de lestuaire de lElom amegravene quant agrave lui jusquagrave 1012CFIh en hiver (source DDE rapport
Saunier eau et environnement) Ces chiffres peuvent apporter une explication aux mortaliteacute
30
des lalVes obselVeacutees pour le site de Marloux des bacteacuteries pathogegravenes preacutesentes dans les
gonades peuvent secirctre deacuteveloppeacutees pendant la peacuteriode dincubation
Les reacutesultats de lanalyse geacuteneacutetique trahissent un deacuteficit en heacuteteacuterozygotes important sur le
site de la pointe de lAnnorique Ce deacuteficit freacutequemment rencontreacute chez les mollusques
bivalves (Buroker 1983~ Singh amp Green 1984) et dautres inverteacutebreacutes marins (Murphy et al
1975 Day amp Bayne 1988) peut avoir plusieurs significations il sagit soit de la preacutesence
dallegraveles silencieux (1) soit dun pheacutenomegravene dinbreeding (2) soit dM effet Wahlund (3) ou
encore du reacutesultat de la pression de seacutelection exerceacutee par les facteurs eacutenonceacutes plus haut (4)
(1) Lhypothegravese de la preacutesence dallegraveles nuls lo est peu probable eacutetant donneacute le nombre de
loci preacutesentant un excegraves dhomozygotes
(2) Le pheacutenomegravene dautofeacutecondation nest pas agrave eacutecarter car des cas dhermaphrodisme
certes peu freacutequents ont deacutejagrave eacuteteacute rapporteacutes sur ce mecircme site (Neefs 1952) Leacuteventualiteacute que
les gegravenes impliqueacutes ne soient pas porteacutes par des chromosomes autosomaux na pas eacuteteacute veacuterifieacutee
(3) Les conditions dhydrodynamisme sexerccedilant sur cette zone peuvent ecirctre invoqueacutees pour
venir conforter la thegravese dun effet Wahlund (conseacutequence dun eacutechantillonnage effectueacute sur
deux sous-eacutechantillons dun mecircme site se comportant comme des populations Mendelliennes
seacutepareacutees)
(4) Une seacutelection exerceacutee par les conditions du milieu reste le)plication la plus probable
Cette influence des facteurs environnementaux comme la preacutesence de meacutetaux mentionneacutee
preacuteceacutedemment sexerce pendant la vie lalVaire peacutelagique mais surtout durant la phase critique
de la meacutetamorphose et les eacutetapes qui suivent le recrutement La meacutetamorphose chez les oursins
sulVient apregraves une peacuteriode variable de vie lalVaire pouvant durer selon les espegraveces et les
conditions entre 5 et 22 semaines (Strathmann 1987) ce qui expose les larves agrave de nombreux
aleacuteas Certains auteurs eacutevoquent limportance du recrutement comme facteur dheacuteteacuterogeacuteneacuteiteacute
geacuteneacutetique entre populations (Watts et al 1990) Or une eacutetude comparative des populations
des deux sites concerneacutes a montreacute une forte irreacutegulariteacute du recrutement dans la population de
Marloux par rapport agrave celle de la pointe de lAnnorique (Lumingas amp Guillou sous presse)
Ces auteurs imputent ce pheacutenomegravene au spectaculaire deacuteveloppement dalgues qui apparaicirct
IOallegravele nul (ou silencieux) est dit dun allegravele qui ne sexprime pas sur le gel
31
chaque anneacutee sur ce site agrave la faveur des apports fluviaux en eacuteleacutements nutritifs Dune part il
inhiberait laction attractive du maeumlrl dautre part la deacutecomposition de ces veacutegeacutetaux agrave
lautomne provoquerait la mortaliteacute des recrues en reacuteduisant la couche superficielle du seacutediment
et entraicircnerait le deacuteveloppement dun film bacteacuterien empecircchant 1a fixation des post~larves Le
site de la pointe de lArmorique semble au contraire avoir des recrutements reacuteguliers
Les groupes de recrues connaissent donc des destins diffeacuterents sur les deux sites ce qui
pourrait expliquer les diffeacuterences dheacuteteacuterozygotie observeacutees
Pour confirmer cette hypothegravese il conviendrait de comparer des eacutechantillons plus grands
dindividus de mecircme agravege correspondant agrave une peacuteriode ougrave le recrutement a eacuteteacute bon sur les deux
sites voire mecircme de comparer directement les geacutenotypes des jeunes individus recruteacutes dans les
deux sites Dautre part la comparaison du site de la pointe de lArmorique avec celui du
Dellec pourrait fournir des indications importantes pour confirmer lhypothegravese de lexistence
dune pression de seacutelection
V 1CONCLUSION
Leacutetude des phases de reproduction et deacuteveloppement larvaire des populations doursins de
la Rade de Brest met en eacutevidence des troubles fonctionnels chez les populations du bassin
Nord proches de la zone portuaire en particulier sur le site de la pointe de lArmorique qui
contraste avec les bons reacutesultats obtenus pour le site du Dellec sous influence oceacuteanique La
convergence des donneacutees de geacuteneacutetique avec les reacutesultats observeacutes confirme la validiteacute de la
meacutethode utiliseacutee et renforce la fiabiliteacute de Sgranularis comme bioindicateur
Les causes de ces deacuteregraveglements sont sans doute multiples aussi ce travail meacuterite-t-il un suivi
agrave plus long terme Leacuterude des diffeacuterents paramegravetres influenccedilant les conditions de vie des
oursins de la pointe de lArmorique (tempeacuterarure saliniteacute seacutedimentologie biomasse matiegravere
organique ) ainsi que des essais de transplantations in situ dindividus sains devraient
permettre de mieux preacuteciser les facteurs responsables de ces perturbations
Quant aux premiers reacutesultats danalyses des teneurs en meacutetaux lourds du Laboratoire
Municipal ils devraient ecirctre eacutetendus agrave dautres parties du corps (test intestin) et effectueacutes sur
un cycle annuel y compris sur le site des Gleacutenan
32
VI 1BffiLIOGRAPHIE
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ANNEXEI
SCHEIHA DU PROTOCOLE EXPERThlENTAL DES TESTS DE FECONDATION IN VITRO
oursin9 gonades
~ eau ae mer 1iltreacutee (045I-lm)
soies (200l-lm)
Dfiltration
eau de mer filtreacutee (045I-lm)
deacutecantation ovocytes
oursin ltJ ---+ gonades -
filtration soies (60~m) ~
D~
middot middot middot middot
30 ml bd
lavages et dilutions
1 1 1 1 1 1
bull bull bull bull bullbull ~
~~~ ~
env 1500 ovocytesml
m~ 1
env 50 ovocytesml
39
AtlNEXE II
ELECTROPHORESE
Installation des eacutechantillons
a coupe pratiqueacutee dans le gel b eacutechantillons
Montage du circuit
a tampon deacutelectrodes b eacuteponges c eacutelectrodes relieacutees au geacuteneacuterateur d ligne dinsertion des eacutechantillons
40
ANNEXEIll
PREPARATION DES SOLUfIONS DELECTROPHORESE
Tampon Tris Citrate pH 8 (TC 8)
- Electrodes Tris (062M) 756 g
Ac citrique (014M) 300 g eau distilleacutee qsp 1 l
- Gel 30 ml de tampon eacutelectrodes dans 900 ml deau distilleacutee
ajuster agrave pH 8 avec du Tris (lM) ou de lacide citrique (lM)
Tampon discontinu Tris Citrate pH 67 (TC 67)
- Electrodes pH 63 Tris (022M) 270 g
Ac citrique (008M) 180 g eau distilleacutee q sp 1 1
ajuster agrave pH 63 avec du Tris (lM) ou de lacide citrique (lM) - Gel pH 67
Tris (0008M) 097 g Ac citrique H20 (0003M) 063 g
eau distilleacutee qsp 1 1 ajuster agrave pH 67 avec du Tris (lM) ou de lacide citrique (lM)
Reacutesolution obtenue par systegraveme enzymatique
Muscle Tube Digestif Gonades Nbre Locus TCPH8 TC pH TC pH 8 1 TC pH li TC pH 8 1 TC pH dallegraveles
67 67 1 67
AAT-1 +
AAT-2 + 2
GPD-l IDH-1 + + + +
LAP-1
l1DH-1 ++ )
l1DH-2 +++ ++ 2 ME-l + 2 ME-2 + ++ 3
PGD-1 ++ + 6 PGI-1 +_
- ++ ++ 4
PGM-1 + + 3 PGM-2 +++ ++ 4
bull Faible ++ Bonne + Moyenne +++ Tregraves bonne
41
ANNEXE IV
SOLUTIONS DE COLORATIONS
AAT (Aspartate-aminotransfeacuterase)
Tris A 80 ml AccxCeacutetoGlutarique 100 mg Ac Aspartique 200 mg Phosphate de pyridoxal 10 mg dissoudre veacuterifier que pH lt 74 (ajuster avec Tris LM) verser et incuber agrave 37degC pendant 15 min puis ajouter Fast Blue BB 100 mg
IDH (Isocitrate deacuteshydrogeacutenase)
Tris A 70 ml Isocitrate (0 lM) 8 ml MnCl2 (025M) 06 ml MgC12 (OSM) 05 ml ajouter avant coloration Isocitrate (poudre) 10 mg NADP 1 2 ml PMS 1 ml NET 1 ml lvITT 05 ml
MDH (Malate Deacuteshydrogeacutenase)
Tris A 10 ml MgCl2 (OSM) 02 ml Ac Malique (2M) 3 ml NAD 1 15 ml puis ajouter avant coloration PMS 03 ml NET 07 ml MTT 07 ml +Agar dans Tris A tiegravede 10 ml
6PGD (6Phosphogluconate Deacuteshydrogeacutenase)
TrisA 10 ml MgC12 (OSM) 15 ml 6Phosphogluconate 20 mg puis ajouter avant coloration NADP 1 01 ml PMS 01 ml NET 02 ml tvm 02 ml +Agar dans Tris A tiegravede 10 ml
GPI (Glucose-Phosphate Isomeacuterase)
Tris A 10 ml MgC12 (O5Ivi) 1 ml Fructose 6P 10 mg puis ajouter avant coloration NADP 1 05 ml PMS 05 ml NET 05 ml MTT 05 ml G6PDH 6~Ll ou 17u +Agar dans Tris A tiegravede 10 ml
LAP (Leucine-aminopeptidase)
Tris-Malate 90 ml preacutechauffeacute agrave 30degC MnCl2 (01r1) 1 ml MgCl2 (05lvf) 1 ml Lleucilj3Naphthylamine 15 agrave 20 mg incubation 30 min agrave 37degC ajouter avant coloration Fast Gamet GBC 60 mg dilueacute dans quelques gouttes de Tris-Malate (manipuler ce produit avec des gants)
ME (Malice-Enzyme)
Tris A 10 ml MgCl2 (O5~1) 15 ml AcMalique (2tv1) 1 ml puis ajouter avant coloration NADP 1 01 ml PMS 03 ml NET 07 ml MTT 07 ml +Agar dans Tris A tiegravede 10 ml
PGM (phosphoglucoMutase)
Tris A 10 ml MgCl2 (05)11) 1 ml Glucose IP (+15 diP) 100 mg puis ajouter avant coloration NADP 1 05 ml PMS 05 ml NET 05 ml lvITT 05 ml G6PDH 6~1l ou 17u +Agar dans Tris A tiegravede 10 ml
42
9
----- - - - _----- - -
W~--shy
ANNEXEV
Tempeacutelllture il linterface eaumiddotseacutediment au site du Dlilec
17 T middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot-middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot-middot_middotmiddotmiddotmiddot-middot-middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot-middot--middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot-middotmiddot--- - -- ----_--- -- - shy
16 +--- ---------- --__--shy
15 --- -- ---- - --- middot - middot-middotmiddot-middotmiddotmiddot-middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot_-middot-middot -middotmiddotmiddotmiddot-middot-middot-middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot-middotmiddot middotTt~hl~ - ------ Ecirc 14 - - -- --------- ---middot---middot-middotmiddot-middot-middot-trrfo-r~~wbWljl~I~~~--------------t-------------iiiiJiI~i~L--_-----------------------8 12 YrljVWfAI--shy --shy - shy _-----------------------------
middotmiddot-middotmiddot~IImiddot middotmiddot-middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot-middotmiddotmiddotmiddot-middot --middotmiddot--shy - ------------_- ----------11 t-middot
10 ~~--shy --- ----_-- - -- - - ------------_-
~ ~ ~ ~ 3 5 = 3 -~ shy
~ ~ = ~ ~ ~ 7 ~ 7 7 ~ ~ lt lt jf ~ r- ~ C t- C ~ oA C 0 0 0 0 ~ shy0 0 N
~
Tempeacutelllture il linterfue eau-seacutediment il la pointe de lAnnorique
11 ~ li ~ ~ ~ ~ ~ of j ~ ~ i ~ f N M ~ M ecirc ~ M
(donneacutees LR-i CvRS D1513 Faculteacute des Sciences Brest)
43
ANNEXEVI
TENEURS EN QUELQUES METAUX LOURS DANS LES GONADES DOURSINS DE LA RADE DE BREST
1Armorique (n=7) lIurloux (n=8) Deliee (n=8) 1
Fer (Fe) mgfKg 2869plusmn141O 531plusmn438 410plusmn250 1
lt 02Plomb (Pb) mgfKg O75plusmnO24 026plusmnO18
Cuivre (Cu) mgfKg O76plusmnO33 030plusmnO Il 045plusmnO42
Cadmium (Cd) mgIKg 396plusmnO55464plusmn125 463+12
Zinc (Zn) mgfKg 3563plusmn2828 1811=1241 1528plusmn1506 i
1
Mercure (Hg) mgfKg 026plusmnO12 018plusmnO08 020plusmnO13 1
(donneacutees Laboratoire lvllmicipal de Brest 16 rue Alexandre Ribot - J928iuml BREST Cedex Ofi0894)
ANNEXE VII
Agents toxiques essayeacutes pour leur toxiciteacute sur le deacuteveloppement la reproduction
et pour leur toxiciteacute geacuteneacutetique sur les embryons et le sperme doursins
(dapregraves PAGAl~O et al 1987)
Classe d aogents___+-____Agent=-s____~r__---Reacute~feacuterences___--1
1 Agents Physiques Rayons X RUST AD 1959 Rayons r GIORDANO et al 1983 Lumiegravere visible PAUL et al 1970
SPECK et al 1980
II Agents chimiques A Inorganiques Arsenic PAGANO et al 1982a
Beacuteryllium GIORDAlIO et al 1983 Cadmium PAGANO et al 1982b Chrome PAGA1-iO et al 1983a Cuivre HESLINGA 1976
PAGANO et al 1986 Mercure KOBA YASHI 1980 Nickel GIORDANO et al 1982 Changements de pH PAGANO et al 1985a 1985b
CIPPOLARO et al 1986 DUBE et al 1985
Zinc GIORDANO et al 1983 PAGANO et al 1986
B 1 Organiques 1 - Polluants industriels Peacutetrole dispersants du peacutetrole HAGSTROM et LONNING 1976
Pesticides organochloreacutes FALK-PETERSEN1979 BRESCH-ARENDT 1977
Styregravene et deacuteriveacutes PAGANO et al 1978 Dipheacuteny1 dipheacutenyl ether PAGANO et al 1983b PCBs ADAMS 1983
PAGANO et al 1985c
2 - Canceacuterigegravenes Acridines BRACHET 1968 Benzo(a)pyregravenes DE ANGELIS et GIORDANO
1974 HOSE et al 1983
712 dimeacutethy1benz( a)anthracegravene DE ANGELIS et GIORDkIO 1974
TPA (phorbol ester) BRESCH--RENDT 1978 Urethane NAKASHIMA et ISHIKAWA
1978 3 - Composeacutes pharmaceutiques Agents antineacuteop1astiques REN1llLARD et al 1975
WANG et al 1977 Thalidomide HAGSTROM et LONNING 1973 Acide nalidixique CZ1TN etaI 1981 Povidone iodine ROZENKRANZ et al 1980
III Meacutelanges KOBAYASHl 1971 1984 KINAE et al 1981 OSHIDA et al 1981 DINNEL et al 1981
LES MEacuteTAUX LOURDS DES PRODUITS MAnlNS AUX CONSOMMATEURS
(Les v(Jlours m6us uang ce
Ooso quotishydienne
Il eacutecossai ro fi lhomme
(ell IlIl)
Dose toxique
pOUf lIl(Hl li)] Il
(1)
)OllS
adIJ1ilUuml
dan~ 1es al ililUlllS
(1l1Uk~raquo
EltlU ltIll Ilwr (111]1)
AlrJucs (lilgkJ )
Mollusques (IlIUkg)
Cfuslncocircs (11111111)
Poissons (muka)
Arsenic
001 ~O 02 mg
III 70 1119 1 SOllt mOrlols
0002-0001
014-1
7 -120
15 17 (rwvolln)
25-75 (oOndill)
LI ore
100 Illoi
I(i
04-20
1 (moulu)
025 15 (11111 l 1 IcircIl )
020
tilJlcilU sont les plus
CildmIcircUIll
30 mu so1l1 toxiquuumls
f()i~5()1l
1 Molluoque
rshy1
01
00006
01 i-3
Chromo
VI WO Ill) Cr ~()Ilt IIHHlelr
01
000005
002 -1
er1llllent rellcontreacutees dlIls les publications ctuel
Cuivre
2 mg
25 fi sont IllOrlel
Poisson li
Mollusqull 110
0003-001
17-124
GO-900 (Iluitru)
20-90 (convoi)
l5-G (1 lion)
Mercure
Poisson jusqul 07
0000 03
----_
O02G-O2
004
01 middot10
Plomb
moi
0000 03
05 9
28-6 (huicirctre)
~- ----shy01-23
(tHlllllnrl)
O3-G
Seacuteleacutenium
3
000009
02-01
Zinc
6- 10 mg
35
0001-001
il2-Hi)
100-1 GOO (lIl1illO)
122-18 1 (1Il1IrlllI)
02middot1 200 (llilrell~1 )
---------- ----shy
fi (JIIIIUIIIaS
Les doses admissibles dilfl~ les aliments sonl exprillleacutees en millilrammes par kilogramme daliment
Les concclltrations daJis les produits rnHIcirclls sont (ouloS oxprilllUcircfS CIl lllilliJtallHllCS pM kilonriltlHlw do Illnliegravero segravecho
Chnque (ois qlll cela a ugravet possillln on il if)diqur~ entre p1fef)lhegravesos dnns qllJllc csplco nvait ocirctri trouveacutee ln plus (orte dosn
(1) [n CilS diumlnDntioll Cil IIlle scule (ois (SOllfce Rapport du Groupe Irleflilinisteacuterid des prohl~llIes de Pollution de la Mer 1(73)
EXTRAITS DE lA CIRCUlAIRE DU 13 MAl 1991
Circulaire du Ministegravere de lEnvironnement creacuteant les contrats de baie
Les eaux inorales franccedilaises doivent se situer en permanence agrave un niveau de qualiteacute suffisant pour ne pas mettre en peacuteril les eacutecosystegravemes cocirctiers qui constituent un eacuteleacutement majeur du patrimoine eacutecologique national ()
Lapproche retenue rient compte de la diversiteacute et de la complexiteacute des situations rencontreacutees ie long des cocirctes franccedilaises Certains SeCIeurs son principalement affecteacutes par des pollutions chimiques (meacutetaux etou composeacutes organiques ( )
De plus les pheacutenoTregravenes regroupeacutes sous une mecircme appeiation (egraveystrophies marines par exemple) reacutesJltent r jait de meacutecanismes diffeacuterents dont les c1uses et les facteurs de maitrise dofent ecirctre deacutetermineacutes dans chaque cas particJpr afin decirctre certain de mettre en oeuvre au plus juste coucirct des remegravedes efficaces ( j
n apparaft au corraire que pour chaque secteur C littorc oi une action est neacutecessaire a soluor adeacutequate ne peut ecirctre trouveacutee cu au niveat loca~ en associant tous les resporsables co-erneacutes Un outil nouveau est proposeacute le Contrat de Baie dont linitiative peut br= prise par lEtat mais aussi par dautrs acteurs (collectiviteacutes locales cssociatiors rotamment) ()
Chaque Cartrat de 3aie doit correspondre agrave une uniteacute middot-orale rmogegravene ()
Puisque la lutte ccr-se la pollution des eaux littorales ne peut ecircrr= efficace que par la prise
en compte des apports de Jensemble du bassin versant le Contrat de Baie doit ecirctre eacutelaboreacute agrave ce niveau
Pour eacuteviter ces eacutecueils tout Contrat de Baie devra reposer sur une connaissance aussi preacutecise que possible
bull de lensemble des sources de poiJution affectant le secteur rejets coners (ponctuels ou diffus) apports par les cours deau immersions de deacuteblais de dragage etc
bull des meacutecanismes de transfert des pollutions au milieu marin
bull des caracteacuteristiques du milieu reacutecepteur (morphologie courants caracteacuteris-tiques hvdrochimiques et biologiques)
bull des USIlges agrave proteacuteger et des zones sensibles du point de vue eacutecologique
Puisque lameacutelioration de la qualiteacute des eaux dun secteur du littoral implique de deacutefinir un programme concernant lensemble du bassin versant la maicirctrise douvrage de leacutetude ne pourra en geacuteneacuteral ecirctre confieacutee qu acirc une collectiviteacute locale de niveau supra shycommunal ()
L finaii du Contrat de Baie est dinciter les divers panenaires concerneacutes en particuer es coliegrave-ivieacutes locales agrave deacutepasser le cadre des scheacutemas classiques dassainissement dans tcs les cas c des dispositions speacutecifiques doivent ecirctre prises pour restaurer la qualiteacute des eaux (
Remerciements
Je tiens agrave exprimer ma gratitude agrave toutes les personnes qui mont aideacute pendant ce travail en
commenccedilant par mes responsables de stage
Madame Monique GUILLOU pour sa disponibiliteacute malgreacute quelques ennuis de santeacute et
pour son aide dans les moments importants Madame Franccediloise QUlNIOU pour avoir
parfois sacrifieacute ses jours de repos pour venir massister Monsieur Dario MORAGA pour tout
ce quil ma appris de la geacuteneacutetique des populations
Je remercie tout speacutecialement Christian TARTU Robert ~1ARC et Seacutebastien DAO
pour leurs compeacutetences techniques et pour leur agreacuteable compagnie agrave chaque sortie en mer
Je voudrais dire merci eacutegalement agrave Laurent CHAUVEAU et Lucky LUMlNGAS en
thegravese actuellement qui ont bien voulu partager avec moi une partie des donneacutees quils ont
recueillies sur le terrain
Je ne voudrais pas oublier Franccediloise DENIS pour mavoir fait part de son expeacuterience dans
le domaine de leacutelectrophoregravese et dans lutilisation du logiciel BIOSYS l
Je remercie aussi Madame ~1arie-Reneacutee LE LIART pour son accueil agrave mon arriveacutee agrave la
faculteacute et pour raide quelle ma apporteacutee pour reacutesoudre mes problegravemes dordre mateacuteriel
Je remercie bien sucircr les responsables de ma formation Madame Nicole DHAINAUT et
Monsieur Daniel PETIT pour mavoir permis deffectuer ce stage dans le cadre du DESS
Gestion des Ressources Naturelles Renouvelables et Ameacutelioration de la qualiteacute de la vie
Enfin je tiens agrave exprimer ma profonde reconnaissance au responsable du laboratoire
deacutecologie benthique Monsieur Michel GLElLREC qui ma beaucoup soutenu et que je
remercie de sa confiance
2
SOMMAmE
CADRE DU STAGE p4
1 INTRODUCTION p6
II MATERIEL ET METHODE
1deg - Lespegravece p7
2deg - Le milieu p7
3deg - Echantillonnage p10
Indices physiologiques p 10
Feacutecondations in vitro p 10
4deg - Meacutethodes p 10
Indices physiologiques p10
Tests de feacutecondation pU
Geacuteneacutetique des population p12
5deg -Traitement des donneacutees p 15
IDRESULTATS
1deg - Indices physiologiques p 19
2deg - Feacutecondation et deacuteveloppement larvaire p 20
3deg - Geacuteneacutetique des populations p 24
IV DISCUSSION p26
V CONCLUSION p32
VI BIBLIOGRAPHIE p 33
3
CADRE DU STAGE
Ce stage sinscrit dans le programme Ameacutelioration de la qualiteacute des eaux sauvegarde et
restauration de leacutecosystegraveme marin en rade de Brest meneacute par la Communauteacute Urbaine de
Brest dans le cadre dun contrat de baie qui fait lobjet de conventions deacutetudes avec diffeacuterents
organismes de recherche (cf extraits de la circulaire ministeacuterielle du 1305191 preacutesenteacutee en
annexe) Loriginaliteacute du programme reacuteside dans sa pluridisciplinariteacute il integravegre aussi bien le
domaine continental que le domaine marin et associe disciplines scientifiques socioshy
eacuteconomiques et juridiques il vise dune maniegravere geacuteneacuterale agrave preacuteciser les meacutecanismes de
deacutegradation de leacutecosystegraveme de la rade en examinant parmi les processus connus en biologie
marine fondamentale lesquels sappliquent agrave cette zone particuliegravere et agrave mettre en place les
reacuteseaux dobservation et les outils de suivi de la qualiteacute du milieu gracircce auxquels il devrait ecirctre
possible de quantifier cette qualiteacute et preacutevoir ses conseacutequences sur les ressources halieutiques
Les reacutesultats du programme deacutetudes sont soumis au Comiteacute Scientifique du contrat de baie
et preacutesenteacutes ensuite agrave un Comiteacute dExpertise Scientifique International puis agrave un Comiteacute Pilote
pour deacutecision opeacuterationnelle
Le contrat rade de Brest doit aboutir agrave la mise au point de meacutethodes de lutte approprieacutees
contre les polluants et la fourniture aux deacutecideurs politiques et administratifs dun outil daide agrave
la deacutecision
Le stage sest deacuterouleacute dune part dans lUniteacute de Recherche Associeacutee au CNRS D 1513 agrave la
Faculteacute des Sciences de Brest~ et dautre part au laboratoire deacutecotoxicologie du centre
IFREMER de Brest dont les organisations sont preacutesenteacutees ci-apregraves Lobjectif de cette
coopeacuteration dans le programme deacutetude se situe dans la surveillance et lappreacuteciation de la
qualiteacute du milieu par lobservation dindicateurs biologiques de pollution Son but est deacutevaluer
la situation preacutesente de la rade et permettre un suivi de limpact des actions de deacutepollution
4
ORGANISATION DES STRUCTURES DACCUEIL
URA CNRS D1513
Uniteacute de recherche associeacutee au CNRS
Flux de matiegravere et reacuteponses du vivant
(Chef P TREGUER)
Biogeacuteochimie Physique Ecologie benthique
(P TREGUER) (M GLEMAREC)
resp stage M GUILLOU (eacutecologie des eacutechinodermes)
Biologie marine
(M LE PENNEC) resp stage D MORAGA
(geacuteneacutetique des populations)
Geacutenotoxiciteacute
des polluants
(F GALGANI)
IFREMER Direction de lEmironnement ~
et de lAmeacutenagement Littoral )
( Laboratoire dEcototicoJogie
(directeur F GALGAl)
~--------~
Etudes ponctuelles Transfert Tests qualiteacute deau de surveillance - action des pesticidessurveillance 1
1
(EHIS)biologiquei 1(F GALGAl-H) (T BURGEOT) - test tnverteacutebreacutes
(F Qulv70U resp stage)
(F TOLLARASTEL)
5
Il INTRODUCTION
Les oursins sont reconnus pour ecirctre tregraves sensibles aux modifications des conditions
environnementales Leur plasticiteacute face aux conditions du milieu et leur mode de vie en font de
bons indicateurs biologiques de pollution marine (Augier 1987a Kobayashi 1971) Dailleurs
depuis plus dune vingtaine danneacutees gamegravetes embryons et larves doursins constituent un
mateacuteriel de base dans les domaines de la pharmacologie toxicologie ou eacutecotoxicologie
(Hagstrom amp Lonning 1974 Bougis 1981 Dinnel et al 1987 Pagano amp Romafia 1991)
Leur sensibiliteacute aux conditions du milieu se manifeste par des perturbations du cycle de
reproduction des baisses de feacuteconditeacute ou des troubles du deacuteveloppement larvaire et les effets
observeacutes en zones perturbeacutees sur les populations doursins ont eacuteteacute souvent deacutecrits (Harmelin et
al 1981 Delmas amp Reacutegis 1984)
Dautre part les biologistes de lobservatoire marin de Roscoff (Nord-Finistegravere) utilisant
reacuteguliegraverement des oursins de lespegravece Sphaerechinus granularis (Lamarck) preacuteleveacutes en rade de
Brest sur le site de la pointe de lArmorique ont signaleacute depuis 1985 des anomalies du
deacuteveloppement cellulaire Suite agrave ces observations des travaux preacuteliminaires ont mis en
eacutevidence sur ce mecircme site des perturbations du deacuteveloppement de la population et un faible
taux de croissance des individus (Chevallier 1993)
Ces indications ont motiveacute le choix de Sphaerechimls granularis tregraves commun dans la rade
et dont la biologie est par ailleurs bien connue (Fenaux 1972 Semroud amp Senoussi 1989
Guillou amp Michel 1993) comme bioindicateur de la qualiteacute du milieu dans le cadre du
Programme deacutetudes pluridisciplinaire de la rade de Brest Leacutetude porte sur trois stations de la
rade distribueacutees le long dun gradient de pollution et une quatriegraveme dans larchipel des Gleacutenan
(Bretagne Sud) exempt de pollution anthropique et choisi comme site de reacutefeacuterence
Lobservation consiste agrave suivre leacutevolution dindices physiologiques (Indice Gonadique et
Indice de Reacutepleacutetion) reacuteveacutelateurs de la condition des inampidus et agrave effectuer des feacutecondations
in vitro en vue de mesurer le taux de reacuteussite de stade pluteus obtenu pour chaque site de
maniegravere agrave mettre en eacutevidence une eacuteventuelle deacutegradation de lenvironnement
Par ailleurs lestimation de linfluence des conditions emironnementales saccompagne dune
eacutetude de geacuteneacutetique inspireacutee des meacutethodes employeacutees sur dautres inverteacutebreacutes marins (faune
6
profonde et intertidale) pour mesurer les adaptations geacuteneacutetiques de ces animaux vis agrave vs des
contraintes eacutecologiques (Siebenaller 1978 Bristow amp Vadas 1991) Ce travail vise agrave eacutevaluer
la variabiliteacute geacuteneacutetique preacutesenteacutee par S granularis dans les populations des deux stations les
plus exposeacutees qu~ quoique voisines geacuteographiquement ont montreacute des diffeacuterences
morphologiques et deacutemographiques tregraves marqueacutees (Lumingas amp Guillou sous presse) Cette
partie a eacutegalement pour but de mesurer le degreacutes de diffeacuterenciation existant entre ces deux
populations pour apporter une explication geacuteneacutetique agrave ces observations
A terme ce travail tend agrave mieux connaicirctre les reacuteponses de lespegravece et agrave estimer leacutetat de
pollution de la rade sur les sites choisis en diagnostiquant si possible les agents responsables
des deacuteregraveglements observeacutes
il 1MATERIEL ET METHODES
1deg - Lespegravece
Sphaerechinus granularis (Echinodermata Echinoidea Toxopneustidae) est une espegravece
comestible de grande taille pouvant atteindre 14 cm commune dans lheacutemisphegravere Nord sur les
cocirctes de lAtlantique-Est depuis la Manche occidentale jusquau Golfe de Guineacutee (Koehler
1921) ainsi quen Meacutediterraneacutee (Tortonese 1965) Sa reacutepartition verticale seacutetend de la zone
intertidale jusquagrave 130 m (Cherbonnier 1958) sur divers substrats en fonction des classes dacircge
et des preacutefeacuterences alimentaires (Guillou amp Michel 199) En rade de Brest les plus f011es
populations se rencontrent essentiellement sur les fonds seacutedimentaires grossiers recouverts de
maeumlrl vivant (Lithothamnium corallinoiumldes Crouan)
2deg - Le milieu
La rade de Brest est une vaste eacutetendue deau de plus de 150 km2 qui communique avec la
mer dIroise par un goulet de 18 km de large et de 20 m de profondeur Elle reccediloit les apports
de deux riviegraveres principales au Nord-Est lElorn (6m3 s de deacutebit moyen) au Sud-Est lAulne
(24m3s de deacutebit moyen) Les bassins versants de la rade repreacutesentent pregraves de 2800 km2 qui
sont essentiellement consacreacutes agrave lagriculture
7
Il est possible pour simplifier de subdiviser la rade elle-mecircme en trois zones un bassin
Nord tout dabord agrave lembouchure de lElorn ougrave se concentrent les activiteacutes portuaires de
Brest ensuite un bassin Sud recevant les eaux de lAulne moins urbaniseacute et mieux proteacutegeacute de
linfluence portuaire mais plus exposeacute aux effluents agricoles enfin une zone de meacutelange
formant un tourbillon dans la partie centrale de la rade allant des alentours de la presquicircle de
Quelem jusque dans le goulet
Le choix des sites sest porteacute sur quatre zones propices au deacuteveloppement de S gramllaris
dont trois dans la rade la derniegravere dans les icircles Gleacutenan en fonction de leurs diffeacuterentes
caracteacuteristiques La situation geacuteographique de chaque station se trouve illustreacutee en figure 1
- (1) Pointe Marloux situeacutee dans le bassin Nord proche de la zone portuaire dans une
zone de calme relatif laquo1 noeud en vives eaux) Le fond est constitueacute de maeumlrl pur la
profondeur est faible (5 m) Une eacutetude de la dynamique des populations a reacuteveacuteleacute de fortes
irreacutegulariteacutes dans le recrutement (Lumingas et GuiIlou sous presse)
- (2) Pointe de lArmorique situeacutee agrave lembouchure de lAulne ougrave la preacutesence de lIle Ronde
concentre les courants de mareacutee dans un chenal eacutetroit qui amplifie leur vitesse Gusquagrave 3
noeuds) Linfluence estuarienne y est encore ressentie le seacutediment est heacuteteacuterogegravene composeacute de
sable coquillier grossier et de deacutebris de maeumlrl la profonegraveeur peut atteindre jusquagrave 20 m au
milieu du chenal
- (3) Anse du DelIee zone rocheuse situeacutee dans le goulet de Brest directement sous
influence oceacuteanique Lhydrodynamisme est assez fort (gt2 noeuds en vives eaux) favorable au
deacuteveloppement dune couverture algale importante La zone de preacutelegravevement se situe sur une
pointe rocheuse appeleacutee pointe du Diable agrave labri des effets de lagglomeacuteration voisine agrave une
profondeur maximale de 10 m
- (4) Archipel des Gleacutenan en Baie de Concarneau Bretagne-Sud agrave leacutecart de toute
pollution anthropique et ougrave la population doursins connaicirct un large essor (Guillou et Michel
1993) et fait lobjet dune pecirccherie artisanale Cette derniegravere station sera consideacutereacutee comme site
de reacutefeacuterence
8
Fig 1 Preacutesentation de la rade de Brest
o
BREST
Rade de Brest
5km
Ile Q Ronde
Presqujle de Plougastel
Chenal de lAulne
r-f1
~r ltgt r Brest
~ ~RETAGNE
0- ~~ t-~
(Glenan) ~
9
3deg - Echantillonnage
Indices physiologiques
La reacutecolte seffectue par dragage ou en plongeacutee selon raccessibiliteacute agrave la cocircte par bateau
La drague utiliseacutee est large dun megravetre eacutequipeacutee dun filet de 2 cm de maille La dureacutee des traits
de drague est denviron 5 minutes Le mateacuteriel est ensuite fixeacute dans lalcool agrave 70 0 Le calcul
des indices neacutecessite un eacutechantillonnage mensuel commenceacute sur certaines zones depuis
deacutecembre 1993 puis prolongeacute dans cette eacutetude jusquau mois de juillet 1994 Pour chaque
mois un eacutechantillon de 30 individus dune classe de taille standard de 80middot90 mm est preacuteleacuteveacute
Feacutecondations
La reacutecolte des oursins seffectue en employant les mecircmes techniques que preacuteceacutedemment
Toutefois les animaux sont maintenus vivants et agrave labri des eacutecarts de tempeacuterature en les
conservant agrave bord dans un circuit deau de mer et en eacutevitant le deacuteclenchement dune ponte
Chaque eacutechantillon comporte une quarantaine dindividus de taille variable de faccedilon agrave pouvoir
disposer dun choix satisfaisant danimaux matures et dun sex-ratio eacutequilibreacute Deux
preacutelegravevements par site sont reacutealiseacutes entre mai et juin durant la peacuteriode de reproduction
4deg - Meacutethodes
Calcul des indices physiologiques
Le cycle de reproduction est eacutetudieacute par lintermeacutediaire de lindice gonadique (1 G) qui
est le rapport entre leacutetat des gonades et le poids corporel Leacutevolution dans le temps de ce
paramegravetre permet de mesurer leffort de reproduction et de situer la peacuteriode de la ponte La
relation employeacutee est la suivante
LG==Poids secs gonades x 106 Dtest3
Lindice utiliseacute fait intervenir le poids sec de gonades et le diamegravetre du test (Dt est) en
raison dune part de la bonne correacutelation entre taille et poids du test dautre part des fortes
variations engendreacutees par lutilisation de volumes ou de poids humides (Gonor 1972)
Lindice de Reacutepleacutetion du tube digestif (IR) correspond au rapport du poids de lintestin et de
son contenu sur le poids du corps Ce paramegravetre reflegravete lintensiteacute de leffort de collecte de
nourriture
10
La relation est donneacutee par Neacutedeacutelec (1983)
IR = Poids sec intestin x 106 1Dtest3
Les variations de ce paramegravetre permettent de suivre leacutetat des besoins trophiques des
individus et complegravetent les renseignements apporteacutes par lindice gonadique Les oursins sont
mesureacutes au mm pregraves ouverts sur la face orale agrave raide dun marteau puis disseacutequeacutes Les
gonades et les intestins sont preacuteleveacutees et seacutecheacutes agrave leacutetuve agrave 60degC pendant 48 agrave 72 h selon leacutetat
de maturiteacute En peacuteriode de maturation des gonades des eacutemissions accidentelles de produits
sexuels sont quelquefois provoqueacutees par la fixation dans lalcoo~ ces produits doivent ecirctre pris
en compte dans les mesures dindices gonadiques Pour obtenir des reacutesultats comparables sur
tous les sites les indices sont calculeacutes sur des eacutechantillons moyens appartenant agrave la mecircme
classe de taille (80~90 mm)
Tests defeacutecondations
Les animaux reacutecolteacutes sont maintenus vivants en aquarium dans un circuit deau de mer en
salle thermostateacutee (15degC) Les eXPeacuteriences doivent ecirctre effectueacutees dans les 24 h en raison du
stress occasionneacute par le ramassage Les bioessais sont reacutealiseacutes en eau de reacutefeacuterence provenant
de leacutecloserie IFREMER dArgenton reconnue de bonne qualiteacute filtreacutee sur cartouches
Sartorius de OA5 lm de porositeacute Pour chaque manipulation dix individus macircles et di
femelles sont seacuteleacutectionneacutes de maniegravere agrave reacutealiser deux seacuteries de tests en parallegravele chaque macircle
eacutetant testeacute par le meacutelange des dix femelles et chaque femelle par lensemble des di macircles soit
vingt essais par station reacutepeacuteteacutes agrave deux reprises entre mai et juin Les individus sont ouverts aux
ciseaux en zone eacutequatoriale et disseacutequeacutes afin de preacutelever les gonades Les gonades macircles sont
conserveacutees au sec pour eacute-1ter lactivation du sperme (lexceacutedent aqueux est eacutelimineacute agrave laide
dune poire) et maintenues au reacutefrigeacuterateur jusquagrave leur emploi Les gonades femelles sont
conserveacutees en eau de mer pour garder intacts les ovocytes elles sont ensuite tamiseacutees sur soies
de 200 lm pour eacuteliminer les deacutebris dovaires Les gonades macircles sont tamiseacutees sur soies de
60 lm pour reacutecupeacuterer le sperme propre Les ovocjtes sont laveacutes par seacutedimentation et dilution
les ovocytes immatures et les deacutebris de gonades eacutetant agrave chaque fois eacutelimineacutes Pour chaque
femelle la concentration est ameneacutee agrave 1500 ovocytesml par dilutions successIcircves dans un
11
temps le pool de dix femelles est constitueacute avec la mecircme densiteacute Apregraves tamisage du sperme
des dix individus macircles un pool est aussi reacutealiseacute avec une microgoutte de chaque filtrat
Chaque essai se deacuteroule dans des pots en polystyregravene steacuteriles dans lesquels agrave 30 ml deau filtreacutee
sont inoculeacutes 1 ml de solution dovocytes et 05 ml de sperme dilueacute (2 gouttes de sperme sec
dans 100 ml) Les ovocytes feacutecondeacutes sont alors mis en incubation dans une armoire
thermostateacutee agrave 155degC soit 20degC agrave 25degC de plus que la tempeacuterature du milieu naturel ceci
dans le but deacuteviter les effets neacutefastes pour le deacuteveloppement des larves dun eacutecart de
tempeacuterature trop eacuteleveacute Un scheacutema du protocole expeacuterimental est preacutesenteacute en annexe I
Lobservation du taux de reacuteussite de feacutecondation seffectue une heure trente apregraves le
meacutelange des gamegravetes
Le comptage des diffeacuterentes cateacutegories de larves est reacutealisable apregraves 5 jours dincubation
Les observations des larves reposent sur 5 critegraveres deacutefinissant chacun un type de larves
diffeacuterent (Pagano et al 1989)
N pluteus normal ayant suivi un deacuteveloppement convenable
R plut eus retardeacute ou inhibeacute dont la taille natteint pas la moitieacute de la normale
Pl pluteus pathologique preacutesentant des malformations du squelette
etou du tube digestif
P2 embryons dont le deacuteveloppement siest arrecircteacute agrave diffeacuterents stades
(morula blastula gastrula ou prisma)
M larye ou embryon mon
Lexamen de la qualiteacute des larves obtenues sur chaque site mesure laptitude des animaux
preacuteleveacutes sur cette zone agrave produire des larves viables en eau de mer de reacutefeacuterence traduisant
ainsi limpact de lenvironnement sur la qualiteacute des gamegravetes
Geacuteneacutetique des populations
Les recherches en geacuteneacutetique meneacutees ces derniegraveres anneacutees sont orienteacutees vers une connaissance
approfondie des meacutecanismes adaptatifs des populations danimaux marins notamment par
leacutetude des isoenzymes impliqueacutes dans divers processus meacutetaboliques Ains~ ladaptation de la
population agrave son environnement est deacuteceleacutee par la variabiliteacute des gegravenes enzymatiques Lanalyse
12
PLANCHE 1 Deacuteveloppement larvaire de Sphaerechinus granularis
- lt shy0
-
shy
embryon (P2) pluteus retardeacute (R)
pluteus pathologique (Pl) pluteus normal (N)
13
des structures geacuteneacutetiques a volontairement eacuteteacute reacuteduit agrave deux stations (Marloux et Armorique)
en raison dune part du deacutelai imparti agrave cette eacutetude et dautre part dune eacutetude comparative de
populations deacutejagrave effectueacutees sur ces deux sites (Lumingas amp Guillou sous presse) Dans cette
eacutetude a eacuteteacute analyseacute le polymorphisme l enzymatique des deux populations mesureacute par
eacutelectrophoregravese sur gel damidon En effet cette technique reposant sur le caractegravere amphotegravere
des proteacuteines elle permet de deacuteceler les variations de charges nettes des sous-uniteacutes
constituant le systegraveme enzymatique eacutetudieacute de sorte que les substitutions entre acides amineacutes
dans la structure primaire de la proteacuteine sont rendues visibles Ces substitutions eacutetant issues de
mutations sur les codons dau moins un nucleacuteotide de lADN (Ayala 1982) il sagit donc bien
lagrave dun reflet du patrimoine geacuteneacutetique Cependant toutes les mutations de triplet ne sont pas
deacutecelables en raison de la redondance du code geacuteneacutetique de mecircme que les substitutions
dacides amineacutes qui ne modifient pas la charge nette de la proteacuteine Cest pourquoi lon
considegravere que les deux tiers des mutations ne sont pas deacutetecteacutees (Ne~ 1972) Dune maniegravere
geacuteneacuterale la variabiliteacute geacuteneacutetique des organismes se trouve donc sous-estimeacutee
Les oursins rameneacutes frais au laboratoire sont aussitocirct disseacutequeacutes et des eacutechantillons de
diffeacuterents organes (muscle gonades appareil digestif) sont preacuteleveacutes sur chaque indhidu et
placeacutes seacutepareacutement dans un cocircne dEppendorf annoteacute et conserveacute au congeacutelateur (-70degC) Un
lot de 40 individus par site est ainsi preacutepareacute Les eacutechantillons sont ensuite broyeacutes agrave volume eacutegal
dans une solution de tampon de-traction (TRIS 00 lM + NADP 1 + EDTA) ajusteacutee agrave
pH 68 puis centrifugeacutes agrave 10000 g pendant 15 minutes agrave FC Les eacutechantillons sont placeacutes dans
des gels agrave 11 damidon en impreacutegnant de petites bandes de papier Whattman TM n)3
introduits perpendiculairement au gel apregraves avoir deacuteposeacute au preacutealable quelques gouttes de bleu
de bromopheacutenol pour visualiser le front de migration Les gels sont refroidis durant toute la
dureacutee de la migration par un systegraveme de plaques de refroidissement placeacutees au dessus et en
dessous du moule La migration est anodique Un scheacutema du montage est figureacute en annexe Il
La composition des tampons deacutelectrophoregravese et les reacutesolutions obtenues sont donneacutees en
annexe III Les eacutechantillons peacutenegravetrent dans le gel pendant une preacute-eacutelectrophoregravese de 10
minutes agrave 100 V Lorsque la migration est commenceacutee le gel est soumis agrave un champ eacutelectrique
Ipolymorphisme existence simultaneacutee dallS une population de plusieurs gegravenes pour le mecircme locus
14
constant de 80 mA pendant 4 agrave 5 heures La seacuteparation des geacutenotypes des diffeacuterents systegravemes
enzymatiques est reacuteveacuteleacutee par des colorations speacutecifiques regroupeacutees par Pasteur et al (1987)
et adapteacutees de Shaw et Prasad (1970) Les solutions utiliseacutees pour la reacuteveacutelation des
eacuteleacutectrophoreacutegrammes sont deacutecrites en annexe IV Linterpreacutetation des reacutesultats neacutecessite la
connaissance de la structure quaternaire (le nombre de sous-uniteacutes) de lenzyme qui
conditionne le nombre de taches observables chez les heacuteteacuterozygotes correspondant aux
diffeacuterentes combinaisons possibles entre les sous-uniteacutes sous lhypothegravese que les loci soient
autosomaux2 et les allegraveles codominants3 Quand un systegraveme enzymatique possegravede plusieurs
loci ces derniers sont numeacuteroteacutes de 1 agrave n suivant leur vitesse de migration en commenccedilant par
le plus rapide Les allegraveles5 sont codeacutes en fonction de leur distance (mesureacutee en mm) par rapport
agrave lallegravele le plus freacutequent noteacute 100 qui sert de reacutefeacuterence
5deg - Traitement des donneacutees
Les reacutesultats des tests deacutecotoxicologie sur les larves doursins sont traiteacutes statistiquement
par analyse de variance agrave lm critegravere de classification qui permet de veacuterifier en un seul test si les
diffeacuterences observeacutees au niveau des moyennes dun ensemble deacutechantillons sont imputables
aux fluctuations deacutechantillonnage ou non Cette meacutethode analyse les sources de variation de
lensemble des donneacutes elle sous-entend leacutegaliteacute des variances et la normaliteacute des populations
dorigine Le respect des conditions dapplication est controcircleacute au moyen dun test de Bartlett
Les tests statistiques sont reacutealiseacutes agrave laide du logiciel STATGRAPHICS (Statistical Graphies
Corp Rockville Maryland USA) Les comparaisons inter-sites sont effectueacutees avec un seuil
de confiance de 95
Les donneacutees de geacuteneacutetique sont traiteacutees par le logiciel BIOSYS-l (Swofford et Selander
1981) qui calcule les freacutequences alleacuteliques et donne les eacutecarts par rapport agrave leacutequilibre dHardyshy
Weinberg dans la population consideacutereacutee Les freacutequences alleacuteliques sont calculeacutees agrave partir des
2autosome chromosome preacutesent en double dans les cenules diploiumldes agravees deux sexes Jcodominams allegraveles exprimeacutes de maniegravere semblable dans un geacutenOtype heacuteteacuterozygote 410cus portion de chromosome correspondam agrave un gegravene 5allegravele lune des expressions alternatives dun gegravene (lOCus)
15
effectifs directement observeacutes sur les zymogrammes Pour un locus posseacutedant k allegraveles et un
eacutechantillon de N individus la freacutequence du iegraveme allegravele est donneacutee par la formule 1shy
(2Nii +iNij) HXi =__---L-_
2N
Nuuml nombre dhomozygotes observeacutes pour lallegravele ~
Nij nombre dheacuteteacuterozygotes observeacutes pour lallegravele i
Les freacutequences geacutenotypiques sont recalculeacutees sous lhypothegravese de la loi dHardy-Weinberg
qui postule que les freacutequences alleacuteliques restent constantes dune geacuteneacuteration agrave lautre en
labsence de mutation seacutelection et de migration (dans le cas dune espegravece diploiumlde en
panmixie6) Etant donneacutee la faible taille des eacutechantillons les freacutequences geacutenotypiques attendues
par cette loi sont calculeacutees par la formule de Levene (1949) N = Nxi (2Nx i -1)
2N-l _ 4N2 XiXjN - -----shy
lJ 2N-l
Nuuml freacutequence geacutenotypique homozygote
Nij freacutequence geacutenotypique heacuteteacuterozygote7 ayec IkNij=l (pour k allegraveles)
Le test de conformiteacute des freacutequences geacutenorypiques calculeacutees avec les reacutesultats observeacutes fait
intervenir un X2 Certains effectifs geacutenotypiques eacutetant compris entre 5 et 10 le test utiliseacute est
celui du conigeacute de Yates j(~12 (1 Obil - At) _ 1~)2
y= w shyC i=1 Atif
Le nombre de degreacute de liberteacute est eacutegal agrave m-k m eacutetant le nombre de geacutenotypes et k le
nombre dallegraveles
Les eacutechantillons eacutetant de faible taille les loci multi-alleacuteliques ont eacuteteacute analyseacutes en regroupant
les geacutenotypes en trois classes la classe des geacutenotypes homozygotes posseacutedant lallegravele Je plus
freacutequent la classe des heacuteteacuterozygotes posseacutedant lallegravele le plus freacutequent et la classe regroupant
les autres geacutenotypes Comme dans le cas des loci di-alleacuteliques le test du X2 est agrave 1 degreacute de
6panmixie individus qui se croisent au hasard agrave limeacuterieur ct une population pour laqudle leacutequilibre de la loi dHardy-Weinberg est respecteacutee (degraveme) heacuteteacuterozygote individu qui possegravede deux allegraveles distincts aux locus homologues des chromosomes parents dun organisme diploiumlde
16
liberteacute lorsque toutes les classes ont un effectif supeacuterieur agrave cinq Dans le cas dun locus dishy
alleacutelique si lun des effectifs est infeacuterieur agrave 5 la probabiliteacute exacte p est calculeacutee suivant le test
de Fisher utiliseacute dans le tableau de contingence 2X2 (VithayasaIuml 1973)
Les descripteurs de variabiliteacute geacuteneacutetique des populations sont donneacutes par les relations
suivantes
a) - pourcentage de loci polymorphes8 P95 = 100x(npn)
avec n == nombre de loci eacutechantillonneacutes et ni nombre de loci polymorphes un locus est
polymorphe lorsque la freacutequence de lallegravele le plus rare est supeacuterieure agrave 005
b) - lheacuteteacuterozygotie correspond agrave la freacutequence moyenne dheacuteteacuterozygotes dans la
population on distingue lheacuteteacuterozygotie obseIVeacutee (ho) et celle attendue dapregraves la loi dHardy-
Weinberg (he)
1=1
Xuuml eacutetant la freacutequence obseIVeacutee du geacutenotype homozygote du iegraveme allegravele contenu dans le locus Ir
h == 1- x~ e iJ
=
x eacutetant la freacutequence attendue du geacutenotype homozygote du iegraveme allegravele
Pour les eacutechantillons de petite taille lutilisation de lindice non biaiseacute (Levene 1949) est
neacutecessaire Le calcul de lheacuteteacuterozygotie attendue seffectue de la faccedilon suivante k
2N(1- LX) he(nb) == __---i-=-=l~_
(2N -1)
ougrave N est le nombre dindividus eacutechantillonneacutes
sur lensemble des loci on effectue la moyenne
=1
c) - lindice de fixation de Wright (FIS) ou de Selander (D) permettent deacutevaluer le
deacuteficit ou lexcegraves dheacuteteacuterozygotes Pour le iegraveme locus ils sont deacutefinis par
8polymorphe un g~ne es dit polymorphe lorsquil preacute~me au moins deux eacutetats distinctS dun caractegravere donneacute
li
Les deux indices se comportent de faccedilon opposeacutee une valeur positive de D correspond agrave
excegraves dheacuteteacuterozygotes et une valeur neacutegatIcircve agrave un deacuteficit en heacuteteacuterozygotes
La diffeacuterentiation geacuteneacutetique des populations est appreacutecieacutee par le calcul dun indice de
fixation moyen FST (Wright 1965) deacutefini de la maniegravere suivante
I-FIT = (I-FIS)middot(I-FST)
ougrave FIT et FIS sont les indices de fixation respectivement des individus agrave la population totale et
agrave ces sous-populations
Les indices de fixation du iegraveme allegravele sont deacutefinis dapregraves Nei (1977) par
~Sj =(~ - P)(Pi - p)
Fm = (~ - p2i)(Pi _ p2j)
avec Pi=Sn wiXuuml Pi=Sn wixi ougrave wi repreacutesente le poids accordeacute agrave chaque sous populations
Les indices de fixation calculeacutes pour le jeme locus agrave k allegraveles sont donneacutes par k
Lx j (1- Xj)~Sj ~Sj =-=--------
Lx j (1- Xi) i=1
k
LX (1- xJFm
LxC1- x) 1-1
Lhypothegravese nulle Ho que la valeur du F ST seacutecarte significativement de zeacutero est testeacutee par
X2=2NFST pour n-1 degreacute de liberteacute (Workman et Niswander 1970) ougrave n est le nombre de
18
10
sous populations et N le nombre total dindividus eacutechantillonneacutes La variance autour de la
moyenne par preacutelegravevement est deacutetermineacutee par la meacutethode du jacknife (Weir et Cockerham
1984) Elle permet de tester la significativiteacute de la valeur moyenne agrave laide dun test-t
Le nombre dindividus migrants entre populations peuvent ecirctre estimeacutes par la relation
Nm = (_1__ 1)4 FST (Wright 1965)
avec N =nombre dindividus fertiles dans la population
m = taux de migration
III RESULTATS
- Indices Physiologiques
Lexamen des indices gonadiques fait apparaicirctre de fortes dispariteacutes entre stations (fig 2a)
Tout dabord le site de lArmorique se distingue par des valeurs tregraves faibles traduisant un
niveau de deacuteveloppement des gonades tregraves reacuteduit ne permettant pas de discerner une peacuteriode
de ponte Le site du DelIee preacutesente un deacuteveloppement des gonades moyen comparable au
teacutemoin (Gleacutenan) mais le pic de deacuteveloppement de printemps nest pas observeacutee bien que la
chute de lindice agrave partir du mois de mai permette dy deacuteceler une ponte La population de
MarIoux preacutesente une eacutevolution assez semblable agrave celle des Gleacutenan avec toutefois des valeurs
nettement plus eacuteleveacutees et deux peacuteriodes de chute dindice Uanvier-mars avril-juin)
Lanalyse des indices de reacutepleacutetion (fig2b) montre un comportement radicalement diffeacuterent
entre les oursins de la rade et ceux des Gleacutenan En effet alors que sur le site teacutemoin on observe
un maximum en hiver et une forte chute de lindice de reacutepleacutetion jusquen avril-ma~ soit un mois
avant la ponte le comportement alimentaire des oursins des sites de la rade semble beaucoup
plus anarchique sur le site de MarIoux les indices de reacutepleacutetion restent eacuteleveacutes mecircme en peacuteriode
de ponte et sur les deux autres sites les valeurs hivernales sont singuliegraverement faibles De
maniegravere geacuteneacuterale les indices de reacutepleacutetion des stations de la rade sont plus stables au cours de la
peacuteriode eacutetudieacutee et plus eacuteleveacutes pendant le printemps et leacuteteacute que sur le site de reacutefeacuterence des
Gleacutenan Ceci semble traduire un besoin eacutenergeacutetique plus constant agrave correacuteler avec la nature du
substrat et la disponibiliteacute des ressources trophiques (Comely amp Ansel 1989)
19
Fig 2 Evolution des indices phvsiologigues de Splzaerecltinus granularis UG et IR)
Indices Gonadiques
Mariaux
+ Armorique
-Q-- DeUee
- -r- - Gleacutenan
Fig2a
Indices de Reacutepleacutetion
25
1 tfi~__ plusmnl~middotmiddotmiddotmiddotmiddott~~-~-~
5 - -- - - ~~~~-TT-~ j ~----+-- ~~ l ~-middot-rgtfmiddotltmiddot J 1 shy
n------~ -t o 1 shy
o J FM AM J J
bullbull -tl- bullbullbull Marlou~
1
1 -+- Armorique 1
~ Dellee
- - - Gleacutenan l
Fig2b
2deg - Feacutecondation et deacuteveloppement larvaire
Les reacutesultats sont rassembleacutes sur le tableau l et les graphes preacutesenteacutes en figure 3 ougrave sont
pris en compte les moyennes de lensemble des expeacuteriences Les taux de feacutecondations moyens
sont eacuteleveacutes sur tous les sites (gt91) On note cependant une reacuteussite des feacutecondations (F)
leacutegegraverement meilleure pour le site des Gleacutenan (fig3a) sans pour autant que les diffeacuterences
soient statistiquement significatiyes sauf pour le site de MarIoux ougrave les valeurs sont
significatrvement infeacuterieures au site de reacutefeacuterence (seuil de confiance 95)
20
Les taux de pluteus normaux (N) obtenus pour les sites de lArmorique et de Marloux sont
significativement infeacuterieurs au site des Gleacutenan choisi comme reacutefeacuterence (respectivement 689
et 812 contre 869 auxiles Gleacutenan cf fig3d)
Le site de lArmorique se distingue des trois autres populations par un taux de blocage au
stade embryonnaire (P2=118) et de pluteus retardeacutes (R=143 fig3e) significativement
plus eacuteleveacutes de plus les tests sur les individus macircles montrent sur cette cateacutegorie des reacutesultats
statistiquement plus eacuteleveacutes que pour les femelles (t=249068 n=38 0=0005)
Le site de Marloux preacutesente un taux dembryons intermeacutediaire entre celui trouveacute agrave la pointe
de lArmorique et celui des Gleacutenan (58 fig3b) Le taux de mortaliteacute (M) y est
significativement supeacuterieur agrave toutes les autres stations (24 contre 08 agrave 12 fig3f)
En revanche aucune diffeacuterence statistique nIa eacuteteacute rencontreacutee en comparant les sites du
Dellec et des Gleacutenan agrave quelque stade de deacuteveloppement que ce soit bien que les reacutesultats
soient geacuteneacuteralement infeacuterieurs pour le site de la rade
Les pluteus pathologiques (Pl) sont du mecircme ordre de grandeur dans tous les sites (37)
et ne permettent pas deacutetablir de comparaison (fig3e)
TABLEAU 1 COllPARAISON DES RESUlJTATS DES TESTS DE FECONDATION
N() P2 ()1
i F() R() 1 Pl () M() 1rmoriq ue Macircles 922plusmn64 13+16689plusmnU5 82plusmn80178plusmn10S 1 38plusmn16
1
Femelles 93Oplusmn45 688plusmn166 108plusmn70 39+16 153plusmn177 L2plusmnL3 11
689plusmn145 Il8plusmnl43Total 1 922plusmn64 143plusmn9A 38plusmn22 12plusmn20 2larloux Macircles 800plusmn42 79plusmn34 41plusmn27928plusmn37 5 1plusmn3 1 28+8
Femelles 91Oplusmn94 824plusmn84 1 59plusmn3 1 33plusmn14 65plusmn61 L9plusmn22 69plusmn36 37plusmn21 58plusmn5O 24plusmn5Total 919+74 812plusmn69
27plusmn27Deliee Macircles 81plusmn3ocirc 33plusmn15 O9plusmnLO925plusmn57 i 850plusmn59 96plusmn56 1 45+16 27plusmn32Femelles l2plusmn24928plusmn61
1 82Oplusmn9O 27plusmn29 10plusmn18Total 89plusmn4iuml 39plusmn22926plusmn58 835plusmn771 1
27plusmn23 O6plusmnO777plusmn50 38plusmn23Gleacutenan Macircles 851plusmn69949plusmn45 - l+ 1)~_J_ 1 34plusmnl7 14plusmn13Femelles LOplusmn14887plusmn72943plusmn44
21plusmn2O 1 O8plusmn1l869+72 1 66+51 1 i 36plusmn2OTotal 946+44
mise en eacutevidence dune diffeacuterence significative entre ies reacutesultats des deux sexes
21
_________________ _
Fig 3 Preacutesentation graphique des reacutesultats des tests eacutecotoxicologigues
Taux de feacutecondation (F)
100
1 1 6 iuml 1 1
agrave~J 9 1
0
1
1~1 l i 1
80_
751 1
Armorique Marioux Deliee Gleacutenan
Fig 3a taux de feacutecondation observeacutes pour chaque station
Embrvons (P2) 00
1 1
11
15
10 T 5 shy
0 Armorique Marloux Deliee Gleacutenan
Fig 3b taux de blocage embryonnaire obseneacutes pour chaque station
Pluteus retardeacutes CR)
25CO
20CO
15CO o
10CO
5CO 1 9 i
OCO
Armorique Martoux Jallee Gleacutenan
Fig 3c taux de pluteus retardeacutes obsenes sur chaque statlon
22
__________________ _
Pluteus nomlaut (N)
100 T iuml ccedil 2751 iuml 2 l Q
l501 1
T251
1
0 Armorique Marloux Deliee Gleacutenan
Fig3d taux de pluteus normaux observeacutes sur chaque station
Pluteus pathologiques (Pl)
8
161
i T shy1l iuml
1 11 14 -
I r-
tJiuml t 1
1 2 1 1
omiddot Armorique Mariaux Deliee Gleacutenan
Fig 3e [mLC de plweus pathologiques observeacutes sur chaque station
Tault de mortaliteacute on
500
400
300 l
200
1
100 J J j J
000
Armorique Mariaux Deliee Gleacutenan
Fig 3 taux mortaliteacute observeacutes pour chaque station
30 - Geacuteneacutetique des populations
Les reacutesultats sont rassembleacutes sur les tableaux n02 et 3 Sur les Il loci eacutetudieacutes on remarque
que la population de lArmorique seacutecarte significativement de leacutequilibre de Hardy-Weinberg
pour 5 loci (PGM-l et 2 IDH-l PGD-l GPI-1) alors que lon observe seulement 2 cas pour
le site de MarIoux TI est agrave noter que dans chaque cas les indices de fLation de la population
de lArmorique sont plus eacuteleveacutes que ceux de MarIoux traduisant une deacuteviation plus
importante Cette observation est correacuteleacutee par une heacuteteacuterozygotie en moyenne plus eacuteleveacutee agrave
MarIoux quagrave lArmorique (0207plusmnO057 contre 0180plusmnO052) Le pourcentage de loci
polymorphes (seuil 95) est de 6364 agrave MarIoux contre 4545 agrave lArmorique
Lindicateur de diffeacuterenciation geacuteneacutetique moyen calculeacute selon la meacutethode de Weir et
Cockerham est faible (FST=00059plusmnO0048) et ne montre pas de diffeacuterence significative Dans
ces conditions lestimation du nombre dindividus eacutechangeacutes par geacuteneacuteration donne une valeur
eacuteleveacutee (Nm=42 12plusmn23 Il)
TABLEAU 2
RESUltŒ DES F-STATISTIQUES
Locus FIS FIT FST
PGM-1 0381 0384 0004 PGM-2 0359 0360 0001 IDH-l 0226 0233 0010 PGD-l 0351 0352 0002 MDH-1 -0013 -0009 0005 MDH-2 -0026 -0013 0013 GPI-1 0346 0352 0012 ME-1 0252 0253 0001 ME-2 -0034 -0030 0005
MT-1 -0051 -0040 0012 MT-2 0137 0137 0000
Moy 0273 0276 0006
24
TABLEAU 3
STRUCTURE GENETIQUE DE DEUX POPULATIONS DE Sgranillaris SUR UNE BASE DE 11 LOCI
Pointe de Marloux Pointe de lArmorigue 1
1 1
Locus allegravele freacuteq Ho He D Het freacuteq Ho He D Het
PGM-l 105 0013 2 1987 0006 0050 - 1 2924 -0658 0073
100 0975 0962
95 0013 0038
PGM-2 110 0025 15 22l77 -0324 0554 - 12 20468 -0414 0512
105 0262 0287
100 0613 0637
95 0087 0075
90 0013 shyIDH-l 105 0081 7 8260 -0153 0223 0015 3 4761 -0370 0140
100 0amp78 0926
95 0041 0059
PGD-l 110 0025 15 19392 -0227 0485 0038 9 18063 -0502 0452
107 0013 shy105 0213 0250
100 0688 0700
95 0050 0013
90 0013 shyltIDH-l 105 - 1 1000 0000 0025 0013 1 1000 0000 0025
100 0988 0988 95 0013 shy
MOH-2 110 - 0 - - - 0025 2 1975 0013 0 049
100 1000 0975
GPI-I 110 0112 Il 14620 -0148 0366 0175 6 11696 -0487 0292
105 0075 shy100 0788 0325
100 0850 0863
95 0025 -ltŒ-1 105 0050 2 3843 -0480 0096 0038 3 2924 0026 0073
100 0950 0962
rv1E-2 105 0013 3 2949 0017 0074 0038 3 2924 0026 0073
100 0962 0962
95 0025 -MT-1 105 0038 6 5734 0046 0143 0025 2 1975 0013 0049
100 0925 0975
95 0038 -MT-2 105 0150 10 10329 -0032 0258 0138 7 9608 -0271 0240 1
Heacuteteacutero~gotIcirce moyenne par locus (non biaiseacutee O207iO057 HeacuteteacuterozygOlIcirclt moyenne par locus (non biaiseacutee == O180iO05 Nombre moyen dallegraveles par locus = 309iO44 Nombre moyen dallegraveles par locus 236iO20 Pourcentage de loci polmorphes (criteacutere 95) == 6364 Po=uge de loci polymorphes (criteacutere 95) =4545
locus preacutesent8llt un deacuteficit en heacuteteacutero~gOles significltl lttest de 1 p$O05)
1
IV 1DISCUSSION
TI ressort de cette eacutetude une convergence des reacutesultats qui reacutevegravele la singulariteacute de la
population de la pointe de lArmorique En effet le cycle de reproduction y est agrave leacutevidence
perturbeacute les valeurs dindice gonadique sont extregravemement faibles et la ponte non deacutecelable Le
taux dingestion est faible Les tests de deacuteveloppement larvaire preacutesentent des anomalies
(blocage aux stades embryonnaires et retard des pluteus) et lanalyse geacuteneacutetique y reacutevegravele pour
pregraves de 50 des loci une deacuteficience en heacuteteacuterozygotes traduisant lagrave une baisse de variabiliteacute
geacuteneacutetique et une deacuteviation par rapport aux conditions dHardYMWeinberg9
Le site voisin de la pointe MarIoux semble beaucoup moins affecteacute le cycle de reproduction
sy deacuteroule tout agrave fait normalement (IG plus eacuteleveacutes que sur le site de reacutefeacuterence) et leacutequilibre
panmictique y est geacuteneacuteralement mieux respecteacute Cependant les tests eacutecotoxicologiques y
deacutecegravelent quelques indices de perturbation les taux de feacutecondations y sont infeacuterieurs au teacutemoin
les embryons preacutesentent quelques blocages et les taux de mortaliteacute des larves sont
statistiquement plus eacuteleveacutes
Les reacutesultats concernant le site du Deliec nindiquent p as de diffeacuterences remarquables par
rapport au site de reacutefeacuterence La peacuteriode de ponte y survient avec un leacuteger deacutecalage sans doute
agrave mettre agrave lactif dune diffeacuterence dans les conditions de tempeacuterature etou de deacuteveloppement
de blooms phytop1anctoniques certains auteurs faisant concorder le deacuteclenchement de la ponte
avec labondance de nourriture disponible pour les larves (Himmelman 1978)
Le comportement des indices de reacutepleacutetion des populations de la rade de Brest savegravere tregraves
distinct de celui de la population de reacutefeacuterence ce qui peut traduire une strateacutegie adaptative
diffeacuterente ou une couverture des besoins eacutenergeacutetiques insuffisante chez les populations de la
rade Cette observation meacuterite notre attention puisque dans le cas de la station de MarIoux le
substrat est semblable agrave celui du site teacutemoin et ne peut expliquer le maintien de lindice de
reacutepleacutetion agrave des niveaux eacuteleveacutes pendant la peacuteriode de reproduction
On peut deacuteduire de ces constatations une distinction entre les populations du fond de la
rade et la station du Deliee situeacutee dans le goulet qui semble a priori exempte de deacutegradation
9Hardy-Weinberg (loi de) loi dheacutereacutediteacute ougrave la preacutesence des gegravenes demeure constante de geacuteneacuteration en geacuteneacuteration en labsence de seacutelection de mutation daccouplements dirigeacutes ou daccidents deacutechantillonnage
26
Les deux populations du bassin Nord subissent agrave leacutevidence linfluence de facteurs
environnementaux qui perturbent leur deacuteveloppement Ces pheacutenomegravenes sont provoqueacutes par
diverses causes dorigine naturelle tout dabord auxquelles viennent sajouter les facteurs
anthropiques
Une certaine hieacuterarchisation dans leacutetat de deacutegradation des sites est agrave prendre en compte En
effet des deux zones perturbeacutees la pointe de lArmorique est celle ougrave les effets se font le plus
durement ressentir
Ces deux stations diffegraverent de par le substrat le reacutegime hydrodynamique et lintensiteacute de
linfluence estuarienne La nature du substrat agrave MarIoux est la mecircme que sur le site de
reacutefeacuterence des Gleacutenan il sagit de fonds meubles composeacutes de maeumlrl vivant recouvert
deacutepiphytes synonymes de ressources trophiques abondantes et disponibles toute lanneacutee ce qui
explique les indices gonadiques eacuteleveacutes observeacutes pour ces deux sites A MarIoux
lhydrodynamisme est calme favorable au deacuteveloppement dune veacutegeacutetation dense dalgues
macrophytes saisonniegraveres (Hily et al 1992) Cette couverture veacutegeacutetale est renforceacutee par
lenrichissement du milieu en sels nutritifs provenant du bassin versant de lElom agrave vocation
agricole (N03-=500 agrave lOOOkgj P043-=30 agrave 700kgj) Les concentrations dans cette zones
sont eacuteleveacutees et varient au cours de lanneacutee elles sont maximales lhiver (N03-=28-51 mgl
P043-=O67-137mgl NH4+=41-37mgl) La preacutesence de ces algues contribue agrave augmenter
et agrave diversifier les ressources trophiques disponibles elle favorise le deacuteveloppement dune faune
diversifieacutee de brouteurs
Sur le site de la pointe de lArmorique par contre le substrat est rocheux et les courants
forts Le couvert veacutegeacutetal y est au contraire clairsemeacute et composeacute dalgues essentiellement
saisonniegraveres La population de lArmorique se trouve donc dans des conditions de ressources
trophiques moins facilement accessibles et plus limiteacutees comme latteste le deacuteveloppement plus
important de lorgane masticateur (par effet compensateur) signaleacute lors dune eacutetude compareacutee
de ces deux populations (Lumingas amp Guillou SOIIS presse) Lanalyse des indices
physiologiques doit se faire en consideacuterant que le degreacute de prospeacuteriteacute dune population reacutesulte
dun compromis entre la nature et labondance des ressources trophiques dune part et dautre
part de leacutenergie que lanimal doit deacutepenser pour collecter digeacuterer et assimiler cette nourriture
27
(Reacutegis 1979) Les deux populations eacutetant au deacutepart placeacutees dans des conditions ineacutegales
lapparition de facteurs exteacuterieurs ne pourrait quamplifier cette diffeacuterence au deacutetriment de la
plus deacutefavoriseacutee
Lexamen comparatif des courbes deacutevolution de tempeacuterature entre le Dellec et la pointe de
lArmorique (stations fixes de mesures hydrologiques) montre un eacutecart de 05 agrave 1degC en faveur
de la partie la plus reculeacutee de la rade (cf Annexe V) En tenant compte de la profondeur on
peut en deacuteduire pour le site de Marloux ougrave la profondeur est faible un eacutecart de tempeacuterature
denviron + l5degC par rapport au Dellec Cette particulariteacute pourrait expliquer la preacutecociteacute de la
maturiteacute remarqueacutee chez la population de Marloux Plusieurs interpreacutetations peuvent expliquer
la chute de lindice gonadique observeacutee en mars interruption dans le deacuteveloppement des
gonades provoqueacutee par les preacutecipitations hivernales (Cochran amp Engelmann 1975 Starr et al
1993) une mobilisation des reacutesenles dues aux conditions climatiques (Guillou amp MicheL
1993) ou au contraire une gameacutetogeacutenegravese preacutecoce comme le laisse supposer la forte valeur de
lindice gonadique en janvier
Les tests de feacutecondation eacutetant reacutealiseacutes dans une eau de reacutefeacuterence les causes de perturbation
du deacuteveloppement larvaire sont intrinsegraveques aux gamegravetes il peut sagir soit de la qualiteacute du
vitellus soit dalteacuterations geacuteneacutetiques soit de laccumulation dans les gonades dun agent
contaminant preacutesent dans le mileu Gamegravetes et embryons doursins sont sensibles agrave un large
eacuteventail de facteurs physiques (tempeacuterature pH saliniteacute etc ) et chimiques (meacutetaux
pesticides PCBs hydrocarbures etc ) ils conviennent eacutegalement pour tester les effluents en
meacutelange (Kobayashi 1971 Dinnel et al 1981 Pagano et al 1987 Lassus et al 1991) ce qui
rend plus difficile la recherche des agents responsables des anomalies observeacutees
On peut tout de mecircme mentionner les fortes teneurs en meacutetaux lourds preacutesents dans toute la
partie Est de la rade (mine de plomb argentifegravere situeacutee agrave Huelgoat) Des mesures reacutecentes de
meacutetaux dans les seacutediments agrave proximiteacute de la pointe de lArmorique font eacutetat des concentrations
suivantes Cu=253 ppm Pb=230 ppm Zn=160 ppm (Troadec corn pers) Les oursins en
tant quorganismes infeacuteodeacutes au seacutediment et participant agrave leur bioturbation sont directement
exposeacutes agrave ce type de contamination Plusieurs eacutetudes in situ font eacutetat de laccumulation de
28
meacutetaux par les oursms notamment dans les gonades et lintestin (Augier et al 1987b
Albanedo et al 1990)
Les tests de toxiciteacute des meacutetaux lourds sur les larves de diffeacuterentes espegraveces doursins ont fait
lobjet de nombreux travaux et les effets de ces polluants sur la feacutecondation et le
deacuteveloppement des larves sont assez bien connus (Kobayashi 1984 Dinnel et al 1989) A
faibles doses les ions meacutetalliques peuvent exercer une action positive caracteacuterisant le
pheacutenomegravene d hormegravese observeacute par Stebbing (1981) sur des colonies dhydrozoaires Une
action semblable est rapporteacutee par Young au niveau du pouvoir fertilisant des spermatozoiumldes
doursins pour des concentrations en divers ions meacutetalliques allant de 10-5 agrave 10-6M (Young amp
Nelson 1974) Cependant il sagit de pheacutenomegravenes marginaux et la tendance geacuteneacuterale de ces
eacuteleacutements se manifeste bien eacutevidemment par un effet toxique Le cuivre le zinc le cadmium
provoquent agrave des seuils diffeacuterents des dommages sur les gamegravetes et leur descendance en
alteacuterant soit la croissance des larves soit la diffeacuterenciation squelettique des pluteus (Bougis
1961 1965 Khristoforova et al 1984 Pagano et al 1982 Hesllnga 1976) Les diffeacuterents
stades larvaires preacutesentent des sensibiliteacutes diffeacuterentes les travaux de Kobayashl (1980)
montrent une plus forte sensibiliteacute des spermatozoiumldes et des larves au stade gastmla ce qui
coincide avec les blocages embryonnaires observeacutes agrave ce stade sur le site de lAlmorique La
preacutesence de meacutetaux dans les gonades pourraient donc logiquement expliquer les reacutesultats
obtenus De plus de fortes preacutesomptions pegravesent sur les rejets de mateacuteriel provenant du service
pyrotechnique de la Marine Nationale sur la pointe de lArmorique
Les reacutesultats dune toute reacutecente analyse effectueacutee par le Laboratoire Municipal de Brest
(aoucirct 94) sur des gonades doursins provenant des trois stations de la rade confirme cette
hypothegravese (cf Annexe VI) Le site de lArmorique se distingue par des teneurs nettement plus
eacuteleveacutees en fer zinc plomb et en cadmium (Fe=263 ppm Zn=356 ppm Pb=075 ppm Cd=076
ppm cest agrave dire selon les meacutetaux entre 2 agrave 5 fois plus que dans les autres stations) Dans
lensemble une certaine contamination meacutetallique peut ecirctre remarqueacutee dont lorigine se situe
dans le trafflc maritime les rejets domestiques et portuaires et les peintures anti-foullng Les
fortes concentrations en zinc proviennent des toitures de lagglomeacuteration brestoise Les
nombreux eacutelevages porcins de la reacutegion peuvent aussi contribuer agrave la pollution en cuivre par
29
lalimentation fournie aux arumaux Cependant la forte contamination locale du site de
lArmorique en fer zinc plomb et cadmium ne peut avoir quune origine ponctuelle qui
confirme les soupccedilons pesant sur les activiteacutes militaires dans ce secteur Compareacutes aux chiffres
trouveacutes dans la litteacuterature les reacutesultats sont coheacuterents Augier et al(1987b) lors dune eacutetude
sur Paracentrotus ividus en baie de Port-Cros avance des concentrations dans les gonades
comparables (Cd=O52 agrave 231 ppm Cu=167 agrave 542 ppm Pb=O33 agrave 117 ppm) mais des
teneurs en mercure sensiblement plus faibles (Hg=003 agrave 004 ppm) Chez une autre espegravece
(Echinometra mathaei) les travaux dAlbanedo et al(1990) indiquent dans une station tregraves
pollueacutee du port de la Havane des concentrations eacuteleveacutees en meacutetaux Fe=l08 ppm Cu=473
ppm Zn=267 ppm chiffres qui sauf pour le cuivre restent infeacuterieurs aux mesures obselveacutees agrave
la pointe de lArmorique Ces auteurs montrent une accumulation des meacutetaux lourds
relativement importante dans les diffeacuterents organes des oursins notamment au niveau du tube
digestif (cas du plomb et du cuivre) il serait inteacuteressant de connaicirctre eacutegalement les doses dans
les autres parties de lorganisme Cette accumulation preacutesentant des fluctuations saisonniegraveres
lieacutees au meacutetabolisme de lanimal un suivi plus reacutegulier des concentrations en meacutetaux devrait
ecirctre envisageacute
Cependant les meacutetaux peuvent ne pas ecirctre les seuls agents agrave mettre en cause Les pesticides
et les hydrocarbures sont eacutegalement susceptibles de pouvoir provoquer des anomalies (cf
Annexe VU) Les PCBs employeacutes dans de nombreux secteurs industriels bien que quelquefois
signaleacutes dans les seacutediments de la zone portuaire agrave des taux importants (PCBs=183
ppbMarchand 1985) semblent agrave eacutecarter En effet Trieff et al (1 988) bien quil mette en
eacutevidence un effet spermiotoxique signale labsence daccumulation de ce type de produits dans
les organismes ce qui preacutesente comme impossible toute influence des PCBs dans les conditions
ougrave les expeacuteriences ont eacuteteacute meneacutees
La preacutesence dans le bassin Nord de rejets de deux stations deacutepuration situeacutees en amont de
la Penfeld exerce aussi une influence sur la qualiteacute bacteacuteriologique des eaux de ce secteur
Leurs apports sont estimeacutes agrave 1014CFIh Dautre part le ruisseau du Relecq Kerhuon situeacute pregraves
de lestuaire de lElom amegravene quant agrave lui jusquagrave 1012CFIh en hiver (source DDE rapport
Saunier eau et environnement) Ces chiffres peuvent apporter une explication aux mortaliteacute
30
des lalVes obselVeacutees pour le site de Marloux des bacteacuteries pathogegravenes preacutesentes dans les
gonades peuvent secirctre deacuteveloppeacutees pendant la peacuteriode dincubation
Les reacutesultats de lanalyse geacuteneacutetique trahissent un deacuteficit en heacuteteacuterozygotes important sur le
site de la pointe de lAnnorique Ce deacuteficit freacutequemment rencontreacute chez les mollusques
bivalves (Buroker 1983~ Singh amp Green 1984) et dautres inverteacutebreacutes marins (Murphy et al
1975 Day amp Bayne 1988) peut avoir plusieurs significations il sagit soit de la preacutesence
dallegraveles silencieux (1) soit dun pheacutenomegravene dinbreeding (2) soit dM effet Wahlund (3) ou
encore du reacutesultat de la pression de seacutelection exerceacutee par les facteurs eacutenonceacutes plus haut (4)
(1) Lhypothegravese de la preacutesence dallegraveles nuls lo est peu probable eacutetant donneacute le nombre de
loci preacutesentant un excegraves dhomozygotes
(2) Le pheacutenomegravene dautofeacutecondation nest pas agrave eacutecarter car des cas dhermaphrodisme
certes peu freacutequents ont deacutejagrave eacuteteacute rapporteacutes sur ce mecircme site (Neefs 1952) Leacuteventualiteacute que
les gegravenes impliqueacutes ne soient pas porteacutes par des chromosomes autosomaux na pas eacuteteacute veacuterifieacutee
(3) Les conditions dhydrodynamisme sexerccedilant sur cette zone peuvent ecirctre invoqueacutees pour
venir conforter la thegravese dun effet Wahlund (conseacutequence dun eacutechantillonnage effectueacute sur
deux sous-eacutechantillons dun mecircme site se comportant comme des populations Mendelliennes
seacutepareacutees)
(4) Une seacutelection exerceacutee par les conditions du milieu reste le)plication la plus probable
Cette influence des facteurs environnementaux comme la preacutesence de meacutetaux mentionneacutee
preacuteceacutedemment sexerce pendant la vie lalVaire peacutelagique mais surtout durant la phase critique
de la meacutetamorphose et les eacutetapes qui suivent le recrutement La meacutetamorphose chez les oursins
sulVient apregraves une peacuteriode variable de vie lalVaire pouvant durer selon les espegraveces et les
conditions entre 5 et 22 semaines (Strathmann 1987) ce qui expose les larves agrave de nombreux
aleacuteas Certains auteurs eacutevoquent limportance du recrutement comme facteur dheacuteteacuterogeacuteneacuteiteacute
geacuteneacutetique entre populations (Watts et al 1990) Or une eacutetude comparative des populations
des deux sites concerneacutes a montreacute une forte irreacutegulariteacute du recrutement dans la population de
Marloux par rapport agrave celle de la pointe de lAnnorique (Lumingas amp Guillou sous presse)
Ces auteurs imputent ce pheacutenomegravene au spectaculaire deacuteveloppement dalgues qui apparaicirct
IOallegravele nul (ou silencieux) est dit dun allegravele qui ne sexprime pas sur le gel
31
chaque anneacutee sur ce site agrave la faveur des apports fluviaux en eacuteleacutements nutritifs Dune part il
inhiberait laction attractive du maeumlrl dautre part la deacutecomposition de ces veacutegeacutetaux agrave
lautomne provoquerait la mortaliteacute des recrues en reacuteduisant la couche superficielle du seacutediment
et entraicircnerait le deacuteveloppement dun film bacteacuterien empecircchant 1a fixation des post~larves Le
site de la pointe de lArmorique semble au contraire avoir des recrutements reacuteguliers
Les groupes de recrues connaissent donc des destins diffeacuterents sur les deux sites ce qui
pourrait expliquer les diffeacuterences dheacuteteacuterozygotie observeacutees
Pour confirmer cette hypothegravese il conviendrait de comparer des eacutechantillons plus grands
dindividus de mecircme agravege correspondant agrave une peacuteriode ougrave le recrutement a eacuteteacute bon sur les deux
sites voire mecircme de comparer directement les geacutenotypes des jeunes individus recruteacutes dans les
deux sites Dautre part la comparaison du site de la pointe de lArmorique avec celui du
Dellec pourrait fournir des indications importantes pour confirmer lhypothegravese de lexistence
dune pression de seacutelection
V 1CONCLUSION
Leacutetude des phases de reproduction et deacuteveloppement larvaire des populations doursins de
la Rade de Brest met en eacutevidence des troubles fonctionnels chez les populations du bassin
Nord proches de la zone portuaire en particulier sur le site de la pointe de lArmorique qui
contraste avec les bons reacutesultats obtenus pour le site du Dellec sous influence oceacuteanique La
convergence des donneacutees de geacuteneacutetique avec les reacutesultats observeacutes confirme la validiteacute de la
meacutethode utiliseacutee et renforce la fiabiliteacute de Sgranularis comme bioindicateur
Les causes de ces deacuteregraveglements sont sans doute multiples aussi ce travail meacuterite-t-il un suivi
agrave plus long terme Leacuterude des diffeacuterents paramegravetres influenccedilant les conditions de vie des
oursins de la pointe de lArmorique (tempeacuterarure saliniteacute seacutedimentologie biomasse matiegravere
organique ) ainsi que des essais de transplantations in situ dindividus sains devraient
permettre de mieux preacuteciser les facteurs responsables de ces perturbations
Quant aux premiers reacutesultats danalyses des teneurs en meacutetaux lourds du Laboratoire
Municipal ils devraient ecirctre eacutetendus agrave dautres parties du corps (test intestin) et effectueacutes sur
un cycle annuel y compris sur le site des Gleacutenan
32
VI 1BffiLIOGRAPHIE
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ANNEXEI
SCHEIHA DU PROTOCOLE EXPERThlENTAL DES TESTS DE FECONDATION IN VITRO
oursin9 gonades
~ eau ae mer 1iltreacutee (045I-lm)
soies (200l-lm)
Dfiltration
eau de mer filtreacutee (045I-lm)
deacutecantation ovocytes
oursin ltJ ---+ gonades -
filtration soies (60~m) ~
D~
middot middot middot middot
30 ml bd
lavages et dilutions
1 1 1 1 1 1
bull bull bull bull bullbull ~
~~~ ~
env 1500 ovocytesml
m~ 1
env 50 ovocytesml
39
AtlNEXE II
ELECTROPHORESE
Installation des eacutechantillons
a coupe pratiqueacutee dans le gel b eacutechantillons
Montage du circuit
a tampon deacutelectrodes b eacuteponges c eacutelectrodes relieacutees au geacuteneacuterateur d ligne dinsertion des eacutechantillons
40
ANNEXEIll
PREPARATION DES SOLUfIONS DELECTROPHORESE
Tampon Tris Citrate pH 8 (TC 8)
- Electrodes Tris (062M) 756 g
Ac citrique (014M) 300 g eau distilleacutee qsp 1 l
- Gel 30 ml de tampon eacutelectrodes dans 900 ml deau distilleacutee
ajuster agrave pH 8 avec du Tris (lM) ou de lacide citrique (lM)
Tampon discontinu Tris Citrate pH 67 (TC 67)
- Electrodes pH 63 Tris (022M) 270 g
Ac citrique (008M) 180 g eau distilleacutee q sp 1 1
ajuster agrave pH 63 avec du Tris (lM) ou de lacide citrique (lM) - Gel pH 67
Tris (0008M) 097 g Ac citrique H20 (0003M) 063 g
eau distilleacutee qsp 1 1 ajuster agrave pH 67 avec du Tris (lM) ou de lacide citrique (lM)
Reacutesolution obtenue par systegraveme enzymatique
Muscle Tube Digestif Gonades Nbre Locus TCPH8 TC pH TC pH 8 1 TC pH li TC pH 8 1 TC pH dallegraveles
67 67 1 67
AAT-1 +
AAT-2 + 2
GPD-l IDH-1 + + + +
LAP-1
l1DH-1 ++ )
l1DH-2 +++ ++ 2 ME-l + 2 ME-2 + ++ 3
PGD-1 ++ + 6 PGI-1 +_
- ++ ++ 4
PGM-1 + + 3 PGM-2 +++ ++ 4
bull Faible ++ Bonne + Moyenne +++ Tregraves bonne
41
ANNEXE IV
SOLUTIONS DE COLORATIONS
AAT (Aspartate-aminotransfeacuterase)
Tris A 80 ml AccxCeacutetoGlutarique 100 mg Ac Aspartique 200 mg Phosphate de pyridoxal 10 mg dissoudre veacuterifier que pH lt 74 (ajuster avec Tris LM) verser et incuber agrave 37degC pendant 15 min puis ajouter Fast Blue BB 100 mg
IDH (Isocitrate deacuteshydrogeacutenase)
Tris A 70 ml Isocitrate (0 lM) 8 ml MnCl2 (025M) 06 ml MgC12 (OSM) 05 ml ajouter avant coloration Isocitrate (poudre) 10 mg NADP 1 2 ml PMS 1 ml NET 1 ml lvITT 05 ml
MDH (Malate Deacuteshydrogeacutenase)
Tris A 10 ml MgCl2 (OSM) 02 ml Ac Malique (2M) 3 ml NAD 1 15 ml puis ajouter avant coloration PMS 03 ml NET 07 ml MTT 07 ml +Agar dans Tris A tiegravede 10 ml
6PGD (6Phosphogluconate Deacuteshydrogeacutenase)
TrisA 10 ml MgC12 (OSM) 15 ml 6Phosphogluconate 20 mg puis ajouter avant coloration NADP 1 01 ml PMS 01 ml NET 02 ml tvm 02 ml +Agar dans Tris A tiegravede 10 ml
GPI (Glucose-Phosphate Isomeacuterase)
Tris A 10 ml MgC12 (O5Ivi) 1 ml Fructose 6P 10 mg puis ajouter avant coloration NADP 1 05 ml PMS 05 ml NET 05 ml MTT 05 ml G6PDH 6~Ll ou 17u +Agar dans Tris A tiegravede 10 ml
LAP (Leucine-aminopeptidase)
Tris-Malate 90 ml preacutechauffeacute agrave 30degC MnCl2 (01r1) 1 ml MgCl2 (05lvf) 1 ml Lleucilj3Naphthylamine 15 agrave 20 mg incubation 30 min agrave 37degC ajouter avant coloration Fast Gamet GBC 60 mg dilueacute dans quelques gouttes de Tris-Malate (manipuler ce produit avec des gants)
ME (Malice-Enzyme)
Tris A 10 ml MgCl2 (O5~1) 15 ml AcMalique (2tv1) 1 ml puis ajouter avant coloration NADP 1 01 ml PMS 03 ml NET 07 ml MTT 07 ml +Agar dans Tris A tiegravede 10 ml
PGM (phosphoglucoMutase)
Tris A 10 ml MgCl2 (05)11) 1 ml Glucose IP (+15 diP) 100 mg puis ajouter avant coloration NADP 1 05 ml PMS 05 ml NET 05 ml lvITT 05 ml G6PDH 6~1l ou 17u +Agar dans Tris A tiegravede 10 ml
42
9
----- - - - _----- - -
W~--shy
ANNEXEV
Tempeacutelllture il linterface eaumiddotseacutediment au site du Dlilec
17 T middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot-middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot-middot_middotmiddotmiddotmiddot-middot-middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot-middot--middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot-middotmiddot--- - -- ----_--- -- - shy
16 +--- ---------- --__--shy
15 --- -- ---- - --- middot - middot-middotmiddot-middotmiddotmiddot-middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot_-middot-middot -middotmiddotmiddotmiddot-middot-middot-middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot-middotmiddot middotTt~hl~ - ------ Ecirc 14 - - -- --------- ---middot---middot-middotmiddot-middot-middot-trrfo-r~~wbWljl~I~~~--------------t-------------iiiiJiI~i~L--_-----------------------8 12 YrljVWfAI--shy --shy - shy _-----------------------------
middotmiddot-middotmiddot~IImiddot middotmiddot-middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot-middotmiddotmiddotmiddot-middot --middotmiddot--shy - ------------_- ----------11 t-middot
10 ~~--shy --- ----_-- - -- - - ------------_-
~ ~ ~ ~ 3 5 = 3 -~ shy
~ ~ = ~ ~ ~ 7 ~ 7 7 ~ ~ lt lt jf ~ r- ~ C t- C ~ oA C 0 0 0 0 ~ shy0 0 N
~
Tempeacutelllture il linterfue eau-seacutediment il la pointe de lAnnorique
11 ~ li ~ ~ ~ ~ ~ of j ~ ~ i ~ f N M ~ M ecirc ~ M
(donneacutees LR-i CvRS D1513 Faculteacute des Sciences Brest)
43
ANNEXEVI
TENEURS EN QUELQUES METAUX LOURS DANS LES GONADES DOURSINS DE LA RADE DE BREST
1Armorique (n=7) lIurloux (n=8) Deliee (n=8) 1
Fer (Fe) mgfKg 2869plusmn141O 531plusmn438 410plusmn250 1
lt 02Plomb (Pb) mgfKg O75plusmnO24 026plusmnO18
Cuivre (Cu) mgfKg O76plusmnO33 030plusmnO Il 045plusmnO42
Cadmium (Cd) mgIKg 396plusmnO55464plusmn125 463+12
Zinc (Zn) mgfKg 3563plusmn2828 1811=1241 1528plusmn1506 i
1
Mercure (Hg) mgfKg 026plusmnO12 018plusmnO08 020plusmnO13 1
(donneacutees Laboratoire lvllmicipal de Brest 16 rue Alexandre Ribot - J928iuml BREST Cedex Ofi0894)
ANNEXE VII
Agents toxiques essayeacutes pour leur toxiciteacute sur le deacuteveloppement la reproduction
et pour leur toxiciteacute geacuteneacutetique sur les embryons et le sperme doursins
(dapregraves PAGAl~O et al 1987)
Classe d aogents___+-____Agent=-s____~r__---Reacute~feacuterences___--1
1 Agents Physiques Rayons X RUST AD 1959 Rayons r GIORDANO et al 1983 Lumiegravere visible PAUL et al 1970
SPECK et al 1980
II Agents chimiques A Inorganiques Arsenic PAGANO et al 1982a
Beacuteryllium GIORDAlIO et al 1983 Cadmium PAGANO et al 1982b Chrome PAGA1-iO et al 1983a Cuivre HESLINGA 1976
PAGANO et al 1986 Mercure KOBA YASHI 1980 Nickel GIORDANO et al 1982 Changements de pH PAGANO et al 1985a 1985b
CIPPOLARO et al 1986 DUBE et al 1985
Zinc GIORDANO et al 1983 PAGANO et al 1986
B 1 Organiques 1 - Polluants industriels Peacutetrole dispersants du peacutetrole HAGSTROM et LONNING 1976
Pesticides organochloreacutes FALK-PETERSEN1979 BRESCH-ARENDT 1977
Styregravene et deacuteriveacutes PAGANO et al 1978 Dipheacuteny1 dipheacutenyl ether PAGANO et al 1983b PCBs ADAMS 1983
PAGANO et al 1985c
2 - Canceacuterigegravenes Acridines BRACHET 1968 Benzo(a)pyregravenes DE ANGELIS et GIORDANO
1974 HOSE et al 1983
712 dimeacutethy1benz( a)anthracegravene DE ANGELIS et GIORDkIO 1974
TPA (phorbol ester) BRESCH--RENDT 1978 Urethane NAKASHIMA et ISHIKAWA
1978 3 - Composeacutes pharmaceutiques Agents antineacuteop1astiques REN1llLARD et al 1975
WANG et al 1977 Thalidomide HAGSTROM et LONNING 1973 Acide nalidixique CZ1TN etaI 1981 Povidone iodine ROZENKRANZ et al 1980
III Meacutelanges KOBAYASHl 1971 1984 KINAE et al 1981 OSHIDA et al 1981 DINNEL et al 1981
LES MEacuteTAUX LOURDS DES PRODUITS MAnlNS AUX CONSOMMATEURS
(Les v(Jlours m6us uang ce
Ooso quotishydienne
Il eacutecossai ro fi lhomme
(ell IlIl)
Dose toxique
pOUf lIl(Hl li)] Il
(1)
)OllS
adIJ1ilUuml
dan~ 1es al ililUlllS
(1l1Uk~raquo
EltlU ltIll Ilwr (111]1)
AlrJucs (lilgkJ )
Mollusques (IlIUkg)
Cfuslncocircs (11111111)
Poissons (muka)
Arsenic
001 ~O 02 mg
III 70 1119 1 SOllt mOrlols
0002-0001
014-1
7 -120
15 17 (rwvolln)
25-75 (oOndill)
LI ore
100 Illoi
I(i
04-20
1 (moulu)
025 15 (11111 l 1 IcircIl )
020
tilJlcilU sont les plus
CildmIcircUIll
30 mu so1l1 toxiquuumls
f()i~5()1l
1 Molluoque
rshy1
01
00006
01 i-3
Chromo
VI WO Ill) Cr ~()Ilt IIHHlelr
01
000005
002 -1
er1llllent rellcontreacutees dlIls les publications ctuel
Cuivre
2 mg
25 fi sont IllOrlel
Poisson li
Mollusqull 110
0003-001
17-124
GO-900 (Iluitru)
20-90 (convoi)
l5-G (1 lion)
Mercure
Poisson jusqul 07
0000 03
----_
O02G-O2
004
01 middot10
Plomb
moi
0000 03
05 9
28-6 (huicirctre)
~- ----shy01-23
(tHlllllnrl)
O3-G
Seacuteleacutenium
3
000009
02-01
Zinc
6- 10 mg
35
0001-001
il2-Hi)
100-1 GOO (lIl1illO)
122-18 1 (1Il1IrlllI)
02middot1 200 (llilrell~1 )
---------- ----shy
fi (JIIIIUIIIaS
Les doses admissibles dilfl~ les aliments sonl exprillleacutees en millilrammes par kilogramme daliment
Les concclltrations daJis les produits rnHIcirclls sont (ouloS oxprilllUcircfS CIl lllilliJtallHllCS pM kilonriltlHlw do Illnliegravero segravecho
Chnque (ois qlll cela a ugravet possillln on il if)diqur~ entre p1fef)lhegravesos dnns qllJllc csplco nvait ocirctri trouveacutee ln plus (orte dosn
(1) [n CilS diumlnDntioll Cil IIlle scule (ois (SOllfce Rapport du Groupe Irleflilinisteacuterid des prohl~llIes de Pollution de la Mer 1(73)
EXTRAITS DE lA CIRCUlAIRE DU 13 MAl 1991
Circulaire du Ministegravere de lEnvironnement creacuteant les contrats de baie
Les eaux inorales franccedilaises doivent se situer en permanence agrave un niveau de qualiteacute suffisant pour ne pas mettre en peacuteril les eacutecosystegravemes cocirctiers qui constituent un eacuteleacutement majeur du patrimoine eacutecologique national ()
Lapproche retenue rient compte de la diversiteacute et de la complexiteacute des situations rencontreacutees ie long des cocirctes franccedilaises Certains SeCIeurs son principalement affecteacutes par des pollutions chimiques (meacutetaux etou composeacutes organiques ( )
De plus les pheacutenoTregravenes regroupeacutes sous une mecircme appeiation (egraveystrophies marines par exemple) reacutesJltent r jait de meacutecanismes diffeacuterents dont les c1uses et les facteurs de maitrise dofent ecirctre deacutetermineacutes dans chaque cas particJpr afin decirctre certain de mettre en oeuvre au plus juste coucirct des remegravedes efficaces ( j
n apparaft au corraire que pour chaque secteur C littorc oi une action est neacutecessaire a soluor adeacutequate ne peut ecirctre trouveacutee cu au niveat loca~ en associant tous les resporsables co-erneacutes Un outil nouveau est proposeacute le Contrat de Baie dont linitiative peut br= prise par lEtat mais aussi par dautrs acteurs (collectiviteacutes locales cssociatiors rotamment) ()
Chaque Cartrat de 3aie doit correspondre agrave une uniteacute middot-orale rmogegravene ()
Puisque la lutte ccr-se la pollution des eaux littorales ne peut ecircrr= efficace que par la prise
en compte des apports de Jensemble du bassin versant le Contrat de Baie doit ecirctre eacutelaboreacute agrave ce niveau
Pour eacuteviter ces eacutecueils tout Contrat de Baie devra reposer sur une connaissance aussi preacutecise que possible
bull de lensemble des sources de poiJution affectant le secteur rejets coners (ponctuels ou diffus) apports par les cours deau immersions de deacuteblais de dragage etc
bull des meacutecanismes de transfert des pollutions au milieu marin
bull des caracteacuteristiques du milieu reacutecepteur (morphologie courants caracteacuteris-tiques hvdrochimiques et biologiques)
bull des USIlges agrave proteacuteger et des zones sensibles du point de vue eacutecologique
Puisque lameacutelioration de la qualiteacute des eaux dun secteur du littoral implique de deacutefinir un programme concernant lensemble du bassin versant la maicirctrise douvrage de leacutetude ne pourra en geacuteneacuteral ecirctre confieacutee qu acirc une collectiviteacute locale de niveau supra shycommunal ()
L finaii du Contrat de Baie est dinciter les divers panenaires concerneacutes en particuer es coliegrave-ivieacutes locales agrave deacutepasser le cadre des scheacutemas classiques dassainissement dans tcs les cas c des dispositions speacutecifiques doivent ecirctre prises pour restaurer la qualiteacute des eaux (
SOMMAmE
CADRE DU STAGE p4
1 INTRODUCTION p6
II MATERIEL ET METHODE
1deg - Lespegravece p7
2deg - Le milieu p7
3deg - Echantillonnage p10
Indices physiologiques p 10
Feacutecondations in vitro p 10
4deg - Meacutethodes p 10
Indices physiologiques p10
Tests de feacutecondation pU
Geacuteneacutetique des population p12
5deg -Traitement des donneacutees p 15
IDRESULTATS
1deg - Indices physiologiques p 19
2deg - Feacutecondation et deacuteveloppement larvaire p 20
3deg - Geacuteneacutetique des populations p 24
IV DISCUSSION p26
V CONCLUSION p32
VI BIBLIOGRAPHIE p 33
3
CADRE DU STAGE
Ce stage sinscrit dans le programme Ameacutelioration de la qualiteacute des eaux sauvegarde et
restauration de leacutecosystegraveme marin en rade de Brest meneacute par la Communauteacute Urbaine de
Brest dans le cadre dun contrat de baie qui fait lobjet de conventions deacutetudes avec diffeacuterents
organismes de recherche (cf extraits de la circulaire ministeacuterielle du 1305191 preacutesenteacutee en
annexe) Loriginaliteacute du programme reacuteside dans sa pluridisciplinariteacute il integravegre aussi bien le
domaine continental que le domaine marin et associe disciplines scientifiques socioshy
eacuteconomiques et juridiques il vise dune maniegravere geacuteneacuterale agrave preacuteciser les meacutecanismes de
deacutegradation de leacutecosystegraveme de la rade en examinant parmi les processus connus en biologie
marine fondamentale lesquels sappliquent agrave cette zone particuliegravere et agrave mettre en place les
reacuteseaux dobservation et les outils de suivi de la qualiteacute du milieu gracircce auxquels il devrait ecirctre
possible de quantifier cette qualiteacute et preacutevoir ses conseacutequences sur les ressources halieutiques
Les reacutesultats du programme deacutetudes sont soumis au Comiteacute Scientifique du contrat de baie
et preacutesenteacutes ensuite agrave un Comiteacute dExpertise Scientifique International puis agrave un Comiteacute Pilote
pour deacutecision opeacuterationnelle
Le contrat rade de Brest doit aboutir agrave la mise au point de meacutethodes de lutte approprieacutees
contre les polluants et la fourniture aux deacutecideurs politiques et administratifs dun outil daide agrave
la deacutecision
Le stage sest deacuterouleacute dune part dans lUniteacute de Recherche Associeacutee au CNRS D 1513 agrave la
Faculteacute des Sciences de Brest~ et dautre part au laboratoire deacutecotoxicologie du centre
IFREMER de Brest dont les organisations sont preacutesenteacutees ci-apregraves Lobjectif de cette
coopeacuteration dans le programme deacutetude se situe dans la surveillance et lappreacuteciation de la
qualiteacute du milieu par lobservation dindicateurs biologiques de pollution Son but est deacutevaluer
la situation preacutesente de la rade et permettre un suivi de limpact des actions de deacutepollution
4
ORGANISATION DES STRUCTURES DACCUEIL
URA CNRS D1513
Uniteacute de recherche associeacutee au CNRS
Flux de matiegravere et reacuteponses du vivant
(Chef P TREGUER)
Biogeacuteochimie Physique Ecologie benthique
(P TREGUER) (M GLEMAREC)
resp stage M GUILLOU (eacutecologie des eacutechinodermes)
Biologie marine
(M LE PENNEC) resp stage D MORAGA
(geacuteneacutetique des populations)
Geacutenotoxiciteacute
des polluants
(F GALGANI)
IFREMER Direction de lEmironnement ~
et de lAmeacutenagement Littoral )
( Laboratoire dEcototicoJogie
(directeur F GALGAl)
~--------~
Etudes ponctuelles Transfert Tests qualiteacute deau de surveillance - action des pesticidessurveillance 1
1
(EHIS)biologiquei 1(F GALGAl-H) (T BURGEOT) - test tnverteacutebreacutes
(F Qulv70U resp stage)
(F TOLLARASTEL)
5
Il INTRODUCTION
Les oursins sont reconnus pour ecirctre tregraves sensibles aux modifications des conditions
environnementales Leur plasticiteacute face aux conditions du milieu et leur mode de vie en font de
bons indicateurs biologiques de pollution marine (Augier 1987a Kobayashi 1971) Dailleurs
depuis plus dune vingtaine danneacutees gamegravetes embryons et larves doursins constituent un
mateacuteriel de base dans les domaines de la pharmacologie toxicologie ou eacutecotoxicologie
(Hagstrom amp Lonning 1974 Bougis 1981 Dinnel et al 1987 Pagano amp Romafia 1991)
Leur sensibiliteacute aux conditions du milieu se manifeste par des perturbations du cycle de
reproduction des baisses de feacuteconditeacute ou des troubles du deacuteveloppement larvaire et les effets
observeacutes en zones perturbeacutees sur les populations doursins ont eacuteteacute souvent deacutecrits (Harmelin et
al 1981 Delmas amp Reacutegis 1984)
Dautre part les biologistes de lobservatoire marin de Roscoff (Nord-Finistegravere) utilisant
reacuteguliegraverement des oursins de lespegravece Sphaerechinus granularis (Lamarck) preacuteleveacutes en rade de
Brest sur le site de la pointe de lArmorique ont signaleacute depuis 1985 des anomalies du
deacuteveloppement cellulaire Suite agrave ces observations des travaux preacuteliminaires ont mis en
eacutevidence sur ce mecircme site des perturbations du deacuteveloppement de la population et un faible
taux de croissance des individus (Chevallier 1993)
Ces indications ont motiveacute le choix de Sphaerechimls granularis tregraves commun dans la rade
et dont la biologie est par ailleurs bien connue (Fenaux 1972 Semroud amp Senoussi 1989
Guillou amp Michel 1993) comme bioindicateur de la qualiteacute du milieu dans le cadre du
Programme deacutetudes pluridisciplinaire de la rade de Brest Leacutetude porte sur trois stations de la
rade distribueacutees le long dun gradient de pollution et une quatriegraveme dans larchipel des Gleacutenan
(Bretagne Sud) exempt de pollution anthropique et choisi comme site de reacutefeacuterence
Lobservation consiste agrave suivre leacutevolution dindices physiologiques (Indice Gonadique et
Indice de Reacutepleacutetion) reacuteveacutelateurs de la condition des inampidus et agrave effectuer des feacutecondations
in vitro en vue de mesurer le taux de reacuteussite de stade pluteus obtenu pour chaque site de
maniegravere agrave mettre en eacutevidence une eacuteventuelle deacutegradation de lenvironnement
Par ailleurs lestimation de linfluence des conditions emironnementales saccompagne dune
eacutetude de geacuteneacutetique inspireacutee des meacutethodes employeacutees sur dautres inverteacutebreacutes marins (faune
6
profonde et intertidale) pour mesurer les adaptations geacuteneacutetiques de ces animaux vis agrave vs des
contraintes eacutecologiques (Siebenaller 1978 Bristow amp Vadas 1991) Ce travail vise agrave eacutevaluer
la variabiliteacute geacuteneacutetique preacutesenteacutee par S granularis dans les populations des deux stations les
plus exposeacutees qu~ quoique voisines geacuteographiquement ont montreacute des diffeacuterences
morphologiques et deacutemographiques tregraves marqueacutees (Lumingas amp Guillou sous presse) Cette
partie a eacutegalement pour but de mesurer le degreacutes de diffeacuterenciation existant entre ces deux
populations pour apporter une explication geacuteneacutetique agrave ces observations
A terme ce travail tend agrave mieux connaicirctre les reacuteponses de lespegravece et agrave estimer leacutetat de
pollution de la rade sur les sites choisis en diagnostiquant si possible les agents responsables
des deacuteregraveglements observeacutes
il 1MATERIEL ET METHODES
1deg - Lespegravece
Sphaerechinus granularis (Echinodermata Echinoidea Toxopneustidae) est une espegravece
comestible de grande taille pouvant atteindre 14 cm commune dans lheacutemisphegravere Nord sur les
cocirctes de lAtlantique-Est depuis la Manche occidentale jusquau Golfe de Guineacutee (Koehler
1921) ainsi quen Meacutediterraneacutee (Tortonese 1965) Sa reacutepartition verticale seacutetend de la zone
intertidale jusquagrave 130 m (Cherbonnier 1958) sur divers substrats en fonction des classes dacircge
et des preacutefeacuterences alimentaires (Guillou amp Michel 199) En rade de Brest les plus f011es
populations se rencontrent essentiellement sur les fonds seacutedimentaires grossiers recouverts de
maeumlrl vivant (Lithothamnium corallinoiumldes Crouan)
2deg - Le milieu
La rade de Brest est une vaste eacutetendue deau de plus de 150 km2 qui communique avec la
mer dIroise par un goulet de 18 km de large et de 20 m de profondeur Elle reccediloit les apports
de deux riviegraveres principales au Nord-Est lElorn (6m3 s de deacutebit moyen) au Sud-Est lAulne
(24m3s de deacutebit moyen) Les bassins versants de la rade repreacutesentent pregraves de 2800 km2 qui
sont essentiellement consacreacutes agrave lagriculture
7
Il est possible pour simplifier de subdiviser la rade elle-mecircme en trois zones un bassin
Nord tout dabord agrave lembouchure de lElorn ougrave se concentrent les activiteacutes portuaires de
Brest ensuite un bassin Sud recevant les eaux de lAulne moins urbaniseacute et mieux proteacutegeacute de
linfluence portuaire mais plus exposeacute aux effluents agricoles enfin une zone de meacutelange
formant un tourbillon dans la partie centrale de la rade allant des alentours de la presquicircle de
Quelem jusque dans le goulet
Le choix des sites sest porteacute sur quatre zones propices au deacuteveloppement de S gramllaris
dont trois dans la rade la derniegravere dans les icircles Gleacutenan en fonction de leurs diffeacuterentes
caracteacuteristiques La situation geacuteographique de chaque station se trouve illustreacutee en figure 1
- (1) Pointe Marloux situeacutee dans le bassin Nord proche de la zone portuaire dans une
zone de calme relatif laquo1 noeud en vives eaux) Le fond est constitueacute de maeumlrl pur la
profondeur est faible (5 m) Une eacutetude de la dynamique des populations a reacuteveacuteleacute de fortes
irreacutegulariteacutes dans le recrutement (Lumingas et GuiIlou sous presse)
- (2) Pointe de lArmorique situeacutee agrave lembouchure de lAulne ougrave la preacutesence de lIle Ronde
concentre les courants de mareacutee dans un chenal eacutetroit qui amplifie leur vitesse Gusquagrave 3
noeuds) Linfluence estuarienne y est encore ressentie le seacutediment est heacuteteacuterogegravene composeacute de
sable coquillier grossier et de deacutebris de maeumlrl la profonegraveeur peut atteindre jusquagrave 20 m au
milieu du chenal
- (3) Anse du DelIee zone rocheuse situeacutee dans le goulet de Brest directement sous
influence oceacuteanique Lhydrodynamisme est assez fort (gt2 noeuds en vives eaux) favorable au
deacuteveloppement dune couverture algale importante La zone de preacutelegravevement se situe sur une
pointe rocheuse appeleacutee pointe du Diable agrave labri des effets de lagglomeacuteration voisine agrave une
profondeur maximale de 10 m
- (4) Archipel des Gleacutenan en Baie de Concarneau Bretagne-Sud agrave leacutecart de toute
pollution anthropique et ougrave la population doursins connaicirct un large essor (Guillou et Michel
1993) et fait lobjet dune pecirccherie artisanale Cette derniegravere station sera consideacutereacutee comme site
de reacutefeacuterence
8
Fig 1 Preacutesentation de la rade de Brest
o
BREST
Rade de Brest
5km
Ile Q Ronde
Presqujle de Plougastel
Chenal de lAulne
r-f1
~r ltgt r Brest
~ ~RETAGNE
0- ~~ t-~
(Glenan) ~
9
3deg - Echantillonnage
Indices physiologiques
La reacutecolte seffectue par dragage ou en plongeacutee selon raccessibiliteacute agrave la cocircte par bateau
La drague utiliseacutee est large dun megravetre eacutequipeacutee dun filet de 2 cm de maille La dureacutee des traits
de drague est denviron 5 minutes Le mateacuteriel est ensuite fixeacute dans lalcool agrave 70 0 Le calcul
des indices neacutecessite un eacutechantillonnage mensuel commenceacute sur certaines zones depuis
deacutecembre 1993 puis prolongeacute dans cette eacutetude jusquau mois de juillet 1994 Pour chaque
mois un eacutechantillon de 30 individus dune classe de taille standard de 80middot90 mm est preacuteleacuteveacute
Feacutecondations
La reacutecolte des oursins seffectue en employant les mecircmes techniques que preacuteceacutedemment
Toutefois les animaux sont maintenus vivants et agrave labri des eacutecarts de tempeacuterature en les
conservant agrave bord dans un circuit deau de mer et en eacutevitant le deacuteclenchement dune ponte
Chaque eacutechantillon comporte une quarantaine dindividus de taille variable de faccedilon agrave pouvoir
disposer dun choix satisfaisant danimaux matures et dun sex-ratio eacutequilibreacute Deux
preacutelegravevements par site sont reacutealiseacutes entre mai et juin durant la peacuteriode de reproduction
4deg - Meacutethodes
Calcul des indices physiologiques
Le cycle de reproduction est eacutetudieacute par lintermeacutediaire de lindice gonadique (1 G) qui
est le rapport entre leacutetat des gonades et le poids corporel Leacutevolution dans le temps de ce
paramegravetre permet de mesurer leffort de reproduction et de situer la peacuteriode de la ponte La
relation employeacutee est la suivante
LG==Poids secs gonades x 106 Dtest3
Lindice utiliseacute fait intervenir le poids sec de gonades et le diamegravetre du test (Dt est) en
raison dune part de la bonne correacutelation entre taille et poids du test dautre part des fortes
variations engendreacutees par lutilisation de volumes ou de poids humides (Gonor 1972)
Lindice de Reacutepleacutetion du tube digestif (IR) correspond au rapport du poids de lintestin et de
son contenu sur le poids du corps Ce paramegravetre reflegravete lintensiteacute de leffort de collecte de
nourriture
10
La relation est donneacutee par Neacutedeacutelec (1983)
IR = Poids sec intestin x 106 1Dtest3
Les variations de ce paramegravetre permettent de suivre leacutetat des besoins trophiques des
individus et complegravetent les renseignements apporteacutes par lindice gonadique Les oursins sont
mesureacutes au mm pregraves ouverts sur la face orale agrave raide dun marteau puis disseacutequeacutes Les
gonades et les intestins sont preacuteleveacutees et seacutecheacutes agrave leacutetuve agrave 60degC pendant 48 agrave 72 h selon leacutetat
de maturiteacute En peacuteriode de maturation des gonades des eacutemissions accidentelles de produits
sexuels sont quelquefois provoqueacutees par la fixation dans lalcoo~ ces produits doivent ecirctre pris
en compte dans les mesures dindices gonadiques Pour obtenir des reacutesultats comparables sur
tous les sites les indices sont calculeacutes sur des eacutechantillons moyens appartenant agrave la mecircme
classe de taille (80~90 mm)
Tests defeacutecondations
Les animaux reacutecolteacutes sont maintenus vivants en aquarium dans un circuit deau de mer en
salle thermostateacutee (15degC) Les eXPeacuteriences doivent ecirctre effectueacutees dans les 24 h en raison du
stress occasionneacute par le ramassage Les bioessais sont reacutealiseacutes en eau de reacutefeacuterence provenant
de leacutecloserie IFREMER dArgenton reconnue de bonne qualiteacute filtreacutee sur cartouches
Sartorius de OA5 lm de porositeacute Pour chaque manipulation dix individus macircles et di
femelles sont seacuteleacutectionneacutes de maniegravere agrave reacutealiser deux seacuteries de tests en parallegravele chaque macircle
eacutetant testeacute par le meacutelange des dix femelles et chaque femelle par lensemble des di macircles soit
vingt essais par station reacutepeacuteteacutes agrave deux reprises entre mai et juin Les individus sont ouverts aux
ciseaux en zone eacutequatoriale et disseacutequeacutes afin de preacutelever les gonades Les gonades macircles sont
conserveacutees au sec pour eacute-1ter lactivation du sperme (lexceacutedent aqueux est eacutelimineacute agrave laide
dune poire) et maintenues au reacutefrigeacuterateur jusquagrave leur emploi Les gonades femelles sont
conserveacutees en eau de mer pour garder intacts les ovocytes elles sont ensuite tamiseacutees sur soies
de 200 lm pour eacuteliminer les deacutebris dovaires Les gonades macircles sont tamiseacutees sur soies de
60 lm pour reacutecupeacuterer le sperme propre Les ovocjtes sont laveacutes par seacutedimentation et dilution
les ovocytes immatures et les deacutebris de gonades eacutetant agrave chaque fois eacutelimineacutes Pour chaque
femelle la concentration est ameneacutee agrave 1500 ovocytesml par dilutions successIcircves dans un
11
temps le pool de dix femelles est constitueacute avec la mecircme densiteacute Apregraves tamisage du sperme
des dix individus macircles un pool est aussi reacutealiseacute avec une microgoutte de chaque filtrat
Chaque essai se deacuteroule dans des pots en polystyregravene steacuteriles dans lesquels agrave 30 ml deau filtreacutee
sont inoculeacutes 1 ml de solution dovocytes et 05 ml de sperme dilueacute (2 gouttes de sperme sec
dans 100 ml) Les ovocytes feacutecondeacutes sont alors mis en incubation dans une armoire
thermostateacutee agrave 155degC soit 20degC agrave 25degC de plus que la tempeacuterature du milieu naturel ceci
dans le but deacuteviter les effets neacutefastes pour le deacuteveloppement des larves dun eacutecart de
tempeacuterature trop eacuteleveacute Un scheacutema du protocole expeacuterimental est preacutesenteacute en annexe I
Lobservation du taux de reacuteussite de feacutecondation seffectue une heure trente apregraves le
meacutelange des gamegravetes
Le comptage des diffeacuterentes cateacutegories de larves est reacutealisable apregraves 5 jours dincubation
Les observations des larves reposent sur 5 critegraveres deacutefinissant chacun un type de larves
diffeacuterent (Pagano et al 1989)
N pluteus normal ayant suivi un deacuteveloppement convenable
R plut eus retardeacute ou inhibeacute dont la taille natteint pas la moitieacute de la normale
Pl pluteus pathologique preacutesentant des malformations du squelette
etou du tube digestif
P2 embryons dont le deacuteveloppement siest arrecircteacute agrave diffeacuterents stades
(morula blastula gastrula ou prisma)
M larye ou embryon mon
Lexamen de la qualiteacute des larves obtenues sur chaque site mesure laptitude des animaux
preacuteleveacutes sur cette zone agrave produire des larves viables en eau de mer de reacutefeacuterence traduisant
ainsi limpact de lenvironnement sur la qualiteacute des gamegravetes
Geacuteneacutetique des populations
Les recherches en geacuteneacutetique meneacutees ces derniegraveres anneacutees sont orienteacutees vers une connaissance
approfondie des meacutecanismes adaptatifs des populations danimaux marins notamment par
leacutetude des isoenzymes impliqueacutes dans divers processus meacutetaboliques Ains~ ladaptation de la
population agrave son environnement est deacuteceleacutee par la variabiliteacute des gegravenes enzymatiques Lanalyse
12
PLANCHE 1 Deacuteveloppement larvaire de Sphaerechinus granularis
- lt shy0
-
shy
embryon (P2) pluteus retardeacute (R)
pluteus pathologique (Pl) pluteus normal (N)
13
des structures geacuteneacutetiques a volontairement eacuteteacute reacuteduit agrave deux stations (Marloux et Armorique)
en raison dune part du deacutelai imparti agrave cette eacutetude et dautre part dune eacutetude comparative de
populations deacutejagrave effectueacutees sur ces deux sites (Lumingas amp Guillou sous presse) Dans cette
eacutetude a eacuteteacute analyseacute le polymorphisme l enzymatique des deux populations mesureacute par
eacutelectrophoregravese sur gel damidon En effet cette technique reposant sur le caractegravere amphotegravere
des proteacuteines elle permet de deacuteceler les variations de charges nettes des sous-uniteacutes
constituant le systegraveme enzymatique eacutetudieacute de sorte que les substitutions entre acides amineacutes
dans la structure primaire de la proteacuteine sont rendues visibles Ces substitutions eacutetant issues de
mutations sur les codons dau moins un nucleacuteotide de lADN (Ayala 1982) il sagit donc bien
lagrave dun reflet du patrimoine geacuteneacutetique Cependant toutes les mutations de triplet ne sont pas
deacutecelables en raison de la redondance du code geacuteneacutetique de mecircme que les substitutions
dacides amineacutes qui ne modifient pas la charge nette de la proteacuteine Cest pourquoi lon
considegravere que les deux tiers des mutations ne sont pas deacutetecteacutees (Ne~ 1972) Dune maniegravere
geacuteneacuterale la variabiliteacute geacuteneacutetique des organismes se trouve donc sous-estimeacutee
Les oursins rameneacutes frais au laboratoire sont aussitocirct disseacutequeacutes et des eacutechantillons de
diffeacuterents organes (muscle gonades appareil digestif) sont preacuteleveacutes sur chaque indhidu et
placeacutes seacutepareacutement dans un cocircne dEppendorf annoteacute et conserveacute au congeacutelateur (-70degC) Un
lot de 40 individus par site est ainsi preacutepareacute Les eacutechantillons sont ensuite broyeacutes agrave volume eacutegal
dans une solution de tampon de-traction (TRIS 00 lM + NADP 1 + EDTA) ajusteacutee agrave
pH 68 puis centrifugeacutes agrave 10000 g pendant 15 minutes agrave FC Les eacutechantillons sont placeacutes dans
des gels agrave 11 damidon en impreacutegnant de petites bandes de papier Whattman TM n)3
introduits perpendiculairement au gel apregraves avoir deacuteposeacute au preacutealable quelques gouttes de bleu
de bromopheacutenol pour visualiser le front de migration Les gels sont refroidis durant toute la
dureacutee de la migration par un systegraveme de plaques de refroidissement placeacutees au dessus et en
dessous du moule La migration est anodique Un scheacutema du montage est figureacute en annexe Il
La composition des tampons deacutelectrophoregravese et les reacutesolutions obtenues sont donneacutees en
annexe III Les eacutechantillons peacutenegravetrent dans le gel pendant une preacute-eacutelectrophoregravese de 10
minutes agrave 100 V Lorsque la migration est commenceacutee le gel est soumis agrave un champ eacutelectrique
Ipolymorphisme existence simultaneacutee dallS une population de plusieurs gegravenes pour le mecircme locus
14
constant de 80 mA pendant 4 agrave 5 heures La seacuteparation des geacutenotypes des diffeacuterents systegravemes
enzymatiques est reacuteveacuteleacutee par des colorations speacutecifiques regroupeacutees par Pasteur et al (1987)
et adapteacutees de Shaw et Prasad (1970) Les solutions utiliseacutees pour la reacuteveacutelation des
eacuteleacutectrophoreacutegrammes sont deacutecrites en annexe IV Linterpreacutetation des reacutesultats neacutecessite la
connaissance de la structure quaternaire (le nombre de sous-uniteacutes) de lenzyme qui
conditionne le nombre de taches observables chez les heacuteteacuterozygotes correspondant aux
diffeacuterentes combinaisons possibles entre les sous-uniteacutes sous lhypothegravese que les loci soient
autosomaux2 et les allegraveles codominants3 Quand un systegraveme enzymatique possegravede plusieurs
loci ces derniers sont numeacuteroteacutes de 1 agrave n suivant leur vitesse de migration en commenccedilant par
le plus rapide Les allegraveles5 sont codeacutes en fonction de leur distance (mesureacutee en mm) par rapport
agrave lallegravele le plus freacutequent noteacute 100 qui sert de reacutefeacuterence
5deg - Traitement des donneacutees
Les reacutesultats des tests deacutecotoxicologie sur les larves doursins sont traiteacutes statistiquement
par analyse de variance agrave lm critegravere de classification qui permet de veacuterifier en un seul test si les
diffeacuterences observeacutees au niveau des moyennes dun ensemble deacutechantillons sont imputables
aux fluctuations deacutechantillonnage ou non Cette meacutethode analyse les sources de variation de
lensemble des donneacutes elle sous-entend leacutegaliteacute des variances et la normaliteacute des populations
dorigine Le respect des conditions dapplication est controcircleacute au moyen dun test de Bartlett
Les tests statistiques sont reacutealiseacutes agrave laide du logiciel STATGRAPHICS (Statistical Graphies
Corp Rockville Maryland USA) Les comparaisons inter-sites sont effectueacutees avec un seuil
de confiance de 95
Les donneacutees de geacuteneacutetique sont traiteacutees par le logiciel BIOSYS-l (Swofford et Selander
1981) qui calcule les freacutequences alleacuteliques et donne les eacutecarts par rapport agrave leacutequilibre dHardyshy
Weinberg dans la population consideacutereacutee Les freacutequences alleacuteliques sont calculeacutees agrave partir des
2autosome chromosome preacutesent en double dans les cenules diploiumldes agravees deux sexes Jcodominams allegraveles exprimeacutes de maniegravere semblable dans un geacutenOtype heacuteteacuterozygote 410cus portion de chromosome correspondam agrave un gegravene 5allegravele lune des expressions alternatives dun gegravene (lOCus)
15
effectifs directement observeacutes sur les zymogrammes Pour un locus posseacutedant k allegraveles et un
eacutechantillon de N individus la freacutequence du iegraveme allegravele est donneacutee par la formule 1shy
(2Nii +iNij) HXi =__---L-_
2N
Nuuml nombre dhomozygotes observeacutes pour lallegravele ~
Nij nombre dheacuteteacuterozygotes observeacutes pour lallegravele i
Les freacutequences geacutenotypiques sont recalculeacutees sous lhypothegravese de la loi dHardy-Weinberg
qui postule que les freacutequences alleacuteliques restent constantes dune geacuteneacuteration agrave lautre en
labsence de mutation seacutelection et de migration (dans le cas dune espegravece diploiumlde en
panmixie6) Etant donneacutee la faible taille des eacutechantillons les freacutequences geacutenotypiques attendues
par cette loi sont calculeacutees par la formule de Levene (1949) N = Nxi (2Nx i -1)
2N-l _ 4N2 XiXjN - -----shy
lJ 2N-l
Nuuml freacutequence geacutenotypique homozygote
Nij freacutequence geacutenotypique heacuteteacuterozygote7 ayec IkNij=l (pour k allegraveles)
Le test de conformiteacute des freacutequences geacutenorypiques calculeacutees avec les reacutesultats observeacutes fait
intervenir un X2 Certains effectifs geacutenotypiques eacutetant compris entre 5 et 10 le test utiliseacute est
celui du conigeacute de Yates j(~12 (1 Obil - At) _ 1~)2
y= w shyC i=1 Atif
Le nombre de degreacute de liberteacute est eacutegal agrave m-k m eacutetant le nombre de geacutenotypes et k le
nombre dallegraveles
Les eacutechantillons eacutetant de faible taille les loci multi-alleacuteliques ont eacuteteacute analyseacutes en regroupant
les geacutenotypes en trois classes la classe des geacutenotypes homozygotes posseacutedant lallegravele Je plus
freacutequent la classe des heacuteteacuterozygotes posseacutedant lallegravele le plus freacutequent et la classe regroupant
les autres geacutenotypes Comme dans le cas des loci di-alleacuteliques le test du X2 est agrave 1 degreacute de
6panmixie individus qui se croisent au hasard agrave limeacuterieur ct une population pour laqudle leacutequilibre de la loi dHardy-Weinberg est respecteacutee (degraveme) heacuteteacuterozygote individu qui possegravede deux allegraveles distincts aux locus homologues des chromosomes parents dun organisme diploiumlde
16
liberteacute lorsque toutes les classes ont un effectif supeacuterieur agrave cinq Dans le cas dun locus dishy
alleacutelique si lun des effectifs est infeacuterieur agrave 5 la probabiliteacute exacte p est calculeacutee suivant le test
de Fisher utiliseacute dans le tableau de contingence 2X2 (VithayasaIuml 1973)
Les descripteurs de variabiliteacute geacuteneacutetique des populations sont donneacutes par les relations
suivantes
a) - pourcentage de loci polymorphes8 P95 = 100x(npn)
avec n == nombre de loci eacutechantillonneacutes et ni nombre de loci polymorphes un locus est
polymorphe lorsque la freacutequence de lallegravele le plus rare est supeacuterieure agrave 005
b) - lheacuteteacuterozygotie correspond agrave la freacutequence moyenne dheacuteteacuterozygotes dans la
population on distingue lheacuteteacuterozygotie obseIVeacutee (ho) et celle attendue dapregraves la loi dHardy-
Weinberg (he)
1=1
Xuuml eacutetant la freacutequence obseIVeacutee du geacutenotype homozygote du iegraveme allegravele contenu dans le locus Ir
h == 1- x~ e iJ
=
x eacutetant la freacutequence attendue du geacutenotype homozygote du iegraveme allegravele
Pour les eacutechantillons de petite taille lutilisation de lindice non biaiseacute (Levene 1949) est
neacutecessaire Le calcul de lheacuteteacuterozygotie attendue seffectue de la faccedilon suivante k
2N(1- LX) he(nb) == __---i-=-=l~_
(2N -1)
ougrave N est le nombre dindividus eacutechantillonneacutes
sur lensemble des loci on effectue la moyenne
=1
c) - lindice de fixation de Wright (FIS) ou de Selander (D) permettent deacutevaluer le
deacuteficit ou lexcegraves dheacuteteacuterozygotes Pour le iegraveme locus ils sont deacutefinis par
8polymorphe un g~ne es dit polymorphe lorsquil preacute~me au moins deux eacutetats distinctS dun caractegravere donneacute
li
Les deux indices se comportent de faccedilon opposeacutee une valeur positive de D correspond agrave
excegraves dheacuteteacuterozygotes et une valeur neacutegatIcircve agrave un deacuteficit en heacuteteacuterozygotes
La diffeacuterentiation geacuteneacutetique des populations est appreacutecieacutee par le calcul dun indice de
fixation moyen FST (Wright 1965) deacutefini de la maniegravere suivante
I-FIT = (I-FIS)middot(I-FST)
ougrave FIT et FIS sont les indices de fixation respectivement des individus agrave la population totale et
agrave ces sous-populations
Les indices de fixation du iegraveme allegravele sont deacutefinis dapregraves Nei (1977) par
~Sj =(~ - P)(Pi - p)
Fm = (~ - p2i)(Pi _ p2j)
avec Pi=Sn wiXuuml Pi=Sn wixi ougrave wi repreacutesente le poids accordeacute agrave chaque sous populations
Les indices de fixation calculeacutes pour le jeme locus agrave k allegraveles sont donneacutes par k
Lx j (1- Xj)~Sj ~Sj =-=--------
Lx j (1- Xi) i=1
k
LX (1- xJFm
LxC1- x) 1-1
Lhypothegravese nulle Ho que la valeur du F ST seacutecarte significativement de zeacutero est testeacutee par
X2=2NFST pour n-1 degreacute de liberteacute (Workman et Niswander 1970) ougrave n est le nombre de
18
10
sous populations et N le nombre total dindividus eacutechantillonneacutes La variance autour de la
moyenne par preacutelegravevement est deacutetermineacutee par la meacutethode du jacknife (Weir et Cockerham
1984) Elle permet de tester la significativiteacute de la valeur moyenne agrave laide dun test-t
Le nombre dindividus migrants entre populations peuvent ecirctre estimeacutes par la relation
Nm = (_1__ 1)4 FST (Wright 1965)
avec N =nombre dindividus fertiles dans la population
m = taux de migration
III RESULTATS
- Indices Physiologiques
Lexamen des indices gonadiques fait apparaicirctre de fortes dispariteacutes entre stations (fig 2a)
Tout dabord le site de lArmorique se distingue par des valeurs tregraves faibles traduisant un
niveau de deacuteveloppement des gonades tregraves reacuteduit ne permettant pas de discerner une peacuteriode
de ponte Le site du DelIee preacutesente un deacuteveloppement des gonades moyen comparable au
teacutemoin (Gleacutenan) mais le pic de deacuteveloppement de printemps nest pas observeacutee bien que la
chute de lindice agrave partir du mois de mai permette dy deacuteceler une ponte La population de
MarIoux preacutesente une eacutevolution assez semblable agrave celle des Gleacutenan avec toutefois des valeurs
nettement plus eacuteleveacutees et deux peacuteriodes de chute dindice Uanvier-mars avril-juin)
Lanalyse des indices de reacutepleacutetion (fig2b) montre un comportement radicalement diffeacuterent
entre les oursins de la rade et ceux des Gleacutenan En effet alors que sur le site teacutemoin on observe
un maximum en hiver et une forte chute de lindice de reacutepleacutetion jusquen avril-ma~ soit un mois
avant la ponte le comportement alimentaire des oursins des sites de la rade semble beaucoup
plus anarchique sur le site de MarIoux les indices de reacutepleacutetion restent eacuteleveacutes mecircme en peacuteriode
de ponte et sur les deux autres sites les valeurs hivernales sont singuliegraverement faibles De
maniegravere geacuteneacuterale les indices de reacutepleacutetion des stations de la rade sont plus stables au cours de la
peacuteriode eacutetudieacutee et plus eacuteleveacutes pendant le printemps et leacuteteacute que sur le site de reacutefeacuterence des
Gleacutenan Ceci semble traduire un besoin eacutenergeacutetique plus constant agrave correacuteler avec la nature du
substrat et la disponibiliteacute des ressources trophiques (Comely amp Ansel 1989)
19
Fig 2 Evolution des indices phvsiologigues de Splzaerecltinus granularis UG et IR)
Indices Gonadiques
Mariaux
+ Armorique
-Q-- DeUee
- -r- - Gleacutenan
Fig2a
Indices de Reacutepleacutetion
25
1 tfi~__ plusmnl~middotmiddotmiddotmiddotmiddott~~-~-~
5 - -- - - ~~~~-TT-~ j ~----+-- ~~ l ~-middot-rgtfmiddotltmiddot J 1 shy
n------~ -t o 1 shy
o J FM AM J J
bullbull -tl- bullbullbull Marlou~
1
1 -+- Armorique 1
~ Dellee
- - - Gleacutenan l
Fig2b
2deg - Feacutecondation et deacuteveloppement larvaire
Les reacutesultats sont rassembleacutes sur le tableau l et les graphes preacutesenteacutes en figure 3 ougrave sont
pris en compte les moyennes de lensemble des expeacuteriences Les taux de feacutecondations moyens
sont eacuteleveacutes sur tous les sites (gt91) On note cependant une reacuteussite des feacutecondations (F)
leacutegegraverement meilleure pour le site des Gleacutenan (fig3a) sans pour autant que les diffeacuterences
soient statistiquement significatiyes sauf pour le site de MarIoux ougrave les valeurs sont
significatrvement infeacuterieures au site de reacutefeacuterence (seuil de confiance 95)
20
Les taux de pluteus normaux (N) obtenus pour les sites de lArmorique et de Marloux sont
significativement infeacuterieurs au site des Gleacutenan choisi comme reacutefeacuterence (respectivement 689
et 812 contre 869 auxiles Gleacutenan cf fig3d)
Le site de lArmorique se distingue des trois autres populations par un taux de blocage au
stade embryonnaire (P2=118) et de pluteus retardeacutes (R=143 fig3e) significativement
plus eacuteleveacutes de plus les tests sur les individus macircles montrent sur cette cateacutegorie des reacutesultats
statistiquement plus eacuteleveacutes que pour les femelles (t=249068 n=38 0=0005)
Le site de Marloux preacutesente un taux dembryons intermeacutediaire entre celui trouveacute agrave la pointe
de lArmorique et celui des Gleacutenan (58 fig3b) Le taux de mortaliteacute (M) y est
significativement supeacuterieur agrave toutes les autres stations (24 contre 08 agrave 12 fig3f)
En revanche aucune diffeacuterence statistique nIa eacuteteacute rencontreacutee en comparant les sites du
Dellec et des Gleacutenan agrave quelque stade de deacuteveloppement que ce soit bien que les reacutesultats
soient geacuteneacuteralement infeacuterieurs pour le site de la rade
Les pluteus pathologiques (Pl) sont du mecircme ordre de grandeur dans tous les sites (37)
et ne permettent pas deacutetablir de comparaison (fig3e)
TABLEAU 1 COllPARAISON DES RESUlJTATS DES TESTS DE FECONDATION
N() P2 ()1
i F() R() 1 Pl () M() 1rmoriq ue Macircles 922plusmn64 13+16689plusmnU5 82plusmn80178plusmn10S 1 38plusmn16
1
Femelles 93Oplusmn45 688plusmn166 108plusmn70 39+16 153plusmn177 L2plusmnL3 11
689plusmn145 Il8plusmnl43Total 1 922plusmn64 143plusmn9A 38plusmn22 12plusmn20 2larloux Macircles 800plusmn42 79plusmn34 41plusmn27928plusmn37 5 1plusmn3 1 28+8
Femelles 91Oplusmn94 824plusmn84 1 59plusmn3 1 33plusmn14 65plusmn61 L9plusmn22 69plusmn36 37plusmn21 58plusmn5O 24plusmn5Total 919+74 812plusmn69
27plusmn27Deliee Macircles 81plusmn3ocirc 33plusmn15 O9plusmnLO925plusmn57 i 850plusmn59 96plusmn56 1 45+16 27plusmn32Femelles l2plusmn24928plusmn61
1 82Oplusmn9O 27plusmn29 10plusmn18Total 89plusmn4iuml 39plusmn22926plusmn58 835plusmn771 1
27plusmn23 O6plusmnO777plusmn50 38plusmn23Gleacutenan Macircles 851plusmn69949plusmn45 - l+ 1)~_J_ 1 34plusmnl7 14plusmn13Femelles LOplusmn14887plusmn72943plusmn44
21plusmn2O 1 O8plusmn1l869+72 1 66+51 1 i 36plusmn2OTotal 946+44
mise en eacutevidence dune diffeacuterence significative entre ies reacutesultats des deux sexes
21
_________________ _
Fig 3 Preacutesentation graphique des reacutesultats des tests eacutecotoxicologigues
Taux de feacutecondation (F)
100
1 1 6 iuml 1 1
agrave~J 9 1
0
1
1~1 l i 1
80_
751 1
Armorique Marioux Deliee Gleacutenan
Fig 3a taux de feacutecondation observeacutes pour chaque station
Embrvons (P2) 00
1 1
11
15
10 T 5 shy
0 Armorique Marloux Deliee Gleacutenan
Fig 3b taux de blocage embryonnaire obseneacutes pour chaque station
Pluteus retardeacutes CR)
25CO
20CO
15CO o
10CO
5CO 1 9 i
OCO
Armorique Martoux Jallee Gleacutenan
Fig 3c taux de pluteus retardeacutes obsenes sur chaque statlon
22
__________________ _
Pluteus nomlaut (N)
100 T iuml ccedil 2751 iuml 2 l Q
l501 1
T251
1
0 Armorique Marloux Deliee Gleacutenan
Fig3d taux de pluteus normaux observeacutes sur chaque station
Pluteus pathologiques (Pl)
8
161
i T shy1l iuml
1 11 14 -
I r-
tJiuml t 1
1 2 1 1
omiddot Armorique Mariaux Deliee Gleacutenan
Fig 3e [mLC de plweus pathologiques observeacutes sur chaque station
Tault de mortaliteacute on
500
400
300 l
200
1
100 J J j J
000
Armorique Mariaux Deliee Gleacutenan
Fig 3 taux mortaliteacute observeacutes pour chaque station
30 - Geacuteneacutetique des populations
Les reacutesultats sont rassembleacutes sur les tableaux n02 et 3 Sur les Il loci eacutetudieacutes on remarque
que la population de lArmorique seacutecarte significativement de leacutequilibre de Hardy-Weinberg
pour 5 loci (PGM-l et 2 IDH-l PGD-l GPI-1) alors que lon observe seulement 2 cas pour
le site de MarIoux TI est agrave noter que dans chaque cas les indices de fLation de la population
de lArmorique sont plus eacuteleveacutes que ceux de MarIoux traduisant une deacuteviation plus
importante Cette observation est correacuteleacutee par une heacuteteacuterozygotie en moyenne plus eacuteleveacutee agrave
MarIoux quagrave lArmorique (0207plusmnO057 contre 0180plusmnO052) Le pourcentage de loci
polymorphes (seuil 95) est de 6364 agrave MarIoux contre 4545 agrave lArmorique
Lindicateur de diffeacuterenciation geacuteneacutetique moyen calculeacute selon la meacutethode de Weir et
Cockerham est faible (FST=00059plusmnO0048) et ne montre pas de diffeacuterence significative Dans
ces conditions lestimation du nombre dindividus eacutechangeacutes par geacuteneacuteration donne une valeur
eacuteleveacutee (Nm=42 12plusmn23 Il)
TABLEAU 2
RESUltŒ DES F-STATISTIQUES
Locus FIS FIT FST
PGM-1 0381 0384 0004 PGM-2 0359 0360 0001 IDH-l 0226 0233 0010 PGD-l 0351 0352 0002 MDH-1 -0013 -0009 0005 MDH-2 -0026 -0013 0013 GPI-1 0346 0352 0012 ME-1 0252 0253 0001 ME-2 -0034 -0030 0005
MT-1 -0051 -0040 0012 MT-2 0137 0137 0000
Moy 0273 0276 0006
24
TABLEAU 3
STRUCTURE GENETIQUE DE DEUX POPULATIONS DE Sgranillaris SUR UNE BASE DE 11 LOCI
Pointe de Marloux Pointe de lArmorigue 1
1 1
Locus allegravele freacuteq Ho He D Het freacuteq Ho He D Het
PGM-l 105 0013 2 1987 0006 0050 - 1 2924 -0658 0073
100 0975 0962
95 0013 0038
PGM-2 110 0025 15 22l77 -0324 0554 - 12 20468 -0414 0512
105 0262 0287
100 0613 0637
95 0087 0075
90 0013 shyIDH-l 105 0081 7 8260 -0153 0223 0015 3 4761 -0370 0140
100 0amp78 0926
95 0041 0059
PGD-l 110 0025 15 19392 -0227 0485 0038 9 18063 -0502 0452
107 0013 shy105 0213 0250
100 0688 0700
95 0050 0013
90 0013 shyltIDH-l 105 - 1 1000 0000 0025 0013 1 1000 0000 0025
100 0988 0988 95 0013 shy
MOH-2 110 - 0 - - - 0025 2 1975 0013 0 049
100 1000 0975
GPI-I 110 0112 Il 14620 -0148 0366 0175 6 11696 -0487 0292
105 0075 shy100 0788 0325
100 0850 0863
95 0025 -ltŒ-1 105 0050 2 3843 -0480 0096 0038 3 2924 0026 0073
100 0950 0962
rv1E-2 105 0013 3 2949 0017 0074 0038 3 2924 0026 0073
100 0962 0962
95 0025 -MT-1 105 0038 6 5734 0046 0143 0025 2 1975 0013 0049
100 0925 0975
95 0038 -MT-2 105 0150 10 10329 -0032 0258 0138 7 9608 -0271 0240 1
Heacuteteacutero~gotIcirce moyenne par locus (non biaiseacutee O207iO057 HeacuteteacuterozygOlIcirclt moyenne par locus (non biaiseacutee == O180iO05 Nombre moyen dallegraveles par locus = 309iO44 Nombre moyen dallegraveles par locus 236iO20 Pourcentage de loci polmorphes (criteacutere 95) == 6364 Po=uge de loci polymorphes (criteacutere 95) =4545
locus preacutesent8llt un deacuteficit en heacuteteacutero~gOles significltl lttest de 1 p$O05)
1
IV 1DISCUSSION
TI ressort de cette eacutetude une convergence des reacutesultats qui reacutevegravele la singulariteacute de la
population de la pointe de lArmorique En effet le cycle de reproduction y est agrave leacutevidence
perturbeacute les valeurs dindice gonadique sont extregravemement faibles et la ponte non deacutecelable Le
taux dingestion est faible Les tests de deacuteveloppement larvaire preacutesentent des anomalies
(blocage aux stades embryonnaires et retard des pluteus) et lanalyse geacuteneacutetique y reacutevegravele pour
pregraves de 50 des loci une deacuteficience en heacuteteacuterozygotes traduisant lagrave une baisse de variabiliteacute
geacuteneacutetique et une deacuteviation par rapport aux conditions dHardYMWeinberg9
Le site voisin de la pointe MarIoux semble beaucoup moins affecteacute le cycle de reproduction
sy deacuteroule tout agrave fait normalement (IG plus eacuteleveacutes que sur le site de reacutefeacuterence) et leacutequilibre
panmictique y est geacuteneacuteralement mieux respecteacute Cependant les tests eacutecotoxicologiques y
deacutecegravelent quelques indices de perturbation les taux de feacutecondations y sont infeacuterieurs au teacutemoin
les embryons preacutesentent quelques blocages et les taux de mortaliteacute des larves sont
statistiquement plus eacuteleveacutes
Les reacutesultats concernant le site du Deliec nindiquent p as de diffeacuterences remarquables par
rapport au site de reacutefeacuterence La peacuteriode de ponte y survient avec un leacuteger deacutecalage sans doute
agrave mettre agrave lactif dune diffeacuterence dans les conditions de tempeacuterature etou de deacuteveloppement
de blooms phytop1anctoniques certains auteurs faisant concorder le deacuteclenchement de la ponte
avec labondance de nourriture disponible pour les larves (Himmelman 1978)
Le comportement des indices de reacutepleacutetion des populations de la rade de Brest savegravere tregraves
distinct de celui de la population de reacutefeacuterence ce qui peut traduire une strateacutegie adaptative
diffeacuterente ou une couverture des besoins eacutenergeacutetiques insuffisante chez les populations de la
rade Cette observation meacuterite notre attention puisque dans le cas de la station de MarIoux le
substrat est semblable agrave celui du site teacutemoin et ne peut expliquer le maintien de lindice de
reacutepleacutetion agrave des niveaux eacuteleveacutes pendant la peacuteriode de reproduction
On peut deacuteduire de ces constatations une distinction entre les populations du fond de la
rade et la station du Deliee situeacutee dans le goulet qui semble a priori exempte de deacutegradation
9Hardy-Weinberg (loi de) loi dheacutereacutediteacute ougrave la preacutesence des gegravenes demeure constante de geacuteneacuteration en geacuteneacuteration en labsence de seacutelection de mutation daccouplements dirigeacutes ou daccidents deacutechantillonnage
26
Les deux populations du bassin Nord subissent agrave leacutevidence linfluence de facteurs
environnementaux qui perturbent leur deacuteveloppement Ces pheacutenomegravenes sont provoqueacutes par
diverses causes dorigine naturelle tout dabord auxquelles viennent sajouter les facteurs
anthropiques
Une certaine hieacuterarchisation dans leacutetat de deacutegradation des sites est agrave prendre en compte En
effet des deux zones perturbeacutees la pointe de lArmorique est celle ougrave les effets se font le plus
durement ressentir
Ces deux stations diffegraverent de par le substrat le reacutegime hydrodynamique et lintensiteacute de
linfluence estuarienne La nature du substrat agrave MarIoux est la mecircme que sur le site de
reacutefeacuterence des Gleacutenan il sagit de fonds meubles composeacutes de maeumlrl vivant recouvert
deacutepiphytes synonymes de ressources trophiques abondantes et disponibles toute lanneacutee ce qui
explique les indices gonadiques eacuteleveacutes observeacutes pour ces deux sites A MarIoux
lhydrodynamisme est calme favorable au deacuteveloppement dune veacutegeacutetation dense dalgues
macrophytes saisonniegraveres (Hily et al 1992) Cette couverture veacutegeacutetale est renforceacutee par
lenrichissement du milieu en sels nutritifs provenant du bassin versant de lElom agrave vocation
agricole (N03-=500 agrave lOOOkgj P043-=30 agrave 700kgj) Les concentrations dans cette zones
sont eacuteleveacutees et varient au cours de lanneacutee elles sont maximales lhiver (N03-=28-51 mgl
P043-=O67-137mgl NH4+=41-37mgl) La preacutesence de ces algues contribue agrave augmenter
et agrave diversifier les ressources trophiques disponibles elle favorise le deacuteveloppement dune faune
diversifieacutee de brouteurs
Sur le site de la pointe de lArmorique par contre le substrat est rocheux et les courants
forts Le couvert veacutegeacutetal y est au contraire clairsemeacute et composeacute dalgues essentiellement
saisonniegraveres La population de lArmorique se trouve donc dans des conditions de ressources
trophiques moins facilement accessibles et plus limiteacutees comme latteste le deacuteveloppement plus
important de lorgane masticateur (par effet compensateur) signaleacute lors dune eacutetude compareacutee
de ces deux populations (Lumingas amp Guillou SOIIS presse) Lanalyse des indices
physiologiques doit se faire en consideacuterant que le degreacute de prospeacuteriteacute dune population reacutesulte
dun compromis entre la nature et labondance des ressources trophiques dune part et dautre
part de leacutenergie que lanimal doit deacutepenser pour collecter digeacuterer et assimiler cette nourriture
27
(Reacutegis 1979) Les deux populations eacutetant au deacutepart placeacutees dans des conditions ineacutegales
lapparition de facteurs exteacuterieurs ne pourrait quamplifier cette diffeacuterence au deacutetriment de la
plus deacutefavoriseacutee
Lexamen comparatif des courbes deacutevolution de tempeacuterature entre le Dellec et la pointe de
lArmorique (stations fixes de mesures hydrologiques) montre un eacutecart de 05 agrave 1degC en faveur
de la partie la plus reculeacutee de la rade (cf Annexe V) En tenant compte de la profondeur on
peut en deacuteduire pour le site de Marloux ougrave la profondeur est faible un eacutecart de tempeacuterature
denviron + l5degC par rapport au Dellec Cette particulariteacute pourrait expliquer la preacutecociteacute de la
maturiteacute remarqueacutee chez la population de Marloux Plusieurs interpreacutetations peuvent expliquer
la chute de lindice gonadique observeacutee en mars interruption dans le deacuteveloppement des
gonades provoqueacutee par les preacutecipitations hivernales (Cochran amp Engelmann 1975 Starr et al
1993) une mobilisation des reacutesenles dues aux conditions climatiques (Guillou amp MicheL
1993) ou au contraire une gameacutetogeacutenegravese preacutecoce comme le laisse supposer la forte valeur de
lindice gonadique en janvier
Les tests de feacutecondation eacutetant reacutealiseacutes dans une eau de reacutefeacuterence les causes de perturbation
du deacuteveloppement larvaire sont intrinsegraveques aux gamegravetes il peut sagir soit de la qualiteacute du
vitellus soit dalteacuterations geacuteneacutetiques soit de laccumulation dans les gonades dun agent
contaminant preacutesent dans le mileu Gamegravetes et embryons doursins sont sensibles agrave un large
eacuteventail de facteurs physiques (tempeacuterature pH saliniteacute etc ) et chimiques (meacutetaux
pesticides PCBs hydrocarbures etc ) ils conviennent eacutegalement pour tester les effluents en
meacutelange (Kobayashi 1971 Dinnel et al 1981 Pagano et al 1987 Lassus et al 1991) ce qui
rend plus difficile la recherche des agents responsables des anomalies observeacutees
On peut tout de mecircme mentionner les fortes teneurs en meacutetaux lourds preacutesents dans toute la
partie Est de la rade (mine de plomb argentifegravere situeacutee agrave Huelgoat) Des mesures reacutecentes de
meacutetaux dans les seacutediments agrave proximiteacute de la pointe de lArmorique font eacutetat des concentrations
suivantes Cu=253 ppm Pb=230 ppm Zn=160 ppm (Troadec corn pers) Les oursins en
tant quorganismes infeacuteodeacutes au seacutediment et participant agrave leur bioturbation sont directement
exposeacutes agrave ce type de contamination Plusieurs eacutetudes in situ font eacutetat de laccumulation de
28
meacutetaux par les oursms notamment dans les gonades et lintestin (Augier et al 1987b
Albanedo et al 1990)
Les tests de toxiciteacute des meacutetaux lourds sur les larves de diffeacuterentes espegraveces doursins ont fait
lobjet de nombreux travaux et les effets de ces polluants sur la feacutecondation et le
deacuteveloppement des larves sont assez bien connus (Kobayashi 1984 Dinnel et al 1989) A
faibles doses les ions meacutetalliques peuvent exercer une action positive caracteacuterisant le
pheacutenomegravene d hormegravese observeacute par Stebbing (1981) sur des colonies dhydrozoaires Une
action semblable est rapporteacutee par Young au niveau du pouvoir fertilisant des spermatozoiumldes
doursins pour des concentrations en divers ions meacutetalliques allant de 10-5 agrave 10-6M (Young amp
Nelson 1974) Cependant il sagit de pheacutenomegravenes marginaux et la tendance geacuteneacuterale de ces
eacuteleacutements se manifeste bien eacutevidemment par un effet toxique Le cuivre le zinc le cadmium
provoquent agrave des seuils diffeacuterents des dommages sur les gamegravetes et leur descendance en
alteacuterant soit la croissance des larves soit la diffeacuterenciation squelettique des pluteus (Bougis
1961 1965 Khristoforova et al 1984 Pagano et al 1982 Hesllnga 1976) Les diffeacuterents
stades larvaires preacutesentent des sensibiliteacutes diffeacuterentes les travaux de Kobayashl (1980)
montrent une plus forte sensibiliteacute des spermatozoiumldes et des larves au stade gastmla ce qui
coincide avec les blocages embryonnaires observeacutes agrave ce stade sur le site de lAlmorique La
preacutesence de meacutetaux dans les gonades pourraient donc logiquement expliquer les reacutesultats
obtenus De plus de fortes preacutesomptions pegravesent sur les rejets de mateacuteriel provenant du service
pyrotechnique de la Marine Nationale sur la pointe de lArmorique
Les reacutesultats dune toute reacutecente analyse effectueacutee par le Laboratoire Municipal de Brest
(aoucirct 94) sur des gonades doursins provenant des trois stations de la rade confirme cette
hypothegravese (cf Annexe VI) Le site de lArmorique se distingue par des teneurs nettement plus
eacuteleveacutees en fer zinc plomb et en cadmium (Fe=263 ppm Zn=356 ppm Pb=075 ppm Cd=076
ppm cest agrave dire selon les meacutetaux entre 2 agrave 5 fois plus que dans les autres stations) Dans
lensemble une certaine contamination meacutetallique peut ecirctre remarqueacutee dont lorigine se situe
dans le trafflc maritime les rejets domestiques et portuaires et les peintures anti-foullng Les
fortes concentrations en zinc proviennent des toitures de lagglomeacuteration brestoise Les
nombreux eacutelevages porcins de la reacutegion peuvent aussi contribuer agrave la pollution en cuivre par
29
lalimentation fournie aux arumaux Cependant la forte contamination locale du site de
lArmorique en fer zinc plomb et cadmium ne peut avoir quune origine ponctuelle qui
confirme les soupccedilons pesant sur les activiteacutes militaires dans ce secteur Compareacutes aux chiffres
trouveacutes dans la litteacuterature les reacutesultats sont coheacuterents Augier et al(1987b) lors dune eacutetude
sur Paracentrotus ividus en baie de Port-Cros avance des concentrations dans les gonades
comparables (Cd=O52 agrave 231 ppm Cu=167 agrave 542 ppm Pb=O33 agrave 117 ppm) mais des
teneurs en mercure sensiblement plus faibles (Hg=003 agrave 004 ppm) Chez une autre espegravece
(Echinometra mathaei) les travaux dAlbanedo et al(1990) indiquent dans une station tregraves
pollueacutee du port de la Havane des concentrations eacuteleveacutees en meacutetaux Fe=l08 ppm Cu=473
ppm Zn=267 ppm chiffres qui sauf pour le cuivre restent infeacuterieurs aux mesures obselveacutees agrave
la pointe de lArmorique Ces auteurs montrent une accumulation des meacutetaux lourds
relativement importante dans les diffeacuterents organes des oursins notamment au niveau du tube
digestif (cas du plomb et du cuivre) il serait inteacuteressant de connaicirctre eacutegalement les doses dans
les autres parties de lorganisme Cette accumulation preacutesentant des fluctuations saisonniegraveres
lieacutees au meacutetabolisme de lanimal un suivi plus reacutegulier des concentrations en meacutetaux devrait
ecirctre envisageacute
Cependant les meacutetaux peuvent ne pas ecirctre les seuls agents agrave mettre en cause Les pesticides
et les hydrocarbures sont eacutegalement susceptibles de pouvoir provoquer des anomalies (cf
Annexe VU) Les PCBs employeacutes dans de nombreux secteurs industriels bien que quelquefois
signaleacutes dans les seacutediments de la zone portuaire agrave des taux importants (PCBs=183
ppbMarchand 1985) semblent agrave eacutecarter En effet Trieff et al (1 988) bien quil mette en
eacutevidence un effet spermiotoxique signale labsence daccumulation de ce type de produits dans
les organismes ce qui preacutesente comme impossible toute influence des PCBs dans les conditions
ougrave les expeacuteriences ont eacuteteacute meneacutees
La preacutesence dans le bassin Nord de rejets de deux stations deacutepuration situeacutees en amont de
la Penfeld exerce aussi une influence sur la qualiteacute bacteacuteriologique des eaux de ce secteur
Leurs apports sont estimeacutes agrave 1014CFIh Dautre part le ruisseau du Relecq Kerhuon situeacute pregraves
de lestuaire de lElom amegravene quant agrave lui jusquagrave 1012CFIh en hiver (source DDE rapport
Saunier eau et environnement) Ces chiffres peuvent apporter une explication aux mortaliteacute
30
des lalVes obselVeacutees pour le site de Marloux des bacteacuteries pathogegravenes preacutesentes dans les
gonades peuvent secirctre deacuteveloppeacutees pendant la peacuteriode dincubation
Les reacutesultats de lanalyse geacuteneacutetique trahissent un deacuteficit en heacuteteacuterozygotes important sur le
site de la pointe de lAnnorique Ce deacuteficit freacutequemment rencontreacute chez les mollusques
bivalves (Buroker 1983~ Singh amp Green 1984) et dautres inverteacutebreacutes marins (Murphy et al
1975 Day amp Bayne 1988) peut avoir plusieurs significations il sagit soit de la preacutesence
dallegraveles silencieux (1) soit dun pheacutenomegravene dinbreeding (2) soit dM effet Wahlund (3) ou
encore du reacutesultat de la pression de seacutelection exerceacutee par les facteurs eacutenonceacutes plus haut (4)
(1) Lhypothegravese de la preacutesence dallegraveles nuls lo est peu probable eacutetant donneacute le nombre de
loci preacutesentant un excegraves dhomozygotes
(2) Le pheacutenomegravene dautofeacutecondation nest pas agrave eacutecarter car des cas dhermaphrodisme
certes peu freacutequents ont deacutejagrave eacuteteacute rapporteacutes sur ce mecircme site (Neefs 1952) Leacuteventualiteacute que
les gegravenes impliqueacutes ne soient pas porteacutes par des chromosomes autosomaux na pas eacuteteacute veacuterifieacutee
(3) Les conditions dhydrodynamisme sexerccedilant sur cette zone peuvent ecirctre invoqueacutees pour
venir conforter la thegravese dun effet Wahlund (conseacutequence dun eacutechantillonnage effectueacute sur
deux sous-eacutechantillons dun mecircme site se comportant comme des populations Mendelliennes
seacutepareacutees)
(4) Une seacutelection exerceacutee par les conditions du milieu reste le)plication la plus probable
Cette influence des facteurs environnementaux comme la preacutesence de meacutetaux mentionneacutee
preacuteceacutedemment sexerce pendant la vie lalVaire peacutelagique mais surtout durant la phase critique
de la meacutetamorphose et les eacutetapes qui suivent le recrutement La meacutetamorphose chez les oursins
sulVient apregraves une peacuteriode variable de vie lalVaire pouvant durer selon les espegraveces et les
conditions entre 5 et 22 semaines (Strathmann 1987) ce qui expose les larves agrave de nombreux
aleacuteas Certains auteurs eacutevoquent limportance du recrutement comme facteur dheacuteteacuterogeacuteneacuteiteacute
geacuteneacutetique entre populations (Watts et al 1990) Or une eacutetude comparative des populations
des deux sites concerneacutes a montreacute une forte irreacutegulariteacute du recrutement dans la population de
Marloux par rapport agrave celle de la pointe de lAnnorique (Lumingas amp Guillou sous presse)
Ces auteurs imputent ce pheacutenomegravene au spectaculaire deacuteveloppement dalgues qui apparaicirct
IOallegravele nul (ou silencieux) est dit dun allegravele qui ne sexprime pas sur le gel
31
chaque anneacutee sur ce site agrave la faveur des apports fluviaux en eacuteleacutements nutritifs Dune part il
inhiberait laction attractive du maeumlrl dautre part la deacutecomposition de ces veacutegeacutetaux agrave
lautomne provoquerait la mortaliteacute des recrues en reacuteduisant la couche superficielle du seacutediment
et entraicircnerait le deacuteveloppement dun film bacteacuterien empecircchant 1a fixation des post~larves Le
site de la pointe de lArmorique semble au contraire avoir des recrutements reacuteguliers
Les groupes de recrues connaissent donc des destins diffeacuterents sur les deux sites ce qui
pourrait expliquer les diffeacuterences dheacuteteacuterozygotie observeacutees
Pour confirmer cette hypothegravese il conviendrait de comparer des eacutechantillons plus grands
dindividus de mecircme agravege correspondant agrave une peacuteriode ougrave le recrutement a eacuteteacute bon sur les deux
sites voire mecircme de comparer directement les geacutenotypes des jeunes individus recruteacutes dans les
deux sites Dautre part la comparaison du site de la pointe de lArmorique avec celui du
Dellec pourrait fournir des indications importantes pour confirmer lhypothegravese de lexistence
dune pression de seacutelection
V 1CONCLUSION
Leacutetude des phases de reproduction et deacuteveloppement larvaire des populations doursins de
la Rade de Brest met en eacutevidence des troubles fonctionnels chez les populations du bassin
Nord proches de la zone portuaire en particulier sur le site de la pointe de lArmorique qui
contraste avec les bons reacutesultats obtenus pour le site du Dellec sous influence oceacuteanique La
convergence des donneacutees de geacuteneacutetique avec les reacutesultats observeacutes confirme la validiteacute de la
meacutethode utiliseacutee et renforce la fiabiliteacute de Sgranularis comme bioindicateur
Les causes de ces deacuteregraveglements sont sans doute multiples aussi ce travail meacuterite-t-il un suivi
agrave plus long terme Leacuterude des diffeacuterents paramegravetres influenccedilant les conditions de vie des
oursins de la pointe de lArmorique (tempeacuterarure saliniteacute seacutedimentologie biomasse matiegravere
organique ) ainsi que des essais de transplantations in situ dindividus sains devraient
permettre de mieux preacuteciser les facteurs responsables de ces perturbations
Quant aux premiers reacutesultats danalyses des teneurs en meacutetaux lourds du Laboratoire
Municipal ils devraient ecirctre eacutetendus agrave dautres parties du corps (test intestin) et effectueacutes sur
un cycle annuel y compris sur le site des Gleacutenan
32
VI 1BffiLIOGRAPHIE
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38
ANNEXEI
SCHEIHA DU PROTOCOLE EXPERThlENTAL DES TESTS DE FECONDATION IN VITRO
oursin9 gonades
~ eau ae mer 1iltreacutee (045I-lm)
soies (200l-lm)
Dfiltration
eau de mer filtreacutee (045I-lm)
deacutecantation ovocytes
oursin ltJ ---+ gonades -
filtration soies (60~m) ~
D~
middot middot middot middot
30 ml bd
lavages et dilutions
1 1 1 1 1 1
bull bull bull bull bullbull ~
~~~ ~
env 1500 ovocytesml
m~ 1
env 50 ovocytesml
39
AtlNEXE II
ELECTROPHORESE
Installation des eacutechantillons
a coupe pratiqueacutee dans le gel b eacutechantillons
Montage du circuit
a tampon deacutelectrodes b eacuteponges c eacutelectrodes relieacutees au geacuteneacuterateur d ligne dinsertion des eacutechantillons
40
ANNEXEIll
PREPARATION DES SOLUfIONS DELECTROPHORESE
Tampon Tris Citrate pH 8 (TC 8)
- Electrodes Tris (062M) 756 g
Ac citrique (014M) 300 g eau distilleacutee qsp 1 l
- Gel 30 ml de tampon eacutelectrodes dans 900 ml deau distilleacutee
ajuster agrave pH 8 avec du Tris (lM) ou de lacide citrique (lM)
Tampon discontinu Tris Citrate pH 67 (TC 67)
- Electrodes pH 63 Tris (022M) 270 g
Ac citrique (008M) 180 g eau distilleacutee q sp 1 1
ajuster agrave pH 63 avec du Tris (lM) ou de lacide citrique (lM) - Gel pH 67
Tris (0008M) 097 g Ac citrique H20 (0003M) 063 g
eau distilleacutee qsp 1 1 ajuster agrave pH 67 avec du Tris (lM) ou de lacide citrique (lM)
Reacutesolution obtenue par systegraveme enzymatique
Muscle Tube Digestif Gonades Nbre Locus TCPH8 TC pH TC pH 8 1 TC pH li TC pH 8 1 TC pH dallegraveles
67 67 1 67
AAT-1 +
AAT-2 + 2
GPD-l IDH-1 + + + +
LAP-1
l1DH-1 ++ )
l1DH-2 +++ ++ 2 ME-l + 2 ME-2 + ++ 3
PGD-1 ++ + 6 PGI-1 +_
- ++ ++ 4
PGM-1 + + 3 PGM-2 +++ ++ 4
bull Faible ++ Bonne + Moyenne +++ Tregraves bonne
41
ANNEXE IV
SOLUTIONS DE COLORATIONS
AAT (Aspartate-aminotransfeacuterase)
Tris A 80 ml AccxCeacutetoGlutarique 100 mg Ac Aspartique 200 mg Phosphate de pyridoxal 10 mg dissoudre veacuterifier que pH lt 74 (ajuster avec Tris LM) verser et incuber agrave 37degC pendant 15 min puis ajouter Fast Blue BB 100 mg
IDH (Isocitrate deacuteshydrogeacutenase)
Tris A 70 ml Isocitrate (0 lM) 8 ml MnCl2 (025M) 06 ml MgC12 (OSM) 05 ml ajouter avant coloration Isocitrate (poudre) 10 mg NADP 1 2 ml PMS 1 ml NET 1 ml lvITT 05 ml
MDH (Malate Deacuteshydrogeacutenase)
Tris A 10 ml MgCl2 (OSM) 02 ml Ac Malique (2M) 3 ml NAD 1 15 ml puis ajouter avant coloration PMS 03 ml NET 07 ml MTT 07 ml +Agar dans Tris A tiegravede 10 ml
6PGD (6Phosphogluconate Deacuteshydrogeacutenase)
TrisA 10 ml MgC12 (OSM) 15 ml 6Phosphogluconate 20 mg puis ajouter avant coloration NADP 1 01 ml PMS 01 ml NET 02 ml tvm 02 ml +Agar dans Tris A tiegravede 10 ml
GPI (Glucose-Phosphate Isomeacuterase)
Tris A 10 ml MgC12 (O5Ivi) 1 ml Fructose 6P 10 mg puis ajouter avant coloration NADP 1 05 ml PMS 05 ml NET 05 ml MTT 05 ml G6PDH 6~Ll ou 17u +Agar dans Tris A tiegravede 10 ml
LAP (Leucine-aminopeptidase)
Tris-Malate 90 ml preacutechauffeacute agrave 30degC MnCl2 (01r1) 1 ml MgCl2 (05lvf) 1 ml Lleucilj3Naphthylamine 15 agrave 20 mg incubation 30 min agrave 37degC ajouter avant coloration Fast Gamet GBC 60 mg dilueacute dans quelques gouttes de Tris-Malate (manipuler ce produit avec des gants)
ME (Malice-Enzyme)
Tris A 10 ml MgCl2 (O5~1) 15 ml AcMalique (2tv1) 1 ml puis ajouter avant coloration NADP 1 01 ml PMS 03 ml NET 07 ml MTT 07 ml +Agar dans Tris A tiegravede 10 ml
PGM (phosphoglucoMutase)
Tris A 10 ml MgCl2 (05)11) 1 ml Glucose IP (+15 diP) 100 mg puis ajouter avant coloration NADP 1 05 ml PMS 05 ml NET 05 ml lvITT 05 ml G6PDH 6~1l ou 17u +Agar dans Tris A tiegravede 10 ml
42
9
----- - - - _----- - -
W~--shy
ANNEXEV
Tempeacutelllture il linterface eaumiddotseacutediment au site du Dlilec
17 T middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot-middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot-middot_middotmiddotmiddotmiddot-middot-middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot-middot--middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot-middotmiddot--- - -- ----_--- -- - shy
16 +--- ---------- --__--shy
15 --- -- ---- - --- middot - middot-middotmiddot-middotmiddotmiddot-middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot_-middot-middot -middotmiddotmiddotmiddot-middot-middot-middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot-middotmiddot middotTt~hl~ - ------ Ecirc 14 - - -- --------- ---middot---middot-middotmiddot-middot-middot-trrfo-r~~wbWljl~I~~~--------------t-------------iiiiJiI~i~L--_-----------------------8 12 YrljVWfAI--shy --shy - shy _-----------------------------
middotmiddot-middotmiddot~IImiddot middotmiddot-middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot-middotmiddotmiddotmiddot-middot --middotmiddot--shy - ------------_- ----------11 t-middot
10 ~~--shy --- ----_-- - -- - - ------------_-
~ ~ ~ ~ 3 5 = 3 -~ shy
~ ~ = ~ ~ ~ 7 ~ 7 7 ~ ~ lt lt jf ~ r- ~ C t- C ~ oA C 0 0 0 0 ~ shy0 0 N
~
Tempeacutelllture il linterfue eau-seacutediment il la pointe de lAnnorique
11 ~ li ~ ~ ~ ~ ~ of j ~ ~ i ~ f N M ~ M ecirc ~ M
(donneacutees LR-i CvRS D1513 Faculteacute des Sciences Brest)
43
ANNEXEVI
TENEURS EN QUELQUES METAUX LOURS DANS LES GONADES DOURSINS DE LA RADE DE BREST
1Armorique (n=7) lIurloux (n=8) Deliee (n=8) 1
Fer (Fe) mgfKg 2869plusmn141O 531plusmn438 410plusmn250 1
lt 02Plomb (Pb) mgfKg O75plusmnO24 026plusmnO18
Cuivre (Cu) mgfKg O76plusmnO33 030plusmnO Il 045plusmnO42
Cadmium (Cd) mgIKg 396plusmnO55464plusmn125 463+12
Zinc (Zn) mgfKg 3563plusmn2828 1811=1241 1528plusmn1506 i
1
Mercure (Hg) mgfKg 026plusmnO12 018plusmnO08 020plusmnO13 1
(donneacutees Laboratoire lvllmicipal de Brest 16 rue Alexandre Ribot - J928iuml BREST Cedex Ofi0894)
ANNEXE VII
Agents toxiques essayeacutes pour leur toxiciteacute sur le deacuteveloppement la reproduction
et pour leur toxiciteacute geacuteneacutetique sur les embryons et le sperme doursins
(dapregraves PAGAl~O et al 1987)
Classe d aogents___+-____Agent=-s____~r__---Reacute~feacuterences___--1
1 Agents Physiques Rayons X RUST AD 1959 Rayons r GIORDANO et al 1983 Lumiegravere visible PAUL et al 1970
SPECK et al 1980
II Agents chimiques A Inorganiques Arsenic PAGANO et al 1982a
Beacuteryllium GIORDAlIO et al 1983 Cadmium PAGANO et al 1982b Chrome PAGA1-iO et al 1983a Cuivre HESLINGA 1976
PAGANO et al 1986 Mercure KOBA YASHI 1980 Nickel GIORDANO et al 1982 Changements de pH PAGANO et al 1985a 1985b
CIPPOLARO et al 1986 DUBE et al 1985
Zinc GIORDANO et al 1983 PAGANO et al 1986
B 1 Organiques 1 - Polluants industriels Peacutetrole dispersants du peacutetrole HAGSTROM et LONNING 1976
Pesticides organochloreacutes FALK-PETERSEN1979 BRESCH-ARENDT 1977
Styregravene et deacuteriveacutes PAGANO et al 1978 Dipheacuteny1 dipheacutenyl ether PAGANO et al 1983b PCBs ADAMS 1983
PAGANO et al 1985c
2 - Canceacuterigegravenes Acridines BRACHET 1968 Benzo(a)pyregravenes DE ANGELIS et GIORDANO
1974 HOSE et al 1983
712 dimeacutethy1benz( a)anthracegravene DE ANGELIS et GIORDkIO 1974
TPA (phorbol ester) BRESCH--RENDT 1978 Urethane NAKASHIMA et ISHIKAWA
1978 3 - Composeacutes pharmaceutiques Agents antineacuteop1astiques REN1llLARD et al 1975
WANG et al 1977 Thalidomide HAGSTROM et LONNING 1973 Acide nalidixique CZ1TN etaI 1981 Povidone iodine ROZENKRANZ et al 1980
III Meacutelanges KOBAYASHl 1971 1984 KINAE et al 1981 OSHIDA et al 1981 DINNEL et al 1981
LES MEacuteTAUX LOURDS DES PRODUITS MAnlNS AUX CONSOMMATEURS
(Les v(Jlours m6us uang ce
Ooso quotishydienne
Il eacutecossai ro fi lhomme
(ell IlIl)
Dose toxique
pOUf lIl(Hl li)] Il
(1)
)OllS
adIJ1ilUuml
dan~ 1es al ililUlllS
(1l1Uk~raquo
EltlU ltIll Ilwr (111]1)
AlrJucs (lilgkJ )
Mollusques (IlIUkg)
Cfuslncocircs (11111111)
Poissons (muka)
Arsenic
001 ~O 02 mg
III 70 1119 1 SOllt mOrlols
0002-0001
014-1
7 -120
15 17 (rwvolln)
25-75 (oOndill)
LI ore
100 Illoi
I(i
04-20
1 (moulu)
025 15 (11111 l 1 IcircIl )
020
tilJlcilU sont les plus
CildmIcircUIll
30 mu so1l1 toxiquuumls
f()i~5()1l
1 Molluoque
rshy1
01
00006
01 i-3
Chromo
VI WO Ill) Cr ~()Ilt IIHHlelr
01
000005
002 -1
er1llllent rellcontreacutees dlIls les publications ctuel
Cuivre
2 mg
25 fi sont IllOrlel
Poisson li
Mollusqull 110
0003-001
17-124
GO-900 (Iluitru)
20-90 (convoi)
l5-G (1 lion)
Mercure
Poisson jusqul 07
0000 03
----_
O02G-O2
004
01 middot10
Plomb
moi
0000 03
05 9
28-6 (huicirctre)
~- ----shy01-23
(tHlllllnrl)
O3-G
Seacuteleacutenium
3
000009
02-01
Zinc
6- 10 mg
35
0001-001
il2-Hi)
100-1 GOO (lIl1illO)
122-18 1 (1Il1IrlllI)
02middot1 200 (llilrell~1 )
---------- ----shy
fi (JIIIIUIIIaS
Les doses admissibles dilfl~ les aliments sonl exprillleacutees en millilrammes par kilogramme daliment
Les concclltrations daJis les produits rnHIcirclls sont (ouloS oxprilllUcircfS CIl lllilliJtallHllCS pM kilonriltlHlw do Illnliegravero segravecho
Chnque (ois qlll cela a ugravet possillln on il if)diqur~ entre p1fef)lhegravesos dnns qllJllc csplco nvait ocirctri trouveacutee ln plus (orte dosn
(1) [n CilS diumlnDntioll Cil IIlle scule (ois (SOllfce Rapport du Groupe Irleflilinisteacuterid des prohl~llIes de Pollution de la Mer 1(73)
EXTRAITS DE lA CIRCUlAIRE DU 13 MAl 1991
Circulaire du Ministegravere de lEnvironnement creacuteant les contrats de baie
Les eaux inorales franccedilaises doivent se situer en permanence agrave un niveau de qualiteacute suffisant pour ne pas mettre en peacuteril les eacutecosystegravemes cocirctiers qui constituent un eacuteleacutement majeur du patrimoine eacutecologique national ()
Lapproche retenue rient compte de la diversiteacute et de la complexiteacute des situations rencontreacutees ie long des cocirctes franccedilaises Certains SeCIeurs son principalement affecteacutes par des pollutions chimiques (meacutetaux etou composeacutes organiques ( )
De plus les pheacutenoTregravenes regroupeacutes sous une mecircme appeiation (egraveystrophies marines par exemple) reacutesJltent r jait de meacutecanismes diffeacuterents dont les c1uses et les facteurs de maitrise dofent ecirctre deacutetermineacutes dans chaque cas particJpr afin decirctre certain de mettre en oeuvre au plus juste coucirct des remegravedes efficaces ( j
n apparaft au corraire que pour chaque secteur C littorc oi une action est neacutecessaire a soluor adeacutequate ne peut ecirctre trouveacutee cu au niveat loca~ en associant tous les resporsables co-erneacutes Un outil nouveau est proposeacute le Contrat de Baie dont linitiative peut br= prise par lEtat mais aussi par dautrs acteurs (collectiviteacutes locales cssociatiors rotamment) ()
Chaque Cartrat de 3aie doit correspondre agrave une uniteacute middot-orale rmogegravene ()
Puisque la lutte ccr-se la pollution des eaux littorales ne peut ecircrr= efficace que par la prise
en compte des apports de Jensemble du bassin versant le Contrat de Baie doit ecirctre eacutelaboreacute agrave ce niveau
Pour eacuteviter ces eacutecueils tout Contrat de Baie devra reposer sur une connaissance aussi preacutecise que possible
bull de lensemble des sources de poiJution affectant le secteur rejets coners (ponctuels ou diffus) apports par les cours deau immersions de deacuteblais de dragage etc
bull des meacutecanismes de transfert des pollutions au milieu marin
bull des caracteacuteristiques du milieu reacutecepteur (morphologie courants caracteacuteris-tiques hvdrochimiques et biologiques)
bull des USIlges agrave proteacuteger et des zones sensibles du point de vue eacutecologique
Puisque lameacutelioration de la qualiteacute des eaux dun secteur du littoral implique de deacutefinir un programme concernant lensemble du bassin versant la maicirctrise douvrage de leacutetude ne pourra en geacuteneacuteral ecirctre confieacutee qu acirc une collectiviteacute locale de niveau supra shycommunal ()
L finaii du Contrat de Baie est dinciter les divers panenaires concerneacutes en particuer es coliegrave-ivieacutes locales agrave deacutepasser le cadre des scheacutemas classiques dassainissement dans tcs les cas c des dispositions speacutecifiques doivent ecirctre prises pour restaurer la qualiteacute des eaux (
CADRE DU STAGE
Ce stage sinscrit dans le programme Ameacutelioration de la qualiteacute des eaux sauvegarde et
restauration de leacutecosystegraveme marin en rade de Brest meneacute par la Communauteacute Urbaine de
Brest dans le cadre dun contrat de baie qui fait lobjet de conventions deacutetudes avec diffeacuterents
organismes de recherche (cf extraits de la circulaire ministeacuterielle du 1305191 preacutesenteacutee en
annexe) Loriginaliteacute du programme reacuteside dans sa pluridisciplinariteacute il integravegre aussi bien le
domaine continental que le domaine marin et associe disciplines scientifiques socioshy
eacuteconomiques et juridiques il vise dune maniegravere geacuteneacuterale agrave preacuteciser les meacutecanismes de
deacutegradation de leacutecosystegraveme de la rade en examinant parmi les processus connus en biologie
marine fondamentale lesquels sappliquent agrave cette zone particuliegravere et agrave mettre en place les
reacuteseaux dobservation et les outils de suivi de la qualiteacute du milieu gracircce auxquels il devrait ecirctre
possible de quantifier cette qualiteacute et preacutevoir ses conseacutequences sur les ressources halieutiques
Les reacutesultats du programme deacutetudes sont soumis au Comiteacute Scientifique du contrat de baie
et preacutesenteacutes ensuite agrave un Comiteacute dExpertise Scientifique International puis agrave un Comiteacute Pilote
pour deacutecision opeacuterationnelle
Le contrat rade de Brest doit aboutir agrave la mise au point de meacutethodes de lutte approprieacutees
contre les polluants et la fourniture aux deacutecideurs politiques et administratifs dun outil daide agrave
la deacutecision
Le stage sest deacuterouleacute dune part dans lUniteacute de Recherche Associeacutee au CNRS D 1513 agrave la
Faculteacute des Sciences de Brest~ et dautre part au laboratoire deacutecotoxicologie du centre
IFREMER de Brest dont les organisations sont preacutesenteacutees ci-apregraves Lobjectif de cette
coopeacuteration dans le programme deacutetude se situe dans la surveillance et lappreacuteciation de la
qualiteacute du milieu par lobservation dindicateurs biologiques de pollution Son but est deacutevaluer
la situation preacutesente de la rade et permettre un suivi de limpact des actions de deacutepollution
4
ORGANISATION DES STRUCTURES DACCUEIL
URA CNRS D1513
Uniteacute de recherche associeacutee au CNRS
Flux de matiegravere et reacuteponses du vivant
(Chef P TREGUER)
Biogeacuteochimie Physique Ecologie benthique
(P TREGUER) (M GLEMAREC)
resp stage M GUILLOU (eacutecologie des eacutechinodermes)
Biologie marine
(M LE PENNEC) resp stage D MORAGA
(geacuteneacutetique des populations)
Geacutenotoxiciteacute
des polluants
(F GALGANI)
IFREMER Direction de lEmironnement ~
et de lAmeacutenagement Littoral )
( Laboratoire dEcototicoJogie
(directeur F GALGAl)
~--------~
Etudes ponctuelles Transfert Tests qualiteacute deau de surveillance - action des pesticidessurveillance 1
1
(EHIS)biologiquei 1(F GALGAl-H) (T BURGEOT) - test tnverteacutebreacutes
(F Qulv70U resp stage)
(F TOLLARASTEL)
5
Il INTRODUCTION
Les oursins sont reconnus pour ecirctre tregraves sensibles aux modifications des conditions
environnementales Leur plasticiteacute face aux conditions du milieu et leur mode de vie en font de
bons indicateurs biologiques de pollution marine (Augier 1987a Kobayashi 1971) Dailleurs
depuis plus dune vingtaine danneacutees gamegravetes embryons et larves doursins constituent un
mateacuteriel de base dans les domaines de la pharmacologie toxicologie ou eacutecotoxicologie
(Hagstrom amp Lonning 1974 Bougis 1981 Dinnel et al 1987 Pagano amp Romafia 1991)
Leur sensibiliteacute aux conditions du milieu se manifeste par des perturbations du cycle de
reproduction des baisses de feacuteconditeacute ou des troubles du deacuteveloppement larvaire et les effets
observeacutes en zones perturbeacutees sur les populations doursins ont eacuteteacute souvent deacutecrits (Harmelin et
al 1981 Delmas amp Reacutegis 1984)
Dautre part les biologistes de lobservatoire marin de Roscoff (Nord-Finistegravere) utilisant
reacuteguliegraverement des oursins de lespegravece Sphaerechinus granularis (Lamarck) preacuteleveacutes en rade de
Brest sur le site de la pointe de lArmorique ont signaleacute depuis 1985 des anomalies du
deacuteveloppement cellulaire Suite agrave ces observations des travaux preacuteliminaires ont mis en
eacutevidence sur ce mecircme site des perturbations du deacuteveloppement de la population et un faible
taux de croissance des individus (Chevallier 1993)
Ces indications ont motiveacute le choix de Sphaerechimls granularis tregraves commun dans la rade
et dont la biologie est par ailleurs bien connue (Fenaux 1972 Semroud amp Senoussi 1989
Guillou amp Michel 1993) comme bioindicateur de la qualiteacute du milieu dans le cadre du
Programme deacutetudes pluridisciplinaire de la rade de Brest Leacutetude porte sur trois stations de la
rade distribueacutees le long dun gradient de pollution et une quatriegraveme dans larchipel des Gleacutenan
(Bretagne Sud) exempt de pollution anthropique et choisi comme site de reacutefeacuterence
Lobservation consiste agrave suivre leacutevolution dindices physiologiques (Indice Gonadique et
Indice de Reacutepleacutetion) reacuteveacutelateurs de la condition des inampidus et agrave effectuer des feacutecondations
in vitro en vue de mesurer le taux de reacuteussite de stade pluteus obtenu pour chaque site de
maniegravere agrave mettre en eacutevidence une eacuteventuelle deacutegradation de lenvironnement
Par ailleurs lestimation de linfluence des conditions emironnementales saccompagne dune
eacutetude de geacuteneacutetique inspireacutee des meacutethodes employeacutees sur dautres inverteacutebreacutes marins (faune
6
profonde et intertidale) pour mesurer les adaptations geacuteneacutetiques de ces animaux vis agrave vs des
contraintes eacutecologiques (Siebenaller 1978 Bristow amp Vadas 1991) Ce travail vise agrave eacutevaluer
la variabiliteacute geacuteneacutetique preacutesenteacutee par S granularis dans les populations des deux stations les
plus exposeacutees qu~ quoique voisines geacuteographiquement ont montreacute des diffeacuterences
morphologiques et deacutemographiques tregraves marqueacutees (Lumingas amp Guillou sous presse) Cette
partie a eacutegalement pour but de mesurer le degreacutes de diffeacuterenciation existant entre ces deux
populations pour apporter une explication geacuteneacutetique agrave ces observations
A terme ce travail tend agrave mieux connaicirctre les reacuteponses de lespegravece et agrave estimer leacutetat de
pollution de la rade sur les sites choisis en diagnostiquant si possible les agents responsables
des deacuteregraveglements observeacutes
il 1MATERIEL ET METHODES
1deg - Lespegravece
Sphaerechinus granularis (Echinodermata Echinoidea Toxopneustidae) est une espegravece
comestible de grande taille pouvant atteindre 14 cm commune dans lheacutemisphegravere Nord sur les
cocirctes de lAtlantique-Est depuis la Manche occidentale jusquau Golfe de Guineacutee (Koehler
1921) ainsi quen Meacutediterraneacutee (Tortonese 1965) Sa reacutepartition verticale seacutetend de la zone
intertidale jusquagrave 130 m (Cherbonnier 1958) sur divers substrats en fonction des classes dacircge
et des preacutefeacuterences alimentaires (Guillou amp Michel 199) En rade de Brest les plus f011es
populations se rencontrent essentiellement sur les fonds seacutedimentaires grossiers recouverts de
maeumlrl vivant (Lithothamnium corallinoiumldes Crouan)
2deg - Le milieu
La rade de Brest est une vaste eacutetendue deau de plus de 150 km2 qui communique avec la
mer dIroise par un goulet de 18 km de large et de 20 m de profondeur Elle reccediloit les apports
de deux riviegraveres principales au Nord-Est lElorn (6m3 s de deacutebit moyen) au Sud-Est lAulne
(24m3s de deacutebit moyen) Les bassins versants de la rade repreacutesentent pregraves de 2800 km2 qui
sont essentiellement consacreacutes agrave lagriculture
7
Il est possible pour simplifier de subdiviser la rade elle-mecircme en trois zones un bassin
Nord tout dabord agrave lembouchure de lElorn ougrave se concentrent les activiteacutes portuaires de
Brest ensuite un bassin Sud recevant les eaux de lAulne moins urbaniseacute et mieux proteacutegeacute de
linfluence portuaire mais plus exposeacute aux effluents agricoles enfin une zone de meacutelange
formant un tourbillon dans la partie centrale de la rade allant des alentours de la presquicircle de
Quelem jusque dans le goulet
Le choix des sites sest porteacute sur quatre zones propices au deacuteveloppement de S gramllaris
dont trois dans la rade la derniegravere dans les icircles Gleacutenan en fonction de leurs diffeacuterentes
caracteacuteristiques La situation geacuteographique de chaque station se trouve illustreacutee en figure 1
- (1) Pointe Marloux situeacutee dans le bassin Nord proche de la zone portuaire dans une
zone de calme relatif laquo1 noeud en vives eaux) Le fond est constitueacute de maeumlrl pur la
profondeur est faible (5 m) Une eacutetude de la dynamique des populations a reacuteveacuteleacute de fortes
irreacutegulariteacutes dans le recrutement (Lumingas et GuiIlou sous presse)
- (2) Pointe de lArmorique situeacutee agrave lembouchure de lAulne ougrave la preacutesence de lIle Ronde
concentre les courants de mareacutee dans un chenal eacutetroit qui amplifie leur vitesse Gusquagrave 3
noeuds) Linfluence estuarienne y est encore ressentie le seacutediment est heacuteteacuterogegravene composeacute de
sable coquillier grossier et de deacutebris de maeumlrl la profonegraveeur peut atteindre jusquagrave 20 m au
milieu du chenal
- (3) Anse du DelIee zone rocheuse situeacutee dans le goulet de Brest directement sous
influence oceacuteanique Lhydrodynamisme est assez fort (gt2 noeuds en vives eaux) favorable au
deacuteveloppement dune couverture algale importante La zone de preacutelegravevement se situe sur une
pointe rocheuse appeleacutee pointe du Diable agrave labri des effets de lagglomeacuteration voisine agrave une
profondeur maximale de 10 m
- (4) Archipel des Gleacutenan en Baie de Concarneau Bretagne-Sud agrave leacutecart de toute
pollution anthropique et ougrave la population doursins connaicirct un large essor (Guillou et Michel
1993) et fait lobjet dune pecirccherie artisanale Cette derniegravere station sera consideacutereacutee comme site
de reacutefeacuterence
8
Fig 1 Preacutesentation de la rade de Brest
o
BREST
Rade de Brest
5km
Ile Q Ronde
Presqujle de Plougastel
Chenal de lAulne
r-f1
~r ltgt r Brest
~ ~RETAGNE
0- ~~ t-~
(Glenan) ~
9
3deg - Echantillonnage
Indices physiologiques
La reacutecolte seffectue par dragage ou en plongeacutee selon raccessibiliteacute agrave la cocircte par bateau
La drague utiliseacutee est large dun megravetre eacutequipeacutee dun filet de 2 cm de maille La dureacutee des traits
de drague est denviron 5 minutes Le mateacuteriel est ensuite fixeacute dans lalcool agrave 70 0 Le calcul
des indices neacutecessite un eacutechantillonnage mensuel commenceacute sur certaines zones depuis
deacutecembre 1993 puis prolongeacute dans cette eacutetude jusquau mois de juillet 1994 Pour chaque
mois un eacutechantillon de 30 individus dune classe de taille standard de 80middot90 mm est preacuteleacuteveacute
Feacutecondations
La reacutecolte des oursins seffectue en employant les mecircmes techniques que preacuteceacutedemment
Toutefois les animaux sont maintenus vivants et agrave labri des eacutecarts de tempeacuterature en les
conservant agrave bord dans un circuit deau de mer et en eacutevitant le deacuteclenchement dune ponte
Chaque eacutechantillon comporte une quarantaine dindividus de taille variable de faccedilon agrave pouvoir
disposer dun choix satisfaisant danimaux matures et dun sex-ratio eacutequilibreacute Deux
preacutelegravevements par site sont reacutealiseacutes entre mai et juin durant la peacuteriode de reproduction
4deg - Meacutethodes
Calcul des indices physiologiques
Le cycle de reproduction est eacutetudieacute par lintermeacutediaire de lindice gonadique (1 G) qui
est le rapport entre leacutetat des gonades et le poids corporel Leacutevolution dans le temps de ce
paramegravetre permet de mesurer leffort de reproduction et de situer la peacuteriode de la ponte La
relation employeacutee est la suivante
LG==Poids secs gonades x 106 Dtest3
Lindice utiliseacute fait intervenir le poids sec de gonades et le diamegravetre du test (Dt est) en
raison dune part de la bonne correacutelation entre taille et poids du test dautre part des fortes
variations engendreacutees par lutilisation de volumes ou de poids humides (Gonor 1972)
Lindice de Reacutepleacutetion du tube digestif (IR) correspond au rapport du poids de lintestin et de
son contenu sur le poids du corps Ce paramegravetre reflegravete lintensiteacute de leffort de collecte de
nourriture
10
La relation est donneacutee par Neacutedeacutelec (1983)
IR = Poids sec intestin x 106 1Dtest3
Les variations de ce paramegravetre permettent de suivre leacutetat des besoins trophiques des
individus et complegravetent les renseignements apporteacutes par lindice gonadique Les oursins sont
mesureacutes au mm pregraves ouverts sur la face orale agrave raide dun marteau puis disseacutequeacutes Les
gonades et les intestins sont preacuteleveacutees et seacutecheacutes agrave leacutetuve agrave 60degC pendant 48 agrave 72 h selon leacutetat
de maturiteacute En peacuteriode de maturation des gonades des eacutemissions accidentelles de produits
sexuels sont quelquefois provoqueacutees par la fixation dans lalcoo~ ces produits doivent ecirctre pris
en compte dans les mesures dindices gonadiques Pour obtenir des reacutesultats comparables sur
tous les sites les indices sont calculeacutes sur des eacutechantillons moyens appartenant agrave la mecircme
classe de taille (80~90 mm)
Tests defeacutecondations
Les animaux reacutecolteacutes sont maintenus vivants en aquarium dans un circuit deau de mer en
salle thermostateacutee (15degC) Les eXPeacuteriences doivent ecirctre effectueacutees dans les 24 h en raison du
stress occasionneacute par le ramassage Les bioessais sont reacutealiseacutes en eau de reacutefeacuterence provenant
de leacutecloserie IFREMER dArgenton reconnue de bonne qualiteacute filtreacutee sur cartouches
Sartorius de OA5 lm de porositeacute Pour chaque manipulation dix individus macircles et di
femelles sont seacuteleacutectionneacutes de maniegravere agrave reacutealiser deux seacuteries de tests en parallegravele chaque macircle
eacutetant testeacute par le meacutelange des dix femelles et chaque femelle par lensemble des di macircles soit
vingt essais par station reacutepeacuteteacutes agrave deux reprises entre mai et juin Les individus sont ouverts aux
ciseaux en zone eacutequatoriale et disseacutequeacutes afin de preacutelever les gonades Les gonades macircles sont
conserveacutees au sec pour eacute-1ter lactivation du sperme (lexceacutedent aqueux est eacutelimineacute agrave laide
dune poire) et maintenues au reacutefrigeacuterateur jusquagrave leur emploi Les gonades femelles sont
conserveacutees en eau de mer pour garder intacts les ovocytes elles sont ensuite tamiseacutees sur soies
de 200 lm pour eacuteliminer les deacutebris dovaires Les gonades macircles sont tamiseacutees sur soies de
60 lm pour reacutecupeacuterer le sperme propre Les ovocjtes sont laveacutes par seacutedimentation et dilution
les ovocytes immatures et les deacutebris de gonades eacutetant agrave chaque fois eacutelimineacutes Pour chaque
femelle la concentration est ameneacutee agrave 1500 ovocytesml par dilutions successIcircves dans un
11
temps le pool de dix femelles est constitueacute avec la mecircme densiteacute Apregraves tamisage du sperme
des dix individus macircles un pool est aussi reacutealiseacute avec une microgoutte de chaque filtrat
Chaque essai se deacuteroule dans des pots en polystyregravene steacuteriles dans lesquels agrave 30 ml deau filtreacutee
sont inoculeacutes 1 ml de solution dovocytes et 05 ml de sperme dilueacute (2 gouttes de sperme sec
dans 100 ml) Les ovocytes feacutecondeacutes sont alors mis en incubation dans une armoire
thermostateacutee agrave 155degC soit 20degC agrave 25degC de plus que la tempeacuterature du milieu naturel ceci
dans le but deacuteviter les effets neacutefastes pour le deacuteveloppement des larves dun eacutecart de
tempeacuterature trop eacuteleveacute Un scheacutema du protocole expeacuterimental est preacutesenteacute en annexe I
Lobservation du taux de reacuteussite de feacutecondation seffectue une heure trente apregraves le
meacutelange des gamegravetes
Le comptage des diffeacuterentes cateacutegories de larves est reacutealisable apregraves 5 jours dincubation
Les observations des larves reposent sur 5 critegraveres deacutefinissant chacun un type de larves
diffeacuterent (Pagano et al 1989)
N pluteus normal ayant suivi un deacuteveloppement convenable
R plut eus retardeacute ou inhibeacute dont la taille natteint pas la moitieacute de la normale
Pl pluteus pathologique preacutesentant des malformations du squelette
etou du tube digestif
P2 embryons dont le deacuteveloppement siest arrecircteacute agrave diffeacuterents stades
(morula blastula gastrula ou prisma)
M larye ou embryon mon
Lexamen de la qualiteacute des larves obtenues sur chaque site mesure laptitude des animaux
preacuteleveacutes sur cette zone agrave produire des larves viables en eau de mer de reacutefeacuterence traduisant
ainsi limpact de lenvironnement sur la qualiteacute des gamegravetes
Geacuteneacutetique des populations
Les recherches en geacuteneacutetique meneacutees ces derniegraveres anneacutees sont orienteacutees vers une connaissance
approfondie des meacutecanismes adaptatifs des populations danimaux marins notamment par
leacutetude des isoenzymes impliqueacutes dans divers processus meacutetaboliques Ains~ ladaptation de la
population agrave son environnement est deacuteceleacutee par la variabiliteacute des gegravenes enzymatiques Lanalyse
12
PLANCHE 1 Deacuteveloppement larvaire de Sphaerechinus granularis
- lt shy0
-
shy
embryon (P2) pluteus retardeacute (R)
pluteus pathologique (Pl) pluteus normal (N)
13
des structures geacuteneacutetiques a volontairement eacuteteacute reacuteduit agrave deux stations (Marloux et Armorique)
en raison dune part du deacutelai imparti agrave cette eacutetude et dautre part dune eacutetude comparative de
populations deacutejagrave effectueacutees sur ces deux sites (Lumingas amp Guillou sous presse) Dans cette
eacutetude a eacuteteacute analyseacute le polymorphisme l enzymatique des deux populations mesureacute par
eacutelectrophoregravese sur gel damidon En effet cette technique reposant sur le caractegravere amphotegravere
des proteacuteines elle permet de deacuteceler les variations de charges nettes des sous-uniteacutes
constituant le systegraveme enzymatique eacutetudieacute de sorte que les substitutions entre acides amineacutes
dans la structure primaire de la proteacuteine sont rendues visibles Ces substitutions eacutetant issues de
mutations sur les codons dau moins un nucleacuteotide de lADN (Ayala 1982) il sagit donc bien
lagrave dun reflet du patrimoine geacuteneacutetique Cependant toutes les mutations de triplet ne sont pas
deacutecelables en raison de la redondance du code geacuteneacutetique de mecircme que les substitutions
dacides amineacutes qui ne modifient pas la charge nette de la proteacuteine Cest pourquoi lon
considegravere que les deux tiers des mutations ne sont pas deacutetecteacutees (Ne~ 1972) Dune maniegravere
geacuteneacuterale la variabiliteacute geacuteneacutetique des organismes se trouve donc sous-estimeacutee
Les oursins rameneacutes frais au laboratoire sont aussitocirct disseacutequeacutes et des eacutechantillons de
diffeacuterents organes (muscle gonades appareil digestif) sont preacuteleveacutes sur chaque indhidu et
placeacutes seacutepareacutement dans un cocircne dEppendorf annoteacute et conserveacute au congeacutelateur (-70degC) Un
lot de 40 individus par site est ainsi preacutepareacute Les eacutechantillons sont ensuite broyeacutes agrave volume eacutegal
dans une solution de tampon de-traction (TRIS 00 lM + NADP 1 + EDTA) ajusteacutee agrave
pH 68 puis centrifugeacutes agrave 10000 g pendant 15 minutes agrave FC Les eacutechantillons sont placeacutes dans
des gels agrave 11 damidon en impreacutegnant de petites bandes de papier Whattman TM n)3
introduits perpendiculairement au gel apregraves avoir deacuteposeacute au preacutealable quelques gouttes de bleu
de bromopheacutenol pour visualiser le front de migration Les gels sont refroidis durant toute la
dureacutee de la migration par un systegraveme de plaques de refroidissement placeacutees au dessus et en
dessous du moule La migration est anodique Un scheacutema du montage est figureacute en annexe Il
La composition des tampons deacutelectrophoregravese et les reacutesolutions obtenues sont donneacutees en
annexe III Les eacutechantillons peacutenegravetrent dans le gel pendant une preacute-eacutelectrophoregravese de 10
minutes agrave 100 V Lorsque la migration est commenceacutee le gel est soumis agrave un champ eacutelectrique
Ipolymorphisme existence simultaneacutee dallS une population de plusieurs gegravenes pour le mecircme locus
14
constant de 80 mA pendant 4 agrave 5 heures La seacuteparation des geacutenotypes des diffeacuterents systegravemes
enzymatiques est reacuteveacuteleacutee par des colorations speacutecifiques regroupeacutees par Pasteur et al (1987)
et adapteacutees de Shaw et Prasad (1970) Les solutions utiliseacutees pour la reacuteveacutelation des
eacuteleacutectrophoreacutegrammes sont deacutecrites en annexe IV Linterpreacutetation des reacutesultats neacutecessite la
connaissance de la structure quaternaire (le nombre de sous-uniteacutes) de lenzyme qui
conditionne le nombre de taches observables chez les heacuteteacuterozygotes correspondant aux
diffeacuterentes combinaisons possibles entre les sous-uniteacutes sous lhypothegravese que les loci soient
autosomaux2 et les allegraveles codominants3 Quand un systegraveme enzymatique possegravede plusieurs
loci ces derniers sont numeacuteroteacutes de 1 agrave n suivant leur vitesse de migration en commenccedilant par
le plus rapide Les allegraveles5 sont codeacutes en fonction de leur distance (mesureacutee en mm) par rapport
agrave lallegravele le plus freacutequent noteacute 100 qui sert de reacutefeacuterence
5deg - Traitement des donneacutees
Les reacutesultats des tests deacutecotoxicologie sur les larves doursins sont traiteacutes statistiquement
par analyse de variance agrave lm critegravere de classification qui permet de veacuterifier en un seul test si les
diffeacuterences observeacutees au niveau des moyennes dun ensemble deacutechantillons sont imputables
aux fluctuations deacutechantillonnage ou non Cette meacutethode analyse les sources de variation de
lensemble des donneacutes elle sous-entend leacutegaliteacute des variances et la normaliteacute des populations
dorigine Le respect des conditions dapplication est controcircleacute au moyen dun test de Bartlett
Les tests statistiques sont reacutealiseacutes agrave laide du logiciel STATGRAPHICS (Statistical Graphies
Corp Rockville Maryland USA) Les comparaisons inter-sites sont effectueacutees avec un seuil
de confiance de 95
Les donneacutees de geacuteneacutetique sont traiteacutees par le logiciel BIOSYS-l (Swofford et Selander
1981) qui calcule les freacutequences alleacuteliques et donne les eacutecarts par rapport agrave leacutequilibre dHardyshy
Weinberg dans la population consideacutereacutee Les freacutequences alleacuteliques sont calculeacutees agrave partir des
2autosome chromosome preacutesent en double dans les cenules diploiumldes agravees deux sexes Jcodominams allegraveles exprimeacutes de maniegravere semblable dans un geacutenOtype heacuteteacuterozygote 410cus portion de chromosome correspondam agrave un gegravene 5allegravele lune des expressions alternatives dun gegravene (lOCus)
15
effectifs directement observeacutes sur les zymogrammes Pour un locus posseacutedant k allegraveles et un
eacutechantillon de N individus la freacutequence du iegraveme allegravele est donneacutee par la formule 1shy
(2Nii +iNij) HXi =__---L-_
2N
Nuuml nombre dhomozygotes observeacutes pour lallegravele ~
Nij nombre dheacuteteacuterozygotes observeacutes pour lallegravele i
Les freacutequences geacutenotypiques sont recalculeacutees sous lhypothegravese de la loi dHardy-Weinberg
qui postule que les freacutequences alleacuteliques restent constantes dune geacuteneacuteration agrave lautre en
labsence de mutation seacutelection et de migration (dans le cas dune espegravece diploiumlde en
panmixie6) Etant donneacutee la faible taille des eacutechantillons les freacutequences geacutenotypiques attendues
par cette loi sont calculeacutees par la formule de Levene (1949) N = Nxi (2Nx i -1)
2N-l _ 4N2 XiXjN - -----shy
lJ 2N-l
Nuuml freacutequence geacutenotypique homozygote
Nij freacutequence geacutenotypique heacuteteacuterozygote7 ayec IkNij=l (pour k allegraveles)
Le test de conformiteacute des freacutequences geacutenorypiques calculeacutees avec les reacutesultats observeacutes fait
intervenir un X2 Certains effectifs geacutenotypiques eacutetant compris entre 5 et 10 le test utiliseacute est
celui du conigeacute de Yates j(~12 (1 Obil - At) _ 1~)2
y= w shyC i=1 Atif
Le nombre de degreacute de liberteacute est eacutegal agrave m-k m eacutetant le nombre de geacutenotypes et k le
nombre dallegraveles
Les eacutechantillons eacutetant de faible taille les loci multi-alleacuteliques ont eacuteteacute analyseacutes en regroupant
les geacutenotypes en trois classes la classe des geacutenotypes homozygotes posseacutedant lallegravele Je plus
freacutequent la classe des heacuteteacuterozygotes posseacutedant lallegravele le plus freacutequent et la classe regroupant
les autres geacutenotypes Comme dans le cas des loci di-alleacuteliques le test du X2 est agrave 1 degreacute de
6panmixie individus qui se croisent au hasard agrave limeacuterieur ct une population pour laqudle leacutequilibre de la loi dHardy-Weinberg est respecteacutee (degraveme) heacuteteacuterozygote individu qui possegravede deux allegraveles distincts aux locus homologues des chromosomes parents dun organisme diploiumlde
16
liberteacute lorsque toutes les classes ont un effectif supeacuterieur agrave cinq Dans le cas dun locus dishy
alleacutelique si lun des effectifs est infeacuterieur agrave 5 la probabiliteacute exacte p est calculeacutee suivant le test
de Fisher utiliseacute dans le tableau de contingence 2X2 (VithayasaIuml 1973)
Les descripteurs de variabiliteacute geacuteneacutetique des populations sont donneacutes par les relations
suivantes
a) - pourcentage de loci polymorphes8 P95 = 100x(npn)
avec n == nombre de loci eacutechantillonneacutes et ni nombre de loci polymorphes un locus est
polymorphe lorsque la freacutequence de lallegravele le plus rare est supeacuterieure agrave 005
b) - lheacuteteacuterozygotie correspond agrave la freacutequence moyenne dheacuteteacuterozygotes dans la
population on distingue lheacuteteacuterozygotie obseIVeacutee (ho) et celle attendue dapregraves la loi dHardy-
Weinberg (he)
1=1
Xuuml eacutetant la freacutequence obseIVeacutee du geacutenotype homozygote du iegraveme allegravele contenu dans le locus Ir
h == 1- x~ e iJ
=
x eacutetant la freacutequence attendue du geacutenotype homozygote du iegraveme allegravele
Pour les eacutechantillons de petite taille lutilisation de lindice non biaiseacute (Levene 1949) est
neacutecessaire Le calcul de lheacuteteacuterozygotie attendue seffectue de la faccedilon suivante k
2N(1- LX) he(nb) == __---i-=-=l~_
(2N -1)
ougrave N est le nombre dindividus eacutechantillonneacutes
sur lensemble des loci on effectue la moyenne
=1
c) - lindice de fixation de Wright (FIS) ou de Selander (D) permettent deacutevaluer le
deacuteficit ou lexcegraves dheacuteteacuterozygotes Pour le iegraveme locus ils sont deacutefinis par
8polymorphe un g~ne es dit polymorphe lorsquil preacute~me au moins deux eacutetats distinctS dun caractegravere donneacute
li
Les deux indices se comportent de faccedilon opposeacutee une valeur positive de D correspond agrave
excegraves dheacuteteacuterozygotes et une valeur neacutegatIcircve agrave un deacuteficit en heacuteteacuterozygotes
La diffeacuterentiation geacuteneacutetique des populations est appreacutecieacutee par le calcul dun indice de
fixation moyen FST (Wright 1965) deacutefini de la maniegravere suivante
I-FIT = (I-FIS)middot(I-FST)
ougrave FIT et FIS sont les indices de fixation respectivement des individus agrave la population totale et
agrave ces sous-populations
Les indices de fixation du iegraveme allegravele sont deacutefinis dapregraves Nei (1977) par
~Sj =(~ - P)(Pi - p)
Fm = (~ - p2i)(Pi _ p2j)
avec Pi=Sn wiXuuml Pi=Sn wixi ougrave wi repreacutesente le poids accordeacute agrave chaque sous populations
Les indices de fixation calculeacutes pour le jeme locus agrave k allegraveles sont donneacutes par k
Lx j (1- Xj)~Sj ~Sj =-=--------
Lx j (1- Xi) i=1
k
LX (1- xJFm
LxC1- x) 1-1
Lhypothegravese nulle Ho que la valeur du F ST seacutecarte significativement de zeacutero est testeacutee par
X2=2NFST pour n-1 degreacute de liberteacute (Workman et Niswander 1970) ougrave n est le nombre de
18
10
sous populations et N le nombre total dindividus eacutechantillonneacutes La variance autour de la
moyenne par preacutelegravevement est deacutetermineacutee par la meacutethode du jacknife (Weir et Cockerham
1984) Elle permet de tester la significativiteacute de la valeur moyenne agrave laide dun test-t
Le nombre dindividus migrants entre populations peuvent ecirctre estimeacutes par la relation
Nm = (_1__ 1)4 FST (Wright 1965)
avec N =nombre dindividus fertiles dans la population
m = taux de migration
III RESULTATS
- Indices Physiologiques
Lexamen des indices gonadiques fait apparaicirctre de fortes dispariteacutes entre stations (fig 2a)
Tout dabord le site de lArmorique se distingue par des valeurs tregraves faibles traduisant un
niveau de deacuteveloppement des gonades tregraves reacuteduit ne permettant pas de discerner une peacuteriode
de ponte Le site du DelIee preacutesente un deacuteveloppement des gonades moyen comparable au
teacutemoin (Gleacutenan) mais le pic de deacuteveloppement de printemps nest pas observeacutee bien que la
chute de lindice agrave partir du mois de mai permette dy deacuteceler une ponte La population de
MarIoux preacutesente une eacutevolution assez semblable agrave celle des Gleacutenan avec toutefois des valeurs
nettement plus eacuteleveacutees et deux peacuteriodes de chute dindice Uanvier-mars avril-juin)
Lanalyse des indices de reacutepleacutetion (fig2b) montre un comportement radicalement diffeacuterent
entre les oursins de la rade et ceux des Gleacutenan En effet alors que sur le site teacutemoin on observe
un maximum en hiver et une forte chute de lindice de reacutepleacutetion jusquen avril-ma~ soit un mois
avant la ponte le comportement alimentaire des oursins des sites de la rade semble beaucoup
plus anarchique sur le site de MarIoux les indices de reacutepleacutetion restent eacuteleveacutes mecircme en peacuteriode
de ponte et sur les deux autres sites les valeurs hivernales sont singuliegraverement faibles De
maniegravere geacuteneacuterale les indices de reacutepleacutetion des stations de la rade sont plus stables au cours de la
peacuteriode eacutetudieacutee et plus eacuteleveacutes pendant le printemps et leacuteteacute que sur le site de reacutefeacuterence des
Gleacutenan Ceci semble traduire un besoin eacutenergeacutetique plus constant agrave correacuteler avec la nature du
substrat et la disponibiliteacute des ressources trophiques (Comely amp Ansel 1989)
19
Fig 2 Evolution des indices phvsiologigues de Splzaerecltinus granularis UG et IR)
Indices Gonadiques
Mariaux
+ Armorique
-Q-- DeUee
- -r- - Gleacutenan
Fig2a
Indices de Reacutepleacutetion
25
1 tfi~__ plusmnl~middotmiddotmiddotmiddotmiddott~~-~-~
5 - -- - - ~~~~-TT-~ j ~----+-- ~~ l ~-middot-rgtfmiddotltmiddot J 1 shy
n------~ -t o 1 shy
o J FM AM J J
bullbull -tl- bullbullbull Marlou~
1
1 -+- Armorique 1
~ Dellee
- - - Gleacutenan l
Fig2b
2deg - Feacutecondation et deacuteveloppement larvaire
Les reacutesultats sont rassembleacutes sur le tableau l et les graphes preacutesenteacutes en figure 3 ougrave sont
pris en compte les moyennes de lensemble des expeacuteriences Les taux de feacutecondations moyens
sont eacuteleveacutes sur tous les sites (gt91) On note cependant une reacuteussite des feacutecondations (F)
leacutegegraverement meilleure pour le site des Gleacutenan (fig3a) sans pour autant que les diffeacuterences
soient statistiquement significatiyes sauf pour le site de MarIoux ougrave les valeurs sont
significatrvement infeacuterieures au site de reacutefeacuterence (seuil de confiance 95)
20
Les taux de pluteus normaux (N) obtenus pour les sites de lArmorique et de Marloux sont
significativement infeacuterieurs au site des Gleacutenan choisi comme reacutefeacuterence (respectivement 689
et 812 contre 869 auxiles Gleacutenan cf fig3d)
Le site de lArmorique se distingue des trois autres populations par un taux de blocage au
stade embryonnaire (P2=118) et de pluteus retardeacutes (R=143 fig3e) significativement
plus eacuteleveacutes de plus les tests sur les individus macircles montrent sur cette cateacutegorie des reacutesultats
statistiquement plus eacuteleveacutes que pour les femelles (t=249068 n=38 0=0005)
Le site de Marloux preacutesente un taux dembryons intermeacutediaire entre celui trouveacute agrave la pointe
de lArmorique et celui des Gleacutenan (58 fig3b) Le taux de mortaliteacute (M) y est
significativement supeacuterieur agrave toutes les autres stations (24 contre 08 agrave 12 fig3f)
En revanche aucune diffeacuterence statistique nIa eacuteteacute rencontreacutee en comparant les sites du
Dellec et des Gleacutenan agrave quelque stade de deacuteveloppement que ce soit bien que les reacutesultats
soient geacuteneacuteralement infeacuterieurs pour le site de la rade
Les pluteus pathologiques (Pl) sont du mecircme ordre de grandeur dans tous les sites (37)
et ne permettent pas deacutetablir de comparaison (fig3e)
TABLEAU 1 COllPARAISON DES RESUlJTATS DES TESTS DE FECONDATION
N() P2 ()1
i F() R() 1 Pl () M() 1rmoriq ue Macircles 922plusmn64 13+16689plusmnU5 82plusmn80178plusmn10S 1 38plusmn16
1
Femelles 93Oplusmn45 688plusmn166 108plusmn70 39+16 153plusmn177 L2plusmnL3 11
689plusmn145 Il8plusmnl43Total 1 922plusmn64 143plusmn9A 38plusmn22 12plusmn20 2larloux Macircles 800plusmn42 79plusmn34 41plusmn27928plusmn37 5 1plusmn3 1 28+8
Femelles 91Oplusmn94 824plusmn84 1 59plusmn3 1 33plusmn14 65plusmn61 L9plusmn22 69plusmn36 37plusmn21 58plusmn5O 24plusmn5Total 919+74 812plusmn69
27plusmn27Deliee Macircles 81plusmn3ocirc 33plusmn15 O9plusmnLO925plusmn57 i 850plusmn59 96plusmn56 1 45+16 27plusmn32Femelles l2plusmn24928plusmn61
1 82Oplusmn9O 27plusmn29 10plusmn18Total 89plusmn4iuml 39plusmn22926plusmn58 835plusmn771 1
27plusmn23 O6plusmnO777plusmn50 38plusmn23Gleacutenan Macircles 851plusmn69949plusmn45 - l+ 1)~_J_ 1 34plusmnl7 14plusmn13Femelles LOplusmn14887plusmn72943plusmn44
21plusmn2O 1 O8plusmn1l869+72 1 66+51 1 i 36plusmn2OTotal 946+44
mise en eacutevidence dune diffeacuterence significative entre ies reacutesultats des deux sexes
21
_________________ _
Fig 3 Preacutesentation graphique des reacutesultats des tests eacutecotoxicologigues
Taux de feacutecondation (F)
100
1 1 6 iuml 1 1
agrave~J 9 1
0
1
1~1 l i 1
80_
751 1
Armorique Marioux Deliee Gleacutenan
Fig 3a taux de feacutecondation observeacutes pour chaque station
Embrvons (P2) 00
1 1
11
15
10 T 5 shy
0 Armorique Marloux Deliee Gleacutenan
Fig 3b taux de blocage embryonnaire obseneacutes pour chaque station
Pluteus retardeacutes CR)
25CO
20CO
15CO o
10CO
5CO 1 9 i
OCO
Armorique Martoux Jallee Gleacutenan
Fig 3c taux de pluteus retardeacutes obsenes sur chaque statlon
22
__________________ _
Pluteus nomlaut (N)
100 T iuml ccedil 2751 iuml 2 l Q
l501 1
T251
1
0 Armorique Marloux Deliee Gleacutenan
Fig3d taux de pluteus normaux observeacutes sur chaque station
Pluteus pathologiques (Pl)
8
161
i T shy1l iuml
1 11 14 -
I r-
tJiuml t 1
1 2 1 1
omiddot Armorique Mariaux Deliee Gleacutenan
Fig 3e [mLC de plweus pathologiques observeacutes sur chaque station
Tault de mortaliteacute on
500
400
300 l
200
1
100 J J j J
000
Armorique Mariaux Deliee Gleacutenan
Fig 3 taux mortaliteacute observeacutes pour chaque station
30 - Geacuteneacutetique des populations
Les reacutesultats sont rassembleacutes sur les tableaux n02 et 3 Sur les Il loci eacutetudieacutes on remarque
que la population de lArmorique seacutecarte significativement de leacutequilibre de Hardy-Weinberg
pour 5 loci (PGM-l et 2 IDH-l PGD-l GPI-1) alors que lon observe seulement 2 cas pour
le site de MarIoux TI est agrave noter que dans chaque cas les indices de fLation de la population
de lArmorique sont plus eacuteleveacutes que ceux de MarIoux traduisant une deacuteviation plus
importante Cette observation est correacuteleacutee par une heacuteteacuterozygotie en moyenne plus eacuteleveacutee agrave
MarIoux quagrave lArmorique (0207plusmnO057 contre 0180plusmnO052) Le pourcentage de loci
polymorphes (seuil 95) est de 6364 agrave MarIoux contre 4545 agrave lArmorique
Lindicateur de diffeacuterenciation geacuteneacutetique moyen calculeacute selon la meacutethode de Weir et
Cockerham est faible (FST=00059plusmnO0048) et ne montre pas de diffeacuterence significative Dans
ces conditions lestimation du nombre dindividus eacutechangeacutes par geacuteneacuteration donne une valeur
eacuteleveacutee (Nm=42 12plusmn23 Il)
TABLEAU 2
RESUltŒ DES F-STATISTIQUES
Locus FIS FIT FST
PGM-1 0381 0384 0004 PGM-2 0359 0360 0001 IDH-l 0226 0233 0010 PGD-l 0351 0352 0002 MDH-1 -0013 -0009 0005 MDH-2 -0026 -0013 0013 GPI-1 0346 0352 0012 ME-1 0252 0253 0001 ME-2 -0034 -0030 0005
MT-1 -0051 -0040 0012 MT-2 0137 0137 0000
Moy 0273 0276 0006
24
TABLEAU 3
STRUCTURE GENETIQUE DE DEUX POPULATIONS DE Sgranillaris SUR UNE BASE DE 11 LOCI
Pointe de Marloux Pointe de lArmorigue 1
1 1
Locus allegravele freacuteq Ho He D Het freacuteq Ho He D Het
PGM-l 105 0013 2 1987 0006 0050 - 1 2924 -0658 0073
100 0975 0962
95 0013 0038
PGM-2 110 0025 15 22l77 -0324 0554 - 12 20468 -0414 0512
105 0262 0287
100 0613 0637
95 0087 0075
90 0013 shyIDH-l 105 0081 7 8260 -0153 0223 0015 3 4761 -0370 0140
100 0amp78 0926
95 0041 0059
PGD-l 110 0025 15 19392 -0227 0485 0038 9 18063 -0502 0452
107 0013 shy105 0213 0250
100 0688 0700
95 0050 0013
90 0013 shyltIDH-l 105 - 1 1000 0000 0025 0013 1 1000 0000 0025
100 0988 0988 95 0013 shy
MOH-2 110 - 0 - - - 0025 2 1975 0013 0 049
100 1000 0975
GPI-I 110 0112 Il 14620 -0148 0366 0175 6 11696 -0487 0292
105 0075 shy100 0788 0325
100 0850 0863
95 0025 -ltŒ-1 105 0050 2 3843 -0480 0096 0038 3 2924 0026 0073
100 0950 0962
rv1E-2 105 0013 3 2949 0017 0074 0038 3 2924 0026 0073
100 0962 0962
95 0025 -MT-1 105 0038 6 5734 0046 0143 0025 2 1975 0013 0049
100 0925 0975
95 0038 -MT-2 105 0150 10 10329 -0032 0258 0138 7 9608 -0271 0240 1
Heacuteteacutero~gotIcirce moyenne par locus (non biaiseacutee O207iO057 HeacuteteacuterozygOlIcirclt moyenne par locus (non biaiseacutee == O180iO05 Nombre moyen dallegraveles par locus = 309iO44 Nombre moyen dallegraveles par locus 236iO20 Pourcentage de loci polmorphes (criteacutere 95) == 6364 Po=uge de loci polymorphes (criteacutere 95) =4545
locus preacutesent8llt un deacuteficit en heacuteteacutero~gOles significltl lttest de 1 p$O05)
1
IV 1DISCUSSION
TI ressort de cette eacutetude une convergence des reacutesultats qui reacutevegravele la singulariteacute de la
population de la pointe de lArmorique En effet le cycle de reproduction y est agrave leacutevidence
perturbeacute les valeurs dindice gonadique sont extregravemement faibles et la ponte non deacutecelable Le
taux dingestion est faible Les tests de deacuteveloppement larvaire preacutesentent des anomalies
(blocage aux stades embryonnaires et retard des pluteus) et lanalyse geacuteneacutetique y reacutevegravele pour
pregraves de 50 des loci une deacuteficience en heacuteteacuterozygotes traduisant lagrave une baisse de variabiliteacute
geacuteneacutetique et une deacuteviation par rapport aux conditions dHardYMWeinberg9
Le site voisin de la pointe MarIoux semble beaucoup moins affecteacute le cycle de reproduction
sy deacuteroule tout agrave fait normalement (IG plus eacuteleveacutes que sur le site de reacutefeacuterence) et leacutequilibre
panmictique y est geacuteneacuteralement mieux respecteacute Cependant les tests eacutecotoxicologiques y
deacutecegravelent quelques indices de perturbation les taux de feacutecondations y sont infeacuterieurs au teacutemoin
les embryons preacutesentent quelques blocages et les taux de mortaliteacute des larves sont
statistiquement plus eacuteleveacutes
Les reacutesultats concernant le site du Deliec nindiquent p as de diffeacuterences remarquables par
rapport au site de reacutefeacuterence La peacuteriode de ponte y survient avec un leacuteger deacutecalage sans doute
agrave mettre agrave lactif dune diffeacuterence dans les conditions de tempeacuterature etou de deacuteveloppement
de blooms phytop1anctoniques certains auteurs faisant concorder le deacuteclenchement de la ponte
avec labondance de nourriture disponible pour les larves (Himmelman 1978)
Le comportement des indices de reacutepleacutetion des populations de la rade de Brest savegravere tregraves
distinct de celui de la population de reacutefeacuterence ce qui peut traduire une strateacutegie adaptative
diffeacuterente ou une couverture des besoins eacutenergeacutetiques insuffisante chez les populations de la
rade Cette observation meacuterite notre attention puisque dans le cas de la station de MarIoux le
substrat est semblable agrave celui du site teacutemoin et ne peut expliquer le maintien de lindice de
reacutepleacutetion agrave des niveaux eacuteleveacutes pendant la peacuteriode de reproduction
On peut deacuteduire de ces constatations une distinction entre les populations du fond de la
rade et la station du Deliee situeacutee dans le goulet qui semble a priori exempte de deacutegradation
9Hardy-Weinberg (loi de) loi dheacutereacutediteacute ougrave la preacutesence des gegravenes demeure constante de geacuteneacuteration en geacuteneacuteration en labsence de seacutelection de mutation daccouplements dirigeacutes ou daccidents deacutechantillonnage
26
Les deux populations du bassin Nord subissent agrave leacutevidence linfluence de facteurs
environnementaux qui perturbent leur deacuteveloppement Ces pheacutenomegravenes sont provoqueacutes par
diverses causes dorigine naturelle tout dabord auxquelles viennent sajouter les facteurs
anthropiques
Une certaine hieacuterarchisation dans leacutetat de deacutegradation des sites est agrave prendre en compte En
effet des deux zones perturbeacutees la pointe de lArmorique est celle ougrave les effets se font le plus
durement ressentir
Ces deux stations diffegraverent de par le substrat le reacutegime hydrodynamique et lintensiteacute de
linfluence estuarienne La nature du substrat agrave MarIoux est la mecircme que sur le site de
reacutefeacuterence des Gleacutenan il sagit de fonds meubles composeacutes de maeumlrl vivant recouvert
deacutepiphytes synonymes de ressources trophiques abondantes et disponibles toute lanneacutee ce qui
explique les indices gonadiques eacuteleveacutes observeacutes pour ces deux sites A MarIoux
lhydrodynamisme est calme favorable au deacuteveloppement dune veacutegeacutetation dense dalgues
macrophytes saisonniegraveres (Hily et al 1992) Cette couverture veacutegeacutetale est renforceacutee par
lenrichissement du milieu en sels nutritifs provenant du bassin versant de lElom agrave vocation
agricole (N03-=500 agrave lOOOkgj P043-=30 agrave 700kgj) Les concentrations dans cette zones
sont eacuteleveacutees et varient au cours de lanneacutee elles sont maximales lhiver (N03-=28-51 mgl
P043-=O67-137mgl NH4+=41-37mgl) La preacutesence de ces algues contribue agrave augmenter
et agrave diversifier les ressources trophiques disponibles elle favorise le deacuteveloppement dune faune
diversifieacutee de brouteurs
Sur le site de la pointe de lArmorique par contre le substrat est rocheux et les courants
forts Le couvert veacutegeacutetal y est au contraire clairsemeacute et composeacute dalgues essentiellement
saisonniegraveres La population de lArmorique se trouve donc dans des conditions de ressources
trophiques moins facilement accessibles et plus limiteacutees comme latteste le deacuteveloppement plus
important de lorgane masticateur (par effet compensateur) signaleacute lors dune eacutetude compareacutee
de ces deux populations (Lumingas amp Guillou SOIIS presse) Lanalyse des indices
physiologiques doit se faire en consideacuterant que le degreacute de prospeacuteriteacute dune population reacutesulte
dun compromis entre la nature et labondance des ressources trophiques dune part et dautre
part de leacutenergie que lanimal doit deacutepenser pour collecter digeacuterer et assimiler cette nourriture
27
(Reacutegis 1979) Les deux populations eacutetant au deacutepart placeacutees dans des conditions ineacutegales
lapparition de facteurs exteacuterieurs ne pourrait quamplifier cette diffeacuterence au deacutetriment de la
plus deacutefavoriseacutee
Lexamen comparatif des courbes deacutevolution de tempeacuterature entre le Dellec et la pointe de
lArmorique (stations fixes de mesures hydrologiques) montre un eacutecart de 05 agrave 1degC en faveur
de la partie la plus reculeacutee de la rade (cf Annexe V) En tenant compte de la profondeur on
peut en deacuteduire pour le site de Marloux ougrave la profondeur est faible un eacutecart de tempeacuterature
denviron + l5degC par rapport au Dellec Cette particulariteacute pourrait expliquer la preacutecociteacute de la
maturiteacute remarqueacutee chez la population de Marloux Plusieurs interpreacutetations peuvent expliquer
la chute de lindice gonadique observeacutee en mars interruption dans le deacuteveloppement des
gonades provoqueacutee par les preacutecipitations hivernales (Cochran amp Engelmann 1975 Starr et al
1993) une mobilisation des reacutesenles dues aux conditions climatiques (Guillou amp MicheL
1993) ou au contraire une gameacutetogeacutenegravese preacutecoce comme le laisse supposer la forte valeur de
lindice gonadique en janvier
Les tests de feacutecondation eacutetant reacutealiseacutes dans une eau de reacutefeacuterence les causes de perturbation
du deacuteveloppement larvaire sont intrinsegraveques aux gamegravetes il peut sagir soit de la qualiteacute du
vitellus soit dalteacuterations geacuteneacutetiques soit de laccumulation dans les gonades dun agent
contaminant preacutesent dans le mileu Gamegravetes et embryons doursins sont sensibles agrave un large
eacuteventail de facteurs physiques (tempeacuterature pH saliniteacute etc ) et chimiques (meacutetaux
pesticides PCBs hydrocarbures etc ) ils conviennent eacutegalement pour tester les effluents en
meacutelange (Kobayashi 1971 Dinnel et al 1981 Pagano et al 1987 Lassus et al 1991) ce qui
rend plus difficile la recherche des agents responsables des anomalies observeacutees
On peut tout de mecircme mentionner les fortes teneurs en meacutetaux lourds preacutesents dans toute la
partie Est de la rade (mine de plomb argentifegravere situeacutee agrave Huelgoat) Des mesures reacutecentes de
meacutetaux dans les seacutediments agrave proximiteacute de la pointe de lArmorique font eacutetat des concentrations
suivantes Cu=253 ppm Pb=230 ppm Zn=160 ppm (Troadec corn pers) Les oursins en
tant quorganismes infeacuteodeacutes au seacutediment et participant agrave leur bioturbation sont directement
exposeacutes agrave ce type de contamination Plusieurs eacutetudes in situ font eacutetat de laccumulation de
28
meacutetaux par les oursms notamment dans les gonades et lintestin (Augier et al 1987b
Albanedo et al 1990)
Les tests de toxiciteacute des meacutetaux lourds sur les larves de diffeacuterentes espegraveces doursins ont fait
lobjet de nombreux travaux et les effets de ces polluants sur la feacutecondation et le
deacuteveloppement des larves sont assez bien connus (Kobayashi 1984 Dinnel et al 1989) A
faibles doses les ions meacutetalliques peuvent exercer une action positive caracteacuterisant le
pheacutenomegravene d hormegravese observeacute par Stebbing (1981) sur des colonies dhydrozoaires Une
action semblable est rapporteacutee par Young au niveau du pouvoir fertilisant des spermatozoiumldes
doursins pour des concentrations en divers ions meacutetalliques allant de 10-5 agrave 10-6M (Young amp
Nelson 1974) Cependant il sagit de pheacutenomegravenes marginaux et la tendance geacuteneacuterale de ces
eacuteleacutements se manifeste bien eacutevidemment par un effet toxique Le cuivre le zinc le cadmium
provoquent agrave des seuils diffeacuterents des dommages sur les gamegravetes et leur descendance en
alteacuterant soit la croissance des larves soit la diffeacuterenciation squelettique des pluteus (Bougis
1961 1965 Khristoforova et al 1984 Pagano et al 1982 Hesllnga 1976) Les diffeacuterents
stades larvaires preacutesentent des sensibiliteacutes diffeacuterentes les travaux de Kobayashl (1980)
montrent une plus forte sensibiliteacute des spermatozoiumldes et des larves au stade gastmla ce qui
coincide avec les blocages embryonnaires observeacutes agrave ce stade sur le site de lAlmorique La
preacutesence de meacutetaux dans les gonades pourraient donc logiquement expliquer les reacutesultats
obtenus De plus de fortes preacutesomptions pegravesent sur les rejets de mateacuteriel provenant du service
pyrotechnique de la Marine Nationale sur la pointe de lArmorique
Les reacutesultats dune toute reacutecente analyse effectueacutee par le Laboratoire Municipal de Brest
(aoucirct 94) sur des gonades doursins provenant des trois stations de la rade confirme cette
hypothegravese (cf Annexe VI) Le site de lArmorique se distingue par des teneurs nettement plus
eacuteleveacutees en fer zinc plomb et en cadmium (Fe=263 ppm Zn=356 ppm Pb=075 ppm Cd=076
ppm cest agrave dire selon les meacutetaux entre 2 agrave 5 fois plus que dans les autres stations) Dans
lensemble une certaine contamination meacutetallique peut ecirctre remarqueacutee dont lorigine se situe
dans le trafflc maritime les rejets domestiques et portuaires et les peintures anti-foullng Les
fortes concentrations en zinc proviennent des toitures de lagglomeacuteration brestoise Les
nombreux eacutelevages porcins de la reacutegion peuvent aussi contribuer agrave la pollution en cuivre par
29
lalimentation fournie aux arumaux Cependant la forte contamination locale du site de
lArmorique en fer zinc plomb et cadmium ne peut avoir quune origine ponctuelle qui
confirme les soupccedilons pesant sur les activiteacutes militaires dans ce secteur Compareacutes aux chiffres
trouveacutes dans la litteacuterature les reacutesultats sont coheacuterents Augier et al(1987b) lors dune eacutetude
sur Paracentrotus ividus en baie de Port-Cros avance des concentrations dans les gonades
comparables (Cd=O52 agrave 231 ppm Cu=167 agrave 542 ppm Pb=O33 agrave 117 ppm) mais des
teneurs en mercure sensiblement plus faibles (Hg=003 agrave 004 ppm) Chez une autre espegravece
(Echinometra mathaei) les travaux dAlbanedo et al(1990) indiquent dans une station tregraves
pollueacutee du port de la Havane des concentrations eacuteleveacutees en meacutetaux Fe=l08 ppm Cu=473
ppm Zn=267 ppm chiffres qui sauf pour le cuivre restent infeacuterieurs aux mesures obselveacutees agrave
la pointe de lArmorique Ces auteurs montrent une accumulation des meacutetaux lourds
relativement importante dans les diffeacuterents organes des oursins notamment au niveau du tube
digestif (cas du plomb et du cuivre) il serait inteacuteressant de connaicirctre eacutegalement les doses dans
les autres parties de lorganisme Cette accumulation preacutesentant des fluctuations saisonniegraveres
lieacutees au meacutetabolisme de lanimal un suivi plus reacutegulier des concentrations en meacutetaux devrait
ecirctre envisageacute
Cependant les meacutetaux peuvent ne pas ecirctre les seuls agents agrave mettre en cause Les pesticides
et les hydrocarbures sont eacutegalement susceptibles de pouvoir provoquer des anomalies (cf
Annexe VU) Les PCBs employeacutes dans de nombreux secteurs industriels bien que quelquefois
signaleacutes dans les seacutediments de la zone portuaire agrave des taux importants (PCBs=183
ppbMarchand 1985) semblent agrave eacutecarter En effet Trieff et al (1 988) bien quil mette en
eacutevidence un effet spermiotoxique signale labsence daccumulation de ce type de produits dans
les organismes ce qui preacutesente comme impossible toute influence des PCBs dans les conditions
ougrave les expeacuteriences ont eacuteteacute meneacutees
La preacutesence dans le bassin Nord de rejets de deux stations deacutepuration situeacutees en amont de
la Penfeld exerce aussi une influence sur la qualiteacute bacteacuteriologique des eaux de ce secteur
Leurs apports sont estimeacutes agrave 1014CFIh Dautre part le ruisseau du Relecq Kerhuon situeacute pregraves
de lestuaire de lElom amegravene quant agrave lui jusquagrave 1012CFIh en hiver (source DDE rapport
Saunier eau et environnement) Ces chiffres peuvent apporter une explication aux mortaliteacute
30
des lalVes obselVeacutees pour le site de Marloux des bacteacuteries pathogegravenes preacutesentes dans les
gonades peuvent secirctre deacuteveloppeacutees pendant la peacuteriode dincubation
Les reacutesultats de lanalyse geacuteneacutetique trahissent un deacuteficit en heacuteteacuterozygotes important sur le
site de la pointe de lAnnorique Ce deacuteficit freacutequemment rencontreacute chez les mollusques
bivalves (Buroker 1983~ Singh amp Green 1984) et dautres inverteacutebreacutes marins (Murphy et al
1975 Day amp Bayne 1988) peut avoir plusieurs significations il sagit soit de la preacutesence
dallegraveles silencieux (1) soit dun pheacutenomegravene dinbreeding (2) soit dM effet Wahlund (3) ou
encore du reacutesultat de la pression de seacutelection exerceacutee par les facteurs eacutenonceacutes plus haut (4)
(1) Lhypothegravese de la preacutesence dallegraveles nuls lo est peu probable eacutetant donneacute le nombre de
loci preacutesentant un excegraves dhomozygotes
(2) Le pheacutenomegravene dautofeacutecondation nest pas agrave eacutecarter car des cas dhermaphrodisme
certes peu freacutequents ont deacutejagrave eacuteteacute rapporteacutes sur ce mecircme site (Neefs 1952) Leacuteventualiteacute que
les gegravenes impliqueacutes ne soient pas porteacutes par des chromosomes autosomaux na pas eacuteteacute veacuterifieacutee
(3) Les conditions dhydrodynamisme sexerccedilant sur cette zone peuvent ecirctre invoqueacutees pour
venir conforter la thegravese dun effet Wahlund (conseacutequence dun eacutechantillonnage effectueacute sur
deux sous-eacutechantillons dun mecircme site se comportant comme des populations Mendelliennes
seacutepareacutees)
(4) Une seacutelection exerceacutee par les conditions du milieu reste le)plication la plus probable
Cette influence des facteurs environnementaux comme la preacutesence de meacutetaux mentionneacutee
preacuteceacutedemment sexerce pendant la vie lalVaire peacutelagique mais surtout durant la phase critique
de la meacutetamorphose et les eacutetapes qui suivent le recrutement La meacutetamorphose chez les oursins
sulVient apregraves une peacuteriode variable de vie lalVaire pouvant durer selon les espegraveces et les
conditions entre 5 et 22 semaines (Strathmann 1987) ce qui expose les larves agrave de nombreux
aleacuteas Certains auteurs eacutevoquent limportance du recrutement comme facteur dheacuteteacuterogeacuteneacuteiteacute
geacuteneacutetique entre populations (Watts et al 1990) Or une eacutetude comparative des populations
des deux sites concerneacutes a montreacute une forte irreacutegulariteacute du recrutement dans la population de
Marloux par rapport agrave celle de la pointe de lAnnorique (Lumingas amp Guillou sous presse)
Ces auteurs imputent ce pheacutenomegravene au spectaculaire deacuteveloppement dalgues qui apparaicirct
IOallegravele nul (ou silencieux) est dit dun allegravele qui ne sexprime pas sur le gel
31
chaque anneacutee sur ce site agrave la faveur des apports fluviaux en eacuteleacutements nutritifs Dune part il
inhiberait laction attractive du maeumlrl dautre part la deacutecomposition de ces veacutegeacutetaux agrave
lautomne provoquerait la mortaliteacute des recrues en reacuteduisant la couche superficielle du seacutediment
et entraicircnerait le deacuteveloppement dun film bacteacuterien empecircchant 1a fixation des post~larves Le
site de la pointe de lArmorique semble au contraire avoir des recrutements reacuteguliers
Les groupes de recrues connaissent donc des destins diffeacuterents sur les deux sites ce qui
pourrait expliquer les diffeacuterences dheacuteteacuterozygotie observeacutees
Pour confirmer cette hypothegravese il conviendrait de comparer des eacutechantillons plus grands
dindividus de mecircme agravege correspondant agrave une peacuteriode ougrave le recrutement a eacuteteacute bon sur les deux
sites voire mecircme de comparer directement les geacutenotypes des jeunes individus recruteacutes dans les
deux sites Dautre part la comparaison du site de la pointe de lArmorique avec celui du
Dellec pourrait fournir des indications importantes pour confirmer lhypothegravese de lexistence
dune pression de seacutelection
V 1CONCLUSION
Leacutetude des phases de reproduction et deacuteveloppement larvaire des populations doursins de
la Rade de Brest met en eacutevidence des troubles fonctionnels chez les populations du bassin
Nord proches de la zone portuaire en particulier sur le site de la pointe de lArmorique qui
contraste avec les bons reacutesultats obtenus pour le site du Dellec sous influence oceacuteanique La
convergence des donneacutees de geacuteneacutetique avec les reacutesultats observeacutes confirme la validiteacute de la
meacutethode utiliseacutee et renforce la fiabiliteacute de Sgranularis comme bioindicateur
Les causes de ces deacuteregraveglements sont sans doute multiples aussi ce travail meacuterite-t-il un suivi
agrave plus long terme Leacuterude des diffeacuterents paramegravetres influenccedilant les conditions de vie des
oursins de la pointe de lArmorique (tempeacuterarure saliniteacute seacutedimentologie biomasse matiegravere
organique ) ainsi que des essais de transplantations in situ dindividus sains devraient
permettre de mieux preacuteciser les facteurs responsables de ces perturbations
Quant aux premiers reacutesultats danalyses des teneurs en meacutetaux lourds du Laboratoire
Municipal ils devraient ecirctre eacutetendus agrave dautres parties du corps (test intestin) et effectueacutes sur
un cycle annuel y compris sur le site des Gleacutenan
32
VI 1BffiLIOGRAPHIE
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38
ANNEXEI
SCHEIHA DU PROTOCOLE EXPERThlENTAL DES TESTS DE FECONDATION IN VITRO
oursin9 gonades
~ eau ae mer 1iltreacutee (045I-lm)
soies (200l-lm)
Dfiltration
eau de mer filtreacutee (045I-lm)
deacutecantation ovocytes
oursin ltJ ---+ gonades -
filtration soies (60~m) ~
D~
middot middot middot middot
30 ml bd
lavages et dilutions
1 1 1 1 1 1
bull bull bull bull bullbull ~
~~~ ~
env 1500 ovocytesml
m~ 1
env 50 ovocytesml
39
AtlNEXE II
ELECTROPHORESE
Installation des eacutechantillons
a coupe pratiqueacutee dans le gel b eacutechantillons
Montage du circuit
a tampon deacutelectrodes b eacuteponges c eacutelectrodes relieacutees au geacuteneacuterateur d ligne dinsertion des eacutechantillons
40
ANNEXEIll
PREPARATION DES SOLUfIONS DELECTROPHORESE
Tampon Tris Citrate pH 8 (TC 8)
- Electrodes Tris (062M) 756 g
Ac citrique (014M) 300 g eau distilleacutee qsp 1 l
- Gel 30 ml de tampon eacutelectrodes dans 900 ml deau distilleacutee
ajuster agrave pH 8 avec du Tris (lM) ou de lacide citrique (lM)
Tampon discontinu Tris Citrate pH 67 (TC 67)
- Electrodes pH 63 Tris (022M) 270 g
Ac citrique (008M) 180 g eau distilleacutee q sp 1 1
ajuster agrave pH 63 avec du Tris (lM) ou de lacide citrique (lM) - Gel pH 67
Tris (0008M) 097 g Ac citrique H20 (0003M) 063 g
eau distilleacutee qsp 1 1 ajuster agrave pH 67 avec du Tris (lM) ou de lacide citrique (lM)
Reacutesolution obtenue par systegraveme enzymatique
Muscle Tube Digestif Gonades Nbre Locus TCPH8 TC pH TC pH 8 1 TC pH li TC pH 8 1 TC pH dallegraveles
67 67 1 67
AAT-1 +
AAT-2 + 2
GPD-l IDH-1 + + + +
LAP-1
l1DH-1 ++ )
l1DH-2 +++ ++ 2 ME-l + 2 ME-2 + ++ 3
PGD-1 ++ + 6 PGI-1 +_
- ++ ++ 4
PGM-1 + + 3 PGM-2 +++ ++ 4
bull Faible ++ Bonne + Moyenne +++ Tregraves bonne
41
ANNEXE IV
SOLUTIONS DE COLORATIONS
AAT (Aspartate-aminotransfeacuterase)
Tris A 80 ml AccxCeacutetoGlutarique 100 mg Ac Aspartique 200 mg Phosphate de pyridoxal 10 mg dissoudre veacuterifier que pH lt 74 (ajuster avec Tris LM) verser et incuber agrave 37degC pendant 15 min puis ajouter Fast Blue BB 100 mg
IDH (Isocitrate deacuteshydrogeacutenase)
Tris A 70 ml Isocitrate (0 lM) 8 ml MnCl2 (025M) 06 ml MgC12 (OSM) 05 ml ajouter avant coloration Isocitrate (poudre) 10 mg NADP 1 2 ml PMS 1 ml NET 1 ml lvITT 05 ml
MDH (Malate Deacuteshydrogeacutenase)
Tris A 10 ml MgCl2 (OSM) 02 ml Ac Malique (2M) 3 ml NAD 1 15 ml puis ajouter avant coloration PMS 03 ml NET 07 ml MTT 07 ml +Agar dans Tris A tiegravede 10 ml
6PGD (6Phosphogluconate Deacuteshydrogeacutenase)
TrisA 10 ml MgC12 (OSM) 15 ml 6Phosphogluconate 20 mg puis ajouter avant coloration NADP 1 01 ml PMS 01 ml NET 02 ml tvm 02 ml +Agar dans Tris A tiegravede 10 ml
GPI (Glucose-Phosphate Isomeacuterase)
Tris A 10 ml MgC12 (O5Ivi) 1 ml Fructose 6P 10 mg puis ajouter avant coloration NADP 1 05 ml PMS 05 ml NET 05 ml MTT 05 ml G6PDH 6~Ll ou 17u +Agar dans Tris A tiegravede 10 ml
LAP (Leucine-aminopeptidase)
Tris-Malate 90 ml preacutechauffeacute agrave 30degC MnCl2 (01r1) 1 ml MgCl2 (05lvf) 1 ml Lleucilj3Naphthylamine 15 agrave 20 mg incubation 30 min agrave 37degC ajouter avant coloration Fast Gamet GBC 60 mg dilueacute dans quelques gouttes de Tris-Malate (manipuler ce produit avec des gants)
ME (Malice-Enzyme)
Tris A 10 ml MgCl2 (O5~1) 15 ml AcMalique (2tv1) 1 ml puis ajouter avant coloration NADP 1 01 ml PMS 03 ml NET 07 ml MTT 07 ml +Agar dans Tris A tiegravede 10 ml
PGM (phosphoglucoMutase)
Tris A 10 ml MgCl2 (05)11) 1 ml Glucose IP (+15 diP) 100 mg puis ajouter avant coloration NADP 1 05 ml PMS 05 ml NET 05 ml lvITT 05 ml G6PDH 6~1l ou 17u +Agar dans Tris A tiegravede 10 ml
42
9
----- - - - _----- - -
W~--shy
ANNEXEV
Tempeacutelllture il linterface eaumiddotseacutediment au site du Dlilec
17 T middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot-middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot-middot_middotmiddotmiddotmiddot-middot-middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot-middot--middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot-middotmiddot--- - -- ----_--- -- - shy
16 +--- ---------- --__--shy
15 --- -- ---- - --- middot - middot-middotmiddot-middotmiddotmiddot-middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot_-middot-middot -middotmiddotmiddotmiddot-middot-middot-middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot-middotmiddot middotTt~hl~ - ------ Ecirc 14 - - -- --------- ---middot---middot-middotmiddot-middot-middot-trrfo-r~~wbWljl~I~~~--------------t-------------iiiiJiI~i~L--_-----------------------8 12 YrljVWfAI--shy --shy - shy _-----------------------------
middotmiddot-middotmiddot~IImiddot middotmiddot-middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot-middotmiddotmiddotmiddot-middot --middotmiddot--shy - ------------_- ----------11 t-middot
10 ~~--shy --- ----_-- - -- - - ------------_-
~ ~ ~ ~ 3 5 = 3 -~ shy
~ ~ = ~ ~ ~ 7 ~ 7 7 ~ ~ lt lt jf ~ r- ~ C t- C ~ oA C 0 0 0 0 ~ shy0 0 N
~
Tempeacutelllture il linterfue eau-seacutediment il la pointe de lAnnorique
11 ~ li ~ ~ ~ ~ ~ of j ~ ~ i ~ f N M ~ M ecirc ~ M
(donneacutees LR-i CvRS D1513 Faculteacute des Sciences Brest)
43
ANNEXEVI
TENEURS EN QUELQUES METAUX LOURS DANS LES GONADES DOURSINS DE LA RADE DE BREST
1Armorique (n=7) lIurloux (n=8) Deliee (n=8) 1
Fer (Fe) mgfKg 2869plusmn141O 531plusmn438 410plusmn250 1
lt 02Plomb (Pb) mgfKg O75plusmnO24 026plusmnO18
Cuivre (Cu) mgfKg O76plusmnO33 030plusmnO Il 045plusmnO42
Cadmium (Cd) mgIKg 396plusmnO55464plusmn125 463+12
Zinc (Zn) mgfKg 3563plusmn2828 1811=1241 1528plusmn1506 i
1
Mercure (Hg) mgfKg 026plusmnO12 018plusmnO08 020plusmnO13 1
(donneacutees Laboratoire lvllmicipal de Brest 16 rue Alexandre Ribot - J928iuml BREST Cedex Ofi0894)
ANNEXE VII
Agents toxiques essayeacutes pour leur toxiciteacute sur le deacuteveloppement la reproduction
et pour leur toxiciteacute geacuteneacutetique sur les embryons et le sperme doursins
(dapregraves PAGAl~O et al 1987)
Classe d aogents___+-____Agent=-s____~r__---Reacute~feacuterences___--1
1 Agents Physiques Rayons X RUST AD 1959 Rayons r GIORDANO et al 1983 Lumiegravere visible PAUL et al 1970
SPECK et al 1980
II Agents chimiques A Inorganiques Arsenic PAGANO et al 1982a
Beacuteryllium GIORDAlIO et al 1983 Cadmium PAGANO et al 1982b Chrome PAGA1-iO et al 1983a Cuivre HESLINGA 1976
PAGANO et al 1986 Mercure KOBA YASHI 1980 Nickel GIORDANO et al 1982 Changements de pH PAGANO et al 1985a 1985b
CIPPOLARO et al 1986 DUBE et al 1985
Zinc GIORDANO et al 1983 PAGANO et al 1986
B 1 Organiques 1 - Polluants industriels Peacutetrole dispersants du peacutetrole HAGSTROM et LONNING 1976
Pesticides organochloreacutes FALK-PETERSEN1979 BRESCH-ARENDT 1977
Styregravene et deacuteriveacutes PAGANO et al 1978 Dipheacuteny1 dipheacutenyl ether PAGANO et al 1983b PCBs ADAMS 1983
PAGANO et al 1985c
2 - Canceacuterigegravenes Acridines BRACHET 1968 Benzo(a)pyregravenes DE ANGELIS et GIORDANO
1974 HOSE et al 1983
712 dimeacutethy1benz( a)anthracegravene DE ANGELIS et GIORDkIO 1974
TPA (phorbol ester) BRESCH--RENDT 1978 Urethane NAKASHIMA et ISHIKAWA
1978 3 - Composeacutes pharmaceutiques Agents antineacuteop1astiques REN1llLARD et al 1975
WANG et al 1977 Thalidomide HAGSTROM et LONNING 1973 Acide nalidixique CZ1TN etaI 1981 Povidone iodine ROZENKRANZ et al 1980
III Meacutelanges KOBAYASHl 1971 1984 KINAE et al 1981 OSHIDA et al 1981 DINNEL et al 1981
LES MEacuteTAUX LOURDS DES PRODUITS MAnlNS AUX CONSOMMATEURS
(Les v(Jlours m6us uang ce
Ooso quotishydienne
Il eacutecossai ro fi lhomme
(ell IlIl)
Dose toxique
pOUf lIl(Hl li)] Il
(1)
)OllS
adIJ1ilUuml
dan~ 1es al ililUlllS
(1l1Uk~raquo
EltlU ltIll Ilwr (111]1)
AlrJucs (lilgkJ )
Mollusques (IlIUkg)
Cfuslncocircs (11111111)
Poissons (muka)
Arsenic
001 ~O 02 mg
III 70 1119 1 SOllt mOrlols
0002-0001
014-1
7 -120
15 17 (rwvolln)
25-75 (oOndill)
LI ore
100 Illoi
I(i
04-20
1 (moulu)
025 15 (11111 l 1 IcircIl )
020
tilJlcilU sont les plus
CildmIcircUIll
30 mu so1l1 toxiquuumls
f()i~5()1l
1 Molluoque
rshy1
01
00006
01 i-3
Chromo
VI WO Ill) Cr ~()Ilt IIHHlelr
01
000005
002 -1
er1llllent rellcontreacutees dlIls les publications ctuel
Cuivre
2 mg
25 fi sont IllOrlel
Poisson li
Mollusqull 110
0003-001
17-124
GO-900 (Iluitru)
20-90 (convoi)
l5-G (1 lion)
Mercure
Poisson jusqul 07
0000 03
----_
O02G-O2
004
01 middot10
Plomb
moi
0000 03
05 9
28-6 (huicirctre)
~- ----shy01-23
(tHlllllnrl)
O3-G
Seacuteleacutenium
3
000009
02-01
Zinc
6- 10 mg
35
0001-001
il2-Hi)
100-1 GOO (lIl1illO)
122-18 1 (1Il1IrlllI)
02middot1 200 (llilrell~1 )
---------- ----shy
fi (JIIIIUIIIaS
Les doses admissibles dilfl~ les aliments sonl exprillleacutees en millilrammes par kilogramme daliment
Les concclltrations daJis les produits rnHIcirclls sont (ouloS oxprilllUcircfS CIl lllilliJtallHllCS pM kilonriltlHlw do Illnliegravero segravecho
Chnque (ois qlll cela a ugravet possillln on il if)diqur~ entre p1fef)lhegravesos dnns qllJllc csplco nvait ocirctri trouveacutee ln plus (orte dosn
(1) [n CilS diumlnDntioll Cil IIlle scule (ois (SOllfce Rapport du Groupe Irleflilinisteacuterid des prohl~llIes de Pollution de la Mer 1(73)
EXTRAITS DE lA CIRCUlAIRE DU 13 MAl 1991
Circulaire du Ministegravere de lEnvironnement creacuteant les contrats de baie
Les eaux inorales franccedilaises doivent se situer en permanence agrave un niveau de qualiteacute suffisant pour ne pas mettre en peacuteril les eacutecosystegravemes cocirctiers qui constituent un eacuteleacutement majeur du patrimoine eacutecologique national ()
Lapproche retenue rient compte de la diversiteacute et de la complexiteacute des situations rencontreacutees ie long des cocirctes franccedilaises Certains SeCIeurs son principalement affecteacutes par des pollutions chimiques (meacutetaux etou composeacutes organiques ( )
De plus les pheacutenoTregravenes regroupeacutes sous une mecircme appeiation (egraveystrophies marines par exemple) reacutesJltent r jait de meacutecanismes diffeacuterents dont les c1uses et les facteurs de maitrise dofent ecirctre deacutetermineacutes dans chaque cas particJpr afin decirctre certain de mettre en oeuvre au plus juste coucirct des remegravedes efficaces ( j
n apparaft au corraire que pour chaque secteur C littorc oi une action est neacutecessaire a soluor adeacutequate ne peut ecirctre trouveacutee cu au niveat loca~ en associant tous les resporsables co-erneacutes Un outil nouveau est proposeacute le Contrat de Baie dont linitiative peut br= prise par lEtat mais aussi par dautrs acteurs (collectiviteacutes locales cssociatiors rotamment) ()
Chaque Cartrat de 3aie doit correspondre agrave une uniteacute middot-orale rmogegravene ()
Puisque la lutte ccr-se la pollution des eaux littorales ne peut ecircrr= efficace que par la prise
en compte des apports de Jensemble du bassin versant le Contrat de Baie doit ecirctre eacutelaboreacute agrave ce niveau
Pour eacuteviter ces eacutecueils tout Contrat de Baie devra reposer sur une connaissance aussi preacutecise que possible
bull de lensemble des sources de poiJution affectant le secteur rejets coners (ponctuels ou diffus) apports par les cours deau immersions de deacuteblais de dragage etc
bull des meacutecanismes de transfert des pollutions au milieu marin
bull des caracteacuteristiques du milieu reacutecepteur (morphologie courants caracteacuteris-tiques hvdrochimiques et biologiques)
bull des USIlges agrave proteacuteger et des zones sensibles du point de vue eacutecologique
Puisque lameacutelioration de la qualiteacute des eaux dun secteur du littoral implique de deacutefinir un programme concernant lensemble du bassin versant la maicirctrise douvrage de leacutetude ne pourra en geacuteneacuteral ecirctre confieacutee qu acirc une collectiviteacute locale de niveau supra shycommunal ()
L finaii du Contrat de Baie est dinciter les divers panenaires concerneacutes en particuer es coliegrave-ivieacutes locales agrave deacutepasser le cadre des scheacutemas classiques dassainissement dans tcs les cas c des dispositions speacutecifiques doivent ecirctre prises pour restaurer la qualiteacute des eaux (
ORGANISATION DES STRUCTURES DACCUEIL
URA CNRS D1513
Uniteacute de recherche associeacutee au CNRS
Flux de matiegravere et reacuteponses du vivant
(Chef P TREGUER)
Biogeacuteochimie Physique Ecologie benthique
(P TREGUER) (M GLEMAREC)
resp stage M GUILLOU (eacutecologie des eacutechinodermes)
Biologie marine
(M LE PENNEC) resp stage D MORAGA
(geacuteneacutetique des populations)
Geacutenotoxiciteacute
des polluants
(F GALGANI)
IFREMER Direction de lEmironnement ~
et de lAmeacutenagement Littoral )
( Laboratoire dEcototicoJogie
(directeur F GALGAl)
~--------~
Etudes ponctuelles Transfert Tests qualiteacute deau de surveillance - action des pesticidessurveillance 1
1
(EHIS)biologiquei 1(F GALGAl-H) (T BURGEOT) - test tnverteacutebreacutes
(F Qulv70U resp stage)
(F TOLLARASTEL)
5
Il INTRODUCTION
Les oursins sont reconnus pour ecirctre tregraves sensibles aux modifications des conditions
environnementales Leur plasticiteacute face aux conditions du milieu et leur mode de vie en font de
bons indicateurs biologiques de pollution marine (Augier 1987a Kobayashi 1971) Dailleurs
depuis plus dune vingtaine danneacutees gamegravetes embryons et larves doursins constituent un
mateacuteriel de base dans les domaines de la pharmacologie toxicologie ou eacutecotoxicologie
(Hagstrom amp Lonning 1974 Bougis 1981 Dinnel et al 1987 Pagano amp Romafia 1991)
Leur sensibiliteacute aux conditions du milieu se manifeste par des perturbations du cycle de
reproduction des baisses de feacuteconditeacute ou des troubles du deacuteveloppement larvaire et les effets
observeacutes en zones perturbeacutees sur les populations doursins ont eacuteteacute souvent deacutecrits (Harmelin et
al 1981 Delmas amp Reacutegis 1984)
Dautre part les biologistes de lobservatoire marin de Roscoff (Nord-Finistegravere) utilisant
reacuteguliegraverement des oursins de lespegravece Sphaerechinus granularis (Lamarck) preacuteleveacutes en rade de
Brest sur le site de la pointe de lArmorique ont signaleacute depuis 1985 des anomalies du
deacuteveloppement cellulaire Suite agrave ces observations des travaux preacuteliminaires ont mis en
eacutevidence sur ce mecircme site des perturbations du deacuteveloppement de la population et un faible
taux de croissance des individus (Chevallier 1993)
Ces indications ont motiveacute le choix de Sphaerechimls granularis tregraves commun dans la rade
et dont la biologie est par ailleurs bien connue (Fenaux 1972 Semroud amp Senoussi 1989
Guillou amp Michel 1993) comme bioindicateur de la qualiteacute du milieu dans le cadre du
Programme deacutetudes pluridisciplinaire de la rade de Brest Leacutetude porte sur trois stations de la
rade distribueacutees le long dun gradient de pollution et une quatriegraveme dans larchipel des Gleacutenan
(Bretagne Sud) exempt de pollution anthropique et choisi comme site de reacutefeacuterence
Lobservation consiste agrave suivre leacutevolution dindices physiologiques (Indice Gonadique et
Indice de Reacutepleacutetion) reacuteveacutelateurs de la condition des inampidus et agrave effectuer des feacutecondations
in vitro en vue de mesurer le taux de reacuteussite de stade pluteus obtenu pour chaque site de
maniegravere agrave mettre en eacutevidence une eacuteventuelle deacutegradation de lenvironnement
Par ailleurs lestimation de linfluence des conditions emironnementales saccompagne dune
eacutetude de geacuteneacutetique inspireacutee des meacutethodes employeacutees sur dautres inverteacutebreacutes marins (faune
6
profonde et intertidale) pour mesurer les adaptations geacuteneacutetiques de ces animaux vis agrave vs des
contraintes eacutecologiques (Siebenaller 1978 Bristow amp Vadas 1991) Ce travail vise agrave eacutevaluer
la variabiliteacute geacuteneacutetique preacutesenteacutee par S granularis dans les populations des deux stations les
plus exposeacutees qu~ quoique voisines geacuteographiquement ont montreacute des diffeacuterences
morphologiques et deacutemographiques tregraves marqueacutees (Lumingas amp Guillou sous presse) Cette
partie a eacutegalement pour but de mesurer le degreacutes de diffeacuterenciation existant entre ces deux
populations pour apporter une explication geacuteneacutetique agrave ces observations
A terme ce travail tend agrave mieux connaicirctre les reacuteponses de lespegravece et agrave estimer leacutetat de
pollution de la rade sur les sites choisis en diagnostiquant si possible les agents responsables
des deacuteregraveglements observeacutes
il 1MATERIEL ET METHODES
1deg - Lespegravece
Sphaerechinus granularis (Echinodermata Echinoidea Toxopneustidae) est une espegravece
comestible de grande taille pouvant atteindre 14 cm commune dans lheacutemisphegravere Nord sur les
cocirctes de lAtlantique-Est depuis la Manche occidentale jusquau Golfe de Guineacutee (Koehler
1921) ainsi quen Meacutediterraneacutee (Tortonese 1965) Sa reacutepartition verticale seacutetend de la zone
intertidale jusquagrave 130 m (Cherbonnier 1958) sur divers substrats en fonction des classes dacircge
et des preacutefeacuterences alimentaires (Guillou amp Michel 199) En rade de Brest les plus f011es
populations se rencontrent essentiellement sur les fonds seacutedimentaires grossiers recouverts de
maeumlrl vivant (Lithothamnium corallinoiumldes Crouan)
2deg - Le milieu
La rade de Brest est une vaste eacutetendue deau de plus de 150 km2 qui communique avec la
mer dIroise par un goulet de 18 km de large et de 20 m de profondeur Elle reccediloit les apports
de deux riviegraveres principales au Nord-Est lElorn (6m3 s de deacutebit moyen) au Sud-Est lAulne
(24m3s de deacutebit moyen) Les bassins versants de la rade repreacutesentent pregraves de 2800 km2 qui
sont essentiellement consacreacutes agrave lagriculture
7
Il est possible pour simplifier de subdiviser la rade elle-mecircme en trois zones un bassin
Nord tout dabord agrave lembouchure de lElorn ougrave se concentrent les activiteacutes portuaires de
Brest ensuite un bassin Sud recevant les eaux de lAulne moins urbaniseacute et mieux proteacutegeacute de
linfluence portuaire mais plus exposeacute aux effluents agricoles enfin une zone de meacutelange
formant un tourbillon dans la partie centrale de la rade allant des alentours de la presquicircle de
Quelem jusque dans le goulet
Le choix des sites sest porteacute sur quatre zones propices au deacuteveloppement de S gramllaris
dont trois dans la rade la derniegravere dans les icircles Gleacutenan en fonction de leurs diffeacuterentes
caracteacuteristiques La situation geacuteographique de chaque station se trouve illustreacutee en figure 1
- (1) Pointe Marloux situeacutee dans le bassin Nord proche de la zone portuaire dans une
zone de calme relatif laquo1 noeud en vives eaux) Le fond est constitueacute de maeumlrl pur la
profondeur est faible (5 m) Une eacutetude de la dynamique des populations a reacuteveacuteleacute de fortes
irreacutegulariteacutes dans le recrutement (Lumingas et GuiIlou sous presse)
- (2) Pointe de lArmorique situeacutee agrave lembouchure de lAulne ougrave la preacutesence de lIle Ronde
concentre les courants de mareacutee dans un chenal eacutetroit qui amplifie leur vitesse Gusquagrave 3
noeuds) Linfluence estuarienne y est encore ressentie le seacutediment est heacuteteacuterogegravene composeacute de
sable coquillier grossier et de deacutebris de maeumlrl la profonegraveeur peut atteindre jusquagrave 20 m au
milieu du chenal
- (3) Anse du DelIee zone rocheuse situeacutee dans le goulet de Brest directement sous
influence oceacuteanique Lhydrodynamisme est assez fort (gt2 noeuds en vives eaux) favorable au
deacuteveloppement dune couverture algale importante La zone de preacutelegravevement se situe sur une
pointe rocheuse appeleacutee pointe du Diable agrave labri des effets de lagglomeacuteration voisine agrave une
profondeur maximale de 10 m
- (4) Archipel des Gleacutenan en Baie de Concarneau Bretagne-Sud agrave leacutecart de toute
pollution anthropique et ougrave la population doursins connaicirct un large essor (Guillou et Michel
1993) et fait lobjet dune pecirccherie artisanale Cette derniegravere station sera consideacutereacutee comme site
de reacutefeacuterence
8
Fig 1 Preacutesentation de la rade de Brest
o
BREST
Rade de Brest
5km
Ile Q Ronde
Presqujle de Plougastel
Chenal de lAulne
r-f1
~r ltgt r Brest
~ ~RETAGNE
0- ~~ t-~
(Glenan) ~
9
3deg - Echantillonnage
Indices physiologiques
La reacutecolte seffectue par dragage ou en plongeacutee selon raccessibiliteacute agrave la cocircte par bateau
La drague utiliseacutee est large dun megravetre eacutequipeacutee dun filet de 2 cm de maille La dureacutee des traits
de drague est denviron 5 minutes Le mateacuteriel est ensuite fixeacute dans lalcool agrave 70 0 Le calcul
des indices neacutecessite un eacutechantillonnage mensuel commenceacute sur certaines zones depuis
deacutecembre 1993 puis prolongeacute dans cette eacutetude jusquau mois de juillet 1994 Pour chaque
mois un eacutechantillon de 30 individus dune classe de taille standard de 80middot90 mm est preacuteleacuteveacute
Feacutecondations
La reacutecolte des oursins seffectue en employant les mecircmes techniques que preacuteceacutedemment
Toutefois les animaux sont maintenus vivants et agrave labri des eacutecarts de tempeacuterature en les
conservant agrave bord dans un circuit deau de mer et en eacutevitant le deacuteclenchement dune ponte
Chaque eacutechantillon comporte une quarantaine dindividus de taille variable de faccedilon agrave pouvoir
disposer dun choix satisfaisant danimaux matures et dun sex-ratio eacutequilibreacute Deux
preacutelegravevements par site sont reacutealiseacutes entre mai et juin durant la peacuteriode de reproduction
4deg - Meacutethodes
Calcul des indices physiologiques
Le cycle de reproduction est eacutetudieacute par lintermeacutediaire de lindice gonadique (1 G) qui
est le rapport entre leacutetat des gonades et le poids corporel Leacutevolution dans le temps de ce
paramegravetre permet de mesurer leffort de reproduction et de situer la peacuteriode de la ponte La
relation employeacutee est la suivante
LG==Poids secs gonades x 106 Dtest3
Lindice utiliseacute fait intervenir le poids sec de gonades et le diamegravetre du test (Dt est) en
raison dune part de la bonne correacutelation entre taille et poids du test dautre part des fortes
variations engendreacutees par lutilisation de volumes ou de poids humides (Gonor 1972)
Lindice de Reacutepleacutetion du tube digestif (IR) correspond au rapport du poids de lintestin et de
son contenu sur le poids du corps Ce paramegravetre reflegravete lintensiteacute de leffort de collecte de
nourriture
10
La relation est donneacutee par Neacutedeacutelec (1983)
IR = Poids sec intestin x 106 1Dtest3
Les variations de ce paramegravetre permettent de suivre leacutetat des besoins trophiques des
individus et complegravetent les renseignements apporteacutes par lindice gonadique Les oursins sont
mesureacutes au mm pregraves ouverts sur la face orale agrave raide dun marteau puis disseacutequeacutes Les
gonades et les intestins sont preacuteleveacutees et seacutecheacutes agrave leacutetuve agrave 60degC pendant 48 agrave 72 h selon leacutetat
de maturiteacute En peacuteriode de maturation des gonades des eacutemissions accidentelles de produits
sexuels sont quelquefois provoqueacutees par la fixation dans lalcoo~ ces produits doivent ecirctre pris
en compte dans les mesures dindices gonadiques Pour obtenir des reacutesultats comparables sur
tous les sites les indices sont calculeacutes sur des eacutechantillons moyens appartenant agrave la mecircme
classe de taille (80~90 mm)
Tests defeacutecondations
Les animaux reacutecolteacutes sont maintenus vivants en aquarium dans un circuit deau de mer en
salle thermostateacutee (15degC) Les eXPeacuteriences doivent ecirctre effectueacutees dans les 24 h en raison du
stress occasionneacute par le ramassage Les bioessais sont reacutealiseacutes en eau de reacutefeacuterence provenant
de leacutecloserie IFREMER dArgenton reconnue de bonne qualiteacute filtreacutee sur cartouches
Sartorius de OA5 lm de porositeacute Pour chaque manipulation dix individus macircles et di
femelles sont seacuteleacutectionneacutes de maniegravere agrave reacutealiser deux seacuteries de tests en parallegravele chaque macircle
eacutetant testeacute par le meacutelange des dix femelles et chaque femelle par lensemble des di macircles soit
vingt essais par station reacutepeacuteteacutes agrave deux reprises entre mai et juin Les individus sont ouverts aux
ciseaux en zone eacutequatoriale et disseacutequeacutes afin de preacutelever les gonades Les gonades macircles sont
conserveacutees au sec pour eacute-1ter lactivation du sperme (lexceacutedent aqueux est eacutelimineacute agrave laide
dune poire) et maintenues au reacutefrigeacuterateur jusquagrave leur emploi Les gonades femelles sont
conserveacutees en eau de mer pour garder intacts les ovocytes elles sont ensuite tamiseacutees sur soies
de 200 lm pour eacuteliminer les deacutebris dovaires Les gonades macircles sont tamiseacutees sur soies de
60 lm pour reacutecupeacuterer le sperme propre Les ovocjtes sont laveacutes par seacutedimentation et dilution
les ovocytes immatures et les deacutebris de gonades eacutetant agrave chaque fois eacutelimineacutes Pour chaque
femelle la concentration est ameneacutee agrave 1500 ovocytesml par dilutions successIcircves dans un
11
temps le pool de dix femelles est constitueacute avec la mecircme densiteacute Apregraves tamisage du sperme
des dix individus macircles un pool est aussi reacutealiseacute avec une microgoutte de chaque filtrat
Chaque essai se deacuteroule dans des pots en polystyregravene steacuteriles dans lesquels agrave 30 ml deau filtreacutee
sont inoculeacutes 1 ml de solution dovocytes et 05 ml de sperme dilueacute (2 gouttes de sperme sec
dans 100 ml) Les ovocytes feacutecondeacutes sont alors mis en incubation dans une armoire
thermostateacutee agrave 155degC soit 20degC agrave 25degC de plus que la tempeacuterature du milieu naturel ceci
dans le but deacuteviter les effets neacutefastes pour le deacuteveloppement des larves dun eacutecart de
tempeacuterature trop eacuteleveacute Un scheacutema du protocole expeacuterimental est preacutesenteacute en annexe I
Lobservation du taux de reacuteussite de feacutecondation seffectue une heure trente apregraves le
meacutelange des gamegravetes
Le comptage des diffeacuterentes cateacutegories de larves est reacutealisable apregraves 5 jours dincubation
Les observations des larves reposent sur 5 critegraveres deacutefinissant chacun un type de larves
diffeacuterent (Pagano et al 1989)
N pluteus normal ayant suivi un deacuteveloppement convenable
R plut eus retardeacute ou inhibeacute dont la taille natteint pas la moitieacute de la normale
Pl pluteus pathologique preacutesentant des malformations du squelette
etou du tube digestif
P2 embryons dont le deacuteveloppement siest arrecircteacute agrave diffeacuterents stades
(morula blastula gastrula ou prisma)
M larye ou embryon mon
Lexamen de la qualiteacute des larves obtenues sur chaque site mesure laptitude des animaux
preacuteleveacutes sur cette zone agrave produire des larves viables en eau de mer de reacutefeacuterence traduisant
ainsi limpact de lenvironnement sur la qualiteacute des gamegravetes
Geacuteneacutetique des populations
Les recherches en geacuteneacutetique meneacutees ces derniegraveres anneacutees sont orienteacutees vers une connaissance
approfondie des meacutecanismes adaptatifs des populations danimaux marins notamment par
leacutetude des isoenzymes impliqueacutes dans divers processus meacutetaboliques Ains~ ladaptation de la
population agrave son environnement est deacuteceleacutee par la variabiliteacute des gegravenes enzymatiques Lanalyse
12
PLANCHE 1 Deacuteveloppement larvaire de Sphaerechinus granularis
- lt shy0
-
shy
embryon (P2) pluteus retardeacute (R)
pluteus pathologique (Pl) pluteus normal (N)
13
des structures geacuteneacutetiques a volontairement eacuteteacute reacuteduit agrave deux stations (Marloux et Armorique)
en raison dune part du deacutelai imparti agrave cette eacutetude et dautre part dune eacutetude comparative de
populations deacutejagrave effectueacutees sur ces deux sites (Lumingas amp Guillou sous presse) Dans cette
eacutetude a eacuteteacute analyseacute le polymorphisme l enzymatique des deux populations mesureacute par
eacutelectrophoregravese sur gel damidon En effet cette technique reposant sur le caractegravere amphotegravere
des proteacuteines elle permet de deacuteceler les variations de charges nettes des sous-uniteacutes
constituant le systegraveme enzymatique eacutetudieacute de sorte que les substitutions entre acides amineacutes
dans la structure primaire de la proteacuteine sont rendues visibles Ces substitutions eacutetant issues de
mutations sur les codons dau moins un nucleacuteotide de lADN (Ayala 1982) il sagit donc bien
lagrave dun reflet du patrimoine geacuteneacutetique Cependant toutes les mutations de triplet ne sont pas
deacutecelables en raison de la redondance du code geacuteneacutetique de mecircme que les substitutions
dacides amineacutes qui ne modifient pas la charge nette de la proteacuteine Cest pourquoi lon
considegravere que les deux tiers des mutations ne sont pas deacutetecteacutees (Ne~ 1972) Dune maniegravere
geacuteneacuterale la variabiliteacute geacuteneacutetique des organismes se trouve donc sous-estimeacutee
Les oursins rameneacutes frais au laboratoire sont aussitocirct disseacutequeacutes et des eacutechantillons de
diffeacuterents organes (muscle gonades appareil digestif) sont preacuteleveacutes sur chaque indhidu et
placeacutes seacutepareacutement dans un cocircne dEppendorf annoteacute et conserveacute au congeacutelateur (-70degC) Un
lot de 40 individus par site est ainsi preacutepareacute Les eacutechantillons sont ensuite broyeacutes agrave volume eacutegal
dans une solution de tampon de-traction (TRIS 00 lM + NADP 1 + EDTA) ajusteacutee agrave
pH 68 puis centrifugeacutes agrave 10000 g pendant 15 minutes agrave FC Les eacutechantillons sont placeacutes dans
des gels agrave 11 damidon en impreacutegnant de petites bandes de papier Whattman TM n)3
introduits perpendiculairement au gel apregraves avoir deacuteposeacute au preacutealable quelques gouttes de bleu
de bromopheacutenol pour visualiser le front de migration Les gels sont refroidis durant toute la
dureacutee de la migration par un systegraveme de plaques de refroidissement placeacutees au dessus et en
dessous du moule La migration est anodique Un scheacutema du montage est figureacute en annexe Il
La composition des tampons deacutelectrophoregravese et les reacutesolutions obtenues sont donneacutees en
annexe III Les eacutechantillons peacutenegravetrent dans le gel pendant une preacute-eacutelectrophoregravese de 10
minutes agrave 100 V Lorsque la migration est commenceacutee le gel est soumis agrave un champ eacutelectrique
Ipolymorphisme existence simultaneacutee dallS une population de plusieurs gegravenes pour le mecircme locus
14
constant de 80 mA pendant 4 agrave 5 heures La seacuteparation des geacutenotypes des diffeacuterents systegravemes
enzymatiques est reacuteveacuteleacutee par des colorations speacutecifiques regroupeacutees par Pasteur et al (1987)
et adapteacutees de Shaw et Prasad (1970) Les solutions utiliseacutees pour la reacuteveacutelation des
eacuteleacutectrophoreacutegrammes sont deacutecrites en annexe IV Linterpreacutetation des reacutesultats neacutecessite la
connaissance de la structure quaternaire (le nombre de sous-uniteacutes) de lenzyme qui
conditionne le nombre de taches observables chez les heacuteteacuterozygotes correspondant aux
diffeacuterentes combinaisons possibles entre les sous-uniteacutes sous lhypothegravese que les loci soient
autosomaux2 et les allegraveles codominants3 Quand un systegraveme enzymatique possegravede plusieurs
loci ces derniers sont numeacuteroteacutes de 1 agrave n suivant leur vitesse de migration en commenccedilant par
le plus rapide Les allegraveles5 sont codeacutes en fonction de leur distance (mesureacutee en mm) par rapport
agrave lallegravele le plus freacutequent noteacute 100 qui sert de reacutefeacuterence
5deg - Traitement des donneacutees
Les reacutesultats des tests deacutecotoxicologie sur les larves doursins sont traiteacutes statistiquement
par analyse de variance agrave lm critegravere de classification qui permet de veacuterifier en un seul test si les
diffeacuterences observeacutees au niveau des moyennes dun ensemble deacutechantillons sont imputables
aux fluctuations deacutechantillonnage ou non Cette meacutethode analyse les sources de variation de
lensemble des donneacutes elle sous-entend leacutegaliteacute des variances et la normaliteacute des populations
dorigine Le respect des conditions dapplication est controcircleacute au moyen dun test de Bartlett
Les tests statistiques sont reacutealiseacutes agrave laide du logiciel STATGRAPHICS (Statistical Graphies
Corp Rockville Maryland USA) Les comparaisons inter-sites sont effectueacutees avec un seuil
de confiance de 95
Les donneacutees de geacuteneacutetique sont traiteacutees par le logiciel BIOSYS-l (Swofford et Selander
1981) qui calcule les freacutequences alleacuteliques et donne les eacutecarts par rapport agrave leacutequilibre dHardyshy
Weinberg dans la population consideacutereacutee Les freacutequences alleacuteliques sont calculeacutees agrave partir des
2autosome chromosome preacutesent en double dans les cenules diploiumldes agravees deux sexes Jcodominams allegraveles exprimeacutes de maniegravere semblable dans un geacutenOtype heacuteteacuterozygote 410cus portion de chromosome correspondam agrave un gegravene 5allegravele lune des expressions alternatives dun gegravene (lOCus)
15
effectifs directement observeacutes sur les zymogrammes Pour un locus posseacutedant k allegraveles et un
eacutechantillon de N individus la freacutequence du iegraveme allegravele est donneacutee par la formule 1shy
(2Nii +iNij) HXi =__---L-_
2N
Nuuml nombre dhomozygotes observeacutes pour lallegravele ~
Nij nombre dheacuteteacuterozygotes observeacutes pour lallegravele i
Les freacutequences geacutenotypiques sont recalculeacutees sous lhypothegravese de la loi dHardy-Weinberg
qui postule que les freacutequences alleacuteliques restent constantes dune geacuteneacuteration agrave lautre en
labsence de mutation seacutelection et de migration (dans le cas dune espegravece diploiumlde en
panmixie6) Etant donneacutee la faible taille des eacutechantillons les freacutequences geacutenotypiques attendues
par cette loi sont calculeacutees par la formule de Levene (1949) N = Nxi (2Nx i -1)
2N-l _ 4N2 XiXjN - -----shy
lJ 2N-l
Nuuml freacutequence geacutenotypique homozygote
Nij freacutequence geacutenotypique heacuteteacuterozygote7 ayec IkNij=l (pour k allegraveles)
Le test de conformiteacute des freacutequences geacutenorypiques calculeacutees avec les reacutesultats observeacutes fait
intervenir un X2 Certains effectifs geacutenotypiques eacutetant compris entre 5 et 10 le test utiliseacute est
celui du conigeacute de Yates j(~12 (1 Obil - At) _ 1~)2
y= w shyC i=1 Atif
Le nombre de degreacute de liberteacute est eacutegal agrave m-k m eacutetant le nombre de geacutenotypes et k le
nombre dallegraveles
Les eacutechantillons eacutetant de faible taille les loci multi-alleacuteliques ont eacuteteacute analyseacutes en regroupant
les geacutenotypes en trois classes la classe des geacutenotypes homozygotes posseacutedant lallegravele Je plus
freacutequent la classe des heacuteteacuterozygotes posseacutedant lallegravele le plus freacutequent et la classe regroupant
les autres geacutenotypes Comme dans le cas des loci di-alleacuteliques le test du X2 est agrave 1 degreacute de
6panmixie individus qui se croisent au hasard agrave limeacuterieur ct une population pour laqudle leacutequilibre de la loi dHardy-Weinberg est respecteacutee (degraveme) heacuteteacuterozygote individu qui possegravede deux allegraveles distincts aux locus homologues des chromosomes parents dun organisme diploiumlde
16
liberteacute lorsque toutes les classes ont un effectif supeacuterieur agrave cinq Dans le cas dun locus dishy
alleacutelique si lun des effectifs est infeacuterieur agrave 5 la probabiliteacute exacte p est calculeacutee suivant le test
de Fisher utiliseacute dans le tableau de contingence 2X2 (VithayasaIuml 1973)
Les descripteurs de variabiliteacute geacuteneacutetique des populations sont donneacutes par les relations
suivantes
a) - pourcentage de loci polymorphes8 P95 = 100x(npn)
avec n == nombre de loci eacutechantillonneacutes et ni nombre de loci polymorphes un locus est
polymorphe lorsque la freacutequence de lallegravele le plus rare est supeacuterieure agrave 005
b) - lheacuteteacuterozygotie correspond agrave la freacutequence moyenne dheacuteteacuterozygotes dans la
population on distingue lheacuteteacuterozygotie obseIVeacutee (ho) et celle attendue dapregraves la loi dHardy-
Weinberg (he)
1=1
Xuuml eacutetant la freacutequence obseIVeacutee du geacutenotype homozygote du iegraveme allegravele contenu dans le locus Ir
h == 1- x~ e iJ
=
x eacutetant la freacutequence attendue du geacutenotype homozygote du iegraveme allegravele
Pour les eacutechantillons de petite taille lutilisation de lindice non biaiseacute (Levene 1949) est
neacutecessaire Le calcul de lheacuteteacuterozygotie attendue seffectue de la faccedilon suivante k
2N(1- LX) he(nb) == __---i-=-=l~_
(2N -1)
ougrave N est le nombre dindividus eacutechantillonneacutes
sur lensemble des loci on effectue la moyenne
=1
c) - lindice de fixation de Wright (FIS) ou de Selander (D) permettent deacutevaluer le
deacuteficit ou lexcegraves dheacuteteacuterozygotes Pour le iegraveme locus ils sont deacutefinis par
8polymorphe un g~ne es dit polymorphe lorsquil preacute~me au moins deux eacutetats distinctS dun caractegravere donneacute
li
Les deux indices se comportent de faccedilon opposeacutee une valeur positive de D correspond agrave
excegraves dheacuteteacuterozygotes et une valeur neacutegatIcircve agrave un deacuteficit en heacuteteacuterozygotes
La diffeacuterentiation geacuteneacutetique des populations est appreacutecieacutee par le calcul dun indice de
fixation moyen FST (Wright 1965) deacutefini de la maniegravere suivante
I-FIT = (I-FIS)middot(I-FST)
ougrave FIT et FIS sont les indices de fixation respectivement des individus agrave la population totale et
agrave ces sous-populations
Les indices de fixation du iegraveme allegravele sont deacutefinis dapregraves Nei (1977) par
~Sj =(~ - P)(Pi - p)
Fm = (~ - p2i)(Pi _ p2j)
avec Pi=Sn wiXuuml Pi=Sn wixi ougrave wi repreacutesente le poids accordeacute agrave chaque sous populations
Les indices de fixation calculeacutes pour le jeme locus agrave k allegraveles sont donneacutes par k
Lx j (1- Xj)~Sj ~Sj =-=--------
Lx j (1- Xi) i=1
k
LX (1- xJFm
LxC1- x) 1-1
Lhypothegravese nulle Ho que la valeur du F ST seacutecarte significativement de zeacutero est testeacutee par
X2=2NFST pour n-1 degreacute de liberteacute (Workman et Niswander 1970) ougrave n est le nombre de
18
10
sous populations et N le nombre total dindividus eacutechantillonneacutes La variance autour de la
moyenne par preacutelegravevement est deacutetermineacutee par la meacutethode du jacknife (Weir et Cockerham
1984) Elle permet de tester la significativiteacute de la valeur moyenne agrave laide dun test-t
Le nombre dindividus migrants entre populations peuvent ecirctre estimeacutes par la relation
Nm = (_1__ 1)4 FST (Wright 1965)
avec N =nombre dindividus fertiles dans la population
m = taux de migration
III RESULTATS
- Indices Physiologiques
Lexamen des indices gonadiques fait apparaicirctre de fortes dispariteacutes entre stations (fig 2a)
Tout dabord le site de lArmorique se distingue par des valeurs tregraves faibles traduisant un
niveau de deacuteveloppement des gonades tregraves reacuteduit ne permettant pas de discerner une peacuteriode
de ponte Le site du DelIee preacutesente un deacuteveloppement des gonades moyen comparable au
teacutemoin (Gleacutenan) mais le pic de deacuteveloppement de printemps nest pas observeacutee bien que la
chute de lindice agrave partir du mois de mai permette dy deacuteceler une ponte La population de
MarIoux preacutesente une eacutevolution assez semblable agrave celle des Gleacutenan avec toutefois des valeurs
nettement plus eacuteleveacutees et deux peacuteriodes de chute dindice Uanvier-mars avril-juin)
Lanalyse des indices de reacutepleacutetion (fig2b) montre un comportement radicalement diffeacuterent
entre les oursins de la rade et ceux des Gleacutenan En effet alors que sur le site teacutemoin on observe
un maximum en hiver et une forte chute de lindice de reacutepleacutetion jusquen avril-ma~ soit un mois
avant la ponte le comportement alimentaire des oursins des sites de la rade semble beaucoup
plus anarchique sur le site de MarIoux les indices de reacutepleacutetion restent eacuteleveacutes mecircme en peacuteriode
de ponte et sur les deux autres sites les valeurs hivernales sont singuliegraverement faibles De
maniegravere geacuteneacuterale les indices de reacutepleacutetion des stations de la rade sont plus stables au cours de la
peacuteriode eacutetudieacutee et plus eacuteleveacutes pendant le printemps et leacuteteacute que sur le site de reacutefeacuterence des
Gleacutenan Ceci semble traduire un besoin eacutenergeacutetique plus constant agrave correacuteler avec la nature du
substrat et la disponibiliteacute des ressources trophiques (Comely amp Ansel 1989)
19
Fig 2 Evolution des indices phvsiologigues de Splzaerecltinus granularis UG et IR)
Indices Gonadiques
Mariaux
+ Armorique
-Q-- DeUee
- -r- - Gleacutenan
Fig2a
Indices de Reacutepleacutetion
25
1 tfi~__ plusmnl~middotmiddotmiddotmiddotmiddott~~-~-~
5 - -- - - ~~~~-TT-~ j ~----+-- ~~ l ~-middot-rgtfmiddotltmiddot J 1 shy
n------~ -t o 1 shy
o J FM AM J J
bullbull -tl- bullbullbull Marlou~
1
1 -+- Armorique 1
~ Dellee
- - - Gleacutenan l
Fig2b
2deg - Feacutecondation et deacuteveloppement larvaire
Les reacutesultats sont rassembleacutes sur le tableau l et les graphes preacutesenteacutes en figure 3 ougrave sont
pris en compte les moyennes de lensemble des expeacuteriences Les taux de feacutecondations moyens
sont eacuteleveacutes sur tous les sites (gt91) On note cependant une reacuteussite des feacutecondations (F)
leacutegegraverement meilleure pour le site des Gleacutenan (fig3a) sans pour autant que les diffeacuterences
soient statistiquement significatiyes sauf pour le site de MarIoux ougrave les valeurs sont
significatrvement infeacuterieures au site de reacutefeacuterence (seuil de confiance 95)
20
Les taux de pluteus normaux (N) obtenus pour les sites de lArmorique et de Marloux sont
significativement infeacuterieurs au site des Gleacutenan choisi comme reacutefeacuterence (respectivement 689
et 812 contre 869 auxiles Gleacutenan cf fig3d)
Le site de lArmorique se distingue des trois autres populations par un taux de blocage au
stade embryonnaire (P2=118) et de pluteus retardeacutes (R=143 fig3e) significativement
plus eacuteleveacutes de plus les tests sur les individus macircles montrent sur cette cateacutegorie des reacutesultats
statistiquement plus eacuteleveacutes que pour les femelles (t=249068 n=38 0=0005)
Le site de Marloux preacutesente un taux dembryons intermeacutediaire entre celui trouveacute agrave la pointe
de lArmorique et celui des Gleacutenan (58 fig3b) Le taux de mortaliteacute (M) y est
significativement supeacuterieur agrave toutes les autres stations (24 contre 08 agrave 12 fig3f)
En revanche aucune diffeacuterence statistique nIa eacuteteacute rencontreacutee en comparant les sites du
Dellec et des Gleacutenan agrave quelque stade de deacuteveloppement que ce soit bien que les reacutesultats
soient geacuteneacuteralement infeacuterieurs pour le site de la rade
Les pluteus pathologiques (Pl) sont du mecircme ordre de grandeur dans tous les sites (37)
et ne permettent pas deacutetablir de comparaison (fig3e)
TABLEAU 1 COllPARAISON DES RESUlJTATS DES TESTS DE FECONDATION
N() P2 ()1
i F() R() 1 Pl () M() 1rmoriq ue Macircles 922plusmn64 13+16689plusmnU5 82plusmn80178plusmn10S 1 38plusmn16
1
Femelles 93Oplusmn45 688plusmn166 108plusmn70 39+16 153plusmn177 L2plusmnL3 11
689plusmn145 Il8plusmnl43Total 1 922plusmn64 143plusmn9A 38plusmn22 12plusmn20 2larloux Macircles 800plusmn42 79plusmn34 41plusmn27928plusmn37 5 1plusmn3 1 28+8
Femelles 91Oplusmn94 824plusmn84 1 59plusmn3 1 33plusmn14 65plusmn61 L9plusmn22 69plusmn36 37plusmn21 58plusmn5O 24plusmn5Total 919+74 812plusmn69
27plusmn27Deliee Macircles 81plusmn3ocirc 33plusmn15 O9plusmnLO925plusmn57 i 850plusmn59 96plusmn56 1 45+16 27plusmn32Femelles l2plusmn24928plusmn61
1 82Oplusmn9O 27plusmn29 10plusmn18Total 89plusmn4iuml 39plusmn22926plusmn58 835plusmn771 1
27plusmn23 O6plusmnO777plusmn50 38plusmn23Gleacutenan Macircles 851plusmn69949plusmn45 - l+ 1)~_J_ 1 34plusmnl7 14plusmn13Femelles LOplusmn14887plusmn72943plusmn44
21plusmn2O 1 O8plusmn1l869+72 1 66+51 1 i 36plusmn2OTotal 946+44
mise en eacutevidence dune diffeacuterence significative entre ies reacutesultats des deux sexes
21
_________________ _
Fig 3 Preacutesentation graphique des reacutesultats des tests eacutecotoxicologigues
Taux de feacutecondation (F)
100
1 1 6 iuml 1 1
agrave~J 9 1
0
1
1~1 l i 1
80_
751 1
Armorique Marioux Deliee Gleacutenan
Fig 3a taux de feacutecondation observeacutes pour chaque station
Embrvons (P2) 00
1 1
11
15
10 T 5 shy
0 Armorique Marloux Deliee Gleacutenan
Fig 3b taux de blocage embryonnaire obseneacutes pour chaque station
Pluteus retardeacutes CR)
25CO
20CO
15CO o
10CO
5CO 1 9 i
OCO
Armorique Martoux Jallee Gleacutenan
Fig 3c taux de pluteus retardeacutes obsenes sur chaque statlon
22
__________________ _
Pluteus nomlaut (N)
100 T iuml ccedil 2751 iuml 2 l Q
l501 1
T251
1
0 Armorique Marloux Deliee Gleacutenan
Fig3d taux de pluteus normaux observeacutes sur chaque station
Pluteus pathologiques (Pl)
8
161
i T shy1l iuml
1 11 14 -
I r-
tJiuml t 1
1 2 1 1
omiddot Armorique Mariaux Deliee Gleacutenan
Fig 3e [mLC de plweus pathologiques observeacutes sur chaque station
Tault de mortaliteacute on
500
400
300 l
200
1
100 J J j J
000
Armorique Mariaux Deliee Gleacutenan
Fig 3 taux mortaliteacute observeacutes pour chaque station
30 - Geacuteneacutetique des populations
Les reacutesultats sont rassembleacutes sur les tableaux n02 et 3 Sur les Il loci eacutetudieacutes on remarque
que la population de lArmorique seacutecarte significativement de leacutequilibre de Hardy-Weinberg
pour 5 loci (PGM-l et 2 IDH-l PGD-l GPI-1) alors que lon observe seulement 2 cas pour
le site de MarIoux TI est agrave noter que dans chaque cas les indices de fLation de la population
de lArmorique sont plus eacuteleveacutes que ceux de MarIoux traduisant une deacuteviation plus
importante Cette observation est correacuteleacutee par une heacuteteacuterozygotie en moyenne plus eacuteleveacutee agrave
MarIoux quagrave lArmorique (0207plusmnO057 contre 0180plusmnO052) Le pourcentage de loci
polymorphes (seuil 95) est de 6364 agrave MarIoux contre 4545 agrave lArmorique
Lindicateur de diffeacuterenciation geacuteneacutetique moyen calculeacute selon la meacutethode de Weir et
Cockerham est faible (FST=00059plusmnO0048) et ne montre pas de diffeacuterence significative Dans
ces conditions lestimation du nombre dindividus eacutechangeacutes par geacuteneacuteration donne une valeur
eacuteleveacutee (Nm=42 12plusmn23 Il)
TABLEAU 2
RESUltŒ DES F-STATISTIQUES
Locus FIS FIT FST
PGM-1 0381 0384 0004 PGM-2 0359 0360 0001 IDH-l 0226 0233 0010 PGD-l 0351 0352 0002 MDH-1 -0013 -0009 0005 MDH-2 -0026 -0013 0013 GPI-1 0346 0352 0012 ME-1 0252 0253 0001 ME-2 -0034 -0030 0005
MT-1 -0051 -0040 0012 MT-2 0137 0137 0000
Moy 0273 0276 0006
24
TABLEAU 3
STRUCTURE GENETIQUE DE DEUX POPULATIONS DE Sgranillaris SUR UNE BASE DE 11 LOCI
Pointe de Marloux Pointe de lArmorigue 1
1 1
Locus allegravele freacuteq Ho He D Het freacuteq Ho He D Het
PGM-l 105 0013 2 1987 0006 0050 - 1 2924 -0658 0073
100 0975 0962
95 0013 0038
PGM-2 110 0025 15 22l77 -0324 0554 - 12 20468 -0414 0512
105 0262 0287
100 0613 0637
95 0087 0075
90 0013 shyIDH-l 105 0081 7 8260 -0153 0223 0015 3 4761 -0370 0140
100 0amp78 0926
95 0041 0059
PGD-l 110 0025 15 19392 -0227 0485 0038 9 18063 -0502 0452
107 0013 shy105 0213 0250
100 0688 0700
95 0050 0013
90 0013 shyltIDH-l 105 - 1 1000 0000 0025 0013 1 1000 0000 0025
100 0988 0988 95 0013 shy
MOH-2 110 - 0 - - - 0025 2 1975 0013 0 049
100 1000 0975
GPI-I 110 0112 Il 14620 -0148 0366 0175 6 11696 -0487 0292
105 0075 shy100 0788 0325
100 0850 0863
95 0025 -ltŒ-1 105 0050 2 3843 -0480 0096 0038 3 2924 0026 0073
100 0950 0962
rv1E-2 105 0013 3 2949 0017 0074 0038 3 2924 0026 0073
100 0962 0962
95 0025 -MT-1 105 0038 6 5734 0046 0143 0025 2 1975 0013 0049
100 0925 0975
95 0038 -MT-2 105 0150 10 10329 -0032 0258 0138 7 9608 -0271 0240 1
Heacuteteacutero~gotIcirce moyenne par locus (non biaiseacutee O207iO057 HeacuteteacuterozygOlIcirclt moyenne par locus (non biaiseacutee == O180iO05 Nombre moyen dallegraveles par locus = 309iO44 Nombre moyen dallegraveles par locus 236iO20 Pourcentage de loci polmorphes (criteacutere 95) == 6364 Po=uge de loci polymorphes (criteacutere 95) =4545
locus preacutesent8llt un deacuteficit en heacuteteacutero~gOles significltl lttest de 1 p$O05)
1
IV 1DISCUSSION
TI ressort de cette eacutetude une convergence des reacutesultats qui reacutevegravele la singulariteacute de la
population de la pointe de lArmorique En effet le cycle de reproduction y est agrave leacutevidence
perturbeacute les valeurs dindice gonadique sont extregravemement faibles et la ponte non deacutecelable Le
taux dingestion est faible Les tests de deacuteveloppement larvaire preacutesentent des anomalies
(blocage aux stades embryonnaires et retard des pluteus) et lanalyse geacuteneacutetique y reacutevegravele pour
pregraves de 50 des loci une deacuteficience en heacuteteacuterozygotes traduisant lagrave une baisse de variabiliteacute
geacuteneacutetique et une deacuteviation par rapport aux conditions dHardYMWeinberg9
Le site voisin de la pointe MarIoux semble beaucoup moins affecteacute le cycle de reproduction
sy deacuteroule tout agrave fait normalement (IG plus eacuteleveacutes que sur le site de reacutefeacuterence) et leacutequilibre
panmictique y est geacuteneacuteralement mieux respecteacute Cependant les tests eacutecotoxicologiques y
deacutecegravelent quelques indices de perturbation les taux de feacutecondations y sont infeacuterieurs au teacutemoin
les embryons preacutesentent quelques blocages et les taux de mortaliteacute des larves sont
statistiquement plus eacuteleveacutes
Les reacutesultats concernant le site du Deliec nindiquent p as de diffeacuterences remarquables par
rapport au site de reacutefeacuterence La peacuteriode de ponte y survient avec un leacuteger deacutecalage sans doute
agrave mettre agrave lactif dune diffeacuterence dans les conditions de tempeacuterature etou de deacuteveloppement
de blooms phytop1anctoniques certains auteurs faisant concorder le deacuteclenchement de la ponte
avec labondance de nourriture disponible pour les larves (Himmelman 1978)
Le comportement des indices de reacutepleacutetion des populations de la rade de Brest savegravere tregraves
distinct de celui de la population de reacutefeacuterence ce qui peut traduire une strateacutegie adaptative
diffeacuterente ou une couverture des besoins eacutenergeacutetiques insuffisante chez les populations de la
rade Cette observation meacuterite notre attention puisque dans le cas de la station de MarIoux le
substrat est semblable agrave celui du site teacutemoin et ne peut expliquer le maintien de lindice de
reacutepleacutetion agrave des niveaux eacuteleveacutes pendant la peacuteriode de reproduction
On peut deacuteduire de ces constatations une distinction entre les populations du fond de la
rade et la station du Deliee situeacutee dans le goulet qui semble a priori exempte de deacutegradation
9Hardy-Weinberg (loi de) loi dheacutereacutediteacute ougrave la preacutesence des gegravenes demeure constante de geacuteneacuteration en geacuteneacuteration en labsence de seacutelection de mutation daccouplements dirigeacutes ou daccidents deacutechantillonnage
26
Les deux populations du bassin Nord subissent agrave leacutevidence linfluence de facteurs
environnementaux qui perturbent leur deacuteveloppement Ces pheacutenomegravenes sont provoqueacutes par
diverses causes dorigine naturelle tout dabord auxquelles viennent sajouter les facteurs
anthropiques
Une certaine hieacuterarchisation dans leacutetat de deacutegradation des sites est agrave prendre en compte En
effet des deux zones perturbeacutees la pointe de lArmorique est celle ougrave les effets se font le plus
durement ressentir
Ces deux stations diffegraverent de par le substrat le reacutegime hydrodynamique et lintensiteacute de
linfluence estuarienne La nature du substrat agrave MarIoux est la mecircme que sur le site de
reacutefeacuterence des Gleacutenan il sagit de fonds meubles composeacutes de maeumlrl vivant recouvert
deacutepiphytes synonymes de ressources trophiques abondantes et disponibles toute lanneacutee ce qui
explique les indices gonadiques eacuteleveacutes observeacutes pour ces deux sites A MarIoux
lhydrodynamisme est calme favorable au deacuteveloppement dune veacutegeacutetation dense dalgues
macrophytes saisonniegraveres (Hily et al 1992) Cette couverture veacutegeacutetale est renforceacutee par
lenrichissement du milieu en sels nutritifs provenant du bassin versant de lElom agrave vocation
agricole (N03-=500 agrave lOOOkgj P043-=30 agrave 700kgj) Les concentrations dans cette zones
sont eacuteleveacutees et varient au cours de lanneacutee elles sont maximales lhiver (N03-=28-51 mgl
P043-=O67-137mgl NH4+=41-37mgl) La preacutesence de ces algues contribue agrave augmenter
et agrave diversifier les ressources trophiques disponibles elle favorise le deacuteveloppement dune faune
diversifieacutee de brouteurs
Sur le site de la pointe de lArmorique par contre le substrat est rocheux et les courants
forts Le couvert veacutegeacutetal y est au contraire clairsemeacute et composeacute dalgues essentiellement
saisonniegraveres La population de lArmorique se trouve donc dans des conditions de ressources
trophiques moins facilement accessibles et plus limiteacutees comme latteste le deacuteveloppement plus
important de lorgane masticateur (par effet compensateur) signaleacute lors dune eacutetude compareacutee
de ces deux populations (Lumingas amp Guillou SOIIS presse) Lanalyse des indices
physiologiques doit se faire en consideacuterant que le degreacute de prospeacuteriteacute dune population reacutesulte
dun compromis entre la nature et labondance des ressources trophiques dune part et dautre
part de leacutenergie que lanimal doit deacutepenser pour collecter digeacuterer et assimiler cette nourriture
27
(Reacutegis 1979) Les deux populations eacutetant au deacutepart placeacutees dans des conditions ineacutegales
lapparition de facteurs exteacuterieurs ne pourrait quamplifier cette diffeacuterence au deacutetriment de la
plus deacutefavoriseacutee
Lexamen comparatif des courbes deacutevolution de tempeacuterature entre le Dellec et la pointe de
lArmorique (stations fixes de mesures hydrologiques) montre un eacutecart de 05 agrave 1degC en faveur
de la partie la plus reculeacutee de la rade (cf Annexe V) En tenant compte de la profondeur on
peut en deacuteduire pour le site de Marloux ougrave la profondeur est faible un eacutecart de tempeacuterature
denviron + l5degC par rapport au Dellec Cette particulariteacute pourrait expliquer la preacutecociteacute de la
maturiteacute remarqueacutee chez la population de Marloux Plusieurs interpreacutetations peuvent expliquer
la chute de lindice gonadique observeacutee en mars interruption dans le deacuteveloppement des
gonades provoqueacutee par les preacutecipitations hivernales (Cochran amp Engelmann 1975 Starr et al
1993) une mobilisation des reacutesenles dues aux conditions climatiques (Guillou amp MicheL
1993) ou au contraire une gameacutetogeacutenegravese preacutecoce comme le laisse supposer la forte valeur de
lindice gonadique en janvier
Les tests de feacutecondation eacutetant reacutealiseacutes dans une eau de reacutefeacuterence les causes de perturbation
du deacuteveloppement larvaire sont intrinsegraveques aux gamegravetes il peut sagir soit de la qualiteacute du
vitellus soit dalteacuterations geacuteneacutetiques soit de laccumulation dans les gonades dun agent
contaminant preacutesent dans le mileu Gamegravetes et embryons doursins sont sensibles agrave un large
eacuteventail de facteurs physiques (tempeacuterature pH saliniteacute etc ) et chimiques (meacutetaux
pesticides PCBs hydrocarbures etc ) ils conviennent eacutegalement pour tester les effluents en
meacutelange (Kobayashi 1971 Dinnel et al 1981 Pagano et al 1987 Lassus et al 1991) ce qui
rend plus difficile la recherche des agents responsables des anomalies observeacutees
On peut tout de mecircme mentionner les fortes teneurs en meacutetaux lourds preacutesents dans toute la
partie Est de la rade (mine de plomb argentifegravere situeacutee agrave Huelgoat) Des mesures reacutecentes de
meacutetaux dans les seacutediments agrave proximiteacute de la pointe de lArmorique font eacutetat des concentrations
suivantes Cu=253 ppm Pb=230 ppm Zn=160 ppm (Troadec corn pers) Les oursins en
tant quorganismes infeacuteodeacutes au seacutediment et participant agrave leur bioturbation sont directement
exposeacutes agrave ce type de contamination Plusieurs eacutetudes in situ font eacutetat de laccumulation de
28
meacutetaux par les oursms notamment dans les gonades et lintestin (Augier et al 1987b
Albanedo et al 1990)
Les tests de toxiciteacute des meacutetaux lourds sur les larves de diffeacuterentes espegraveces doursins ont fait
lobjet de nombreux travaux et les effets de ces polluants sur la feacutecondation et le
deacuteveloppement des larves sont assez bien connus (Kobayashi 1984 Dinnel et al 1989) A
faibles doses les ions meacutetalliques peuvent exercer une action positive caracteacuterisant le
pheacutenomegravene d hormegravese observeacute par Stebbing (1981) sur des colonies dhydrozoaires Une
action semblable est rapporteacutee par Young au niveau du pouvoir fertilisant des spermatozoiumldes
doursins pour des concentrations en divers ions meacutetalliques allant de 10-5 agrave 10-6M (Young amp
Nelson 1974) Cependant il sagit de pheacutenomegravenes marginaux et la tendance geacuteneacuterale de ces
eacuteleacutements se manifeste bien eacutevidemment par un effet toxique Le cuivre le zinc le cadmium
provoquent agrave des seuils diffeacuterents des dommages sur les gamegravetes et leur descendance en
alteacuterant soit la croissance des larves soit la diffeacuterenciation squelettique des pluteus (Bougis
1961 1965 Khristoforova et al 1984 Pagano et al 1982 Hesllnga 1976) Les diffeacuterents
stades larvaires preacutesentent des sensibiliteacutes diffeacuterentes les travaux de Kobayashl (1980)
montrent une plus forte sensibiliteacute des spermatozoiumldes et des larves au stade gastmla ce qui
coincide avec les blocages embryonnaires observeacutes agrave ce stade sur le site de lAlmorique La
preacutesence de meacutetaux dans les gonades pourraient donc logiquement expliquer les reacutesultats
obtenus De plus de fortes preacutesomptions pegravesent sur les rejets de mateacuteriel provenant du service
pyrotechnique de la Marine Nationale sur la pointe de lArmorique
Les reacutesultats dune toute reacutecente analyse effectueacutee par le Laboratoire Municipal de Brest
(aoucirct 94) sur des gonades doursins provenant des trois stations de la rade confirme cette
hypothegravese (cf Annexe VI) Le site de lArmorique se distingue par des teneurs nettement plus
eacuteleveacutees en fer zinc plomb et en cadmium (Fe=263 ppm Zn=356 ppm Pb=075 ppm Cd=076
ppm cest agrave dire selon les meacutetaux entre 2 agrave 5 fois plus que dans les autres stations) Dans
lensemble une certaine contamination meacutetallique peut ecirctre remarqueacutee dont lorigine se situe
dans le trafflc maritime les rejets domestiques et portuaires et les peintures anti-foullng Les
fortes concentrations en zinc proviennent des toitures de lagglomeacuteration brestoise Les
nombreux eacutelevages porcins de la reacutegion peuvent aussi contribuer agrave la pollution en cuivre par
29
lalimentation fournie aux arumaux Cependant la forte contamination locale du site de
lArmorique en fer zinc plomb et cadmium ne peut avoir quune origine ponctuelle qui
confirme les soupccedilons pesant sur les activiteacutes militaires dans ce secteur Compareacutes aux chiffres
trouveacutes dans la litteacuterature les reacutesultats sont coheacuterents Augier et al(1987b) lors dune eacutetude
sur Paracentrotus ividus en baie de Port-Cros avance des concentrations dans les gonades
comparables (Cd=O52 agrave 231 ppm Cu=167 agrave 542 ppm Pb=O33 agrave 117 ppm) mais des
teneurs en mercure sensiblement plus faibles (Hg=003 agrave 004 ppm) Chez une autre espegravece
(Echinometra mathaei) les travaux dAlbanedo et al(1990) indiquent dans une station tregraves
pollueacutee du port de la Havane des concentrations eacuteleveacutees en meacutetaux Fe=l08 ppm Cu=473
ppm Zn=267 ppm chiffres qui sauf pour le cuivre restent infeacuterieurs aux mesures obselveacutees agrave
la pointe de lArmorique Ces auteurs montrent une accumulation des meacutetaux lourds
relativement importante dans les diffeacuterents organes des oursins notamment au niveau du tube
digestif (cas du plomb et du cuivre) il serait inteacuteressant de connaicirctre eacutegalement les doses dans
les autres parties de lorganisme Cette accumulation preacutesentant des fluctuations saisonniegraveres
lieacutees au meacutetabolisme de lanimal un suivi plus reacutegulier des concentrations en meacutetaux devrait
ecirctre envisageacute
Cependant les meacutetaux peuvent ne pas ecirctre les seuls agents agrave mettre en cause Les pesticides
et les hydrocarbures sont eacutegalement susceptibles de pouvoir provoquer des anomalies (cf
Annexe VU) Les PCBs employeacutes dans de nombreux secteurs industriels bien que quelquefois
signaleacutes dans les seacutediments de la zone portuaire agrave des taux importants (PCBs=183
ppbMarchand 1985) semblent agrave eacutecarter En effet Trieff et al (1 988) bien quil mette en
eacutevidence un effet spermiotoxique signale labsence daccumulation de ce type de produits dans
les organismes ce qui preacutesente comme impossible toute influence des PCBs dans les conditions
ougrave les expeacuteriences ont eacuteteacute meneacutees
La preacutesence dans le bassin Nord de rejets de deux stations deacutepuration situeacutees en amont de
la Penfeld exerce aussi une influence sur la qualiteacute bacteacuteriologique des eaux de ce secteur
Leurs apports sont estimeacutes agrave 1014CFIh Dautre part le ruisseau du Relecq Kerhuon situeacute pregraves
de lestuaire de lElom amegravene quant agrave lui jusquagrave 1012CFIh en hiver (source DDE rapport
Saunier eau et environnement) Ces chiffres peuvent apporter une explication aux mortaliteacute
30
des lalVes obselVeacutees pour le site de Marloux des bacteacuteries pathogegravenes preacutesentes dans les
gonades peuvent secirctre deacuteveloppeacutees pendant la peacuteriode dincubation
Les reacutesultats de lanalyse geacuteneacutetique trahissent un deacuteficit en heacuteteacuterozygotes important sur le
site de la pointe de lAnnorique Ce deacuteficit freacutequemment rencontreacute chez les mollusques
bivalves (Buroker 1983~ Singh amp Green 1984) et dautres inverteacutebreacutes marins (Murphy et al
1975 Day amp Bayne 1988) peut avoir plusieurs significations il sagit soit de la preacutesence
dallegraveles silencieux (1) soit dun pheacutenomegravene dinbreeding (2) soit dM effet Wahlund (3) ou
encore du reacutesultat de la pression de seacutelection exerceacutee par les facteurs eacutenonceacutes plus haut (4)
(1) Lhypothegravese de la preacutesence dallegraveles nuls lo est peu probable eacutetant donneacute le nombre de
loci preacutesentant un excegraves dhomozygotes
(2) Le pheacutenomegravene dautofeacutecondation nest pas agrave eacutecarter car des cas dhermaphrodisme
certes peu freacutequents ont deacutejagrave eacuteteacute rapporteacutes sur ce mecircme site (Neefs 1952) Leacuteventualiteacute que
les gegravenes impliqueacutes ne soient pas porteacutes par des chromosomes autosomaux na pas eacuteteacute veacuterifieacutee
(3) Les conditions dhydrodynamisme sexerccedilant sur cette zone peuvent ecirctre invoqueacutees pour
venir conforter la thegravese dun effet Wahlund (conseacutequence dun eacutechantillonnage effectueacute sur
deux sous-eacutechantillons dun mecircme site se comportant comme des populations Mendelliennes
seacutepareacutees)
(4) Une seacutelection exerceacutee par les conditions du milieu reste le)plication la plus probable
Cette influence des facteurs environnementaux comme la preacutesence de meacutetaux mentionneacutee
preacuteceacutedemment sexerce pendant la vie lalVaire peacutelagique mais surtout durant la phase critique
de la meacutetamorphose et les eacutetapes qui suivent le recrutement La meacutetamorphose chez les oursins
sulVient apregraves une peacuteriode variable de vie lalVaire pouvant durer selon les espegraveces et les
conditions entre 5 et 22 semaines (Strathmann 1987) ce qui expose les larves agrave de nombreux
aleacuteas Certains auteurs eacutevoquent limportance du recrutement comme facteur dheacuteteacuterogeacuteneacuteiteacute
geacuteneacutetique entre populations (Watts et al 1990) Or une eacutetude comparative des populations
des deux sites concerneacutes a montreacute une forte irreacutegulariteacute du recrutement dans la population de
Marloux par rapport agrave celle de la pointe de lAnnorique (Lumingas amp Guillou sous presse)
Ces auteurs imputent ce pheacutenomegravene au spectaculaire deacuteveloppement dalgues qui apparaicirct
IOallegravele nul (ou silencieux) est dit dun allegravele qui ne sexprime pas sur le gel
31
chaque anneacutee sur ce site agrave la faveur des apports fluviaux en eacuteleacutements nutritifs Dune part il
inhiberait laction attractive du maeumlrl dautre part la deacutecomposition de ces veacutegeacutetaux agrave
lautomne provoquerait la mortaliteacute des recrues en reacuteduisant la couche superficielle du seacutediment
et entraicircnerait le deacuteveloppement dun film bacteacuterien empecircchant 1a fixation des post~larves Le
site de la pointe de lArmorique semble au contraire avoir des recrutements reacuteguliers
Les groupes de recrues connaissent donc des destins diffeacuterents sur les deux sites ce qui
pourrait expliquer les diffeacuterences dheacuteteacuterozygotie observeacutees
Pour confirmer cette hypothegravese il conviendrait de comparer des eacutechantillons plus grands
dindividus de mecircme agravege correspondant agrave une peacuteriode ougrave le recrutement a eacuteteacute bon sur les deux
sites voire mecircme de comparer directement les geacutenotypes des jeunes individus recruteacutes dans les
deux sites Dautre part la comparaison du site de la pointe de lArmorique avec celui du
Dellec pourrait fournir des indications importantes pour confirmer lhypothegravese de lexistence
dune pression de seacutelection
V 1CONCLUSION
Leacutetude des phases de reproduction et deacuteveloppement larvaire des populations doursins de
la Rade de Brest met en eacutevidence des troubles fonctionnels chez les populations du bassin
Nord proches de la zone portuaire en particulier sur le site de la pointe de lArmorique qui
contraste avec les bons reacutesultats obtenus pour le site du Dellec sous influence oceacuteanique La
convergence des donneacutees de geacuteneacutetique avec les reacutesultats observeacutes confirme la validiteacute de la
meacutethode utiliseacutee et renforce la fiabiliteacute de Sgranularis comme bioindicateur
Les causes de ces deacuteregraveglements sont sans doute multiples aussi ce travail meacuterite-t-il un suivi
agrave plus long terme Leacuterude des diffeacuterents paramegravetres influenccedilant les conditions de vie des
oursins de la pointe de lArmorique (tempeacuterarure saliniteacute seacutedimentologie biomasse matiegravere
organique ) ainsi que des essais de transplantations in situ dindividus sains devraient
permettre de mieux preacuteciser les facteurs responsables de ces perturbations
Quant aux premiers reacutesultats danalyses des teneurs en meacutetaux lourds du Laboratoire
Municipal ils devraient ecirctre eacutetendus agrave dautres parties du corps (test intestin) et effectueacutes sur
un cycle annuel y compris sur le site des Gleacutenan
32
VI 1BffiLIOGRAPHIE
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ANNEXEI
SCHEIHA DU PROTOCOLE EXPERThlENTAL DES TESTS DE FECONDATION IN VITRO
oursin9 gonades
~ eau ae mer 1iltreacutee (045I-lm)
soies (200l-lm)
Dfiltration
eau de mer filtreacutee (045I-lm)
deacutecantation ovocytes
oursin ltJ ---+ gonades -
filtration soies (60~m) ~
D~
middot middot middot middot
30 ml bd
lavages et dilutions
1 1 1 1 1 1
bull bull bull bull bullbull ~
~~~ ~
env 1500 ovocytesml
m~ 1
env 50 ovocytesml
39
AtlNEXE II
ELECTROPHORESE
Installation des eacutechantillons
a coupe pratiqueacutee dans le gel b eacutechantillons
Montage du circuit
a tampon deacutelectrodes b eacuteponges c eacutelectrodes relieacutees au geacuteneacuterateur d ligne dinsertion des eacutechantillons
40
ANNEXEIll
PREPARATION DES SOLUfIONS DELECTROPHORESE
Tampon Tris Citrate pH 8 (TC 8)
- Electrodes Tris (062M) 756 g
Ac citrique (014M) 300 g eau distilleacutee qsp 1 l
- Gel 30 ml de tampon eacutelectrodes dans 900 ml deau distilleacutee
ajuster agrave pH 8 avec du Tris (lM) ou de lacide citrique (lM)
Tampon discontinu Tris Citrate pH 67 (TC 67)
- Electrodes pH 63 Tris (022M) 270 g
Ac citrique (008M) 180 g eau distilleacutee q sp 1 1
ajuster agrave pH 63 avec du Tris (lM) ou de lacide citrique (lM) - Gel pH 67
Tris (0008M) 097 g Ac citrique H20 (0003M) 063 g
eau distilleacutee qsp 1 1 ajuster agrave pH 67 avec du Tris (lM) ou de lacide citrique (lM)
Reacutesolution obtenue par systegraveme enzymatique
Muscle Tube Digestif Gonades Nbre Locus TCPH8 TC pH TC pH 8 1 TC pH li TC pH 8 1 TC pH dallegraveles
67 67 1 67
AAT-1 +
AAT-2 + 2
GPD-l IDH-1 + + + +
LAP-1
l1DH-1 ++ )
l1DH-2 +++ ++ 2 ME-l + 2 ME-2 + ++ 3
PGD-1 ++ + 6 PGI-1 +_
- ++ ++ 4
PGM-1 + + 3 PGM-2 +++ ++ 4
bull Faible ++ Bonne + Moyenne +++ Tregraves bonne
41
ANNEXE IV
SOLUTIONS DE COLORATIONS
AAT (Aspartate-aminotransfeacuterase)
Tris A 80 ml AccxCeacutetoGlutarique 100 mg Ac Aspartique 200 mg Phosphate de pyridoxal 10 mg dissoudre veacuterifier que pH lt 74 (ajuster avec Tris LM) verser et incuber agrave 37degC pendant 15 min puis ajouter Fast Blue BB 100 mg
IDH (Isocitrate deacuteshydrogeacutenase)
Tris A 70 ml Isocitrate (0 lM) 8 ml MnCl2 (025M) 06 ml MgC12 (OSM) 05 ml ajouter avant coloration Isocitrate (poudre) 10 mg NADP 1 2 ml PMS 1 ml NET 1 ml lvITT 05 ml
MDH (Malate Deacuteshydrogeacutenase)
Tris A 10 ml MgCl2 (OSM) 02 ml Ac Malique (2M) 3 ml NAD 1 15 ml puis ajouter avant coloration PMS 03 ml NET 07 ml MTT 07 ml +Agar dans Tris A tiegravede 10 ml
6PGD (6Phosphogluconate Deacuteshydrogeacutenase)
TrisA 10 ml MgC12 (OSM) 15 ml 6Phosphogluconate 20 mg puis ajouter avant coloration NADP 1 01 ml PMS 01 ml NET 02 ml tvm 02 ml +Agar dans Tris A tiegravede 10 ml
GPI (Glucose-Phosphate Isomeacuterase)
Tris A 10 ml MgC12 (O5Ivi) 1 ml Fructose 6P 10 mg puis ajouter avant coloration NADP 1 05 ml PMS 05 ml NET 05 ml MTT 05 ml G6PDH 6~Ll ou 17u +Agar dans Tris A tiegravede 10 ml
LAP (Leucine-aminopeptidase)
Tris-Malate 90 ml preacutechauffeacute agrave 30degC MnCl2 (01r1) 1 ml MgCl2 (05lvf) 1 ml Lleucilj3Naphthylamine 15 agrave 20 mg incubation 30 min agrave 37degC ajouter avant coloration Fast Gamet GBC 60 mg dilueacute dans quelques gouttes de Tris-Malate (manipuler ce produit avec des gants)
ME (Malice-Enzyme)
Tris A 10 ml MgCl2 (O5~1) 15 ml AcMalique (2tv1) 1 ml puis ajouter avant coloration NADP 1 01 ml PMS 03 ml NET 07 ml MTT 07 ml +Agar dans Tris A tiegravede 10 ml
PGM (phosphoglucoMutase)
Tris A 10 ml MgCl2 (05)11) 1 ml Glucose IP (+15 diP) 100 mg puis ajouter avant coloration NADP 1 05 ml PMS 05 ml NET 05 ml lvITT 05 ml G6PDH 6~1l ou 17u +Agar dans Tris A tiegravede 10 ml
42
9
----- - - - _----- - -
W~--shy
ANNEXEV
Tempeacutelllture il linterface eaumiddotseacutediment au site du Dlilec
17 T middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot-middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot-middot_middotmiddotmiddotmiddot-middot-middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot-middot--middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot-middotmiddot--- - -- ----_--- -- - shy
16 +--- ---------- --__--shy
15 --- -- ---- - --- middot - middot-middotmiddot-middotmiddotmiddot-middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot_-middot-middot -middotmiddotmiddotmiddot-middot-middot-middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot-middotmiddot middotTt~hl~ - ------ Ecirc 14 - - -- --------- ---middot---middot-middotmiddot-middot-middot-trrfo-r~~wbWljl~I~~~--------------t-------------iiiiJiI~i~L--_-----------------------8 12 YrljVWfAI--shy --shy - shy _-----------------------------
middotmiddot-middotmiddot~IImiddot middotmiddot-middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot-middotmiddotmiddotmiddot-middot --middotmiddot--shy - ------------_- ----------11 t-middot
10 ~~--shy --- ----_-- - -- - - ------------_-
~ ~ ~ ~ 3 5 = 3 -~ shy
~ ~ = ~ ~ ~ 7 ~ 7 7 ~ ~ lt lt jf ~ r- ~ C t- C ~ oA C 0 0 0 0 ~ shy0 0 N
~
Tempeacutelllture il linterfue eau-seacutediment il la pointe de lAnnorique
11 ~ li ~ ~ ~ ~ ~ of j ~ ~ i ~ f N M ~ M ecirc ~ M
(donneacutees LR-i CvRS D1513 Faculteacute des Sciences Brest)
43
ANNEXEVI
TENEURS EN QUELQUES METAUX LOURS DANS LES GONADES DOURSINS DE LA RADE DE BREST
1Armorique (n=7) lIurloux (n=8) Deliee (n=8) 1
Fer (Fe) mgfKg 2869plusmn141O 531plusmn438 410plusmn250 1
lt 02Plomb (Pb) mgfKg O75plusmnO24 026plusmnO18
Cuivre (Cu) mgfKg O76plusmnO33 030plusmnO Il 045plusmnO42
Cadmium (Cd) mgIKg 396plusmnO55464plusmn125 463+12
Zinc (Zn) mgfKg 3563plusmn2828 1811=1241 1528plusmn1506 i
1
Mercure (Hg) mgfKg 026plusmnO12 018plusmnO08 020plusmnO13 1
(donneacutees Laboratoire lvllmicipal de Brest 16 rue Alexandre Ribot - J928iuml BREST Cedex Ofi0894)
ANNEXE VII
Agents toxiques essayeacutes pour leur toxiciteacute sur le deacuteveloppement la reproduction
et pour leur toxiciteacute geacuteneacutetique sur les embryons et le sperme doursins
(dapregraves PAGAl~O et al 1987)
Classe d aogents___+-____Agent=-s____~r__---Reacute~feacuterences___--1
1 Agents Physiques Rayons X RUST AD 1959 Rayons r GIORDANO et al 1983 Lumiegravere visible PAUL et al 1970
SPECK et al 1980
II Agents chimiques A Inorganiques Arsenic PAGANO et al 1982a
Beacuteryllium GIORDAlIO et al 1983 Cadmium PAGANO et al 1982b Chrome PAGA1-iO et al 1983a Cuivre HESLINGA 1976
PAGANO et al 1986 Mercure KOBA YASHI 1980 Nickel GIORDANO et al 1982 Changements de pH PAGANO et al 1985a 1985b
CIPPOLARO et al 1986 DUBE et al 1985
Zinc GIORDANO et al 1983 PAGANO et al 1986
B 1 Organiques 1 - Polluants industriels Peacutetrole dispersants du peacutetrole HAGSTROM et LONNING 1976
Pesticides organochloreacutes FALK-PETERSEN1979 BRESCH-ARENDT 1977
Styregravene et deacuteriveacutes PAGANO et al 1978 Dipheacuteny1 dipheacutenyl ether PAGANO et al 1983b PCBs ADAMS 1983
PAGANO et al 1985c
2 - Canceacuterigegravenes Acridines BRACHET 1968 Benzo(a)pyregravenes DE ANGELIS et GIORDANO
1974 HOSE et al 1983
712 dimeacutethy1benz( a)anthracegravene DE ANGELIS et GIORDkIO 1974
TPA (phorbol ester) BRESCH--RENDT 1978 Urethane NAKASHIMA et ISHIKAWA
1978 3 - Composeacutes pharmaceutiques Agents antineacuteop1astiques REN1llLARD et al 1975
WANG et al 1977 Thalidomide HAGSTROM et LONNING 1973 Acide nalidixique CZ1TN etaI 1981 Povidone iodine ROZENKRANZ et al 1980
III Meacutelanges KOBAYASHl 1971 1984 KINAE et al 1981 OSHIDA et al 1981 DINNEL et al 1981
LES MEacuteTAUX LOURDS DES PRODUITS MAnlNS AUX CONSOMMATEURS
(Les v(Jlours m6us uang ce
Ooso quotishydienne
Il eacutecossai ro fi lhomme
(ell IlIl)
Dose toxique
pOUf lIl(Hl li)] Il
(1)
)OllS
adIJ1ilUuml
dan~ 1es al ililUlllS
(1l1Uk~raquo
EltlU ltIll Ilwr (111]1)
AlrJucs (lilgkJ )
Mollusques (IlIUkg)
Cfuslncocircs (11111111)
Poissons (muka)
Arsenic
001 ~O 02 mg
III 70 1119 1 SOllt mOrlols
0002-0001
014-1
7 -120
15 17 (rwvolln)
25-75 (oOndill)
LI ore
100 Illoi
I(i
04-20
1 (moulu)
025 15 (11111 l 1 IcircIl )
020
tilJlcilU sont les plus
CildmIcircUIll
30 mu so1l1 toxiquuumls
f()i~5()1l
1 Molluoque
rshy1
01
00006
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Chromo
VI WO Ill) Cr ~()Ilt IIHHlelr
01
000005
002 -1
er1llllent rellcontreacutees dlIls les publications ctuel
Cuivre
2 mg
25 fi sont IllOrlel
Poisson li
Mollusqull 110
0003-001
17-124
GO-900 (Iluitru)
20-90 (convoi)
l5-G (1 lion)
Mercure
Poisson jusqul 07
0000 03
----_
O02G-O2
004
01 middot10
Plomb
moi
0000 03
05 9
28-6 (huicirctre)
~- ----shy01-23
(tHlllllnrl)
O3-G
Seacuteleacutenium
3
000009
02-01
Zinc
6- 10 mg
35
0001-001
il2-Hi)
100-1 GOO (lIl1illO)
122-18 1 (1Il1IrlllI)
02middot1 200 (llilrell~1 )
---------- ----shy
fi (JIIIIUIIIaS
Les doses admissibles dilfl~ les aliments sonl exprillleacutees en millilrammes par kilogramme daliment
Les concclltrations daJis les produits rnHIcirclls sont (ouloS oxprilllUcircfS CIl lllilliJtallHllCS pM kilonriltlHlw do Illnliegravero segravecho
Chnque (ois qlll cela a ugravet possillln on il if)diqur~ entre p1fef)lhegravesos dnns qllJllc csplco nvait ocirctri trouveacutee ln plus (orte dosn
(1) [n CilS diumlnDntioll Cil IIlle scule (ois (SOllfce Rapport du Groupe Irleflilinisteacuterid des prohl~llIes de Pollution de la Mer 1(73)
EXTRAITS DE lA CIRCUlAIRE DU 13 MAl 1991
Circulaire du Ministegravere de lEnvironnement creacuteant les contrats de baie
Les eaux inorales franccedilaises doivent se situer en permanence agrave un niveau de qualiteacute suffisant pour ne pas mettre en peacuteril les eacutecosystegravemes cocirctiers qui constituent un eacuteleacutement majeur du patrimoine eacutecologique national ()
Lapproche retenue rient compte de la diversiteacute et de la complexiteacute des situations rencontreacutees ie long des cocirctes franccedilaises Certains SeCIeurs son principalement affecteacutes par des pollutions chimiques (meacutetaux etou composeacutes organiques ( )
De plus les pheacutenoTregravenes regroupeacutes sous une mecircme appeiation (egraveystrophies marines par exemple) reacutesJltent r jait de meacutecanismes diffeacuterents dont les c1uses et les facteurs de maitrise dofent ecirctre deacutetermineacutes dans chaque cas particJpr afin decirctre certain de mettre en oeuvre au plus juste coucirct des remegravedes efficaces ( j
n apparaft au corraire que pour chaque secteur C littorc oi une action est neacutecessaire a soluor adeacutequate ne peut ecirctre trouveacutee cu au niveat loca~ en associant tous les resporsables co-erneacutes Un outil nouveau est proposeacute le Contrat de Baie dont linitiative peut br= prise par lEtat mais aussi par dautrs acteurs (collectiviteacutes locales cssociatiors rotamment) ()
Chaque Cartrat de 3aie doit correspondre agrave une uniteacute middot-orale rmogegravene ()
Puisque la lutte ccr-se la pollution des eaux littorales ne peut ecircrr= efficace que par la prise
en compte des apports de Jensemble du bassin versant le Contrat de Baie doit ecirctre eacutelaboreacute agrave ce niveau
Pour eacuteviter ces eacutecueils tout Contrat de Baie devra reposer sur une connaissance aussi preacutecise que possible
bull de lensemble des sources de poiJution affectant le secteur rejets coners (ponctuels ou diffus) apports par les cours deau immersions de deacuteblais de dragage etc
bull des meacutecanismes de transfert des pollutions au milieu marin
bull des caracteacuteristiques du milieu reacutecepteur (morphologie courants caracteacuteris-tiques hvdrochimiques et biologiques)
bull des USIlges agrave proteacuteger et des zones sensibles du point de vue eacutecologique
Puisque lameacutelioration de la qualiteacute des eaux dun secteur du littoral implique de deacutefinir un programme concernant lensemble du bassin versant la maicirctrise douvrage de leacutetude ne pourra en geacuteneacuteral ecirctre confieacutee qu acirc une collectiviteacute locale de niveau supra shycommunal ()
L finaii du Contrat de Baie est dinciter les divers panenaires concerneacutes en particuer es coliegrave-ivieacutes locales agrave deacutepasser le cadre des scheacutemas classiques dassainissement dans tcs les cas c des dispositions speacutecifiques doivent ecirctre prises pour restaurer la qualiteacute des eaux (
Il INTRODUCTION
Les oursins sont reconnus pour ecirctre tregraves sensibles aux modifications des conditions
environnementales Leur plasticiteacute face aux conditions du milieu et leur mode de vie en font de
bons indicateurs biologiques de pollution marine (Augier 1987a Kobayashi 1971) Dailleurs
depuis plus dune vingtaine danneacutees gamegravetes embryons et larves doursins constituent un
mateacuteriel de base dans les domaines de la pharmacologie toxicologie ou eacutecotoxicologie
(Hagstrom amp Lonning 1974 Bougis 1981 Dinnel et al 1987 Pagano amp Romafia 1991)
Leur sensibiliteacute aux conditions du milieu se manifeste par des perturbations du cycle de
reproduction des baisses de feacuteconditeacute ou des troubles du deacuteveloppement larvaire et les effets
observeacutes en zones perturbeacutees sur les populations doursins ont eacuteteacute souvent deacutecrits (Harmelin et
al 1981 Delmas amp Reacutegis 1984)
Dautre part les biologistes de lobservatoire marin de Roscoff (Nord-Finistegravere) utilisant
reacuteguliegraverement des oursins de lespegravece Sphaerechinus granularis (Lamarck) preacuteleveacutes en rade de
Brest sur le site de la pointe de lArmorique ont signaleacute depuis 1985 des anomalies du
deacuteveloppement cellulaire Suite agrave ces observations des travaux preacuteliminaires ont mis en
eacutevidence sur ce mecircme site des perturbations du deacuteveloppement de la population et un faible
taux de croissance des individus (Chevallier 1993)
Ces indications ont motiveacute le choix de Sphaerechimls granularis tregraves commun dans la rade
et dont la biologie est par ailleurs bien connue (Fenaux 1972 Semroud amp Senoussi 1989
Guillou amp Michel 1993) comme bioindicateur de la qualiteacute du milieu dans le cadre du
Programme deacutetudes pluridisciplinaire de la rade de Brest Leacutetude porte sur trois stations de la
rade distribueacutees le long dun gradient de pollution et une quatriegraveme dans larchipel des Gleacutenan
(Bretagne Sud) exempt de pollution anthropique et choisi comme site de reacutefeacuterence
Lobservation consiste agrave suivre leacutevolution dindices physiologiques (Indice Gonadique et
Indice de Reacutepleacutetion) reacuteveacutelateurs de la condition des inampidus et agrave effectuer des feacutecondations
in vitro en vue de mesurer le taux de reacuteussite de stade pluteus obtenu pour chaque site de
maniegravere agrave mettre en eacutevidence une eacuteventuelle deacutegradation de lenvironnement
Par ailleurs lestimation de linfluence des conditions emironnementales saccompagne dune
eacutetude de geacuteneacutetique inspireacutee des meacutethodes employeacutees sur dautres inverteacutebreacutes marins (faune
6
profonde et intertidale) pour mesurer les adaptations geacuteneacutetiques de ces animaux vis agrave vs des
contraintes eacutecologiques (Siebenaller 1978 Bristow amp Vadas 1991) Ce travail vise agrave eacutevaluer
la variabiliteacute geacuteneacutetique preacutesenteacutee par S granularis dans les populations des deux stations les
plus exposeacutees qu~ quoique voisines geacuteographiquement ont montreacute des diffeacuterences
morphologiques et deacutemographiques tregraves marqueacutees (Lumingas amp Guillou sous presse) Cette
partie a eacutegalement pour but de mesurer le degreacutes de diffeacuterenciation existant entre ces deux
populations pour apporter une explication geacuteneacutetique agrave ces observations
A terme ce travail tend agrave mieux connaicirctre les reacuteponses de lespegravece et agrave estimer leacutetat de
pollution de la rade sur les sites choisis en diagnostiquant si possible les agents responsables
des deacuteregraveglements observeacutes
il 1MATERIEL ET METHODES
1deg - Lespegravece
Sphaerechinus granularis (Echinodermata Echinoidea Toxopneustidae) est une espegravece
comestible de grande taille pouvant atteindre 14 cm commune dans lheacutemisphegravere Nord sur les
cocirctes de lAtlantique-Est depuis la Manche occidentale jusquau Golfe de Guineacutee (Koehler
1921) ainsi quen Meacutediterraneacutee (Tortonese 1965) Sa reacutepartition verticale seacutetend de la zone
intertidale jusquagrave 130 m (Cherbonnier 1958) sur divers substrats en fonction des classes dacircge
et des preacutefeacuterences alimentaires (Guillou amp Michel 199) En rade de Brest les plus f011es
populations se rencontrent essentiellement sur les fonds seacutedimentaires grossiers recouverts de
maeumlrl vivant (Lithothamnium corallinoiumldes Crouan)
2deg - Le milieu
La rade de Brest est une vaste eacutetendue deau de plus de 150 km2 qui communique avec la
mer dIroise par un goulet de 18 km de large et de 20 m de profondeur Elle reccediloit les apports
de deux riviegraveres principales au Nord-Est lElorn (6m3 s de deacutebit moyen) au Sud-Est lAulne
(24m3s de deacutebit moyen) Les bassins versants de la rade repreacutesentent pregraves de 2800 km2 qui
sont essentiellement consacreacutes agrave lagriculture
7
Il est possible pour simplifier de subdiviser la rade elle-mecircme en trois zones un bassin
Nord tout dabord agrave lembouchure de lElorn ougrave se concentrent les activiteacutes portuaires de
Brest ensuite un bassin Sud recevant les eaux de lAulne moins urbaniseacute et mieux proteacutegeacute de
linfluence portuaire mais plus exposeacute aux effluents agricoles enfin une zone de meacutelange
formant un tourbillon dans la partie centrale de la rade allant des alentours de la presquicircle de
Quelem jusque dans le goulet
Le choix des sites sest porteacute sur quatre zones propices au deacuteveloppement de S gramllaris
dont trois dans la rade la derniegravere dans les icircles Gleacutenan en fonction de leurs diffeacuterentes
caracteacuteristiques La situation geacuteographique de chaque station se trouve illustreacutee en figure 1
- (1) Pointe Marloux situeacutee dans le bassin Nord proche de la zone portuaire dans une
zone de calme relatif laquo1 noeud en vives eaux) Le fond est constitueacute de maeumlrl pur la
profondeur est faible (5 m) Une eacutetude de la dynamique des populations a reacuteveacuteleacute de fortes
irreacutegulariteacutes dans le recrutement (Lumingas et GuiIlou sous presse)
- (2) Pointe de lArmorique situeacutee agrave lembouchure de lAulne ougrave la preacutesence de lIle Ronde
concentre les courants de mareacutee dans un chenal eacutetroit qui amplifie leur vitesse Gusquagrave 3
noeuds) Linfluence estuarienne y est encore ressentie le seacutediment est heacuteteacuterogegravene composeacute de
sable coquillier grossier et de deacutebris de maeumlrl la profonegraveeur peut atteindre jusquagrave 20 m au
milieu du chenal
- (3) Anse du DelIee zone rocheuse situeacutee dans le goulet de Brest directement sous
influence oceacuteanique Lhydrodynamisme est assez fort (gt2 noeuds en vives eaux) favorable au
deacuteveloppement dune couverture algale importante La zone de preacutelegravevement se situe sur une
pointe rocheuse appeleacutee pointe du Diable agrave labri des effets de lagglomeacuteration voisine agrave une
profondeur maximale de 10 m
- (4) Archipel des Gleacutenan en Baie de Concarneau Bretagne-Sud agrave leacutecart de toute
pollution anthropique et ougrave la population doursins connaicirct un large essor (Guillou et Michel
1993) et fait lobjet dune pecirccherie artisanale Cette derniegravere station sera consideacutereacutee comme site
de reacutefeacuterence
8
Fig 1 Preacutesentation de la rade de Brest
o
BREST
Rade de Brest
5km
Ile Q Ronde
Presqujle de Plougastel
Chenal de lAulne
r-f1
~r ltgt r Brest
~ ~RETAGNE
0- ~~ t-~
(Glenan) ~
9
3deg - Echantillonnage
Indices physiologiques
La reacutecolte seffectue par dragage ou en plongeacutee selon raccessibiliteacute agrave la cocircte par bateau
La drague utiliseacutee est large dun megravetre eacutequipeacutee dun filet de 2 cm de maille La dureacutee des traits
de drague est denviron 5 minutes Le mateacuteriel est ensuite fixeacute dans lalcool agrave 70 0 Le calcul
des indices neacutecessite un eacutechantillonnage mensuel commenceacute sur certaines zones depuis
deacutecembre 1993 puis prolongeacute dans cette eacutetude jusquau mois de juillet 1994 Pour chaque
mois un eacutechantillon de 30 individus dune classe de taille standard de 80middot90 mm est preacuteleacuteveacute
Feacutecondations
La reacutecolte des oursins seffectue en employant les mecircmes techniques que preacuteceacutedemment
Toutefois les animaux sont maintenus vivants et agrave labri des eacutecarts de tempeacuterature en les
conservant agrave bord dans un circuit deau de mer et en eacutevitant le deacuteclenchement dune ponte
Chaque eacutechantillon comporte une quarantaine dindividus de taille variable de faccedilon agrave pouvoir
disposer dun choix satisfaisant danimaux matures et dun sex-ratio eacutequilibreacute Deux
preacutelegravevements par site sont reacutealiseacutes entre mai et juin durant la peacuteriode de reproduction
4deg - Meacutethodes
Calcul des indices physiologiques
Le cycle de reproduction est eacutetudieacute par lintermeacutediaire de lindice gonadique (1 G) qui
est le rapport entre leacutetat des gonades et le poids corporel Leacutevolution dans le temps de ce
paramegravetre permet de mesurer leffort de reproduction et de situer la peacuteriode de la ponte La
relation employeacutee est la suivante
LG==Poids secs gonades x 106 Dtest3
Lindice utiliseacute fait intervenir le poids sec de gonades et le diamegravetre du test (Dt est) en
raison dune part de la bonne correacutelation entre taille et poids du test dautre part des fortes
variations engendreacutees par lutilisation de volumes ou de poids humides (Gonor 1972)
Lindice de Reacutepleacutetion du tube digestif (IR) correspond au rapport du poids de lintestin et de
son contenu sur le poids du corps Ce paramegravetre reflegravete lintensiteacute de leffort de collecte de
nourriture
10
La relation est donneacutee par Neacutedeacutelec (1983)
IR = Poids sec intestin x 106 1Dtest3
Les variations de ce paramegravetre permettent de suivre leacutetat des besoins trophiques des
individus et complegravetent les renseignements apporteacutes par lindice gonadique Les oursins sont
mesureacutes au mm pregraves ouverts sur la face orale agrave raide dun marteau puis disseacutequeacutes Les
gonades et les intestins sont preacuteleveacutees et seacutecheacutes agrave leacutetuve agrave 60degC pendant 48 agrave 72 h selon leacutetat
de maturiteacute En peacuteriode de maturation des gonades des eacutemissions accidentelles de produits
sexuels sont quelquefois provoqueacutees par la fixation dans lalcoo~ ces produits doivent ecirctre pris
en compte dans les mesures dindices gonadiques Pour obtenir des reacutesultats comparables sur
tous les sites les indices sont calculeacutes sur des eacutechantillons moyens appartenant agrave la mecircme
classe de taille (80~90 mm)
Tests defeacutecondations
Les animaux reacutecolteacutes sont maintenus vivants en aquarium dans un circuit deau de mer en
salle thermostateacutee (15degC) Les eXPeacuteriences doivent ecirctre effectueacutees dans les 24 h en raison du
stress occasionneacute par le ramassage Les bioessais sont reacutealiseacutes en eau de reacutefeacuterence provenant
de leacutecloserie IFREMER dArgenton reconnue de bonne qualiteacute filtreacutee sur cartouches
Sartorius de OA5 lm de porositeacute Pour chaque manipulation dix individus macircles et di
femelles sont seacuteleacutectionneacutes de maniegravere agrave reacutealiser deux seacuteries de tests en parallegravele chaque macircle
eacutetant testeacute par le meacutelange des dix femelles et chaque femelle par lensemble des di macircles soit
vingt essais par station reacutepeacuteteacutes agrave deux reprises entre mai et juin Les individus sont ouverts aux
ciseaux en zone eacutequatoriale et disseacutequeacutes afin de preacutelever les gonades Les gonades macircles sont
conserveacutees au sec pour eacute-1ter lactivation du sperme (lexceacutedent aqueux est eacutelimineacute agrave laide
dune poire) et maintenues au reacutefrigeacuterateur jusquagrave leur emploi Les gonades femelles sont
conserveacutees en eau de mer pour garder intacts les ovocytes elles sont ensuite tamiseacutees sur soies
de 200 lm pour eacuteliminer les deacutebris dovaires Les gonades macircles sont tamiseacutees sur soies de
60 lm pour reacutecupeacuterer le sperme propre Les ovocjtes sont laveacutes par seacutedimentation et dilution
les ovocytes immatures et les deacutebris de gonades eacutetant agrave chaque fois eacutelimineacutes Pour chaque
femelle la concentration est ameneacutee agrave 1500 ovocytesml par dilutions successIcircves dans un
11
temps le pool de dix femelles est constitueacute avec la mecircme densiteacute Apregraves tamisage du sperme
des dix individus macircles un pool est aussi reacutealiseacute avec une microgoutte de chaque filtrat
Chaque essai se deacuteroule dans des pots en polystyregravene steacuteriles dans lesquels agrave 30 ml deau filtreacutee
sont inoculeacutes 1 ml de solution dovocytes et 05 ml de sperme dilueacute (2 gouttes de sperme sec
dans 100 ml) Les ovocytes feacutecondeacutes sont alors mis en incubation dans une armoire
thermostateacutee agrave 155degC soit 20degC agrave 25degC de plus que la tempeacuterature du milieu naturel ceci
dans le but deacuteviter les effets neacutefastes pour le deacuteveloppement des larves dun eacutecart de
tempeacuterature trop eacuteleveacute Un scheacutema du protocole expeacuterimental est preacutesenteacute en annexe I
Lobservation du taux de reacuteussite de feacutecondation seffectue une heure trente apregraves le
meacutelange des gamegravetes
Le comptage des diffeacuterentes cateacutegories de larves est reacutealisable apregraves 5 jours dincubation
Les observations des larves reposent sur 5 critegraveres deacutefinissant chacun un type de larves
diffeacuterent (Pagano et al 1989)
N pluteus normal ayant suivi un deacuteveloppement convenable
R plut eus retardeacute ou inhibeacute dont la taille natteint pas la moitieacute de la normale
Pl pluteus pathologique preacutesentant des malformations du squelette
etou du tube digestif
P2 embryons dont le deacuteveloppement siest arrecircteacute agrave diffeacuterents stades
(morula blastula gastrula ou prisma)
M larye ou embryon mon
Lexamen de la qualiteacute des larves obtenues sur chaque site mesure laptitude des animaux
preacuteleveacutes sur cette zone agrave produire des larves viables en eau de mer de reacutefeacuterence traduisant
ainsi limpact de lenvironnement sur la qualiteacute des gamegravetes
Geacuteneacutetique des populations
Les recherches en geacuteneacutetique meneacutees ces derniegraveres anneacutees sont orienteacutees vers une connaissance
approfondie des meacutecanismes adaptatifs des populations danimaux marins notamment par
leacutetude des isoenzymes impliqueacutes dans divers processus meacutetaboliques Ains~ ladaptation de la
population agrave son environnement est deacuteceleacutee par la variabiliteacute des gegravenes enzymatiques Lanalyse
12
PLANCHE 1 Deacuteveloppement larvaire de Sphaerechinus granularis
- lt shy0
-
shy
embryon (P2) pluteus retardeacute (R)
pluteus pathologique (Pl) pluteus normal (N)
13
des structures geacuteneacutetiques a volontairement eacuteteacute reacuteduit agrave deux stations (Marloux et Armorique)
en raison dune part du deacutelai imparti agrave cette eacutetude et dautre part dune eacutetude comparative de
populations deacutejagrave effectueacutees sur ces deux sites (Lumingas amp Guillou sous presse) Dans cette
eacutetude a eacuteteacute analyseacute le polymorphisme l enzymatique des deux populations mesureacute par
eacutelectrophoregravese sur gel damidon En effet cette technique reposant sur le caractegravere amphotegravere
des proteacuteines elle permet de deacuteceler les variations de charges nettes des sous-uniteacutes
constituant le systegraveme enzymatique eacutetudieacute de sorte que les substitutions entre acides amineacutes
dans la structure primaire de la proteacuteine sont rendues visibles Ces substitutions eacutetant issues de
mutations sur les codons dau moins un nucleacuteotide de lADN (Ayala 1982) il sagit donc bien
lagrave dun reflet du patrimoine geacuteneacutetique Cependant toutes les mutations de triplet ne sont pas
deacutecelables en raison de la redondance du code geacuteneacutetique de mecircme que les substitutions
dacides amineacutes qui ne modifient pas la charge nette de la proteacuteine Cest pourquoi lon
considegravere que les deux tiers des mutations ne sont pas deacutetecteacutees (Ne~ 1972) Dune maniegravere
geacuteneacuterale la variabiliteacute geacuteneacutetique des organismes se trouve donc sous-estimeacutee
Les oursins rameneacutes frais au laboratoire sont aussitocirct disseacutequeacutes et des eacutechantillons de
diffeacuterents organes (muscle gonades appareil digestif) sont preacuteleveacutes sur chaque indhidu et
placeacutes seacutepareacutement dans un cocircne dEppendorf annoteacute et conserveacute au congeacutelateur (-70degC) Un
lot de 40 individus par site est ainsi preacutepareacute Les eacutechantillons sont ensuite broyeacutes agrave volume eacutegal
dans une solution de tampon de-traction (TRIS 00 lM + NADP 1 + EDTA) ajusteacutee agrave
pH 68 puis centrifugeacutes agrave 10000 g pendant 15 minutes agrave FC Les eacutechantillons sont placeacutes dans
des gels agrave 11 damidon en impreacutegnant de petites bandes de papier Whattman TM n)3
introduits perpendiculairement au gel apregraves avoir deacuteposeacute au preacutealable quelques gouttes de bleu
de bromopheacutenol pour visualiser le front de migration Les gels sont refroidis durant toute la
dureacutee de la migration par un systegraveme de plaques de refroidissement placeacutees au dessus et en
dessous du moule La migration est anodique Un scheacutema du montage est figureacute en annexe Il
La composition des tampons deacutelectrophoregravese et les reacutesolutions obtenues sont donneacutees en
annexe III Les eacutechantillons peacutenegravetrent dans le gel pendant une preacute-eacutelectrophoregravese de 10
minutes agrave 100 V Lorsque la migration est commenceacutee le gel est soumis agrave un champ eacutelectrique
Ipolymorphisme existence simultaneacutee dallS une population de plusieurs gegravenes pour le mecircme locus
14
constant de 80 mA pendant 4 agrave 5 heures La seacuteparation des geacutenotypes des diffeacuterents systegravemes
enzymatiques est reacuteveacuteleacutee par des colorations speacutecifiques regroupeacutees par Pasteur et al (1987)
et adapteacutees de Shaw et Prasad (1970) Les solutions utiliseacutees pour la reacuteveacutelation des
eacuteleacutectrophoreacutegrammes sont deacutecrites en annexe IV Linterpreacutetation des reacutesultats neacutecessite la
connaissance de la structure quaternaire (le nombre de sous-uniteacutes) de lenzyme qui
conditionne le nombre de taches observables chez les heacuteteacuterozygotes correspondant aux
diffeacuterentes combinaisons possibles entre les sous-uniteacutes sous lhypothegravese que les loci soient
autosomaux2 et les allegraveles codominants3 Quand un systegraveme enzymatique possegravede plusieurs
loci ces derniers sont numeacuteroteacutes de 1 agrave n suivant leur vitesse de migration en commenccedilant par
le plus rapide Les allegraveles5 sont codeacutes en fonction de leur distance (mesureacutee en mm) par rapport
agrave lallegravele le plus freacutequent noteacute 100 qui sert de reacutefeacuterence
5deg - Traitement des donneacutees
Les reacutesultats des tests deacutecotoxicologie sur les larves doursins sont traiteacutes statistiquement
par analyse de variance agrave lm critegravere de classification qui permet de veacuterifier en un seul test si les
diffeacuterences observeacutees au niveau des moyennes dun ensemble deacutechantillons sont imputables
aux fluctuations deacutechantillonnage ou non Cette meacutethode analyse les sources de variation de
lensemble des donneacutes elle sous-entend leacutegaliteacute des variances et la normaliteacute des populations
dorigine Le respect des conditions dapplication est controcircleacute au moyen dun test de Bartlett
Les tests statistiques sont reacutealiseacutes agrave laide du logiciel STATGRAPHICS (Statistical Graphies
Corp Rockville Maryland USA) Les comparaisons inter-sites sont effectueacutees avec un seuil
de confiance de 95
Les donneacutees de geacuteneacutetique sont traiteacutees par le logiciel BIOSYS-l (Swofford et Selander
1981) qui calcule les freacutequences alleacuteliques et donne les eacutecarts par rapport agrave leacutequilibre dHardyshy
Weinberg dans la population consideacutereacutee Les freacutequences alleacuteliques sont calculeacutees agrave partir des
2autosome chromosome preacutesent en double dans les cenules diploiumldes agravees deux sexes Jcodominams allegraveles exprimeacutes de maniegravere semblable dans un geacutenOtype heacuteteacuterozygote 410cus portion de chromosome correspondam agrave un gegravene 5allegravele lune des expressions alternatives dun gegravene (lOCus)
15
effectifs directement observeacutes sur les zymogrammes Pour un locus posseacutedant k allegraveles et un
eacutechantillon de N individus la freacutequence du iegraveme allegravele est donneacutee par la formule 1shy
(2Nii +iNij) HXi =__---L-_
2N
Nuuml nombre dhomozygotes observeacutes pour lallegravele ~
Nij nombre dheacuteteacuterozygotes observeacutes pour lallegravele i
Les freacutequences geacutenotypiques sont recalculeacutees sous lhypothegravese de la loi dHardy-Weinberg
qui postule que les freacutequences alleacuteliques restent constantes dune geacuteneacuteration agrave lautre en
labsence de mutation seacutelection et de migration (dans le cas dune espegravece diploiumlde en
panmixie6) Etant donneacutee la faible taille des eacutechantillons les freacutequences geacutenotypiques attendues
par cette loi sont calculeacutees par la formule de Levene (1949) N = Nxi (2Nx i -1)
2N-l _ 4N2 XiXjN - -----shy
lJ 2N-l
Nuuml freacutequence geacutenotypique homozygote
Nij freacutequence geacutenotypique heacuteteacuterozygote7 ayec IkNij=l (pour k allegraveles)
Le test de conformiteacute des freacutequences geacutenorypiques calculeacutees avec les reacutesultats observeacutes fait
intervenir un X2 Certains effectifs geacutenotypiques eacutetant compris entre 5 et 10 le test utiliseacute est
celui du conigeacute de Yates j(~12 (1 Obil - At) _ 1~)2
y= w shyC i=1 Atif
Le nombre de degreacute de liberteacute est eacutegal agrave m-k m eacutetant le nombre de geacutenotypes et k le
nombre dallegraveles
Les eacutechantillons eacutetant de faible taille les loci multi-alleacuteliques ont eacuteteacute analyseacutes en regroupant
les geacutenotypes en trois classes la classe des geacutenotypes homozygotes posseacutedant lallegravele Je plus
freacutequent la classe des heacuteteacuterozygotes posseacutedant lallegravele le plus freacutequent et la classe regroupant
les autres geacutenotypes Comme dans le cas des loci di-alleacuteliques le test du X2 est agrave 1 degreacute de
6panmixie individus qui se croisent au hasard agrave limeacuterieur ct une population pour laqudle leacutequilibre de la loi dHardy-Weinberg est respecteacutee (degraveme) heacuteteacuterozygote individu qui possegravede deux allegraveles distincts aux locus homologues des chromosomes parents dun organisme diploiumlde
16
liberteacute lorsque toutes les classes ont un effectif supeacuterieur agrave cinq Dans le cas dun locus dishy
alleacutelique si lun des effectifs est infeacuterieur agrave 5 la probabiliteacute exacte p est calculeacutee suivant le test
de Fisher utiliseacute dans le tableau de contingence 2X2 (VithayasaIuml 1973)
Les descripteurs de variabiliteacute geacuteneacutetique des populations sont donneacutes par les relations
suivantes
a) - pourcentage de loci polymorphes8 P95 = 100x(npn)
avec n == nombre de loci eacutechantillonneacutes et ni nombre de loci polymorphes un locus est
polymorphe lorsque la freacutequence de lallegravele le plus rare est supeacuterieure agrave 005
b) - lheacuteteacuterozygotie correspond agrave la freacutequence moyenne dheacuteteacuterozygotes dans la
population on distingue lheacuteteacuterozygotie obseIVeacutee (ho) et celle attendue dapregraves la loi dHardy-
Weinberg (he)
1=1
Xuuml eacutetant la freacutequence obseIVeacutee du geacutenotype homozygote du iegraveme allegravele contenu dans le locus Ir
h == 1- x~ e iJ
=
x eacutetant la freacutequence attendue du geacutenotype homozygote du iegraveme allegravele
Pour les eacutechantillons de petite taille lutilisation de lindice non biaiseacute (Levene 1949) est
neacutecessaire Le calcul de lheacuteteacuterozygotie attendue seffectue de la faccedilon suivante k
2N(1- LX) he(nb) == __---i-=-=l~_
(2N -1)
ougrave N est le nombre dindividus eacutechantillonneacutes
sur lensemble des loci on effectue la moyenne
=1
c) - lindice de fixation de Wright (FIS) ou de Selander (D) permettent deacutevaluer le
deacuteficit ou lexcegraves dheacuteteacuterozygotes Pour le iegraveme locus ils sont deacutefinis par
8polymorphe un g~ne es dit polymorphe lorsquil preacute~me au moins deux eacutetats distinctS dun caractegravere donneacute
li
Les deux indices se comportent de faccedilon opposeacutee une valeur positive de D correspond agrave
excegraves dheacuteteacuterozygotes et une valeur neacutegatIcircve agrave un deacuteficit en heacuteteacuterozygotes
La diffeacuterentiation geacuteneacutetique des populations est appreacutecieacutee par le calcul dun indice de
fixation moyen FST (Wright 1965) deacutefini de la maniegravere suivante
I-FIT = (I-FIS)middot(I-FST)
ougrave FIT et FIS sont les indices de fixation respectivement des individus agrave la population totale et
agrave ces sous-populations
Les indices de fixation du iegraveme allegravele sont deacutefinis dapregraves Nei (1977) par
~Sj =(~ - P)(Pi - p)
Fm = (~ - p2i)(Pi _ p2j)
avec Pi=Sn wiXuuml Pi=Sn wixi ougrave wi repreacutesente le poids accordeacute agrave chaque sous populations
Les indices de fixation calculeacutes pour le jeme locus agrave k allegraveles sont donneacutes par k
Lx j (1- Xj)~Sj ~Sj =-=--------
Lx j (1- Xi) i=1
k
LX (1- xJFm
LxC1- x) 1-1
Lhypothegravese nulle Ho que la valeur du F ST seacutecarte significativement de zeacutero est testeacutee par
X2=2NFST pour n-1 degreacute de liberteacute (Workman et Niswander 1970) ougrave n est le nombre de
18
10
sous populations et N le nombre total dindividus eacutechantillonneacutes La variance autour de la
moyenne par preacutelegravevement est deacutetermineacutee par la meacutethode du jacknife (Weir et Cockerham
1984) Elle permet de tester la significativiteacute de la valeur moyenne agrave laide dun test-t
Le nombre dindividus migrants entre populations peuvent ecirctre estimeacutes par la relation
Nm = (_1__ 1)4 FST (Wright 1965)
avec N =nombre dindividus fertiles dans la population
m = taux de migration
III RESULTATS
- Indices Physiologiques
Lexamen des indices gonadiques fait apparaicirctre de fortes dispariteacutes entre stations (fig 2a)
Tout dabord le site de lArmorique se distingue par des valeurs tregraves faibles traduisant un
niveau de deacuteveloppement des gonades tregraves reacuteduit ne permettant pas de discerner une peacuteriode
de ponte Le site du DelIee preacutesente un deacuteveloppement des gonades moyen comparable au
teacutemoin (Gleacutenan) mais le pic de deacuteveloppement de printemps nest pas observeacutee bien que la
chute de lindice agrave partir du mois de mai permette dy deacuteceler une ponte La population de
MarIoux preacutesente une eacutevolution assez semblable agrave celle des Gleacutenan avec toutefois des valeurs
nettement plus eacuteleveacutees et deux peacuteriodes de chute dindice Uanvier-mars avril-juin)
Lanalyse des indices de reacutepleacutetion (fig2b) montre un comportement radicalement diffeacuterent
entre les oursins de la rade et ceux des Gleacutenan En effet alors que sur le site teacutemoin on observe
un maximum en hiver et une forte chute de lindice de reacutepleacutetion jusquen avril-ma~ soit un mois
avant la ponte le comportement alimentaire des oursins des sites de la rade semble beaucoup
plus anarchique sur le site de MarIoux les indices de reacutepleacutetion restent eacuteleveacutes mecircme en peacuteriode
de ponte et sur les deux autres sites les valeurs hivernales sont singuliegraverement faibles De
maniegravere geacuteneacuterale les indices de reacutepleacutetion des stations de la rade sont plus stables au cours de la
peacuteriode eacutetudieacutee et plus eacuteleveacutes pendant le printemps et leacuteteacute que sur le site de reacutefeacuterence des
Gleacutenan Ceci semble traduire un besoin eacutenergeacutetique plus constant agrave correacuteler avec la nature du
substrat et la disponibiliteacute des ressources trophiques (Comely amp Ansel 1989)
19
Fig 2 Evolution des indices phvsiologigues de Splzaerecltinus granularis UG et IR)
Indices Gonadiques
Mariaux
+ Armorique
-Q-- DeUee
- -r- - Gleacutenan
Fig2a
Indices de Reacutepleacutetion
25
1 tfi~__ plusmnl~middotmiddotmiddotmiddotmiddott~~-~-~
5 - -- - - ~~~~-TT-~ j ~----+-- ~~ l ~-middot-rgtfmiddotltmiddot J 1 shy
n------~ -t o 1 shy
o J FM AM J J
bullbull -tl- bullbullbull Marlou~
1
1 -+- Armorique 1
~ Dellee
- - - Gleacutenan l
Fig2b
2deg - Feacutecondation et deacuteveloppement larvaire
Les reacutesultats sont rassembleacutes sur le tableau l et les graphes preacutesenteacutes en figure 3 ougrave sont
pris en compte les moyennes de lensemble des expeacuteriences Les taux de feacutecondations moyens
sont eacuteleveacutes sur tous les sites (gt91) On note cependant une reacuteussite des feacutecondations (F)
leacutegegraverement meilleure pour le site des Gleacutenan (fig3a) sans pour autant que les diffeacuterences
soient statistiquement significatiyes sauf pour le site de MarIoux ougrave les valeurs sont
significatrvement infeacuterieures au site de reacutefeacuterence (seuil de confiance 95)
20
Les taux de pluteus normaux (N) obtenus pour les sites de lArmorique et de Marloux sont
significativement infeacuterieurs au site des Gleacutenan choisi comme reacutefeacuterence (respectivement 689
et 812 contre 869 auxiles Gleacutenan cf fig3d)
Le site de lArmorique se distingue des trois autres populations par un taux de blocage au
stade embryonnaire (P2=118) et de pluteus retardeacutes (R=143 fig3e) significativement
plus eacuteleveacutes de plus les tests sur les individus macircles montrent sur cette cateacutegorie des reacutesultats
statistiquement plus eacuteleveacutes que pour les femelles (t=249068 n=38 0=0005)
Le site de Marloux preacutesente un taux dembryons intermeacutediaire entre celui trouveacute agrave la pointe
de lArmorique et celui des Gleacutenan (58 fig3b) Le taux de mortaliteacute (M) y est
significativement supeacuterieur agrave toutes les autres stations (24 contre 08 agrave 12 fig3f)
En revanche aucune diffeacuterence statistique nIa eacuteteacute rencontreacutee en comparant les sites du
Dellec et des Gleacutenan agrave quelque stade de deacuteveloppement que ce soit bien que les reacutesultats
soient geacuteneacuteralement infeacuterieurs pour le site de la rade
Les pluteus pathologiques (Pl) sont du mecircme ordre de grandeur dans tous les sites (37)
et ne permettent pas deacutetablir de comparaison (fig3e)
TABLEAU 1 COllPARAISON DES RESUlJTATS DES TESTS DE FECONDATION
N() P2 ()1
i F() R() 1 Pl () M() 1rmoriq ue Macircles 922plusmn64 13+16689plusmnU5 82plusmn80178plusmn10S 1 38plusmn16
1
Femelles 93Oplusmn45 688plusmn166 108plusmn70 39+16 153plusmn177 L2plusmnL3 11
689plusmn145 Il8plusmnl43Total 1 922plusmn64 143plusmn9A 38plusmn22 12plusmn20 2larloux Macircles 800plusmn42 79plusmn34 41plusmn27928plusmn37 5 1plusmn3 1 28+8
Femelles 91Oplusmn94 824plusmn84 1 59plusmn3 1 33plusmn14 65plusmn61 L9plusmn22 69plusmn36 37plusmn21 58plusmn5O 24plusmn5Total 919+74 812plusmn69
27plusmn27Deliee Macircles 81plusmn3ocirc 33plusmn15 O9plusmnLO925plusmn57 i 850plusmn59 96plusmn56 1 45+16 27plusmn32Femelles l2plusmn24928plusmn61
1 82Oplusmn9O 27plusmn29 10plusmn18Total 89plusmn4iuml 39plusmn22926plusmn58 835plusmn771 1
27plusmn23 O6plusmnO777plusmn50 38plusmn23Gleacutenan Macircles 851plusmn69949plusmn45 - l+ 1)~_J_ 1 34plusmnl7 14plusmn13Femelles LOplusmn14887plusmn72943plusmn44
21plusmn2O 1 O8plusmn1l869+72 1 66+51 1 i 36plusmn2OTotal 946+44
mise en eacutevidence dune diffeacuterence significative entre ies reacutesultats des deux sexes
21
_________________ _
Fig 3 Preacutesentation graphique des reacutesultats des tests eacutecotoxicologigues
Taux de feacutecondation (F)
100
1 1 6 iuml 1 1
agrave~J 9 1
0
1
1~1 l i 1
80_
751 1
Armorique Marioux Deliee Gleacutenan
Fig 3a taux de feacutecondation observeacutes pour chaque station
Embrvons (P2) 00
1 1
11
15
10 T 5 shy
0 Armorique Marloux Deliee Gleacutenan
Fig 3b taux de blocage embryonnaire obseneacutes pour chaque station
Pluteus retardeacutes CR)
25CO
20CO
15CO o
10CO
5CO 1 9 i
OCO
Armorique Martoux Jallee Gleacutenan
Fig 3c taux de pluteus retardeacutes obsenes sur chaque statlon
22
__________________ _
Pluteus nomlaut (N)
100 T iuml ccedil 2751 iuml 2 l Q
l501 1
T251
1
0 Armorique Marloux Deliee Gleacutenan
Fig3d taux de pluteus normaux observeacutes sur chaque station
Pluteus pathologiques (Pl)
8
161
i T shy1l iuml
1 11 14 -
I r-
tJiuml t 1
1 2 1 1
omiddot Armorique Mariaux Deliee Gleacutenan
Fig 3e [mLC de plweus pathologiques observeacutes sur chaque station
Tault de mortaliteacute on
500
400
300 l
200
1
100 J J j J
000
Armorique Mariaux Deliee Gleacutenan
Fig 3 taux mortaliteacute observeacutes pour chaque station
30 - Geacuteneacutetique des populations
Les reacutesultats sont rassembleacutes sur les tableaux n02 et 3 Sur les Il loci eacutetudieacutes on remarque
que la population de lArmorique seacutecarte significativement de leacutequilibre de Hardy-Weinberg
pour 5 loci (PGM-l et 2 IDH-l PGD-l GPI-1) alors que lon observe seulement 2 cas pour
le site de MarIoux TI est agrave noter que dans chaque cas les indices de fLation de la population
de lArmorique sont plus eacuteleveacutes que ceux de MarIoux traduisant une deacuteviation plus
importante Cette observation est correacuteleacutee par une heacuteteacuterozygotie en moyenne plus eacuteleveacutee agrave
MarIoux quagrave lArmorique (0207plusmnO057 contre 0180plusmnO052) Le pourcentage de loci
polymorphes (seuil 95) est de 6364 agrave MarIoux contre 4545 agrave lArmorique
Lindicateur de diffeacuterenciation geacuteneacutetique moyen calculeacute selon la meacutethode de Weir et
Cockerham est faible (FST=00059plusmnO0048) et ne montre pas de diffeacuterence significative Dans
ces conditions lestimation du nombre dindividus eacutechangeacutes par geacuteneacuteration donne une valeur
eacuteleveacutee (Nm=42 12plusmn23 Il)
TABLEAU 2
RESUltŒ DES F-STATISTIQUES
Locus FIS FIT FST
PGM-1 0381 0384 0004 PGM-2 0359 0360 0001 IDH-l 0226 0233 0010 PGD-l 0351 0352 0002 MDH-1 -0013 -0009 0005 MDH-2 -0026 -0013 0013 GPI-1 0346 0352 0012 ME-1 0252 0253 0001 ME-2 -0034 -0030 0005
MT-1 -0051 -0040 0012 MT-2 0137 0137 0000
Moy 0273 0276 0006
24
TABLEAU 3
STRUCTURE GENETIQUE DE DEUX POPULATIONS DE Sgranillaris SUR UNE BASE DE 11 LOCI
Pointe de Marloux Pointe de lArmorigue 1
1 1
Locus allegravele freacuteq Ho He D Het freacuteq Ho He D Het
PGM-l 105 0013 2 1987 0006 0050 - 1 2924 -0658 0073
100 0975 0962
95 0013 0038
PGM-2 110 0025 15 22l77 -0324 0554 - 12 20468 -0414 0512
105 0262 0287
100 0613 0637
95 0087 0075
90 0013 shyIDH-l 105 0081 7 8260 -0153 0223 0015 3 4761 -0370 0140
100 0amp78 0926
95 0041 0059
PGD-l 110 0025 15 19392 -0227 0485 0038 9 18063 -0502 0452
107 0013 shy105 0213 0250
100 0688 0700
95 0050 0013
90 0013 shyltIDH-l 105 - 1 1000 0000 0025 0013 1 1000 0000 0025
100 0988 0988 95 0013 shy
MOH-2 110 - 0 - - - 0025 2 1975 0013 0 049
100 1000 0975
GPI-I 110 0112 Il 14620 -0148 0366 0175 6 11696 -0487 0292
105 0075 shy100 0788 0325
100 0850 0863
95 0025 -ltŒ-1 105 0050 2 3843 -0480 0096 0038 3 2924 0026 0073
100 0950 0962
rv1E-2 105 0013 3 2949 0017 0074 0038 3 2924 0026 0073
100 0962 0962
95 0025 -MT-1 105 0038 6 5734 0046 0143 0025 2 1975 0013 0049
100 0925 0975
95 0038 -MT-2 105 0150 10 10329 -0032 0258 0138 7 9608 -0271 0240 1
Heacuteteacutero~gotIcirce moyenne par locus (non biaiseacutee O207iO057 HeacuteteacuterozygOlIcirclt moyenne par locus (non biaiseacutee == O180iO05 Nombre moyen dallegraveles par locus = 309iO44 Nombre moyen dallegraveles par locus 236iO20 Pourcentage de loci polmorphes (criteacutere 95) == 6364 Po=uge de loci polymorphes (criteacutere 95) =4545
locus preacutesent8llt un deacuteficit en heacuteteacutero~gOles significltl lttest de 1 p$O05)
1
IV 1DISCUSSION
TI ressort de cette eacutetude une convergence des reacutesultats qui reacutevegravele la singulariteacute de la
population de la pointe de lArmorique En effet le cycle de reproduction y est agrave leacutevidence
perturbeacute les valeurs dindice gonadique sont extregravemement faibles et la ponte non deacutecelable Le
taux dingestion est faible Les tests de deacuteveloppement larvaire preacutesentent des anomalies
(blocage aux stades embryonnaires et retard des pluteus) et lanalyse geacuteneacutetique y reacutevegravele pour
pregraves de 50 des loci une deacuteficience en heacuteteacuterozygotes traduisant lagrave une baisse de variabiliteacute
geacuteneacutetique et une deacuteviation par rapport aux conditions dHardYMWeinberg9
Le site voisin de la pointe MarIoux semble beaucoup moins affecteacute le cycle de reproduction
sy deacuteroule tout agrave fait normalement (IG plus eacuteleveacutes que sur le site de reacutefeacuterence) et leacutequilibre
panmictique y est geacuteneacuteralement mieux respecteacute Cependant les tests eacutecotoxicologiques y
deacutecegravelent quelques indices de perturbation les taux de feacutecondations y sont infeacuterieurs au teacutemoin
les embryons preacutesentent quelques blocages et les taux de mortaliteacute des larves sont
statistiquement plus eacuteleveacutes
Les reacutesultats concernant le site du Deliec nindiquent p as de diffeacuterences remarquables par
rapport au site de reacutefeacuterence La peacuteriode de ponte y survient avec un leacuteger deacutecalage sans doute
agrave mettre agrave lactif dune diffeacuterence dans les conditions de tempeacuterature etou de deacuteveloppement
de blooms phytop1anctoniques certains auteurs faisant concorder le deacuteclenchement de la ponte
avec labondance de nourriture disponible pour les larves (Himmelman 1978)
Le comportement des indices de reacutepleacutetion des populations de la rade de Brest savegravere tregraves
distinct de celui de la population de reacutefeacuterence ce qui peut traduire une strateacutegie adaptative
diffeacuterente ou une couverture des besoins eacutenergeacutetiques insuffisante chez les populations de la
rade Cette observation meacuterite notre attention puisque dans le cas de la station de MarIoux le
substrat est semblable agrave celui du site teacutemoin et ne peut expliquer le maintien de lindice de
reacutepleacutetion agrave des niveaux eacuteleveacutes pendant la peacuteriode de reproduction
On peut deacuteduire de ces constatations une distinction entre les populations du fond de la
rade et la station du Deliee situeacutee dans le goulet qui semble a priori exempte de deacutegradation
9Hardy-Weinberg (loi de) loi dheacutereacutediteacute ougrave la preacutesence des gegravenes demeure constante de geacuteneacuteration en geacuteneacuteration en labsence de seacutelection de mutation daccouplements dirigeacutes ou daccidents deacutechantillonnage
26
Les deux populations du bassin Nord subissent agrave leacutevidence linfluence de facteurs
environnementaux qui perturbent leur deacuteveloppement Ces pheacutenomegravenes sont provoqueacutes par
diverses causes dorigine naturelle tout dabord auxquelles viennent sajouter les facteurs
anthropiques
Une certaine hieacuterarchisation dans leacutetat de deacutegradation des sites est agrave prendre en compte En
effet des deux zones perturbeacutees la pointe de lArmorique est celle ougrave les effets se font le plus
durement ressentir
Ces deux stations diffegraverent de par le substrat le reacutegime hydrodynamique et lintensiteacute de
linfluence estuarienne La nature du substrat agrave MarIoux est la mecircme que sur le site de
reacutefeacuterence des Gleacutenan il sagit de fonds meubles composeacutes de maeumlrl vivant recouvert
deacutepiphytes synonymes de ressources trophiques abondantes et disponibles toute lanneacutee ce qui
explique les indices gonadiques eacuteleveacutes observeacutes pour ces deux sites A MarIoux
lhydrodynamisme est calme favorable au deacuteveloppement dune veacutegeacutetation dense dalgues
macrophytes saisonniegraveres (Hily et al 1992) Cette couverture veacutegeacutetale est renforceacutee par
lenrichissement du milieu en sels nutritifs provenant du bassin versant de lElom agrave vocation
agricole (N03-=500 agrave lOOOkgj P043-=30 agrave 700kgj) Les concentrations dans cette zones
sont eacuteleveacutees et varient au cours de lanneacutee elles sont maximales lhiver (N03-=28-51 mgl
P043-=O67-137mgl NH4+=41-37mgl) La preacutesence de ces algues contribue agrave augmenter
et agrave diversifier les ressources trophiques disponibles elle favorise le deacuteveloppement dune faune
diversifieacutee de brouteurs
Sur le site de la pointe de lArmorique par contre le substrat est rocheux et les courants
forts Le couvert veacutegeacutetal y est au contraire clairsemeacute et composeacute dalgues essentiellement
saisonniegraveres La population de lArmorique se trouve donc dans des conditions de ressources
trophiques moins facilement accessibles et plus limiteacutees comme latteste le deacuteveloppement plus
important de lorgane masticateur (par effet compensateur) signaleacute lors dune eacutetude compareacutee
de ces deux populations (Lumingas amp Guillou SOIIS presse) Lanalyse des indices
physiologiques doit se faire en consideacuterant que le degreacute de prospeacuteriteacute dune population reacutesulte
dun compromis entre la nature et labondance des ressources trophiques dune part et dautre
part de leacutenergie que lanimal doit deacutepenser pour collecter digeacuterer et assimiler cette nourriture
27
(Reacutegis 1979) Les deux populations eacutetant au deacutepart placeacutees dans des conditions ineacutegales
lapparition de facteurs exteacuterieurs ne pourrait quamplifier cette diffeacuterence au deacutetriment de la
plus deacutefavoriseacutee
Lexamen comparatif des courbes deacutevolution de tempeacuterature entre le Dellec et la pointe de
lArmorique (stations fixes de mesures hydrologiques) montre un eacutecart de 05 agrave 1degC en faveur
de la partie la plus reculeacutee de la rade (cf Annexe V) En tenant compte de la profondeur on
peut en deacuteduire pour le site de Marloux ougrave la profondeur est faible un eacutecart de tempeacuterature
denviron + l5degC par rapport au Dellec Cette particulariteacute pourrait expliquer la preacutecociteacute de la
maturiteacute remarqueacutee chez la population de Marloux Plusieurs interpreacutetations peuvent expliquer
la chute de lindice gonadique observeacutee en mars interruption dans le deacuteveloppement des
gonades provoqueacutee par les preacutecipitations hivernales (Cochran amp Engelmann 1975 Starr et al
1993) une mobilisation des reacutesenles dues aux conditions climatiques (Guillou amp MicheL
1993) ou au contraire une gameacutetogeacutenegravese preacutecoce comme le laisse supposer la forte valeur de
lindice gonadique en janvier
Les tests de feacutecondation eacutetant reacutealiseacutes dans une eau de reacutefeacuterence les causes de perturbation
du deacuteveloppement larvaire sont intrinsegraveques aux gamegravetes il peut sagir soit de la qualiteacute du
vitellus soit dalteacuterations geacuteneacutetiques soit de laccumulation dans les gonades dun agent
contaminant preacutesent dans le mileu Gamegravetes et embryons doursins sont sensibles agrave un large
eacuteventail de facteurs physiques (tempeacuterature pH saliniteacute etc ) et chimiques (meacutetaux
pesticides PCBs hydrocarbures etc ) ils conviennent eacutegalement pour tester les effluents en
meacutelange (Kobayashi 1971 Dinnel et al 1981 Pagano et al 1987 Lassus et al 1991) ce qui
rend plus difficile la recherche des agents responsables des anomalies observeacutees
On peut tout de mecircme mentionner les fortes teneurs en meacutetaux lourds preacutesents dans toute la
partie Est de la rade (mine de plomb argentifegravere situeacutee agrave Huelgoat) Des mesures reacutecentes de
meacutetaux dans les seacutediments agrave proximiteacute de la pointe de lArmorique font eacutetat des concentrations
suivantes Cu=253 ppm Pb=230 ppm Zn=160 ppm (Troadec corn pers) Les oursins en
tant quorganismes infeacuteodeacutes au seacutediment et participant agrave leur bioturbation sont directement
exposeacutes agrave ce type de contamination Plusieurs eacutetudes in situ font eacutetat de laccumulation de
28
meacutetaux par les oursms notamment dans les gonades et lintestin (Augier et al 1987b
Albanedo et al 1990)
Les tests de toxiciteacute des meacutetaux lourds sur les larves de diffeacuterentes espegraveces doursins ont fait
lobjet de nombreux travaux et les effets de ces polluants sur la feacutecondation et le
deacuteveloppement des larves sont assez bien connus (Kobayashi 1984 Dinnel et al 1989) A
faibles doses les ions meacutetalliques peuvent exercer une action positive caracteacuterisant le
pheacutenomegravene d hormegravese observeacute par Stebbing (1981) sur des colonies dhydrozoaires Une
action semblable est rapporteacutee par Young au niveau du pouvoir fertilisant des spermatozoiumldes
doursins pour des concentrations en divers ions meacutetalliques allant de 10-5 agrave 10-6M (Young amp
Nelson 1974) Cependant il sagit de pheacutenomegravenes marginaux et la tendance geacuteneacuterale de ces
eacuteleacutements se manifeste bien eacutevidemment par un effet toxique Le cuivre le zinc le cadmium
provoquent agrave des seuils diffeacuterents des dommages sur les gamegravetes et leur descendance en
alteacuterant soit la croissance des larves soit la diffeacuterenciation squelettique des pluteus (Bougis
1961 1965 Khristoforova et al 1984 Pagano et al 1982 Hesllnga 1976) Les diffeacuterents
stades larvaires preacutesentent des sensibiliteacutes diffeacuterentes les travaux de Kobayashl (1980)
montrent une plus forte sensibiliteacute des spermatozoiumldes et des larves au stade gastmla ce qui
coincide avec les blocages embryonnaires observeacutes agrave ce stade sur le site de lAlmorique La
preacutesence de meacutetaux dans les gonades pourraient donc logiquement expliquer les reacutesultats
obtenus De plus de fortes preacutesomptions pegravesent sur les rejets de mateacuteriel provenant du service
pyrotechnique de la Marine Nationale sur la pointe de lArmorique
Les reacutesultats dune toute reacutecente analyse effectueacutee par le Laboratoire Municipal de Brest
(aoucirct 94) sur des gonades doursins provenant des trois stations de la rade confirme cette
hypothegravese (cf Annexe VI) Le site de lArmorique se distingue par des teneurs nettement plus
eacuteleveacutees en fer zinc plomb et en cadmium (Fe=263 ppm Zn=356 ppm Pb=075 ppm Cd=076
ppm cest agrave dire selon les meacutetaux entre 2 agrave 5 fois plus que dans les autres stations) Dans
lensemble une certaine contamination meacutetallique peut ecirctre remarqueacutee dont lorigine se situe
dans le trafflc maritime les rejets domestiques et portuaires et les peintures anti-foullng Les
fortes concentrations en zinc proviennent des toitures de lagglomeacuteration brestoise Les
nombreux eacutelevages porcins de la reacutegion peuvent aussi contribuer agrave la pollution en cuivre par
29
lalimentation fournie aux arumaux Cependant la forte contamination locale du site de
lArmorique en fer zinc plomb et cadmium ne peut avoir quune origine ponctuelle qui
confirme les soupccedilons pesant sur les activiteacutes militaires dans ce secteur Compareacutes aux chiffres
trouveacutes dans la litteacuterature les reacutesultats sont coheacuterents Augier et al(1987b) lors dune eacutetude
sur Paracentrotus ividus en baie de Port-Cros avance des concentrations dans les gonades
comparables (Cd=O52 agrave 231 ppm Cu=167 agrave 542 ppm Pb=O33 agrave 117 ppm) mais des
teneurs en mercure sensiblement plus faibles (Hg=003 agrave 004 ppm) Chez une autre espegravece
(Echinometra mathaei) les travaux dAlbanedo et al(1990) indiquent dans une station tregraves
pollueacutee du port de la Havane des concentrations eacuteleveacutees en meacutetaux Fe=l08 ppm Cu=473
ppm Zn=267 ppm chiffres qui sauf pour le cuivre restent infeacuterieurs aux mesures obselveacutees agrave
la pointe de lArmorique Ces auteurs montrent une accumulation des meacutetaux lourds
relativement importante dans les diffeacuterents organes des oursins notamment au niveau du tube
digestif (cas du plomb et du cuivre) il serait inteacuteressant de connaicirctre eacutegalement les doses dans
les autres parties de lorganisme Cette accumulation preacutesentant des fluctuations saisonniegraveres
lieacutees au meacutetabolisme de lanimal un suivi plus reacutegulier des concentrations en meacutetaux devrait
ecirctre envisageacute
Cependant les meacutetaux peuvent ne pas ecirctre les seuls agents agrave mettre en cause Les pesticides
et les hydrocarbures sont eacutegalement susceptibles de pouvoir provoquer des anomalies (cf
Annexe VU) Les PCBs employeacutes dans de nombreux secteurs industriels bien que quelquefois
signaleacutes dans les seacutediments de la zone portuaire agrave des taux importants (PCBs=183
ppbMarchand 1985) semblent agrave eacutecarter En effet Trieff et al (1 988) bien quil mette en
eacutevidence un effet spermiotoxique signale labsence daccumulation de ce type de produits dans
les organismes ce qui preacutesente comme impossible toute influence des PCBs dans les conditions
ougrave les expeacuteriences ont eacuteteacute meneacutees
La preacutesence dans le bassin Nord de rejets de deux stations deacutepuration situeacutees en amont de
la Penfeld exerce aussi une influence sur la qualiteacute bacteacuteriologique des eaux de ce secteur
Leurs apports sont estimeacutes agrave 1014CFIh Dautre part le ruisseau du Relecq Kerhuon situeacute pregraves
de lestuaire de lElom amegravene quant agrave lui jusquagrave 1012CFIh en hiver (source DDE rapport
Saunier eau et environnement) Ces chiffres peuvent apporter une explication aux mortaliteacute
30
des lalVes obselVeacutees pour le site de Marloux des bacteacuteries pathogegravenes preacutesentes dans les
gonades peuvent secirctre deacuteveloppeacutees pendant la peacuteriode dincubation
Les reacutesultats de lanalyse geacuteneacutetique trahissent un deacuteficit en heacuteteacuterozygotes important sur le
site de la pointe de lAnnorique Ce deacuteficit freacutequemment rencontreacute chez les mollusques
bivalves (Buroker 1983~ Singh amp Green 1984) et dautres inverteacutebreacutes marins (Murphy et al
1975 Day amp Bayne 1988) peut avoir plusieurs significations il sagit soit de la preacutesence
dallegraveles silencieux (1) soit dun pheacutenomegravene dinbreeding (2) soit dM effet Wahlund (3) ou
encore du reacutesultat de la pression de seacutelection exerceacutee par les facteurs eacutenonceacutes plus haut (4)
(1) Lhypothegravese de la preacutesence dallegraveles nuls lo est peu probable eacutetant donneacute le nombre de
loci preacutesentant un excegraves dhomozygotes
(2) Le pheacutenomegravene dautofeacutecondation nest pas agrave eacutecarter car des cas dhermaphrodisme
certes peu freacutequents ont deacutejagrave eacuteteacute rapporteacutes sur ce mecircme site (Neefs 1952) Leacuteventualiteacute que
les gegravenes impliqueacutes ne soient pas porteacutes par des chromosomes autosomaux na pas eacuteteacute veacuterifieacutee
(3) Les conditions dhydrodynamisme sexerccedilant sur cette zone peuvent ecirctre invoqueacutees pour
venir conforter la thegravese dun effet Wahlund (conseacutequence dun eacutechantillonnage effectueacute sur
deux sous-eacutechantillons dun mecircme site se comportant comme des populations Mendelliennes
seacutepareacutees)
(4) Une seacutelection exerceacutee par les conditions du milieu reste le)plication la plus probable
Cette influence des facteurs environnementaux comme la preacutesence de meacutetaux mentionneacutee
preacuteceacutedemment sexerce pendant la vie lalVaire peacutelagique mais surtout durant la phase critique
de la meacutetamorphose et les eacutetapes qui suivent le recrutement La meacutetamorphose chez les oursins
sulVient apregraves une peacuteriode variable de vie lalVaire pouvant durer selon les espegraveces et les
conditions entre 5 et 22 semaines (Strathmann 1987) ce qui expose les larves agrave de nombreux
aleacuteas Certains auteurs eacutevoquent limportance du recrutement comme facteur dheacuteteacuterogeacuteneacuteiteacute
geacuteneacutetique entre populations (Watts et al 1990) Or une eacutetude comparative des populations
des deux sites concerneacutes a montreacute une forte irreacutegulariteacute du recrutement dans la population de
Marloux par rapport agrave celle de la pointe de lAnnorique (Lumingas amp Guillou sous presse)
Ces auteurs imputent ce pheacutenomegravene au spectaculaire deacuteveloppement dalgues qui apparaicirct
IOallegravele nul (ou silencieux) est dit dun allegravele qui ne sexprime pas sur le gel
31
chaque anneacutee sur ce site agrave la faveur des apports fluviaux en eacuteleacutements nutritifs Dune part il
inhiberait laction attractive du maeumlrl dautre part la deacutecomposition de ces veacutegeacutetaux agrave
lautomne provoquerait la mortaliteacute des recrues en reacuteduisant la couche superficielle du seacutediment
et entraicircnerait le deacuteveloppement dun film bacteacuterien empecircchant 1a fixation des post~larves Le
site de la pointe de lArmorique semble au contraire avoir des recrutements reacuteguliers
Les groupes de recrues connaissent donc des destins diffeacuterents sur les deux sites ce qui
pourrait expliquer les diffeacuterences dheacuteteacuterozygotie observeacutees
Pour confirmer cette hypothegravese il conviendrait de comparer des eacutechantillons plus grands
dindividus de mecircme agravege correspondant agrave une peacuteriode ougrave le recrutement a eacuteteacute bon sur les deux
sites voire mecircme de comparer directement les geacutenotypes des jeunes individus recruteacutes dans les
deux sites Dautre part la comparaison du site de la pointe de lArmorique avec celui du
Dellec pourrait fournir des indications importantes pour confirmer lhypothegravese de lexistence
dune pression de seacutelection
V 1CONCLUSION
Leacutetude des phases de reproduction et deacuteveloppement larvaire des populations doursins de
la Rade de Brest met en eacutevidence des troubles fonctionnels chez les populations du bassin
Nord proches de la zone portuaire en particulier sur le site de la pointe de lArmorique qui
contraste avec les bons reacutesultats obtenus pour le site du Dellec sous influence oceacuteanique La
convergence des donneacutees de geacuteneacutetique avec les reacutesultats observeacutes confirme la validiteacute de la
meacutethode utiliseacutee et renforce la fiabiliteacute de Sgranularis comme bioindicateur
Les causes de ces deacuteregraveglements sont sans doute multiples aussi ce travail meacuterite-t-il un suivi
agrave plus long terme Leacuterude des diffeacuterents paramegravetres influenccedilant les conditions de vie des
oursins de la pointe de lArmorique (tempeacuterarure saliniteacute seacutedimentologie biomasse matiegravere
organique ) ainsi que des essais de transplantations in situ dindividus sains devraient
permettre de mieux preacuteciser les facteurs responsables de ces perturbations
Quant aux premiers reacutesultats danalyses des teneurs en meacutetaux lourds du Laboratoire
Municipal ils devraient ecirctre eacutetendus agrave dautres parties du corps (test intestin) et effectueacutes sur
un cycle annuel y compris sur le site des Gleacutenan
32
VI 1BffiLIOGRAPHIE
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ANNEXEI
SCHEIHA DU PROTOCOLE EXPERThlENTAL DES TESTS DE FECONDATION IN VITRO
oursin9 gonades
~ eau ae mer 1iltreacutee (045I-lm)
soies (200l-lm)
Dfiltration
eau de mer filtreacutee (045I-lm)
deacutecantation ovocytes
oursin ltJ ---+ gonades -
filtration soies (60~m) ~
D~
middot middot middot middot
30 ml bd
lavages et dilutions
1 1 1 1 1 1
bull bull bull bull bullbull ~
~~~ ~
env 1500 ovocytesml
m~ 1
env 50 ovocytesml
39
AtlNEXE II
ELECTROPHORESE
Installation des eacutechantillons
a coupe pratiqueacutee dans le gel b eacutechantillons
Montage du circuit
a tampon deacutelectrodes b eacuteponges c eacutelectrodes relieacutees au geacuteneacuterateur d ligne dinsertion des eacutechantillons
40
ANNEXEIll
PREPARATION DES SOLUfIONS DELECTROPHORESE
Tampon Tris Citrate pH 8 (TC 8)
- Electrodes Tris (062M) 756 g
Ac citrique (014M) 300 g eau distilleacutee qsp 1 l
- Gel 30 ml de tampon eacutelectrodes dans 900 ml deau distilleacutee
ajuster agrave pH 8 avec du Tris (lM) ou de lacide citrique (lM)
Tampon discontinu Tris Citrate pH 67 (TC 67)
- Electrodes pH 63 Tris (022M) 270 g
Ac citrique (008M) 180 g eau distilleacutee q sp 1 1
ajuster agrave pH 63 avec du Tris (lM) ou de lacide citrique (lM) - Gel pH 67
Tris (0008M) 097 g Ac citrique H20 (0003M) 063 g
eau distilleacutee qsp 1 1 ajuster agrave pH 67 avec du Tris (lM) ou de lacide citrique (lM)
Reacutesolution obtenue par systegraveme enzymatique
Muscle Tube Digestif Gonades Nbre Locus TCPH8 TC pH TC pH 8 1 TC pH li TC pH 8 1 TC pH dallegraveles
67 67 1 67
AAT-1 +
AAT-2 + 2
GPD-l IDH-1 + + + +
LAP-1
l1DH-1 ++ )
l1DH-2 +++ ++ 2 ME-l + 2 ME-2 + ++ 3
PGD-1 ++ + 6 PGI-1 +_
- ++ ++ 4
PGM-1 + + 3 PGM-2 +++ ++ 4
bull Faible ++ Bonne + Moyenne +++ Tregraves bonne
41
ANNEXE IV
SOLUTIONS DE COLORATIONS
AAT (Aspartate-aminotransfeacuterase)
Tris A 80 ml AccxCeacutetoGlutarique 100 mg Ac Aspartique 200 mg Phosphate de pyridoxal 10 mg dissoudre veacuterifier que pH lt 74 (ajuster avec Tris LM) verser et incuber agrave 37degC pendant 15 min puis ajouter Fast Blue BB 100 mg
IDH (Isocitrate deacuteshydrogeacutenase)
Tris A 70 ml Isocitrate (0 lM) 8 ml MnCl2 (025M) 06 ml MgC12 (OSM) 05 ml ajouter avant coloration Isocitrate (poudre) 10 mg NADP 1 2 ml PMS 1 ml NET 1 ml lvITT 05 ml
MDH (Malate Deacuteshydrogeacutenase)
Tris A 10 ml MgCl2 (OSM) 02 ml Ac Malique (2M) 3 ml NAD 1 15 ml puis ajouter avant coloration PMS 03 ml NET 07 ml MTT 07 ml +Agar dans Tris A tiegravede 10 ml
6PGD (6Phosphogluconate Deacuteshydrogeacutenase)
TrisA 10 ml MgC12 (OSM) 15 ml 6Phosphogluconate 20 mg puis ajouter avant coloration NADP 1 01 ml PMS 01 ml NET 02 ml tvm 02 ml +Agar dans Tris A tiegravede 10 ml
GPI (Glucose-Phosphate Isomeacuterase)
Tris A 10 ml MgC12 (O5Ivi) 1 ml Fructose 6P 10 mg puis ajouter avant coloration NADP 1 05 ml PMS 05 ml NET 05 ml MTT 05 ml G6PDH 6~Ll ou 17u +Agar dans Tris A tiegravede 10 ml
LAP (Leucine-aminopeptidase)
Tris-Malate 90 ml preacutechauffeacute agrave 30degC MnCl2 (01r1) 1 ml MgCl2 (05lvf) 1 ml Lleucilj3Naphthylamine 15 agrave 20 mg incubation 30 min agrave 37degC ajouter avant coloration Fast Gamet GBC 60 mg dilueacute dans quelques gouttes de Tris-Malate (manipuler ce produit avec des gants)
ME (Malice-Enzyme)
Tris A 10 ml MgCl2 (O5~1) 15 ml AcMalique (2tv1) 1 ml puis ajouter avant coloration NADP 1 01 ml PMS 03 ml NET 07 ml MTT 07 ml +Agar dans Tris A tiegravede 10 ml
PGM (phosphoglucoMutase)
Tris A 10 ml MgCl2 (05)11) 1 ml Glucose IP (+15 diP) 100 mg puis ajouter avant coloration NADP 1 05 ml PMS 05 ml NET 05 ml lvITT 05 ml G6PDH 6~1l ou 17u +Agar dans Tris A tiegravede 10 ml
42
9
----- - - - _----- - -
W~--shy
ANNEXEV
Tempeacutelllture il linterface eaumiddotseacutediment au site du Dlilec
17 T middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot-middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot-middot_middotmiddotmiddotmiddot-middot-middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot-middot--middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot-middotmiddot--- - -- ----_--- -- - shy
16 +--- ---------- --__--shy
15 --- -- ---- - --- middot - middot-middotmiddot-middotmiddotmiddot-middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot_-middot-middot -middotmiddotmiddotmiddot-middot-middot-middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot-middotmiddot middotTt~hl~ - ------ Ecirc 14 - - -- --------- ---middot---middot-middotmiddot-middot-middot-trrfo-r~~wbWljl~I~~~--------------t-------------iiiiJiI~i~L--_-----------------------8 12 YrljVWfAI--shy --shy - shy _-----------------------------
middotmiddot-middotmiddot~IImiddot middotmiddot-middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot-middotmiddotmiddotmiddot-middot --middotmiddot--shy - ------------_- ----------11 t-middot
10 ~~--shy --- ----_-- - -- - - ------------_-
~ ~ ~ ~ 3 5 = 3 -~ shy
~ ~ = ~ ~ ~ 7 ~ 7 7 ~ ~ lt lt jf ~ r- ~ C t- C ~ oA C 0 0 0 0 ~ shy0 0 N
~
Tempeacutelllture il linterfue eau-seacutediment il la pointe de lAnnorique
11 ~ li ~ ~ ~ ~ ~ of j ~ ~ i ~ f N M ~ M ecirc ~ M
(donneacutees LR-i CvRS D1513 Faculteacute des Sciences Brest)
43
ANNEXEVI
TENEURS EN QUELQUES METAUX LOURS DANS LES GONADES DOURSINS DE LA RADE DE BREST
1Armorique (n=7) lIurloux (n=8) Deliee (n=8) 1
Fer (Fe) mgfKg 2869plusmn141O 531plusmn438 410plusmn250 1
lt 02Plomb (Pb) mgfKg O75plusmnO24 026plusmnO18
Cuivre (Cu) mgfKg O76plusmnO33 030plusmnO Il 045plusmnO42
Cadmium (Cd) mgIKg 396plusmnO55464plusmn125 463+12
Zinc (Zn) mgfKg 3563plusmn2828 1811=1241 1528plusmn1506 i
1
Mercure (Hg) mgfKg 026plusmnO12 018plusmnO08 020plusmnO13 1
(donneacutees Laboratoire lvllmicipal de Brest 16 rue Alexandre Ribot - J928iuml BREST Cedex Ofi0894)
ANNEXE VII
Agents toxiques essayeacutes pour leur toxiciteacute sur le deacuteveloppement la reproduction
et pour leur toxiciteacute geacuteneacutetique sur les embryons et le sperme doursins
(dapregraves PAGAl~O et al 1987)
Classe d aogents___+-____Agent=-s____~r__---Reacute~feacuterences___--1
1 Agents Physiques Rayons X RUST AD 1959 Rayons r GIORDANO et al 1983 Lumiegravere visible PAUL et al 1970
SPECK et al 1980
II Agents chimiques A Inorganiques Arsenic PAGANO et al 1982a
Beacuteryllium GIORDAlIO et al 1983 Cadmium PAGANO et al 1982b Chrome PAGA1-iO et al 1983a Cuivre HESLINGA 1976
PAGANO et al 1986 Mercure KOBA YASHI 1980 Nickel GIORDANO et al 1982 Changements de pH PAGANO et al 1985a 1985b
CIPPOLARO et al 1986 DUBE et al 1985
Zinc GIORDANO et al 1983 PAGANO et al 1986
B 1 Organiques 1 - Polluants industriels Peacutetrole dispersants du peacutetrole HAGSTROM et LONNING 1976
Pesticides organochloreacutes FALK-PETERSEN1979 BRESCH-ARENDT 1977
Styregravene et deacuteriveacutes PAGANO et al 1978 Dipheacuteny1 dipheacutenyl ether PAGANO et al 1983b PCBs ADAMS 1983
PAGANO et al 1985c
2 - Canceacuterigegravenes Acridines BRACHET 1968 Benzo(a)pyregravenes DE ANGELIS et GIORDANO
1974 HOSE et al 1983
712 dimeacutethy1benz( a)anthracegravene DE ANGELIS et GIORDkIO 1974
TPA (phorbol ester) BRESCH--RENDT 1978 Urethane NAKASHIMA et ISHIKAWA
1978 3 - Composeacutes pharmaceutiques Agents antineacuteop1astiques REN1llLARD et al 1975
WANG et al 1977 Thalidomide HAGSTROM et LONNING 1973 Acide nalidixique CZ1TN etaI 1981 Povidone iodine ROZENKRANZ et al 1980
III Meacutelanges KOBAYASHl 1971 1984 KINAE et al 1981 OSHIDA et al 1981 DINNEL et al 1981
LES MEacuteTAUX LOURDS DES PRODUITS MAnlNS AUX CONSOMMATEURS
(Les v(Jlours m6us uang ce
Ooso quotishydienne
Il eacutecossai ro fi lhomme
(ell IlIl)
Dose toxique
pOUf lIl(Hl li)] Il
(1)
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dan~ 1es al ililUlllS
(1l1Uk~raquo
EltlU ltIll Ilwr (111]1)
AlrJucs (lilgkJ )
Mollusques (IlIUkg)
Cfuslncocircs (11111111)
Poissons (muka)
Arsenic
001 ~O 02 mg
III 70 1119 1 SOllt mOrlols
0002-0001
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7 -120
15 17 (rwvolln)
25-75 (oOndill)
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01
000005
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er1llllent rellcontreacutees dlIls les publications ctuel
Cuivre
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Mollusqull 110
0003-001
17-124
GO-900 (Iluitru)
20-90 (convoi)
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0000 03
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O02G-O2
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Plomb
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Zinc
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0001-001
il2-Hi)
100-1 GOO (lIl1illO)
122-18 1 (1Il1IrlllI)
02middot1 200 (llilrell~1 )
---------- ----shy
fi (JIIIIUIIIaS
Les doses admissibles dilfl~ les aliments sonl exprillleacutees en millilrammes par kilogramme daliment
Les concclltrations daJis les produits rnHIcirclls sont (ouloS oxprilllUcircfS CIl lllilliJtallHllCS pM kilonriltlHlw do Illnliegravero segravecho
Chnque (ois qlll cela a ugravet possillln on il if)diqur~ entre p1fef)lhegravesos dnns qllJllc csplco nvait ocirctri trouveacutee ln plus (orte dosn
(1) [n CilS diumlnDntioll Cil IIlle scule (ois (SOllfce Rapport du Groupe Irleflilinisteacuterid des prohl~llIes de Pollution de la Mer 1(73)
EXTRAITS DE lA CIRCUlAIRE DU 13 MAl 1991
Circulaire du Ministegravere de lEnvironnement creacuteant les contrats de baie
Les eaux inorales franccedilaises doivent se situer en permanence agrave un niveau de qualiteacute suffisant pour ne pas mettre en peacuteril les eacutecosystegravemes cocirctiers qui constituent un eacuteleacutement majeur du patrimoine eacutecologique national ()
Lapproche retenue rient compte de la diversiteacute et de la complexiteacute des situations rencontreacutees ie long des cocirctes franccedilaises Certains SeCIeurs son principalement affecteacutes par des pollutions chimiques (meacutetaux etou composeacutes organiques ( )
De plus les pheacutenoTregravenes regroupeacutes sous une mecircme appeiation (egraveystrophies marines par exemple) reacutesJltent r jait de meacutecanismes diffeacuterents dont les c1uses et les facteurs de maitrise dofent ecirctre deacutetermineacutes dans chaque cas particJpr afin decirctre certain de mettre en oeuvre au plus juste coucirct des remegravedes efficaces ( j
n apparaft au corraire que pour chaque secteur C littorc oi une action est neacutecessaire a soluor adeacutequate ne peut ecirctre trouveacutee cu au niveat loca~ en associant tous les resporsables co-erneacutes Un outil nouveau est proposeacute le Contrat de Baie dont linitiative peut br= prise par lEtat mais aussi par dautrs acteurs (collectiviteacutes locales cssociatiors rotamment) ()
Chaque Cartrat de 3aie doit correspondre agrave une uniteacute middot-orale rmogegravene ()
Puisque la lutte ccr-se la pollution des eaux littorales ne peut ecircrr= efficace que par la prise
en compte des apports de Jensemble du bassin versant le Contrat de Baie doit ecirctre eacutelaboreacute agrave ce niveau
Pour eacuteviter ces eacutecueils tout Contrat de Baie devra reposer sur une connaissance aussi preacutecise que possible
bull de lensemble des sources de poiJution affectant le secteur rejets coners (ponctuels ou diffus) apports par les cours deau immersions de deacuteblais de dragage etc
bull des meacutecanismes de transfert des pollutions au milieu marin
bull des caracteacuteristiques du milieu reacutecepteur (morphologie courants caracteacuteris-tiques hvdrochimiques et biologiques)
bull des USIlges agrave proteacuteger et des zones sensibles du point de vue eacutecologique
Puisque lameacutelioration de la qualiteacute des eaux dun secteur du littoral implique de deacutefinir un programme concernant lensemble du bassin versant la maicirctrise douvrage de leacutetude ne pourra en geacuteneacuteral ecirctre confieacutee qu acirc une collectiviteacute locale de niveau supra shycommunal ()
L finaii du Contrat de Baie est dinciter les divers panenaires concerneacutes en particuer es coliegrave-ivieacutes locales agrave deacutepasser le cadre des scheacutemas classiques dassainissement dans tcs les cas c des dispositions speacutecifiques doivent ecirctre prises pour restaurer la qualiteacute des eaux (
profonde et intertidale) pour mesurer les adaptations geacuteneacutetiques de ces animaux vis agrave vs des
contraintes eacutecologiques (Siebenaller 1978 Bristow amp Vadas 1991) Ce travail vise agrave eacutevaluer
la variabiliteacute geacuteneacutetique preacutesenteacutee par S granularis dans les populations des deux stations les
plus exposeacutees qu~ quoique voisines geacuteographiquement ont montreacute des diffeacuterences
morphologiques et deacutemographiques tregraves marqueacutees (Lumingas amp Guillou sous presse) Cette
partie a eacutegalement pour but de mesurer le degreacutes de diffeacuterenciation existant entre ces deux
populations pour apporter une explication geacuteneacutetique agrave ces observations
A terme ce travail tend agrave mieux connaicirctre les reacuteponses de lespegravece et agrave estimer leacutetat de
pollution de la rade sur les sites choisis en diagnostiquant si possible les agents responsables
des deacuteregraveglements observeacutes
il 1MATERIEL ET METHODES
1deg - Lespegravece
Sphaerechinus granularis (Echinodermata Echinoidea Toxopneustidae) est une espegravece
comestible de grande taille pouvant atteindre 14 cm commune dans lheacutemisphegravere Nord sur les
cocirctes de lAtlantique-Est depuis la Manche occidentale jusquau Golfe de Guineacutee (Koehler
1921) ainsi quen Meacutediterraneacutee (Tortonese 1965) Sa reacutepartition verticale seacutetend de la zone
intertidale jusquagrave 130 m (Cherbonnier 1958) sur divers substrats en fonction des classes dacircge
et des preacutefeacuterences alimentaires (Guillou amp Michel 199) En rade de Brest les plus f011es
populations se rencontrent essentiellement sur les fonds seacutedimentaires grossiers recouverts de
maeumlrl vivant (Lithothamnium corallinoiumldes Crouan)
2deg - Le milieu
La rade de Brest est une vaste eacutetendue deau de plus de 150 km2 qui communique avec la
mer dIroise par un goulet de 18 km de large et de 20 m de profondeur Elle reccediloit les apports
de deux riviegraveres principales au Nord-Est lElorn (6m3 s de deacutebit moyen) au Sud-Est lAulne
(24m3s de deacutebit moyen) Les bassins versants de la rade repreacutesentent pregraves de 2800 km2 qui
sont essentiellement consacreacutes agrave lagriculture
7
Il est possible pour simplifier de subdiviser la rade elle-mecircme en trois zones un bassin
Nord tout dabord agrave lembouchure de lElorn ougrave se concentrent les activiteacutes portuaires de
Brest ensuite un bassin Sud recevant les eaux de lAulne moins urbaniseacute et mieux proteacutegeacute de
linfluence portuaire mais plus exposeacute aux effluents agricoles enfin une zone de meacutelange
formant un tourbillon dans la partie centrale de la rade allant des alentours de la presquicircle de
Quelem jusque dans le goulet
Le choix des sites sest porteacute sur quatre zones propices au deacuteveloppement de S gramllaris
dont trois dans la rade la derniegravere dans les icircles Gleacutenan en fonction de leurs diffeacuterentes
caracteacuteristiques La situation geacuteographique de chaque station se trouve illustreacutee en figure 1
- (1) Pointe Marloux situeacutee dans le bassin Nord proche de la zone portuaire dans une
zone de calme relatif laquo1 noeud en vives eaux) Le fond est constitueacute de maeumlrl pur la
profondeur est faible (5 m) Une eacutetude de la dynamique des populations a reacuteveacuteleacute de fortes
irreacutegulariteacutes dans le recrutement (Lumingas et GuiIlou sous presse)
- (2) Pointe de lArmorique situeacutee agrave lembouchure de lAulne ougrave la preacutesence de lIle Ronde
concentre les courants de mareacutee dans un chenal eacutetroit qui amplifie leur vitesse Gusquagrave 3
noeuds) Linfluence estuarienne y est encore ressentie le seacutediment est heacuteteacuterogegravene composeacute de
sable coquillier grossier et de deacutebris de maeumlrl la profonegraveeur peut atteindre jusquagrave 20 m au
milieu du chenal
- (3) Anse du DelIee zone rocheuse situeacutee dans le goulet de Brest directement sous
influence oceacuteanique Lhydrodynamisme est assez fort (gt2 noeuds en vives eaux) favorable au
deacuteveloppement dune couverture algale importante La zone de preacutelegravevement se situe sur une
pointe rocheuse appeleacutee pointe du Diable agrave labri des effets de lagglomeacuteration voisine agrave une
profondeur maximale de 10 m
- (4) Archipel des Gleacutenan en Baie de Concarneau Bretagne-Sud agrave leacutecart de toute
pollution anthropique et ougrave la population doursins connaicirct un large essor (Guillou et Michel
1993) et fait lobjet dune pecirccherie artisanale Cette derniegravere station sera consideacutereacutee comme site
de reacutefeacuterence
8
Fig 1 Preacutesentation de la rade de Brest
o
BREST
Rade de Brest
5km
Ile Q Ronde
Presqujle de Plougastel
Chenal de lAulne
r-f1
~r ltgt r Brest
~ ~RETAGNE
0- ~~ t-~
(Glenan) ~
9
3deg - Echantillonnage
Indices physiologiques
La reacutecolte seffectue par dragage ou en plongeacutee selon raccessibiliteacute agrave la cocircte par bateau
La drague utiliseacutee est large dun megravetre eacutequipeacutee dun filet de 2 cm de maille La dureacutee des traits
de drague est denviron 5 minutes Le mateacuteriel est ensuite fixeacute dans lalcool agrave 70 0 Le calcul
des indices neacutecessite un eacutechantillonnage mensuel commenceacute sur certaines zones depuis
deacutecembre 1993 puis prolongeacute dans cette eacutetude jusquau mois de juillet 1994 Pour chaque
mois un eacutechantillon de 30 individus dune classe de taille standard de 80middot90 mm est preacuteleacuteveacute
Feacutecondations
La reacutecolte des oursins seffectue en employant les mecircmes techniques que preacuteceacutedemment
Toutefois les animaux sont maintenus vivants et agrave labri des eacutecarts de tempeacuterature en les
conservant agrave bord dans un circuit deau de mer et en eacutevitant le deacuteclenchement dune ponte
Chaque eacutechantillon comporte une quarantaine dindividus de taille variable de faccedilon agrave pouvoir
disposer dun choix satisfaisant danimaux matures et dun sex-ratio eacutequilibreacute Deux
preacutelegravevements par site sont reacutealiseacutes entre mai et juin durant la peacuteriode de reproduction
4deg - Meacutethodes
Calcul des indices physiologiques
Le cycle de reproduction est eacutetudieacute par lintermeacutediaire de lindice gonadique (1 G) qui
est le rapport entre leacutetat des gonades et le poids corporel Leacutevolution dans le temps de ce
paramegravetre permet de mesurer leffort de reproduction et de situer la peacuteriode de la ponte La
relation employeacutee est la suivante
LG==Poids secs gonades x 106 Dtest3
Lindice utiliseacute fait intervenir le poids sec de gonades et le diamegravetre du test (Dt est) en
raison dune part de la bonne correacutelation entre taille et poids du test dautre part des fortes
variations engendreacutees par lutilisation de volumes ou de poids humides (Gonor 1972)
Lindice de Reacutepleacutetion du tube digestif (IR) correspond au rapport du poids de lintestin et de
son contenu sur le poids du corps Ce paramegravetre reflegravete lintensiteacute de leffort de collecte de
nourriture
10
La relation est donneacutee par Neacutedeacutelec (1983)
IR = Poids sec intestin x 106 1Dtest3
Les variations de ce paramegravetre permettent de suivre leacutetat des besoins trophiques des
individus et complegravetent les renseignements apporteacutes par lindice gonadique Les oursins sont
mesureacutes au mm pregraves ouverts sur la face orale agrave raide dun marteau puis disseacutequeacutes Les
gonades et les intestins sont preacuteleveacutees et seacutecheacutes agrave leacutetuve agrave 60degC pendant 48 agrave 72 h selon leacutetat
de maturiteacute En peacuteriode de maturation des gonades des eacutemissions accidentelles de produits
sexuels sont quelquefois provoqueacutees par la fixation dans lalcoo~ ces produits doivent ecirctre pris
en compte dans les mesures dindices gonadiques Pour obtenir des reacutesultats comparables sur
tous les sites les indices sont calculeacutes sur des eacutechantillons moyens appartenant agrave la mecircme
classe de taille (80~90 mm)
Tests defeacutecondations
Les animaux reacutecolteacutes sont maintenus vivants en aquarium dans un circuit deau de mer en
salle thermostateacutee (15degC) Les eXPeacuteriences doivent ecirctre effectueacutees dans les 24 h en raison du
stress occasionneacute par le ramassage Les bioessais sont reacutealiseacutes en eau de reacutefeacuterence provenant
de leacutecloserie IFREMER dArgenton reconnue de bonne qualiteacute filtreacutee sur cartouches
Sartorius de OA5 lm de porositeacute Pour chaque manipulation dix individus macircles et di
femelles sont seacuteleacutectionneacutes de maniegravere agrave reacutealiser deux seacuteries de tests en parallegravele chaque macircle
eacutetant testeacute par le meacutelange des dix femelles et chaque femelle par lensemble des di macircles soit
vingt essais par station reacutepeacuteteacutes agrave deux reprises entre mai et juin Les individus sont ouverts aux
ciseaux en zone eacutequatoriale et disseacutequeacutes afin de preacutelever les gonades Les gonades macircles sont
conserveacutees au sec pour eacute-1ter lactivation du sperme (lexceacutedent aqueux est eacutelimineacute agrave laide
dune poire) et maintenues au reacutefrigeacuterateur jusquagrave leur emploi Les gonades femelles sont
conserveacutees en eau de mer pour garder intacts les ovocytes elles sont ensuite tamiseacutees sur soies
de 200 lm pour eacuteliminer les deacutebris dovaires Les gonades macircles sont tamiseacutees sur soies de
60 lm pour reacutecupeacuterer le sperme propre Les ovocjtes sont laveacutes par seacutedimentation et dilution
les ovocytes immatures et les deacutebris de gonades eacutetant agrave chaque fois eacutelimineacutes Pour chaque
femelle la concentration est ameneacutee agrave 1500 ovocytesml par dilutions successIcircves dans un
11
temps le pool de dix femelles est constitueacute avec la mecircme densiteacute Apregraves tamisage du sperme
des dix individus macircles un pool est aussi reacutealiseacute avec une microgoutte de chaque filtrat
Chaque essai se deacuteroule dans des pots en polystyregravene steacuteriles dans lesquels agrave 30 ml deau filtreacutee
sont inoculeacutes 1 ml de solution dovocytes et 05 ml de sperme dilueacute (2 gouttes de sperme sec
dans 100 ml) Les ovocytes feacutecondeacutes sont alors mis en incubation dans une armoire
thermostateacutee agrave 155degC soit 20degC agrave 25degC de plus que la tempeacuterature du milieu naturel ceci
dans le but deacuteviter les effets neacutefastes pour le deacuteveloppement des larves dun eacutecart de
tempeacuterature trop eacuteleveacute Un scheacutema du protocole expeacuterimental est preacutesenteacute en annexe I
Lobservation du taux de reacuteussite de feacutecondation seffectue une heure trente apregraves le
meacutelange des gamegravetes
Le comptage des diffeacuterentes cateacutegories de larves est reacutealisable apregraves 5 jours dincubation
Les observations des larves reposent sur 5 critegraveres deacutefinissant chacun un type de larves
diffeacuterent (Pagano et al 1989)
N pluteus normal ayant suivi un deacuteveloppement convenable
R plut eus retardeacute ou inhibeacute dont la taille natteint pas la moitieacute de la normale
Pl pluteus pathologique preacutesentant des malformations du squelette
etou du tube digestif
P2 embryons dont le deacuteveloppement siest arrecircteacute agrave diffeacuterents stades
(morula blastula gastrula ou prisma)
M larye ou embryon mon
Lexamen de la qualiteacute des larves obtenues sur chaque site mesure laptitude des animaux
preacuteleveacutes sur cette zone agrave produire des larves viables en eau de mer de reacutefeacuterence traduisant
ainsi limpact de lenvironnement sur la qualiteacute des gamegravetes
Geacuteneacutetique des populations
Les recherches en geacuteneacutetique meneacutees ces derniegraveres anneacutees sont orienteacutees vers une connaissance
approfondie des meacutecanismes adaptatifs des populations danimaux marins notamment par
leacutetude des isoenzymes impliqueacutes dans divers processus meacutetaboliques Ains~ ladaptation de la
population agrave son environnement est deacuteceleacutee par la variabiliteacute des gegravenes enzymatiques Lanalyse
12
PLANCHE 1 Deacuteveloppement larvaire de Sphaerechinus granularis
- lt shy0
-
shy
embryon (P2) pluteus retardeacute (R)
pluteus pathologique (Pl) pluteus normal (N)
13
des structures geacuteneacutetiques a volontairement eacuteteacute reacuteduit agrave deux stations (Marloux et Armorique)
en raison dune part du deacutelai imparti agrave cette eacutetude et dautre part dune eacutetude comparative de
populations deacutejagrave effectueacutees sur ces deux sites (Lumingas amp Guillou sous presse) Dans cette
eacutetude a eacuteteacute analyseacute le polymorphisme l enzymatique des deux populations mesureacute par
eacutelectrophoregravese sur gel damidon En effet cette technique reposant sur le caractegravere amphotegravere
des proteacuteines elle permet de deacuteceler les variations de charges nettes des sous-uniteacutes
constituant le systegraveme enzymatique eacutetudieacute de sorte que les substitutions entre acides amineacutes
dans la structure primaire de la proteacuteine sont rendues visibles Ces substitutions eacutetant issues de
mutations sur les codons dau moins un nucleacuteotide de lADN (Ayala 1982) il sagit donc bien
lagrave dun reflet du patrimoine geacuteneacutetique Cependant toutes les mutations de triplet ne sont pas
deacutecelables en raison de la redondance du code geacuteneacutetique de mecircme que les substitutions
dacides amineacutes qui ne modifient pas la charge nette de la proteacuteine Cest pourquoi lon
considegravere que les deux tiers des mutations ne sont pas deacutetecteacutees (Ne~ 1972) Dune maniegravere
geacuteneacuterale la variabiliteacute geacuteneacutetique des organismes se trouve donc sous-estimeacutee
Les oursins rameneacutes frais au laboratoire sont aussitocirct disseacutequeacutes et des eacutechantillons de
diffeacuterents organes (muscle gonades appareil digestif) sont preacuteleveacutes sur chaque indhidu et
placeacutes seacutepareacutement dans un cocircne dEppendorf annoteacute et conserveacute au congeacutelateur (-70degC) Un
lot de 40 individus par site est ainsi preacutepareacute Les eacutechantillons sont ensuite broyeacutes agrave volume eacutegal
dans une solution de tampon de-traction (TRIS 00 lM + NADP 1 + EDTA) ajusteacutee agrave
pH 68 puis centrifugeacutes agrave 10000 g pendant 15 minutes agrave FC Les eacutechantillons sont placeacutes dans
des gels agrave 11 damidon en impreacutegnant de petites bandes de papier Whattman TM n)3
introduits perpendiculairement au gel apregraves avoir deacuteposeacute au preacutealable quelques gouttes de bleu
de bromopheacutenol pour visualiser le front de migration Les gels sont refroidis durant toute la
dureacutee de la migration par un systegraveme de plaques de refroidissement placeacutees au dessus et en
dessous du moule La migration est anodique Un scheacutema du montage est figureacute en annexe Il
La composition des tampons deacutelectrophoregravese et les reacutesolutions obtenues sont donneacutees en
annexe III Les eacutechantillons peacutenegravetrent dans le gel pendant une preacute-eacutelectrophoregravese de 10
minutes agrave 100 V Lorsque la migration est commenceacutee le gel est soumis agrave un champ eacutelectrique
Ipolymorphisme existence simultaneacutee dallS une population de plusieurs gegravenes pour le mecircme locus
14
constant de 80 mA pendant 4 agrave 5 heures La seacuteparation des geacutenotypes des diffeacuterents systegravemes
enzymatiques est reacuteveacuteleacutee par des colorations speacutecifiques regroupeacutees par Pasteur et al (1987)
et adapteacutees de Shaw et Prasad (1970) Les solutions utiliseacutees pour la reacuteveacutelation des
eacuteleacutectrophoreacutegrammes sont deacutecrites en annexe IV Linterpreacutetation des reacutesultats neacutecessite la
connaissance de la structure quaternaire (le nombre de sous-uniteacutes) de lenzyme qui
conditionne le nombre de taches observables chez les heacuteteacuterozygotes correspondant aux
diffeacuterentes combinaisons possibles entre les sous-uniteacutes sous lhypothegravese que les loci soient
autosomaux2 et les allegraveles codominants3 Quand un systegraveme enzymatique possegravede plusieurs
loci ces derniers sont numeacuteroteacutes de 1 agrave n suivant leur vitesse de migration en commenccedilant par
le plus rapide Les allegraveles5 sont codeacutes en fonction de leur distance (mesureacutee en mm) par rapport
agrave lallegravele le plus freacutequent noteacute 100 qui sert de reacutefeacuterence
5deg - Traitement des donneacutees
Les reacutesultats des tests deacutecotoxicologie sur les larves doursins sont traiteacutes statistiquement
par analyse de variance agrave lm critegravere de classification qui permet de veacuterifier en un seul test si les
diffeacuterences observeacutees au niveau des moyennes dun ensemble deacutechantillons sont imputables
aux fluctuations deacutechantillonnage ou non Cette meacutethode analyse les sources de variation de
lensemble des donneacutes elle sous-entend leacutegaliteacute des variances et la normaliteacute des populations
dorigine Le respect des conditions dapplication est controcircleacute au moyen dun test de Bartlett
Les tests statistiques sont reacutealiseacutes agrave laide du logiciel STATGRAPHICS (Statistical Graphies
Corp Rockville Maryland USA) Les comparaisons inter-sites sont effectueacutees avec un seuil
de confiance de 95
Les donneacutees de geacuteneacutetique sont traiteacutees par le logiciel BIOSYS-l (Swofford et Selander
1981) qui calcule les freacutequences alleacuteliques et donne les eacutecarts par rapport agrave leacutequilibre dHardyshy
Weinberg dans la population consideacutereacutee Les freacutequences alleacuteliques sont calculeacutees agrave partir des
2autosome chromosome preacutesent en double dans les cenules diploiumldes agravees deux sexes Jcodominams allegraveles exprimeacutes de maniegravere semblable dans un geacutenOtype heacuteteacuterozygote 410cus portion de chromosome correspondam agrave un gegravene 5allegravele lune des expressions alternatives dun gegravene (lOCus)
15
effectifs directement observeacutes sur les zymogrammes Pour un locus posseacutedant k allegraveles et un
eacutechantillon de N individus la freacutequence du iegraveme allegravele est donneacutee par la formule 1shy
(2Nii +iNij) HXi =__---L-_
2N
Nuuml nombre dhomozygotes observeacutes pour lallegravele ~
Nij nombre dheacuteteacuterozygotes observeacutes pour lallegravele i
Les freacutequences geacutenotypiques sont recalculeacutees sous lhypothegravese de la loi dHardy-Weinberg
qui postule que les freacutequences alleacuteliques restent constantes dune geacuteneacuteration agrave lautre en
labsence de mutation seacutelection et de migration (dans le cas dune espegravece diploiumlde en
panmixie6) Etant donneacutee la faible taille des eacutechantillons les freacutequences geacutenotypiques attendues
par cette loi sont calculeacutees par la formule de Levene (1949) N = Nxi (2Nx i -1)
2N-l _ 4N2 XiXjN - -----shy
lJ 2N-l
Nuuml freacutequence geacutenotypique homozygote
Nij freacutequence geacutenotypique heacuteteacuterozygote7 ayec IkNij=l (pour k allegraveles)
Le test de conformiteacute des freacutequences geacutenorypiques calculeacutees avec les reacutesultats observeacutes fait
intervenir un X2 Certains effectifs geacutenotypiques eacutetant compris entre 5 et 10 le test utiliseacute est
celui du conigeacute de Yates j(~12 (1 Obil - At) _ 1~)2
y= w shyC i=1 Atif
Le nombre de degreacute de liberteacute est eacutegal agrave m-k m eacutetant le nombre de geacutenotypes et k le
nombre dallegraveles
Les eacutechantillons eacutetant de faible taille les loci multi-alleacuteliques ont eacuteteacute analyseacutes en regroupant
les geacutenotypes en trois classes la classe des geacutenotypes homozygotes posseacutedant lallegravele Je plus
freacutequent la classe des heacuteteacuterozygotes posseacutedant lallegravele le plus freacutequent et la classe regroupant
les autres geacutenotypes Comme dans le cas des loci di-alleacuteliques le test du X2 est agrave 1 degreacute de
6panmixie individus qui se croisent au hasard agrave limeacuterieur ct une population pour laqudle leacutequilibre de la loi dHardy-Weinberg est respecteacutee (degraveme) heacuteteacuterozygote individu qui possegravede deux allegraveles distincts aux locus homologues des chromosomes parents dun organisme diploiumlde
16
liberteacute lorsque toutes les classes ont un effectif supeacuterieur agrave cinq Dans le cas dun locus dishy
alleacutelique si lun des effectifs est infeacuterieur agrave 5 la probabiliteacute exacte p est calculeacutee suivant le test
de Fisher utiliseacute dans le tableau de contingence 2X2 (VithayasaIuml 1973)
Les descripteurs de variabiliteacute geacuteneacutetique des populations sont donneacutes par les relations
suivantes
a) - pourcentage de loci polymorphes8 P95 = 100x(npn)
avec n == nombre de loci eacutechantillonneacutes et ni nombre de loci polymorphes un locus est
polymorphe lorsque la freacutequence de lallegravele le plus rare est supeacuterieure agrave 005
b) - lheacuteteacuterozygotie correspond agrave la freacutequence moyenne dheacuteteacuterozygotes dans la
population on distingue lheacuteteacuterozygotie obseIVeacutee (ho) et celle attendue dapregraves la loi dHardy-
Weinberg (he)
1=1
Xuuml eacutetant la freacutequence obseIVeacutee du geacutenotype homozygote du iegraveme allegravele contenu dans le locus Ir
h == 1- x~ e iJ
=
x eacutetant la freacutequence attendue du geacutenotype homozygote du iegraveme allegravele
Pour les eacutechantillons de petite taille lutilisation de lindice non biaiseacute (Levene 1949) est
neacutecessaire Le calcul de lheacuteteacuterozygotie attendue seffectue de la faccedilon suivante k
2N(1- LX) he(nb) == __---i-=-=l~_
(2N -1)
ougrave N est le nombre dindividus eacutechantillonneacutes
sur lensemble des loci on effectue la moyenne
=1
c) - lindice de fixation de Wright (FIS) ou de Selander (D) permettent deacutevaluer le
deacuteficit ou lexcegraves dheacuteteacuterozygotes Pour le iegraveme locus ils sont deacutefinis par
8polymorphe un g~ne es dit polymorphe lorsquil preacute~me au moins deux eacutetats distinctS dun caractegravere donneacute
li
Les deux indices se comportent de faccedilon opposeacutee une valeur positive de D correspond agrave
excegraves dheacuteteacuterozygotes et une valeur neacutegatIcircve agrave un deacuteficit en heacuteteacuterozygotes
La diffeacuterentiation geacuteneacutetique des populations est appreacutecieacutee par le calcul dun indice de
fixation moyen FST (Wright 1965) deacutefini de la maniegravere suivante
I-FIT = (I-FIS)middot(I-FST)
ougrave FIT et FIS sont les indices de fixation respectivement des individus agrave la population totale et
agrave ces sous-populations
Les indices de fixation du iegraveme allegravele sont deacutefinis dapregraves Nei (1977) par
~Sj =(~ - P)(Pi - p)
Fm = (~ - p2i)(Pi _ p2j)
avec Pi=Sn wiXuuml Pi=Sn wixi ougrave wi repreacutesente le poids accordeacute agrave chaque sous populations
Les indices de fixation calculeacutes pour le jeme locus agrave k allegraveles sont donneacutes par k
Lx j (1- Xj)~Sj ~Sj =-=--------
Lx j (1- Xi) i=1
k
LX (1- xJFm
LxC1- x) 1-1
Lhypothegravese nulle Ho que la valeur du F ST seacutecarte significativement de zeacutero est testeacutee par
X2=2NFST pour n-1 degreacute de liberteacute (Workman et Niswander 1970) ougrave n est le nombre de
18
10
sous populations et N le nombre total dindividus eacutechantillonneacutes La variance autour de la
moyenne par preacutelegravevement est deacutetermineacutee par la meacutethode du jacknife (Weir et Cockerham
1984) Elle permet de tester la significativiteacute de la valeur moyenne agrave laide dun test-t
Le nombre dindividus migrants entre populations peuvent ecirctre estimeacutes par la relation
Nm = (_1__ 1)4 FST (Wright 1965)
avec N =nombre dindividus fertiles dans la population
m = taux de migration
III RESULTATS
- Indices Physiologiques
Lexamen des indices gonadiques fait apparaicirctre de fortes dispariteacutes entre stations (fig 2a)
Tout dabord le site de lArmorique se distingue par des valeurs tregraves faibles traduisant un
niveau de deacuteveloppement des gonades tregraves reacuteduit ne permettant pas de discerner une peacuteriode
de ponte Le site du DelIee preacutesente un deacuteveloppement des gonades moyen comparable au
teacutemoin (Gleacutenan) mais le pic de deacuteveloppement de printemps nest pas observeacutee bien que la
chute de lindice agrave partir du mois de mai permette dy deacuteceler une ponte La population de
MarIoux preacutesente une eacutevolution assez semblable agrave celle des Gleacutenan avec toutefois des valeurs
nettement plus eacuteleveacutees et deux peacuteriodes de chute dindice Uanvier-mars avril-juin)
Lanalyse des indices de reacutepleacutetion (fig2b) montre un comportement radicalement diffeacuterent
entre les oursins de la rade et ceux des Gleacutenan En effet alors que sur le site teacutemoin on observe
un maximum en hiver et une forte chute de lindice de reacutepleacutetion jusquen avril-ma~ soit un mois
avant la ponte le comportement alimentaire des oursins des sites de la rade semble beaucoup
plus anarchique sur le site de MarIoux les indices de reacutepleacutetion restent eacuteleveacutes mecircme en peacuteriode
de ponte et sur les deux autres sites les valeurs hivernales sont singuliegraverement faibles De
maniegravere geacuteneacuterale les indices de reacutepleacutetion des stations de la rade sont plus stables au cours de la
peacuteriode eacutetudieacutee et plus eacuteleveacutes pendant le printemps et leacuteteacute que sur le site de reacutefeacuterence des
Gleacutenan Ceci semble traduire un besoin eacutenergeacutetique plus constant agrave correacuteler avec la nature du
substrat et la disponibiliteacute des ressources trophiques (Comely amp Ansel 1989)
19
Fig 2 Evolution des indices phvsiologigues de Splzaerecltinus granularis UG et IR)
Indices Gonadiques
Mariaux
+ Armorique
-Q-- DeUee
- -r- - Gleacutenan
Fig2a
Indices de Reacutepleacutetion
25
1 tfi~__ plusmnl~middotmiddotmiddotmiddotmiddott~~-~-~
5 - -- - - ~~~~-TT-~ j ~----+-- ~~ l ~-middot-rgtfmiddotltmiddot J 1 shy
n------~ -t o 1 shy
o J FM AM J J
bullbull -tl- bullbullbull Marlou~
1
1 -+- Armorique 1
~ Dellee
- - - Gleacutenan l
Fig2b
2deg - Feacutecondation et deacuteveloppement larvaire
Les reacutesultats sont rassembleacutes sur le tableau l et les graphes preacutesenteacutes en figure 3 ougrave sont
pris en compte les moyennes de lensemble des expeacuteriences Les taux de feacutecondations moyens
sont eacuteleveacutes sur tous les sites (gt91) On note cependant une reacuteussite des feacutecondations (F)
leacutegegraverement meilleure pour le site des Gleacutenan (fig3a) sans pour autant que les diffeacuterences
soient statistiquement significatiyes sauf pour le site de MarIoux ougrave les valeurs sont
significatrvement infeacuterieures au site de reacutefeacuterence (seuil de confiance 95)
20
Les taux de pluteus normaux (N) obtenus pour les sites de lArmorique et de Marloux sont
significativement infeacuterieurs au site des Gleacutenan choisi comme reacutefeacuterence (respectivement 689
et 812 contre 869 auxiles Gleacutenan cf fig3d)
Le site de lArmorique se distingue des trois autres populations par un taux de blocage au
stade embryonnaire (P2=118) et de pluteus retardeacutes (R=143 fig3e) significativement
plus eacuteleveacutes de plus les tests sur les individus macircles montrent sur cette cateacutegorie des reacutesultats
statistiquement plus eacuteleveacutes que pour les femelles (t=249068 n=38 0=0005)
Le site de Marloux preacutesente un taux dembryons intermeacutediaire entre celui trouveacute agrave la pointe
de lArmorique et celui des Gleacutenan (58 fig3b) Le taux de mortaliteacute (M) y est
significativement supeacuterieur agrave toutes les autres stations (24 contre 08 agrave 12 fig3f)
En revanche aucune diffeacuterence statistique nIa eacuteteacute rencontreacutee en comparant les sites du
Dellec et des Gleacutenan agrave quelque stade de deacuteveloppement que ce soit bien que les reacutesultats
soient geacuteneacuteralement infeacuterieurs pour le site de la rade
Les pluteus pathologiques (Pl) sont du mecircme ordre de grandeur dans tous les sites (37)
et ne permettent pas deacutetablir de comparaison (fig3e)
TABLEAU 1 COllPARAISON DES RESUlJTATS DES TESTS DE FECONDATION
N() P2 ()1
i F() R() 1 Pl () M() 1rmoriq ue Macircles 922plusmn64 13+16689plusmnU5 82plusmn80178plusmn10S 1 38plusmn16
1
Femelles 93Oplusmn45 688plusmn166 108plusmn70 39+16 153plusmn177 L2plusmnL3 11
689plusmn145 Il8plusmnl43Total 1 922plusmn64 143plusmn9A 38plusmn22 12plusmn20 2larloux Macircles 800plusmn42 79plusmn34 41plusmn27928plusmn37 5 1plusmn3 1 28+8
Femelles 91Oplusmn94 824plusmn84 1 59plusmn3 1 33plusmn14 65plusmn61 L9plusmn22 69plusmn36 37plusmn21 58plusmn5O 24plusmn5Total 919+74 812plusmn69
27plusmn27Deliee Macircles 81plusmn3ocirc 33plusmn15 O9plusmnLO925plusmn57 i 850plusmn59 96plusmn56 1 45+16 27plusmn32Femelles l2plusmn24928plusmn61
1 82Oplusmn9O 27plusmn29 10plusmn18Total 89plusmn4iuml 39plusmn22926plusmn58 835plusmn771 1
27plusmn23 O6plusmnO777plusmn50 38plusmn23Gleacutenan Macircles 851plusmn69949plusmn45 - l+ 1)~_J_ 1 34plusmnl7 14plusmn13Femelles LOplusmn14887plusmn72943plusmn44
21plusmn2O 1 O8plusmn1l869+72 1 66+51 1 i 36plusmn2OTotal 946+44
mise en eacutevidence dune diffeacuterence significative entre ies reacutesultats des deux sexes
21
_________________ _
Fig 3 Preacutesentation graphique des reacutesultats des tests eacutecotoxicologigues
Taux de feacutecondation (F)
100
1 1 6 iuml 1 1
agrave~J 9 1
0
1
1~1 l i 1
80_
751 1
Armorique Marioux Deliee Gleacutenan
Fig 3a taux de feacutecondation observeacutes pour chaque station
Embrvons (P2) 00
1 1
11
15
10 T 5 shy
0 Armorique Marloux Deliee Gleacutenan
Fig 3b taux de blocage embryonnaire obseneacutes pour chaque station
Pluteus retardeacutes CR)
25CO
20CO
15CO o
10CO
5CO 1 9 i
OCO
Armorique Martoux Jallee Gleacutenan
Fig 3c taux de pluteus retardeacutes obsenes sur chaque statlon
22
__________________ _
Pluteus nomlaut (N)
100 T iuml ccedil 2751 iuml 2 l Q
l501 1
T251
1
0 Armorique Marloux Deliee Gleacutenan
Fig3d taux de pluteus normaux observeacutes sur chaque station
Pluteus pathologiques (Pl)
8
161
i T shy1l iuml
1 11 14 -
I r-
tJiuml t 1
1 2 1 1
omiddot Armorique Mariaux Deliee Gleacutenan
Fig 3e [mLC de plweus pathologiques observeacutes sur chaque station
Tault de mortaliteacute on
500
400
300 l
200
1
100 J J j J
000
Armorique Mariaux Deliee Gleacutenan
Fig 3 taux mortaliteacute observeacutes pour chaque station
30 - Geacuteneacutetique des populations
Les reacutesultats sont rassembleacutes sur les tableaux n02 et 3 Sur les Il loci eacutetudieacutes on remarque
que la population de lArmorique seacutecarte significativement de leacutequilibre de Hardy-Weinberg
pour 5 loci (PGM-l et 2 IDH-l PGD-l GPI-1) alors que lon observe seulement 2 cas pour
le site de MarIoux TI est agrave noter que dans chaque cas les indices de fLation de la population
de lArmorique sont plus eacuteleveacutes que ceux de MarIoux traduisant une deacuteviation plus
importante Cette observation est correacuteleacutee par une heacuteteacuterozygotie en moyenne plus eacuteleveacutee agrave
MarIoux quagrave lArmorique (0207plusmnO057 contre 0180plusmnO052) Le pourcentage de loci
polymorphes (seuil 95) est de 6364 agrave MarIoux contre 4545 agrave lArmorique
Lindicateur de diffeacuterenciation geacuteneacutetique moyen calculeacute selon la meacutethode de Weir et
Cockerham est faible (FST=00059plusmnO0048) et ne montre pas de diffeacuterence significative Dans
ces conditions lestimation du nombre dindividus eacutechangeacutes par geacuteneacuteration donne une valeur
eacuteleveacutee (Nm=42 12plusmn23 Il)
TABLEAU 2
RESUltŒ DES F-STATISTIQUES
Locus FIS FIT FST
PGM-1 0381 0384 0004 PGM-2 0359 0360 0001 IDH-l 0226 0233 0010 PGD-l 0351 0352 0002 MDH-1 -0013 -0009 0005 MDH-2 -0026 -0013 0013 GPI-1 0346 0352 0012 ME-1 0252 0253 0001 ME-2 -0034 -0030 0005
MT-1 -0051 -0040 0012 MT-2 0137 0137 0000
Moy 0273 0276 0006
24
TABLEAU 3
STRUCTURE GENETIQUE DE DEUX POPULATIONS DE Sgranillaris SUR UNE BASE DE 11 LOCI
Pointe de Marloux Pointe de lArmorigue 1
1 1
Locus allegravele freacuteq Ho He D Het freacuteq Ho He D Het
PGM-l 105 0013 2 1987 0006 0050 - 1 2924 -0658 0073
100 0975 0962
95 0013 0038
PGM-2 110 0025 15 22l77 -0324 0554 - 12 20468 -0414 0512
105 0262 0287
100 0613 0637
95 0087 0075
90 0013 shyIDH-l 105 0081 7 8260 -0153 0223 0015 3 4761 -0370 0140
100 0amp78 0926
95 0041 0059
PGD-l 110 0025 15 19392 -0227 0485 0038 9 18063 -0502 0452
107 0013 shy105 0213 0250
100 0688 0700
95 0050 0013
90 0013 shyltIDH-l 105 - 1 1000 0000 0025 0013 1 1000 0000 0025
100 0988 0988 95 0013 shy
MOH-2 110 - 0 - - - 0025 2 1975 0013 0 049
100 1000 0975
GPI-I 110 0112 Il 14620 -0148 0366 0175 6 11696 -0487 0292
105 0075 shy100 0788 0325
100 0850 0863
95 0025 -ltŒ-1 105 0050 2 3843 -0480 0096 0038 3 2924 0026 0073
100 0950 0962
rv1E-2 105 0013 3 2949 0017 0074 0038 3 2924 0026 0073
100 0962 0962
95 0025 -MT-1 105 0038 6 5734 0046 0143 0025 2 1975 0013 0049
100 0925 0975
95 0038 -MT-2 105 0150 10 10329 -0032 0258 0138 7 9608 -0271 0240 1
Heacuteteacutero~gotIcirce moyenne par locus (non biaiseacutee O207iO057 HeacuteteacuterozygOlIcirclt moyenne par locus (non biaiseacutee == O180iO05 Nombre moyen dallegraveles par locus = 309iO44 Nombre moyen dallegraveles par locus 236iO20 Pourcentage de loci polmorphes (criteacutere 95) == 6364 Po=uge de loci polymorphes (criteacutere 95) =4545
locus preacutesent8llt un deacuteficit en heacuteteacutero~gOles significltl lttest de 1 p$O05)
1
IV 1DISCUSSION
TI ressort de cette eacutetude une convergence des reacutesultats qui reacutevegravele la singulariteacute de la
population de la pointe de lArmorique En effet le cycle de reproduction y est agrave leacutevidence
perturbeacute les valeurs dindice gonadique sont extregravemement faibles et la ponte non deacutecelable Le
taux dingestion est faible Les tests de deacuteveloppement larvaire preacutesentent des anomalies
(blocage aux stades embryonnaires et retard des pluteus) et lanalyse geacuteneacutetique y reacutevegravele pour
pregraves de 50 des loci une deacuteficience en heacuteteacuterozygotes traduisant lagrave une baisse de variabiliteacute
geacuteneacutetique et une deacuteviation par rapport aux conditions dHardYMWeinberg9
Le site voisin de la pointe MarIoux semble beaucoup moins affecteacute le cycle de reproduction
sy deacuteroule tout agrave fait normalement (IG plus eacuteleveacutes que sur le site de reacutefeacuterence) et leacutequilibre
panmictique y est geacuteneacuteralement mieux respecteacute Cependant les tests eacutecotoxicologiques y
deacutecegravelent quelques indices de perturbation les taux de feacutecondations y sont infeacuterieurs au teacutemoin
les embryons preacutesentent quelques blocages et les taux de mortaliteacute des larves sont
statistiquement plus eacuteleveacutes
Les reacutesultats concernant le site du Deliec nindiquent p as de diffeacuterences remarquables par
rapport au site de reacutefeacuterence La peacuteriode de ponte y survient avec un leacuteger deacutecalage sans doute
agrave mettre agrave lactif dune diffeacuterence dans les conditions de tempeacuterature etou de deacuteveloppement
de blooms phytop1anctoniques certains auteurs faisant concorder le deacuteclenchement de la ponte
avec labondance de nourriture disponible pour les larves (Himmelman 1978)
Le comportement des indices de reacutepleacutetion des populations de la rade de Brest savegravere tregraves
distinct de celui de la population de reacutefeacuterence ce qui peut traduire une strateacutegie adaptative
diffeacuterente ou une couverture des besoins eacutenergeacutetiques insuffisante chez les populations de la
rade Cette observation meacuterite notre attention puisque dans le cas de la station de MarIoux le
substrat est semblable agrave celui du site teacutemoin et ne peut expliquer le maintien de lindice de
reacutepleacutetion agrave des niveaux eacuteleveacutes pendant la peacuteriode de reproduction
On peut deacuteduire de ces constatations une distinction entre les populations du fond de la
rade et la station du Deliee situeacutee dans le goulet qui semble a priori exempte de deacutegradation
9Hardy-Weinberg (loi de) loi dheacutereacutediteacute ougrave la preacutesence des gegravenes demeure constante de geacuteneacuteration en geacuteneacuteration en labsence de seacutelection de mutation daccouplements dirigeacutes ou daccidents deacutechantillonnage
26
Les deux populations du bassin Nord subissent agrave leacutevidence linfluence de facteurs
environnementaux qui perturbent leur deacuteveloppement Ces pheacutenomegravenes sont provoqueacutes par
diverses causes dorigine naturelle tout dabord auxquelles viennent sajouter les facteurs
anthropiques
Une certaine hieacuterarchisation dans leacutetat de deacutegradation des sites est agrave prendre en compte En
effet des deux zones perturbeacutees la pointe de lArmorique est celle ougrave les effets se font le plus
durement ressentir
Ces deux stations diffegraverent de par le substrat le reacutegime hydrodynamique et lintensiteacute de
linfluence estuarienne La nature du substrat agrave MarIoux est la mecircme que sur le site de
reacutefeacuterence des Gleacutenan il sagit de fonds meubles composeacutes de maeumlrl vivant recouvert
deacutepiphytes synonymes de ressources trophiques abondantes et disponibles toute lanneacutee ce qui
explique les indices gonadiques eacuteleveacutes observeacutes pour ces deux sites A MarIoux
lhydrodynamisme est calme favorable au deacuteveloppement dune veacutegeacutetation dense dalgues
macrophytes saisonniegraveres (Hily et al 1992) Cette couverture veacutegeacutetale est renforceacutee par
lenrichissement du milieu en sels nutritifs provenant du bassin versant de lElom agrave vocation
agricole (N03-=500 agrave lOOOkgj P043-=30 agrave 700kgj) Les concentrations dans cette zones
sont eacuteleveacutees et varient au cours de lanneacutee elles sont maximales lhiver (N03-=28-51 mgl
P043-=O67-137mgl NH4+=41-37mgl) La preacutesence de ces algues contribue agrave augmenter
et agrave diversifier les ressources trophiques disponibles elle favorise le deacuteveloppement dune faune
diversifieacutee de brouteurs
Sur le site de la pointe de lArmorique par contre le substrat est rocheux et les courants
forts Le couvert veacutegeacutetal y est au contraire clairsemeacute et composeacute dalgues essentiellement
saisonniegraveres La population de lArmorique se trouve donc dans des conditions de ressources
trophiques moins facilement accessibles et plus limiteacutees comme latteste le deacuteveloppement plus
important de lorgane masticateur (par effet compensateur) signaleacute lors dune eacutetude compareacutee
de ces deux populations (Lumingas amp Guillou SOIIS presse) Lanalyse des indices
physiologiques doit se faire en consideacuterant que le degreacute de prospeacuteriteacute dune population reacutesulte
dun compromis entre la nature et labondance des ressources trophiques dune part et dautre
part de leacutenergie que lanimal doit deacutepenser pour collecter digeacuterer et assimiler cette nourriture
27
(Reacutegis 1979) Les deux populations eacutetant au deacutepart placeacutees dans des conditions ineacutegales
lapparition de facteurs exteacuterieurs ne pourrait quamplifier cette diffeacuterence au deacutetriment de la
plus deacutefavoriseacutee
Lexamen comparatif des courbes deacutevolution de tempeacuterature entre le Dellec et la pointe de
lArmorique (stations fixes de mesures hydrologiques) montre un eacutecart de 05 agrave 1degC en faveur
de la partie la plus reculeacutee de la rade (cf Annexe V) En tenant compte de la profondeur on
peut en deacuteduire pour le site de Marloux ougrave la profondeur est faible un eacutecart de tempeacuterature
denviron + l5degC par rapport au Dellec Cette particulariteacute pourrait expliquer la preacutecociteacute de la
maturiteacute remarqueacutee chez la population de Marloux Plusieurs interpreacutetations peuvent expliquer
la chute de lindice gonadique observeacutee en mars interruption dans le deacuteveloppement des
gonades provoqueacutee par les preacutecipitations hivernales (Cochran amp Engelmann 1975 Starr et al
1993) une mobilisation des reacutesenles dues aux conditions climatiques (Guillou amp MicheL
1993) ou au contraire une gameacutetogeacutenegravese preacutecoce comme le laisse supposer la forte valeur de
lindice gonadique en janvier
Les tests de feacutecondation eacutetant reacutealiseacutes dans une eau de reacutefeacuterence les causes de perturbation
du deacuteveloppement larvaire sont intrinsegraveques aux gamegravetes il peut sagir soit de la qualiteacute du
vitellus soit dalteacuterations geacuteneacutetiques soit de laccumulation dans les gonades dun agent
contaminant preacutesent dans le mileu Gamegravetes et embryons doursins sont sensibles agrave un large
eacuteventail de facteurs physiques (tempeacuterature pH saliniteacute etc ) et chimiques (meacutetaux
pesticides PCBs hydrocarbures etc ) ils conviennent eacutegalement pour tester les effluents en
meacutelange (Kobayashi 1971 Dinnel et al 1981 Pagano et al 1987 Lassus et al 1991) ce qui
rend plus difficile la recherche des agents responsables des anomalies observeacutees
On peut tout de mecircme mentionner les fortes teneurs en meacutetaux lourds preacutesents dans toute la
partie Est de la rade (mine de plomb argentifegravere situeacutee agrave Huelgoat) Des mesures reacutecentes de
meacutetaux dans les seacutediments agrave proximiteacute de la pointe de lArmorique font eacutetat des concentrations
suivantes Cu=253 ppm Pb=230 ppm Zn=160 ppm (Troadec corn pers) Les oursins en
tant quorganismes infeacuteodeacutes au seacutediment et participant agrave leur bioturbation sont directement
exposeacutes agrave ce type de contamination Plusieurs eacutetudes in situ font eacutetat de laccumulation de
28
meacutetaux par les oursms notamment dans les gonades et lintestin (Augier et al 1987b
Albanedo et al 1990)
Les tests de toxiciteacute des meacutetaux lourds sur les larves de diffeacuterentes espegraveces doursins ont fait
lobjet de nombreux travaux et les effets de ces polluants sur la feacutecondation et le
deacuteveloppement des larves sont assez bien connus (Kobayashi 1984 Dinnel et al 1989) A
faibles doses les ions meacutetalliques peuvent exercer une action positive caracteacuterisant le
pheacutenomegravene d hormegravese observeacute par Stebbing (1981) sur des colonies dhydrozoaires Une
action semblable est rapporteacutee par Young au niveau du pouvoir fertilisant des spermatozoiumldes
doursins pour des concentrations en divers ions meacutetalliques allant de 10-5 agrave 10-6M (Young amp
Nelson 1974) Cependant il sagit de pheacutenomegravenes marginaux et la tendance geacuteneacuterale de ces
eacuteleacutements se manifeste bien eacutevidemment par un effet toxique Le cuivre le zinc le cadmium
provoquent agrave des seuils diffeacuterents des dommages sur les gamegravetes et leur descendance en
alteacuterant soit la croissance des larves soit la diffeacuterenciation squelettique des pluteus (Bougis
1961 1965 Khristoforova et al 1984 Pagano et al 1982 Hesllnga 1976) Les diffeacuterents
stades larvaires preacutesentent des sensibiliteacutes diffeacuterentes les travaux de Kobayashl (1980)
montrent une plus forte sensibiliteacute des spermatozoiumldes et des larves au stade gastmla ce qui
coincide avec les blocages embryonnaires observeacutes agrave ce stade sur le site de lAlmorique La
preacutesence de meacutetaux dans les gonades pourraient donc logiquement expliquer les reacutesultats
obtenus De plus de fortes preacutesomptions pegravesent sur les rejets de mateacuteriel provenant du service
pyrotechnique de la Marine Nationale sur la pointe de lArmorique
Les reacutesultats dune toute reacutecente analyse effectueacutee par le Laboratoire Municipal de Brest
(aoucirct 94) sur des gonades doursins provenant des trois stations de la rade confirme cette
hypothegravese (cf Annexe VI) Le site de lArmorique se distingue par des teneurs nettement plus
eacuteleveacutees en fer zinc plomb et en cadmium (Fe=263 ppm Zn=356 ppm Pb=075 ppm Cd=076
ppm cest agrave dire selon les meacutetaux entre 2 agrave 5 fois plus que dans les autres stations) Dans
lensemble une certaine contamination meacutetallique peut ecirctre remarqueacutee dont lorigine se situe
dans le trafflc maritime les rejets domestiques et portuaires et les peintures anti-foullng Les
fortes concentrations en zinc proviennent des toitures de lagglomeacuteration brestoise Les
nombreux eacutelevages porcins de la reacutegion peuvent aussi contribuer agrave la pollution en cuivre par
29
lalimentation fournie aux arumaux Cependant la forte contamination locale du site de
lArmorique en fer zinc plomb et cadmium ne peut avoir quune origine ponctuelle qui
confirme les soupccedilons pesant sur les activiteacutes militaires dans ce secteur Compareacutes aux chiffres
trouveacutes dans la litteacuterature les reacutesultats sont coheacuterents Augier et al(1987b) lors dune eacutetude
sur Paracentrotus ividus en baie de Port-Cros avance des concentrations dans les gonades
comparables (Cd=O52 agrave 231 ppm Cu=167 agrave 542 ppm Pb=O33 agrave 117 ppm) mais des
teneurs en mercure sensiblement plus faibles (Hg=003 agrave 004 ppm) Chez une autre espegravece
(Echinometra mathaei) les travaux dAlbanedo et al(1990) indiquent dans une station tregraves
pollueacutee du port de la Havane des concentrations eacuteleveacutees en meacutetaux Fe=l08 ppm Cu=473
ppm Zn=267 ppm chiffres qui sauf pour le cuivre restent infeacuterieurs aux mesures obselveacutees agrave
la pointe de lArmorique Ces auteurs montrent une accumulation des meacutetaux lourds
relativement importante dans les diffeacuterents organes des oursins notamment au niveau du tube
digestif (cas du plomb et du cuivre) il serait inteacuteressant de connaicirctre eacutegalement les doses dans
les autres parties de lorganisme Cette accumulation preacutesentant des fluctuations saisonniegraveres
lieacutees au meacutetabolisme de lanimal un suivi plus reacutegulier des concentrations en meacutetaux devrait
ecirctre envisageacute
Cependant les meacutetaux peuvent ne pas ecirctre les seuls agents agrave mettre en cause Les pesticides
et les hydrocarbures sont eacutegalement susceptibles de pouvoir provoquer des anomalies (cf
Annexe VU) Les PCBs employeacutes dans de nombreux secteurs industriels bien que quelquefois
signaleacutes dans les seacutediments de la zone portuaire agrave des taux importants (PCBs=183
ppbMarchand 1985) semblent agrave eacutecarter En effet Trieff et al (1 988) bien quil mette en
eacutevidence un effet spermiotoxique signale labsence daccumulation de ce type de produits dans
les organismes ce qui preacutesente comme impossible toute influence des PCBs dans les conditions
ougrave les expeacuteriences ont eacuteteacute meneacutees
La preacutesence dans le bassin Nord de rejets de deux stations deacutepuration situeacutees en amont de
la Penfeld exerce aussi une influence sur la qualiteacute bacteacuteriologique des eaux de ce secteur
Leurs apports sont estimeacutes agrave 1014CFIh Dautre part le ruisseau du Relecq Kerhuon situeacute pregraves
de lestuaire de lElom amegravene quant agrave lui jusquagrave 1012CFIh en hiver (source DDE rapport
Saunier eau et environnement) Ces chiffres peuvent apporter une explication aux mortaliteacute
30
des lalVes obselVeacutees pour le site de Marloux des bacteacuteries pathogegravenes preacutesentes dans les
gonades peuvent secirctre deacuteveloppeacutees pendant la peacuteriode dincubation
Les reacutesultats de lanalyse geacuteneacutetique trahissent un deacuteficit en heacuteteacuterozygotes important sur le
site de la pointe de lAnnorique Ce deacuteficit freacutequemment rencontreacute chez les mollusques
bivalves (Buroker 1983~ Singh amp Green 1984) et dautres inverteacutebreacutes marins (Murphy et al
1975 Day amp Bayne 1988) peut avoir plusieurs significations il sagit soit de la preacutesence
dallegraveles silencieux (1) soit dun pheacutenomegravene dinbreeding (2) soit dM effet Wahlund (3) ou
encore du reacutesultat de la pression de seacutelection exerceacutee par les facteurs eacutenonceacutes plus haut (4)
(1) Lhypothegravese de la preacutesence dallegraveles nuls lo est peu probable eacutetant donneacute le nombre de
loci preacutesentant un excegraves dhomozygotes
(2) Le pheacutenomegravene dautofeacutecondation nest pas agrave eacutecarter car des cas dhermaphrodisme
certes peu freacutequents ont deacutejagrave eacuteteacute rapporteacutes sur ce mecircme site (Neefs 1952) Leacuteventualiteacute que
les gegravenes impliqueacutes ne soient pas porteacutes par des chromosomes autosomaux na pas eacuteteacute veacuterifieacutee
(3) Les conditions dhydrodynamisme sexerccedilant sur cette zone peuvent ecirctre invoqueacutees pour
venir conforter la thegravese dun effet Wahlund (conseacutequence dun eacutechantillonnage effectueacute sur
deux sous-eacutechantillons dun mecircme site se comportant comme des populations Mendelliennes
seacutepareacutees)
(4) Une seacutelection exerceacutee par les conditions du milieu reste le)plication la plus probable
Cette influence des facteurs environnementaux comme la preacutesence de meacutetaux mentionneacutee
preacuteceacutedemment sexerce pendant la vie lalVaire peacutelagique mais surtout durant la phase critique
de la meacutetamorphose et les eacutetapes qui suivent le recrutement La meacutetamorphose chez les oursins
sulVient apregraves une peacuteriode variable de vie lalVaire pouvant durer selon les espegraveces et les
conditions entre 5 et 22 semaines (Strathmann 1987) ce qui expose les larves agrave de nombreux
aleacuteas Certains auteurs eacutevoquent limportance du recrutement comme facteur dheacuteteacuterogeacuteneacuteiteacute
geacuteneacutetique entre populations (Watts et al 1990) Or une eacutetude comparative des populations
des deux sites concerneacutes a montreacute une forte irreacutegulariteacute du recrutement dans la population de
Marloux par rapport agrave celle de la pointe de lAnnorique (Lumingas amp Guillou sous presse)
Ces auteurs imputent ce pheacutenomegravene au spectaculaire deacuteveloppement dalgues qui apparaicirct
IOallegravele nul (ou silencieux) est dit dun allegravele qui ne sexprime pas sur le gel
31
chaque anneacutee sur ce site agrave la faveur des apports fluviaux en eacuteleacutements nutritifs Dune part il
inhiberait laction attractive du maeumlrl dautre part la deacutecomposition de ces veacutegeacutetaux agrave
lautomne provoquerait la mortaliteacute des recrues en reacuteduisant la couche superficielle du seacutediment
et entraicircnerait le deacuteveloppement dun film bacteacuterien empecircchant 1a fixation des post~larves Le
site de la pointe de lArmorique semble au contraire avoir des recrutements reacuteguliers
Les groupes de recrues connaissent donc des destins diffeacuterents sur les deux sites ce qui
pourrait expliquer les diffeacuterences dheacuteteacuterozygotie observeacutees
Pour confirmer cette hypothegravese il conviendrait de comparer des eacutechantillons plus grands
dindividus de mecircme agravege correspondant agrave une peacuteriode ougrave le recrutement a eacuteteacute bon sur les deux
sites voire mecircme de comparer directement les geacutenotypes des jeunes individus recruteacutes dans les
deux sites Dautre part la comparaison du site de la pointe de lArmorique avec celui du
Dellec pourrait fournir des indications importantes pour confirmer lhypothegravese de lexistence
dune pression de seacutelection
V 1CONCLUSION
Leacutetude des phases de reproduction et deacuteveloppement larvaire des populations doursins de
la Rade de Brest met en eacutevidence des troubles fonctionnels chez les populations du bassin
Nord proches de la zone portuaire en particulier sur le site de la pointe de lArmorique qui
contraste avec les bons reacutesultats obtenus pour le site du Dellec sous influence oceacuteanique La
convergence des donneacutees de geacuteneacutetique avec les reacutesultats observeacutes confirme la validiteacute de la
meacutethode utiliseacutee et renforce la fiabiliteacute de Sgranularis comme bioindicateur
Les causes de ces deacuteregraveglements sont sans doute multiples aussi ce travail meacuterite-t-il un suivi
agrave plus long terme Leacuterude des diffeacuterents paramegravetres influenccedilant les conditions de vie des
oursins de la pointe de lArmorique (tempeacuterarure saliniteacute seacutedimentologie biomasse matiegravere
organique ) ainsi que des essais de transplantations in situ dindividus sains devraient
permettre de mieux preacuteciser les facteurs responsables de ces perturbations
Quant aux premiers reacutesultats danalyses des teneurs en meacutetaux lourds du Laboratoire
Municipal ils devraient ecirctre eacutetendus agrave dautres parties du corps (test intestin) et effectueacutes sur
un cycle annuel y compris sur le site des Gleacutenan
32
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ANNEXEI
SCHEIHA DU PROTOCOLE EXPERThlENTAL DES TESTS DE FECONDATION IN VITRO
oursin9 gonades
~ eau ae mer 1iltreacutee (045I-lm)
soies (200l-lm)
Dfiltration
eau de mer filtreacutee (045I-lm)
deacutecantation ovocytes
oursin ltJ ---+ gonades -
filtration soies (60~m) ~
D~
middot middot middot middot
30 ml bd
lavages et dilutions
1 1 1 1 1 1
bull bull bull bull bullbull ~
~~~ ~
env 1500 ovocytesml
m~ 1
env 50 ovocytesml
39
AtlNEXE II
ELECTROPHORESE
Installation des eacutechantillons
a coupe pratiqueacutee dans le gel b eacutechantillons
Montage du circuit
a tampon deacutelectrodes b eacuteponges c eacutelectrodes relieacutees au geacuteneacuterateur d ligne dinsertion des eacutechantillons
40
ANNEXEIll
PREPARATION DES SOLUfIONS DELECTROPHORESE
Tampon Tris Citrate pH 8 (TC 8)
- Electrodes Tris (062M) 756 g
Ac citrique (014M) 300 g eau distilleacutee qsp 1 l
- Gel 30 ml de tampon eacutelectrodes dans 900 ml deau distilleacutee
ajuster agrave pH 8 avec du Tris (lM) ou de lacide citrique (lM)
Tampon discontinu Tris Citrate pH 67 (TC 67)
- Electrodes pH 63 Tris (022M) 270 g
Ac citrique (008M) 180 g eau distilleacutee q sp 1 1
ajuster agrave pH 63 avec du Tris (lM) ou de lacide citrique (lM) - Gel pH 67
Tris (0008M) 097 g Ac citrique H20 (0003M) 063 g
eau distilleacutee qsp 1 1 ajuster agrave pH 67 avec du Tris (lM) ou de lacide citrique (lM)
Reacutesolution obtenue par systegraveme enzymatique
Muscle Tube Digestif Gonades Nbre Locus TCPH8 TC pH TC pH 8 1 TC pH li TC pH 8 1 TC pH dallegraveles
67 67 1 67
AAT-1 +
AAT-2 + 2
GPD-l IDH-1 + + + +
LAP-1
l1DH-1 ++ )
l1DH-2 +++ ++ 2 ME-l + 2 ME-2 + ++ 3
PGD-1 ++ + 6 PGI-1 +_
- ++ ++ 4
PGM-1 + + 3 PGM-2 +++ ++ 4
bull Faible ++ Bonne + Moyenne +++ Tregraves bonne
41
ANNEXE IV
SOLUTIONS DE COLORATIONS
AAT (Aspartate-aminotransfeacuterase)
Tris A 80 ml AccxCeacutetoGlutarique 100 mg Ac Aspartique 200 mg Phosphate de pyridoxal 10 mg dissoudre veacuterifier que pH lt 74 (ajuster avec Tris LM) verser et incuber agrave 37degC pendant 15 min puis ajouter Fast Blue BB 100 mg
IDH (Isocitrate deacuteshydrogeacutenase)
Tris A 70 ml Isocitrate (0 lM) 8 ml MnCl2 (025M) 06 ml MgC12 (OSM) 05 ml ajouter avant coloration Isocitrate (poudre) 10 mg NADP 1 2 ml PMS 1 ml NET 1 ml lvITT 05 ml
MDH (Malate Deacuteshydrogeacutenase)
Tris A 10 ml MgCl2 (OSM) 02 ml Ac Malique (2M) 3 ml NAD 1 15 ml puis ajouter avant coloration PMS 03 ml NET 07 ml MTT 07 ml +Agar dans Tris A tiegravede 10 ml
6PGD (6Phosphogluconate Deacuteshydrogeacutenase)
TrisA 10 ml MgC12 (OSM) 15 ml 6Phosphogluconate 20 mg puis ajouter avant coloration NADP 1 01 ml PMS 01 ml NET 02 ml tvm 02 ml +Agar dans Tris A tiegravede 10 ml
GPI (Glucose-Phosphate Isomeacuterase)
Tris A 10 ml MgC12 (O5Ivi) 1 ml Fructose 6P 10 mg puis ajouter avant coloration NADP 1 05 ml PMS 05 ml NET 05 ml MTT 05 ml G6PDH 6~Ll ou 17u +Agar dans Tris A tiegravede 10 ml
LAP (Leucine-aminopeptidase)
Tris-Malate 90 ml preacutechauffeacute agrave 30degC MnCl2 (01r1) 1 ml MgCl2 (05lvf) 1 ml Lleucilj3Naphthylamine 15 agrave 20 mg incubation 30 min agrave 37degC ajouter avant coloration Fast Gamet GBC 60 mg dilueacute dans quelques gouttes de Tris-Malate (manipuler ce produit avec des gants)
ME (Malice-Enzyme)
Tris A 10 ml MgCl2 (O5~1) 15 ml AcMalique (2tv1) 1 ml puis ajouter avant coloration NADP 1 01 ml PMS 03 ml NET 07 ml MTT 07 ml +Agar dans Tris A tiegravede 10 ml
PGM (phosphoglucoMutase)
Tris A 10 ml MgCl2 (05)11) 1 ml Glucose IP (+15 diP) 100 mg puis ajouter avant coloration NADP 1 05 ml PMS 05 ml NET 05 ml lvITT 05 ml G6PDH 6~1l ou 17u +Agar dans Tris A tiegravede 10 ml
42
9
----- - - - _----- - -
W~--shy
ANNEXEV
Tempeacutelllture il linterface eaumiddotseacutediment au site du Dlilec
17 T middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot-middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot-middot_middotmiddotmiddotmiddot-middot-middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot-middot--middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot-middotmiddot--- - -- ----_--- -- - shy
16 +--- ---------- --__--shy
15 --- -- ---- - --- middot - middot-middotmiddot-middotmiddotmiddot-middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot_-middot-middot -middotmiddotmiddotmiddot-middot-middot-middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot-middotmiddot middotTt~hl~ - ------ Ecirc 14 - - -- --------- ---middot---middot-middotmiddot-middot-middot-trrfo-r~~wbWljl~I~~~--------------t-------------iiiiJiI~i~L--_-----------------------8 12 YrljVWfAI--shy --shy - shy _-----------------------------
middotmiddot-middotmiddot~IImiddot middotmiddot-middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot-middotmiddotmiddotmiddot-middot --middotmiddot--shy - ------------_- ----------11 t-middot
10 ~~--shy --- ----_-- - -- - - ------------_-
~ ~ ~ ~ 3 5 = 3 -~ shy
~ ~ = ~ ~ ~ 7 ~ 7 7 ~ ~ lt lt jf ~ r- ~ C t- C ~ oA C 0 0 0 0 ~ shy0 0 N
~
Tempeacutelllture il linterfue eau-seacutediment il la pointe de lAnnorique
11 ~ li ~ ~ ~ ~ ~ of j ~ ~ i ~ f N M ~ M ecirc ~ M
(donneacutees LR-i CvRS D1513 Faculteacute des Sciences Brest)
43
ANNEXEVI
TENEURS EN QUELQUES METAUX LOURS DANS LES GONADES DOURSINS DE LA RADE DE BREST
1Armorique (n=7) lIurloux (n=8) Deliee (n=8) 1
Fer (Fe) mgfKg 2869plusmn141O 531plusmn438 410plusmn250 1
lt 02Plomb (Pb) mgfKg O75plusmnO24 026plusmnO18
Cuivre (Cu) mgfKg O76plusmnO33 030plusmnO Il 045plusmnO42
Cadmium (Cd) mgIKg 396plusmnO55464plusmn125 463+12
Zinc (Zn) mgfKg 3563plusmn2828 1811=1241 1528plusmn1506 i
1
Mercure (Hg) mgfKg 026plusmnO12 018plusmnO08 020plusmnO13 1
(donneacutees Laboratoire lvllmicipal de Brest 16 rue Alexandre Ribot - J928iuml BREST Cedex Ofi0894)
ANNEXE VII
Agents toxiques essayeacutes pour leur toxiciteacute sur le deacuteveloppement la reproduction
et pour leur toxiciteacute geacuteneacutetique sur les embryons et le sperme doursins
(dapregraves PAGAl~O et al 1987)
Classe d aogents___+-____Agent=-s____~r__---Reacute~feacuterences___--1
1 Agents Physiques Rayons X RUST AD 1959 Rayons r GIORDANO et al 1983 Lumiegravere visible PAUL et al 1970
SPECK et al 1980
II Agents chimiques A Inorganiques Arsenic PAGANO et al 1982a
Beacuteryllium GIORDAlIO et al 1983 Cadmium PAGANO et al 1982b Chrome PAGA1-iO et al 1983a Cuivre HESLINGA 1976
PAGANO et al 1986 Mercure KOBA YASHI 1980 Nickel GIORDANO et al 1982 Changements de pH PAGANO et al 1985a 1985b
CIPPOLARO et al 1986 DUBE et al 1985
Zinc GIORDANO et al 1983 PAGANO et al 1986
B 1 Organiques 1 - Polluants industriels Peacutetrole dispersants du peacutetrole HAGSTROM et LONNING 1976
Pesticides organochloreacutes FALK-PETERSEN1979 BRESCH-ARENDT 1977
Styregravene et deacuteriveacutes PAGANO et al 1978 Dipheacuteny1 dipheacutenyl ether PAGANO et al 1983b PCBs ADAMS 1983
PAGANO et al 1985c
2 - Canceacuterigegravenes Acridines BRACHET 1968 Benzo(a)pyregravenes DE ANGELIS et GIORDANO
1974 HOSE et al 1983
712 dimeacutethy1benz( a)anthracegravene DE ANGELIS et GIORDkIO 1974
TPA (phorbol ester) BRESCH--RENDT 1978 Urethane NAKASHIMA et ISHIKAWA
1978 3 - Composeacutes pharmaceutiques Agents antineacuteop1astiques REN1llLARD et al 1975
WANG et al 1977 Thalidomide HAGSTROM et LONNING 1973 Acide nalidixique CZ1TN etaI 1981 Povidone iodine ROZENKRANZ et al 1980
III Meacutelanges KOBAYASHl 1971 1984 KINAE et al 1981 OSHIDA et al 1981 DINNEL et al 1981
LES MEacuteTAUX LOURDS DES PRODUITS MAnlNS AUX CONSOMMATEURS
(Les v(Jlours m6us uang ce
Ooso quotishydienne
Il eacutecossai ro fi lhomme
(ell IlIl)
Dose toxique
pOUf lIl(Hl li)] Il
(1)
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dan~ 1es al ililUlllS
(1l1Uk~raquo
EltlU ltIll Ilwr (111]1)
AlrJucs (lilgkJ )
Mollusques (IlIUkg)
Cfuslncocircs (11111111)
Poissons (muka)
Arsenic
001 ~O 02 mg
III 70 1119 1 SOllt mOrlols
0002-0001
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7 -120
15 17 (rwvolln)
25-75 (oOndill)
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100 Illoi
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Cuivre
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Mollusqull 110
0003-001
17-124
GO-900 (Iluitru)
20-90 (convoi)
l5-G (1 lion)
Mercure
Poisson jusqul 07
0000 03
----_
O02G-O2
004
01 middot10
Plomb
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0000 03
05 9
28-6 (huicirctre)
~- ----shy01-23
(tHlllllnrl)
O3-G
Seacuteleacutenium
3
000009
02-01
Zinc
6- 10 mg
35
0001-001
il2-Hi)
100-1 GOO (lIl1illO)
122-18 1 (1Il1IrlllI)
02middot1 200 (llilrell~1 )
---------- ----shy
fi (JIIIIUIIIaS
Les doses admissibles dilfl~ les aliments sonl exprillleacutees en millilrammes par kilogramme daliment
Les concclltrations daJis les produits rnHIcirclls sont (ouloS oxprilllUcircfS CIl lllilliJtallHllCS pM kilonriltlHlw do Illnliegravero segravecho
Chnque (ois qlll cela a ugravet possillln on il if)diqur~ entre p1fef)lhegravesos dnns qllJllc csplco nvait ocirctri trouveacutee ln plus (orte dosn
(1) [n CilS diumlnDntioll Cil IIlle scule (ois (SOllfce Rapport du Groupe Irleflilinisteacuterid des prohl~llIes de Pollution de la Mer 1(73)
EXTRAITS DE lA CIRCUlAIRE DU 13 MAl 1991
Circulaire du Ministegravere de lEnvironnement creacuteant les contrats de baie
Les eaux inorales franccedilaises doivent se situer en permanence agrave un niveau de qualiteacute suffisant pour ne pas mettre en peacuteril les eacutecosystegravemes cocirctiers qui constituent un eacuteleacutement majeur du patrimoine eacutecologique national ()
Lapproche retenue rient compte de la diversiteacute et de la complexiteacute des situations rencontreacutees ie long des cocirctes franccedilaises Certains SeCIeurs son principalement affecteacutes par des pollutions chimiques (meacutetaux etou composeacutes organiques ( )
De plus les pheacutenoTregravenes regroupeacutes sous une mecircme appeiation (egraveystrophies marines par exemple) reacutesJltent r jait de meacutecanismes diffeacuterents dont les c1uses et les facteurs de maitrise dofent ecirctre deacutetermineacutes dans chaque cas particJpr afin decirctre certain de mettre en oeuvre au plus juste coucirct des remegravedes efficaces ( j
n apparaft au corraire que pour chaque secteur C littorc oi une action est neacutecessaire a soluor adeacutequate ne peut ecirctre trouveacutee cu au niveat loca~ en associant tous les resporsables co-erneacutes Un outil nouveau est proposeacute le Contrat de Baie dont linitiative peut br= prise par lEtat mais aussi par dautrs acteurs (collectiviteacutes locales cssociatiors rotamment) ()
Chaque Cartrat de 3aie doit correspondre agrave une uniteacute middot-orale rmogegravene ()
Puisque la lutte ccr-se la pollution des eaux littorales ne peut ecircrr= efficace que par la prise
en compte des apports de Jensemble du bassin versant le Contrat de Baie doit ecirctre eacutelaboreacute agrave ce niveau
Pour eacuteviter ces eacutecueils tout Contrat de Baie devra reposer sur une connaissance aussi preacutecise que possible
bull de lensemble des sources de poiJution affectant le secteur rejets coners (ponctuels ou diffus) apports par les cours deau immersions de deacuteblais de dragage etc
bull des meacutecanismes de transfert des pollutions au milieu marin
bull des caracteacuteristiques du milieu reacutecepteur (morphologie courants caracteacuteris-tiques hvdrochimiques et biologiques)
bull des USIlges agrave proteacuteger et des zones sensibles du point de vue eacutecologique
Puisque lameacutelioration de la qualiteacute des eaux dun secteur du littoral implique de deacutefinir un programme concernant lensemble du bassin versant la maicirctrise douvrage de leacutetude ne pourra en geacuteneacuteral ecirctre confieacutee qu acirc une collectiviteacute locale de niveau supra shycommunal ()
L finaii du Contrat de Baie est dinciter les divers panenaires concerneacutes en particuer es coliegrave-ivieacutes locales agrave deacutepasser le cadre des scheacutemas classiques dassainissement dans tcs les cas c des dispositions speacutecifiques doivent ecirctre prises pour restaurer la qualiteacute des eaux (
Il est possible pour simplifier de subdiviser la rade elle-mecircme en trois zones un bassin
Nord tout dabord agrave lembouchure de lElorn ougrave se concentrent les activiteacutes portuaires de
Brest ensuite un bassin Sud recevant les eaux de lAulne moins urbaniseacute et mieux proteacutegeacute de
linfluence portuaire mais plus exposeacute aux effluents agricoles enfin une zone de meacutelange
formant un tourbillon dans la partie centrale de la rade allant des alentours de la presquicircle de
Quelem jusque dans le goulet
Le choix des sites sest porteacute sur quatre zones propices au deacuteveloppement de S gramllaris
dont trois dans la rade la derniegravere dans les icircles Gleacutenan en fonction de leurs diffeacuterentes
caracteacuteristiques La situation geacuteographique de chaque station se trouve illustreacutee en figure 1
- (1) Pointe Marloux situeacutee dans le bassin Nord proche de la zone portuaire dans une
zone de calme relatif laquo1 noeud en vives eaux) Le fond est constitueacute de maeumlrl pur la
profondeur est faible (5 m) Une eacutetude de la dynamique des populations a reacuteveacuteleacute de fortes
irreacutegulariteacutes dans le recrutement (Lumingas et GuiIlou sous presse)
- (2) Pointe de lArmorique situeacutee agrave lembouchure de lAulne ougrave la preacutesence de lIle Ronde
concentre les courants de mareacutee dans un chenal eacutetroit qui amplifie leur vitesse Gusquagrave 3
noeuds) Linfluence estuarienne y est encore ressentie le seacutediment est heacuteteacuterogegravene composeacute de
sable coquillier grossier et de deacutebris de maeumlrl la profonegraveeur peut atteindre jusquagrave 20 m au
milieu du chenal
- (3) Anse du DelIee zone rocheuse situeacutee dans le goulet de Brest directement sous
influence oceacuteanique Lhydrodynamisme est assez fort (gt2 noeuds en vives eaux) favorable au
deacuteveloppement dune couverture algale importante La zone de preacutelegravevement se situe sur une
pointe rocheuse appeleacutee pointe du Diable agrave labri des effets de lagglomeacuteration voisine agrave une
profondeur maximale de 10 m
- (4) Archipel des Gleacutenan en Baie de Concarneau Bretagne-Sud agrave leacutecart de toute
pollution anthropique et ougrave la population doursins connaicirct un large essor (Guillou et Michel
1993) et fait lobjet dune pecirccherie artisanale Cette derniegravere station sera consideacutereacutee comme site
de reacutefeacuterence
8
Fig 1 Preacutesentation de la rade de Brest
o
BREST
Rade de Brest
5km
Ile Q Ronde
Presqujle de Plougastel
Chenal de lAulne
r-f1
~r ltgt r Brest
~ ~RETAGNE
0- ~~ t-~
(Glenan) ~
9
3deg - Echantillonnage
Indices physiologiques
La reacutecolte seffectue par dragage ou en plongeacutee selon raccessibiliteacute agrave la cocircte par bateau
La drague utiliseacutee est large dun megravetre eacutequipeacutee dun filet de 2 cm de maille La dureacutee des traits
de drague est denviron 5 minutes Le mateacuteriel est ensuite fixeacute dans lalcool agrave 70 0 Le calcul
des indices neacutecessite un eacutechantillonnage mensuel commenceacute sur certaines zones depuis
deacutecembre 1993 puis prolongeacute dans cette eacutetude jusquau mois de juillet 1994 Pour chaque
mois un eacutechantillon de 30 individus dune classe de taille standard de 80middot90 mm est preacuteleacuteveacute
Feacutecondations
La reacutecolte des oursins seffectue en employant les mecircmes techniques que preacuteceacutedemment
Toutefois les animaux sont maintenus vivants et agrave labri des eacutecarts de tempeacuterature en les
conservant agrave bord dans un circuit deau de mer et en eacutevitant le deacuteclenchement dune ponte
Chaque eacutechantillon comporte une quarantaine dindividus de taille variable de faccedilon agrave pouvoir
disposer dun choix satisfaisant danimaux matures et dun sex-ratio eacutequilibreacute Deux
preacutelegravevements par site sont reacutealiseacutes entre mai et juin durant la peacuteriode de reproduction
4deg - Meacutethodes
Calcul des indices physiologiques
Le cycle de reproduction est eacutetudieacute par lintermeacutediaire de lindice gonadique (1 G) qui
est le rapport entre leacutetat des gonades et le poids corporel Leacutevolution dans le temps de ce
paramegravetre permet de mesurer leffort de reproduction et de situer la peacuteriode de la ponte La
relation employeacutee est la suivante
LG==Poids secs gonades x 106 Dtest3
Lindice utiliseacute fait intervenir le poids sec de gonades et le diamegravetre du test (Dt est) en
raison dune part de la bonne correacutelation entre taille et poids du test dautre part des fortes
variations engendreacutees par lutilisation de volumes ou de poids humides (Gonor 1972)
Lindice de Reacutepleacutetion du tube digestif (IR) correspond au rapport du poids de lintestin et de
son contenu sur le poids du corps Ce paramegravetre reflegravete lintensiteacute de leffort de collecte de
nourriture
10
La relation est donneacutee par Neacutedeacutelec (1983)
IR = Poids sec intestin x 106 1Dtest3
Les variations de ce paramegravetre permettent de suivre leacutetat des besoins trophiques des
individus et complegravetent les renseignements apporteacutes par lindice gonadique Les oursins sont
mesureacutes au mm pregraves ouverts sur la face orale agrave raide dun marteau puis disseacutequeacutes Les
gonades et les intestins sont preacuteleveacutees et seacutecheacutes agrave leacutetuve agrave 60degC pendant 48 agrave 72 h selon leacutetat
de maturiteacute En peacuteriode de maturation des gonades des eacutemissions accidentelles de produits
sexuels sont quelquefois provoqueacutees par la fixation dans lalcoo~ ces produits doivent ecirctre pris
en compte dans les mesures dindices gonadiques Pour obtenir des reacutesultats comparables sur
tous les sites les indices sont calculeacutes sur des eacutechantillons moyens appartenant agrave la mecircme
classe de taille (80~90 mm)
Tests defeacutecondations
Les animaux reacutecolteacutes sont maintenus vivants en aquarium dans un circuit deau de mer en
salle thermostateacutee (15degC) Les eXPeacuteriences doivent ecirctre effectueacutees dans les 24 h en raison du
stress occasionneacute par le ramassage Les bioessais sont reacutealiseacutes en eau de reacutefeacuterence provenant
de leacutecloserie IFREMER dArgenton reconnue de bonne qualiteacute filtreacutee sur cartouches
Sartorius de OA5 lm de porositeacute Pour chaque manipulation dix individus macircles et di
femelles sont seacuteleacutectionneacutes de maniegravere agrave reacutealiser deux seacuteries de tests en parallegravele chaque macircle
eacutetant testeacute par le meacutelange des dix femelles et chaque femelle par lensemble des di macircles soit
vingt essais par station reacutepeacuteteacutes agrave deux reprises entre mai et juin Les individus sont ouverts aux
ciseaux en zone eacutequatoriale et disseacutequeacutes afin de preacutelever les gonades Les gonades macircles sont
conserveacutees au sec pour eacute-1ter lactivation du sperme (lexceacutedent aqueux est eacutelimineacute agrave laide
dune poire) et maintenues au reacutefrigeacuterateur jusquagrave leur emploi Les gonades femelles sont
conserveacutees en eau de mer pour garder intacts les ovocytes elles sont ensuite tamiseacutees sur soies
de 200 lm pour eacuteliminer les deacutebris dovaires Les gonades macircles sont tamiseacutees sur soies de
60 lm pour reacutecupeacuterer le sperme propre Les ovocjtes sont laveacutes par seacutedimentation et dilution
les ovocytes immatures et les deacutebris de gonades eacutetant agrave chaque fois eacutelimineacutes Pour chaque
femelle la concentration est ameneacutee agrave 1500 ovocytesml par dilutions successIcircves dans un
11
temps le pool de dix femelles est constitueacute avec la mecircme densiteacute Apregraves tamisage du sperme
des dix individus macircles un pool est aussi reacutealiseacute avec une microgoutte de chaque filtrat
Chaque essai se deacuteroule dans des pots en polystyregravene steacuteriles dans lesquels agrave 30 ml deau filtreacutee
sont inoculeacutes 1 ml de solution dovocytes et 05 ml de sperme dilueacute (2 gouttes de sperme sec
dans 100 ml) Les ovocytes feacutecondeacutes sont alors mis en incubation dans une armoire
thermostateacutee agrave 155degC soit 20degC agrave 25degC de plus que la tempeacuterature du milieu naturel ceci
dans le but deacuteviter les effets neacutefastes pour le deacuteveloppement des larves dun eacutecart de
tempeacuterature trop eacuteleveacute Un scheacutema du protocole expeacuterimental est preacutesenteacute en annexe I
Lobservation du taux de reacuteussite de feacutecondation seffectue une heure trente apregraves le
meacutelange des gamegravetes
Le comptage des diffeacuterentes cateacutegories de larves est reacutealisable apregraves 5 jours dincubation
Les observations des larves reposent sur 5 critegraveres deacutefinissant chacun un type de larves
diffeacuterent (Pagano et al 1989)
N pluteus normal ayant suivi un deacuteveloppement convenable
R plut eus retardeacute ou inhibeacute dont la taille natteint pas la moitieacute de la normale
Pl pluteus pathologique preacutesentant des malformations du squelette
etou du tube digestif
P2 embryons dont le deacuteveloppement siest arrecircteacute agrave diffeacuterents stades
(morula blastula gastrula ou prisma)
M larye ou embryon mon
Lexamen de la qualiteacute des larves obtenues sur chaque site mesure laptitude des animaux
preacuteleveacutes sur cette zone agrave produire des larves viables en eau de mer de reacutefeacuterence traduisant
ainsi limpact de lenvironnement sur la qualiteacute des gamegravetes
Geacuteneacutetique des populations
Les recherches en geacuteneacutetique meneacutees ces derniegraveres anneacutees sont orienteacutees vers une connaissance
approfondie des meacutecanismes adaptatifs des populations danimaux marins notamment par
leacutetude des isoenzymes impliqueacutes dans divers processus meacutetaboliques Ains~ ladaptation de la
population agrave son environnement est deacuteceleacutee par la variabiliteacute des gegravenes enzymatiques Lanalyse
12
PLANCHE 1 Deacuteveloppement larvaire de Sphaerechinus granularis
- lt shy0
-
shy
embryon (P2) pluteus retardeacute (R)
pluteus pathologique (Pl) pluteus normal (N)
13
des structures geacuteneacutetiques a volontairement eacuteteacute reacuteduit agrave deux stations (Marloux et Armorique)
en raison dune part du deacutelai imparti agrave cette eacutetude et dautre part dune eacutetude comparative de
populations deacutejagrave effectueacutees sur ces deux sites (Lumingas amp Guillou sous presse) Dans cette
eacutetude a eacuteteacute analyseacute le polymorphisme l enzymatique des deux populations mesureacute par
eacutelectrophoregravese sur gel damidon En effet cette technique reposant sur le caractegravere amphotegravere
des proteacuteines elle permet de deacuteceler les variations de charges nettes des sous-uniteacutes
constituant le systegraveme enzymatique eacutetudieacute de sorte que les substitutions entre acides amineacutes
dans la structure primaire de la proteacuteine sont rendues visibles Ces substitutions eacutetant issues de
mutations sur les codons dau moins un nucleacuteotide de lADN (Ayala 1982) il sagit donc bien
lagrave dun reflet du patrimoine geacuteneacutetique Cependant toutes les mutations de triplet ne sont pas
deacutecelables en raison de la redondance du code geacuteneacutetique de mecircme que les substitutions
dacides amineacutes qui ne modifient pas la charge nette de la proteacuteine Cest pourquoi lon
considegravere que les deux tiers des mutations ne sont pas deacutetecteacutees (Ne~ 1972) Dune maniegravere
geacuteneacuterale la variabiliteacute geacuteneacutetique des organismes se trouve donc sous-estimeacutee
Les oursins rameneacutes frais au laboratoire sont aussitocirct disseacutequeacutes et des eacutechantillons de
diffeacuterents organes (muscle gonades appareil digestif) sont preacuteleveacutes sur chaque indhidu et
placeacutes seacutepareacutement dans un cocircne dEppendorf annoteacute et conserveacute au congeacutelateur (-70degC) Un
lot de 40 individus par site est ainsi preacutepareacute Les eacutechantillons sont ensuite broyeacutes agrave volume eacutegal
dans une solution de tampon de-traction (TRIS 00 lM + NADP 1 + EDTA) ajusteacutee agrave
pH 68 puis centrifugeacutes agrave 10000 g pendant 15 minutes agrave FC Les eacutechantillons sont placeacutes dans
des gels agrave 11 damidon en impreacutegnant de petites bandes de papier Whattman TM n)3
introduits perpendiculairement au gel apregraves avoir deacuteposeacute au preacutealable quelques gouttes de bleu
de bromopheacutenol pour visualiser le front de migration Les gels sont refroidis durant toute la
dureacutee de la migration par un systegraveme de plaques de refroidissement placeacutees au dessus et en
dessous du moule La migration est anodique Un scheacutema du montage est figureacute en annexe Il
La composition des tampons deacutelectrophoregravese et les reacutesolutions obtenues sont donneacutees en
annexe III Les eacutechantillons peacutenegravetrent dans le gel pendant une preacute-eacutelectrophoregravese de 10
minutes agrave 100 V Lorsque la migration est commenceacutee le gel est soumis agrave un champ eacutelectrique
Ipolymorphisme existence simultaneacutee dallS une population de plusieurs gegravenes pour le mecircme locus
14
constant de 80 mA pendant 4 agrave 5 heures La seacuteparation des geacutenotypes des diffeacuterents systegravemes
enzymatiques est reacuteveacuteleacutee par des colorations speacutecifiques regroupeacutees par Pasteur et al (1987)
et adapteacutees de Shaw et Prasad (1970) Les solutions utiliseacutees pour la reacuteveacutelation des
eacuteleacutectrophoreacutegrammes sont deacutecrites en annexe IV Linterpreacutetation des reacutesultats neacutecessite la
connaissance de la structure quaternaire (le nombre de sous-uniteacutes) de lenzyme qui
conditionne le nombre de taches observables chez les heacuteteacuterozygotes correspondant aux
diffeacuterentes combinaisons possibles entre les sous-uniteacutes sous lhypothegravese que les loci soient
autosomaux2 et les allegraveles codominants3 Quand un systegraveme enzymatique possegravede plusieurs
loci ces derniers sont numeacuteroteacutes de 1 agrave n suivant leur vitesse de migration en commenccedilant par
le plus rapide Les allegraveles5 sont codeacutes en fonction de leur distance (mesureacutee en mm) par rapport
agrave lallegravele le plus freacutequent noteacute 100 qui sert de reacutefeacuterence
5deg - Traitement des donneacutees
Les reacutesultats des tests deacutecotoxicologie sur les larves doursins sont traiteacutes statistiquement
par analyse de variance agrave lm critegravere de classification qui permet de veacuterifier en un seul test si les
diffeacuterences observeacutees au niveau des moyennes dun ensemble deacutechantillons sont imputables
aux fluctuations deacutechantillonnage ou non Cette meacutethode analyse les sources de variation de
lensemble des donneacutes elle sous-entend leacutegaliteacute des variances et la normaliteacute des populations
dorigine Le respect des conditions dapplication est controcircleacute au moyen dun test de Bartlett
Les tests statistiques sont reacutealiseacutes agrave laide du logiciel STATGRAPHICS (Statistical Graphies
Corp Rockville Maryland USA) Les comparaisons inter-sites sont effectueacutees avec un seuil
de confiance de 95
Les donneacutees de geacuteneacutetique sont traiteacutees par le logiciel BIOSYS-l (Swofford et Selander
1981) qui calcule les freacutequences alleacuteliques et donne les eacutecarts par rapport agrave leacutequilibre dHardyshy
Weinberg dans la population consideacutereacutee Les freacutequences alleacuteliques sont calculeacutees agrave partir des
2autosome chromosome preacutesent en double dans les cenules diploiumldes agravees deux sexes Jcodominams allegraveles exprimeacutes de maniegravere semblable dans un geacutenOtype heacuteteacuterozygote 410cus portion de chromosome correspondam agrave un gegravene 5allegravele lune des expressions alternatives dun gegravene (lOCus)
15
effectifs directement observeacutes sur les zymogrammes Pour un locus posseacutedant k allegraveles et un
eacutechantillon de N individus la freacutequence du iegraveme allegravele est donneacutee par la formule 1shy
(2Nii +iNij) HXi =__---L-_
2N
Nuuml nombre dhomozygotes observeacutes pour lallegravele ~
Nij nombre dheacuteteacuterozygotes observeacutes pour lallegravele i
Les freacutequences geacutenotypiques sont recalculeacutees sous lhypothegravese de la loi dHardy-Weinberg
qui postule que les freacutequences alleacuteliques restent constantes dune geacuteneacuteration agrave lautre en
labsence de mutation seacutelection et de migration (dans le cas dune espegravece diploiumlde en
panmixie6) Etant donneacutee la faible taille des eacutechantillons les freacutequences geacutenotypiques attendues
par cette loi sont calculeacutees par la formule de Levene (1949) N = Nxi (2Nx i -1)
2N-l _ 4N2 XiXjN - -----shy
lJ 2N-l
Nuuml freacutequence geacutenotypique homozygote
Nij freacutequence geacutenotypique heacuteteacuterozygote7 ayec IkNij=l (pour k allegraveles)
Le test de conformiteacute des freacutequences geacutenorypiques calculeacutees avec les reacutesultats observeacutes fait
intervenir un X2 Certains effectifs geacutenotypiques eacutetant compris entre 5 et 10 le test utiliseacute est
celui du conigeacute de Yates j(~12 (1 Obil - At) _ 1~)2
y= w shyC i=1 Atif
Le nombre de degreacute de liberteacute est eacutegal agrave m-k m eacutetant le nombre de geacutenotypes et k le
nombre dallegraveles
Les eacutechantillons eacutetant de faible taille les loci multi-alleacuteliques ont eacuteteacute analyseacutes en regroupant
les geacutenotypes en trois classes la classe des geacutenotypes homozygotes posseacutedant lallegravele Je plus
freacutequent la classe des heacuteteacuterozygotes posseacutedant lallegravele le plus freacutequent et la classe regroupant
les autres geacutenotypes Comme dans le cas des loci di-alleacuteliques le test du X2 est agrave 1 degreacute de
6panmixie individus qui se croisent au hasard agrave limeacuterieur ct une population pour laqudle leacutequilibre de la loi dHardy-Weinberg est respecteacutee (degraveme) heacuteteacuterozygote individu qui possegravede deux allegraveles distincts aux locus homologues des chromosomes parents dun organisme diploiumlde
16
liberteacute lorsque toutes les classes ont un effectif supeacuterieur agrave cinq Dans le cas dun locus dishy
alleacutelique si lun des effectifs est infeacuterieur agrave 5 la probabiliteacute exacte p est calculeacutee suivant le test
de Fisher utiliseacute dans le tableau de contingence 2X2 (VithayasaIuml 1973)
Les descripteurs de variabiliteacute geacuteneacutetique des populations sont donneacutes par les relations
suivantes
a) - pourcentage de loci polymorphes8 P95 = 100x(npn)
avec n == nombre de loci eacutechantillonneacutes et ni nombre de loci polymorphes un locus est
polymorphe lorsque la freacutequence de lallegravele le plus rare est supeacuterieure agrave 005
b) - lheacuteteacuterozygotie correspond agrave la freacutequence moyenne dheacuteteacuterozygotes dans la
population on distingue lheacuteteacuterozygotie obseIVeacutee (ho) et celle attendue dapregraves la loi dHardy-
Weinberg (he)
1=1
Xuuml eacutetant la freacutequence obseIVeacutee du geacutenotype homozygote du iegraveme allegravele contenu dans le locus Ir
h == 1- x~ e iJ
=
x eacutetant la freacutequence attendue du geacutenotype homozygote du iegraveme allegravele
Pour les eacutechantillons de petite taille lutilisation de lindice non biaiseacute (Levene 1949) est
neacutecessaire Le calcul de lheacuteteacuterozygotie attendue seffectue de la faccedilon suivante k
2N(1- LX) he(nb) == __---i-=-=l~_
(2N -1)
ougrave N est le nombre dindividus eacutechantillonneacutes
sur lensemble des loci on effectue la moyenne
=1
c) - lindice de fixation de Wright (FIS) ou de Selander (D) permettent deacutevaluer le
deacuteficit ou lexcegraves dheacuteteacuterozygotes Pour le iegraveme locus ils sont deacutefinis par
8polymorphe un g~ne es dit polymorphe lorsquil preacute~me au moins deux eacutetats distinctS dun caractegravere donneacute
li
Les deux indices se comportent de faccedilon opposeacutee une valeur positive de D correspond agrave
excegraves dheacuteteacuterozygotes et une valeur neacutegatIcircve agrave un deacuteficit en heacuteteacuterozygotes
La diffeacuterentiation geacuteneacutetique des populations est appreacutecieacutee par le calcul dun indice de
fixation moyen FST (Wright 1965) deacutefini de la maniegravere suivante
I-FIT = (I-FIS)middot(I-FST)
ougrave FIT et FIS sont les indices de fixation respectivement des individus agrave la population totale et
agrave ces sous-populations
Les indices de fixation du iegraveme allegravele sont deacutefinis dapregraves Nei (1977) par
~Sj =(~ - P)(Pi - p)
Fm = (~ - p2i)(Pi _ p2j)
avec Pi=Sn wiXuuml Pi=Sn wixi ougrave wi repreacutesente le poids accordeacute agrave chaque sous populations
Les indices de fixation calculeacutes pour le jeme locus agrave k allegraveles sont donneacutes par k
Lx j (1- Xj)~Sj ~Sj =-=--------
Lx j (1- Xi) i=1
k
LX (1- xJFm
LxC1- x) 1-1
Lhypothegravese nulle Ho que la valeur du F ST seacutecarte significativement de zeacutero est testeacutee par
X2=2NFST pour n-1 degreacute de liberteacute (Workman et Niswander 1970) ougrave n est le nombre de
18
10
sous populations et N le nombre total dindividus eacutechantillonneacutes La variance autour de la
moyenne par preacutelegravevement est deacutetermineacutee par la meacutethode du jacknife (Weir et Cockerham
1984) Elle permet de tester la significativiteacute de la valeur moyenne agrave laide dun test-t
Le nombre dindividus migrants entre populations peuvent ecirctre estimeacutes par la relation
Nm = (_1__ 1)4 FST (Wright 1965)
avec N =nombre dindividus fertiles dans la population
m = taux de migration
III RESULTATS
- Indices Physiologiques
Lexamen des indices gonadiques fait apparaicirctre de fortes dispariteacutes entre stations (fig 2a)
Tout dabord le site de lArmorique se distingue par des valeurs tregraves faibles traduisant un
niveau de deacuteveloppement des gonades tregraves reacuteduit ne permettant pas de discerner une peacuteriode
de ponte Le site du DelIee preacutesente un deacuteveloppement des gonades moyen comparable au
teacutemoin (Gleacutenan) mais le pic de deacuteveloppement de printemps nest pas observeacutee bien que la
chute de lindice agrave partir du mois de mai permette dy deacuteceler une ponte La population de
MarIoux preacutesente une eacutevolution assez semblable agrave celle des Gleacutenan avec toutefois des valeurs
nettement plus eacuteleveacutees et deux peacuteriodes de chute dindice Uanvier-mars avril-juin)
Lanalyse des indices de reacutepleacutetion (fig2b) montre un comportement radicalement diffeacuterent
entre les oursins de la rade et ceux des Gleacutenan En effet alors que sur le site teacutemoin on observe
un maximum en hiver et une forte chute de lindice de reacutepleacutetion jusquen avril-ma~ soit un mois
avant la ponte le comportement alimentaire des oursins des sites de la rade semble beaucoup
plus anarchique sur le site de MarIoux les indices de reacutepleacutetion restent eacuteleveacutes mecircme en peacuteriode
de ponte et sur les deux autres sites les valeurs hivernales sont singuliegraverement faibles De
maniegravere geacuteneacuterale les indices de reacutepleacutetion des stations de la rade sont plus stables au cours de la
peacuteriode eacutetudieacutee et plus eacuteleveacutes pendant le printemps et leacuteteacute que sur le site de reacutefeacuterence des
Gleacutenan Ceci semble traduire un besoin eacutenergeacutetique plus constant agrave correacuteler avec la nature du
substrat et la disponibiliteacute des ressources trophiques (Comely amp Ansel 1989)
19
Fig 2 Evolution des indices phvsiologigues de Splzaerecltinus granularis UG et IR)
Indices Gonadiques
Mariaux
+ Armorique
-Q-- DeUee
- -r- - Gleacutenan
Fig2a
Indices de Reacutepleacutetion
25
1 tfi~__ plusmnl~middotmiddotmiddotmiddotmiddott~~-~-~
5 - -- - - ~~~~-TT-~ j ~----+-- ~~ l ~-middot-rgtfmiddotltmiddot J 1 shy
n------~ -t o 1 shy
o J FM AM J J
bullbull -tl- bullbullbull Marlou~
1
1 -+- Armorique 1
~ Dellee
- - - Gleacutenan l
Fig2b
2deg - Feacutecondation et deacuteveloppement larvaire
Les reacutesultats sont rassembleacutes sur le tableau l et les graphes preacutesenteacutes en figure 3 ougrave sont
pris en compte les moyennes de lensemble des expeacuteriences Les taux de feacutecondations moyens
sont eacuteleveacutes sur tous les sites (gt91) On note cependant une reacuteussite des feacutecondations (F)
leacutegegraverement meilleure pour le site des Gleacutenan (fig3a) sans pour autant que les diffeacuterences
soient statistiquement significatiyes sauf pour le site de MarIoux ougrave les valeurs sont
significatrvement infeacuterieures au site de reacutefeacuterence (seuil de confiance 95)
20
Les taux de pluteus normaux (N) obtenus pour les sites de lArmorique et de Marloux sont
significativement infeacuterieurs au site des Gleacutenan choisi comme reacutefeacuterence (respectivement 689
et 812 contre 869 auxiles Gleacutenan cf fig3d)
Le site de lArmorique se distingue des trois autres populations par un taux de blocage au
stade embryonnaire (P2=118) et de pluteus retardeacutes (R=143 fig3e) significativement
plus eacuteleveacutes de plus les tests sur les individus macircles montrent sur cette cateacutegorie des reacutesultats
statistiquement plus eacuteleveacutes que pour les femelles (t=249068 n=38 0=0005)
Le site de Marloux preacutesente un taux dembryons intermeacutediaire entre celui trouveacute agrave la pointe
de lArmorique et celui des Gleacutenan (58 fig3b) Le taux de mortaliteacute (M) y est
significativement supeacuterieur agrave toutes les autres stations (24 contre 08 agrave 12 fig3f)
En revanche aucune diffeacuterence statistique nIa eacuteteacute rencontreacutee en comparant les sites du
Dellec et des Gleacutenan agrave quelque stade de deacuteveloppement que ce soit bien que les reacutesultats
soient geacuteneacuteralement infeacuterieurs pour le site de la rade
Les pluteus pathologiques (Pl) sont du mecircme ordre de grandeur dans tous les sites (37)
et ne permettent pas deacutetablir de comparaison (fig3e)
TABLEAU 1 COllPARAISON DES RESUlJTATS DES TESTS DE FECONDATION
N() P2 ()1
i F() R() 1 Pl () M() 1rmoriq ue Macircles 922plusmn64 13+16689plusmnU5 82plusmn80178plusmn10S 1 38plusmn16
1
Femelles 93Oplusmn45 688plusmn166 108plusmn70 39+16 153plusmn177 L2plusmnL3 11
689plusmn145 Il8plusmnl43Total 1 922plusmn64 143plusmn9A 38plusmn22 12plusmn20 2larloux Macircles 800plusmn42 79plusmn34 41plusmn27928plusmn37 5 1plusmn3 1 28+8
Femelles 91Oplusmn94 824plusmn84 1 59plusmn3 1 33plusmn14 65plusmn61 L9plusmn22 69plusmn36 37plusmn21 58plusmn5O 24plusmn5Total 919+74 812plusmn69
27plusmn27Deliee Macircles 81plusmn3ocirc 33plusmn15 O9plusmnLO925plusmn57 i 850plusmn59 96plusmn56 1 45+16 27plusmn32Femelles l2plusmn24928plusmn61
1 82Oplusmn9O 27plusmn29 10plusmn18Total 89plusmn4iuml 39plusmn22926plusmn58 835plusmn771 1
27plusmn23 O6plusmnO777plusmn50 38plusmn23Gleacutenan Macircles 851plusmn69949plusmn45 - l+ 1)~_J_ 1 34plusmnl7 14plusmn13Femelles LOplusmn14887plusmn72943plusmn44
21plusmn2O 1 O8plusmn1l869+72 1 66+51 1 i 36plusmn2OTotal 946+44
mise en eacutevidence dune diffeacuterence significative entre ies reacutesultats des deux sexes
21
_________________ _
Fig 3 Preacutesentation graphique des reacutesultats des tests eacutecotoxicologigues
Taux de feacutecondation (F)
100
1 1 6 iuml 1 1
agrave~J 9 1
0
1
1~1 l i 1
80_
751 1
Armorique Marioux Deliee Gleacutenan
Fig 3a taux de feacutecondation observeacutes pour chaque station
Embrvons (P2) 00
1 1
11
15
10 T 5 shy
0 Armorique Marloux Deliee Gleacutenan
Fig 3b taux de blocage embryonnaire obseneacutes pour chaque station
Pluteus retardeacutes CR)
25CO
20CO
15CO o
10CO
5CO 1 9 i
OCO
Armorique Martoux Jallee Gleacutenan
Fig 3c taux de pluteus retardeacutes obsenes sur chaque statlon
22
__________________ _
Pluteus nomlaut (N)
100 T iuml ccedil 2751 iuml 2 l Q
l501 1
T251
1
0 Armorique Marloux Deliee Gleacutenan
Fig3d taux de pluteus normaux observeacutes sur chaque station
Pluteus pathologiques (Pl)
8
161
i T shy1l iuml
1 11 14 -
I r-
tJiuml t 1
1 2 1 1
omiddot Armorique Mariaux Deliee Gleacutenan
Fig 3e [mLC de plweus pathologiques observeacutes sur chaque station
Tault de mortaliteacute on
500
400
300 l
200
1
100 J J j J
000
Armorique Mariaux Deliee Gleacutenan
Fig 3 taux mortaliteacute observeacutes pour chaque station
30 - Geacuteneacutetique des populations
Les reacutesultats sont rassembleacutes sur les tableaux n02 et 3 Sur les Il loci eacutetudieacutes on remarque
que la population de lArmorique seacutecarte significativement de leacutequilibre de Hardy-Weinberg
pour 5 loci (PGM-l et 2 IDH-l PGD-l GPI-1) alors que lon observe seulement 2 cas pour
le site de MarIoux TI est agrave noter que dans chaque cas les indices de fLation de la population
de lArmorique sont plus eacuteleveacutes que ceux de MarIoux traduisant une deacuteviation plus
importante Cette observation est correacuteleacutee par une heacuteteacuterozygotie en moyenne plus eacuteleveacutee agrave
MarIoux quagrave lArmorique (0207plusmnO057 contre 0180plusmnO052) Le pourcentage de loci
polymorphes (seuil 95) est de 6364 agrave MarIoux contre 4545 agrave lArmorique
Lindicateur de diffeacuterenciation geacuteneacutetique moyen calculeacute selon la meacutethode de Weir et
Cockerham est faible (FST=00059plusmnO0048) et ne montre pas de diffeacuterence significative Dans
ces conditions lestimation du nombre dindividus eacutechangeacutes par geacuteneacuteration donne une valeur
eacuteleveacutee (Nm=42 12plusmn23 Il)
TABLEAU 2
RESUltŒ DES F-STATISTIQUES
Locus FIS FIT FST
PGM-1 0381 0384 0004 PGM-2 0359 0360 0001 IDH-l 0226 0233 0010 PGD-l 0351 0352 0002 MDH-1 -0013 -0009 0005 MDH-2 -0026 -0013 0013 GPI-1 0346 0352 0012 ME-1 0252 0253 0001 ME-2 -0034 -0030 0005
MT-1 -0051 -0040 0012 MT-2 0137 0137 0000
Moy 0273 0276 0006
24
TABLEAU 3
STRUCTURE GENETIQUE DE DEUX POPULATIONS DE Sgranillaris SUR UNE BASE DE 11 LOCI
Pointe de Marloux Pointe de lArmorigue 1
1 1
Locus allegravele freacuteq Ho He D Het freacuteq Ho He D Het
PGM-l 105 0013 2 1987 0006 0050 - 1 2924 -0658 0073
100 0975 0962
95 0013 0038
PGM-2 110 0025 15 22l77 -0324 0554 - 12 20468 -0414 0512
105 0262 0287
100 0613 0637
95 0087 0075
90 0013 shyIDH-l 105 0081 7 8260 -0153 0223 0015 3 4761 -0370 0140
100 0amp78 0926
95 0041 0059
PGD-l 110 0025 15 19392 -0227 0485 0038 9 18063 -0502 0452
107 0013 shy105 0213 0250
100 0688 0700
95 0050 0013
90 0013 shyltIDH-l 105 - 1 1000 0000 0025 0013 1 1000 0000 0025
100 0988 0988 95 0013 shy
MOH-2 110 - 0 - - - 0025 2 1975 0013 0 049
100 1000 0975
GPI-I 110 0112 Il 14620 -0148 0366 0175 6 11696 -0487 0292
105 0075 shy100 0788 0325
100 0850 0863
95 0025 -ltŒ-1 105 0050 2 3843 -0480 0096 0038 3 2924 0026 0073
100 0950 0962
rv1E-2 105 0013 3 2949 0017 0074 0038 3 2924 0026 0073
100 0962 0962
95 0025 -MT-1 105 0038 6 5734 0046 0143 0025 2 1975 0013 0049
100 0925 0975
95 0038 -MT-2 105 0150 10 10329 -0032 0258 0138 7 9608 -0271 0240 1
Heacuteteacutero~gotIcirce moyenne par locus (non biaiseacutee O207iO057 HeacuteteacuterozygOlIcirclt moyenne par locus (non biaiseacutee == O180iO05 Nombre moyen dallegraveles par locus = 309iO44 Nombre moyen dallegraveles par locus 236iO20 Pourcentage de loci polmorphes (criteacutere 95) == 6364 Po=uge de loci polymorphes (criteacutere 95) =4545
locus preacutesent8llt un deacuteficit en heacuteteacutero~gOles significltl lttest de 1 p$O05)
1
IV 1DISCUSSION
TI ressort de cette eacutetude une convergence des reacutesultats qui reacutevegravele la singulariteacute de la
population de la pointe de lArmorique En effet le cycle de reproduction y est agrave leacutevidence
perturbeacute les valeurs dindice gonadique sont extregravemement faibles et la ponte non deacutecelable Le
taux dingestion est faible Les tests de deacuteveloppement larvaire preacutesentent des anomalies
(blocage aux stades embryonnaires et retard des pluteus) et lanalyse geacuteneacutetique y reacutevegravele pour
pregraves de 50 des loci une deacuteficience en heacuteteacuterozygotes traduisant lagrave une baisse de variabiliteacute
geacuteneacutetique et une deacuteviation par rapport aux conditions dHardYMWeinberg9
Le site voisin de la pointe MarIoux semble beaucoup moins affecteacute le cycle de reproduction
sy deacuteroule tout agrave fait normalement (IG plus eacuteleveacutes que sur le site de reacutefeacuterence) et leacutequilibre
panmictique y est geacuteneacuteralement mieux respecteacute Cependant les tests eacutecotoxicologiques y
deacutecegravelent quelques indices de perturbation les taux de feacutecondations y sont infeacuterieurs au teacutemoin
les embryons preacutesentent quelques blocages et les taux de mortaliteacute des larves sont
statistiquement plus eacuteleveacutes
Les reacutesultats concernant le site du Deliec nindiquent p as de diffeacuterences remarquables par
rapport au site de reacutefeacuterence La peacuteriode de ponte y survient avec un leacuteger deacutecalage sans doute
agrave mettre agrave lactif dune diffeacuterence dans les conditions de tempeacuterature etou de deacuteveloppement
de blooms phytop1anctoniques certains auteurs faisant concorder le deacuteclenchement de la ponte
avec labondance de nourriture disponible pour les larves (Himmelman 1978)
Le comportement des indices de reacutepleacutetion des populations de la rade de Brest savegravere tregraves
distinct de celui de la population de reacutefeacuterence ce qui peut traduire une strateacutegie adaptative
diffeacuterente ou une couverture des besoins eacutenergeacutetiques insuffisante chez les populations de la
rade Cette observation meacuterite notre attention puisque dans le cas de la station de MarIoux le
substrat est semblable agrave celui du site teacutemoin et ne peut expliquer le maintien de lindice de
reacutepleacutetion agrave des niveaux eacuteleveacutes pendant la peacuteriode de reproduction
On peut deacuteduire de ces constatations une distinction entre les populations du fond de la
rade et la station du Deliee situeacutee dans le goulet qui semble a priori exempte de deacutegradation
9Hardy-Weinberg (loi de) loi dheacutereacutediteacute ougrave la preacutesence des gegravenes demeure constante de geacuteneacuteration en geacuteneacuteration en labsence de seacutelection de mutation daccouplements dirigeacutes ou daccidents deacutechantillonnage
26
Les deux populations du bassin Nord subissent agrave leacutevidence linfluence de facteurs
environnementaux qui perturbent leur deacuteveloppement Ces pheacutenomegravenes sont provoqueacutes par
diverses causes dorigine naturelle tout dabord auxquelles viennent sajouter les facteurs
anthropiques
Une certaine hieacuterarchisation dans leacutetat de deacutegradation des sites est agrave prendre en compte En
effet des deux zones perturbeacutees la pointe de lArmorique est celle ougrave les effets se font le plus
durement ressentir
Ces deux stations diffegraverent de par le substrat le reacutegime hydrodynamique et lintensiteacute de
linfluence estuarienne La nature du substrat agrave MarIoux est la mecircme que sur le site de
reacutefeacuterence des Gleacutenan il sagit de fonds meubles composeacutes de maeumlrl vivant recouvert
deacutepiphytes synonymes de ressources trophiques abondantes et disponibles toute lanneacutee ce qui
explique les indices gonadiques eacuteleveacutes observeacutes pour ces deux sites A MarIoux
lhydrodynamisme est calme favorable au deacuteveloppement dune veacutegeacutetation dense dalgues
macrophytes saisonniegraveres (Hily et al 1992) Cette couverture veacutegeacutetale est renforceacutee par
lenrichissement du milieu en sels nutritifs provenant du bassin versant de lElom agrave vocation
agricole (N03-=500 agrave lOOOkgj P043-=30 agrave 700kgj) Les concentrations dans cette zones
sont eacuteleveacutees et varient au cours de lanneacutee elles sont maximales lhiver (N03-=28-51 mgl
P043-=O67-137mgl NH4+=41-37mgl) La preacutesence de ces algues contribue agrave augmenter
et agrave diversifier les ressources trophiques disponibles elle favorise le deacuteveloppement dune faune
diversifieacutee de brouteurs
Sur le site de la pointe de lArmorique par contre le substrat est rocheux et les courants
forts Le couvert veacutegeacutetal y est au contraire clairsemeacute et composeacute dalgues essentiellement
saisonniegraveres La population de lArmorique se trouve donc dans des conditions de ressources
trophiques moins facilement accessibles et plus limiteacutees comme latteste le deacuteveloppement plus
important de lorgane masticateur (par effet compensateur) signaleacute lors dune eacutetude compareacutee
de ces deux populations (Lumingas amp Guillou SOIIS presse) Lanalyse des indices
physiologiques doit se faire en consideacuterant que le degreacute de prospeacuteriteacute dune population reacutesulte
dun compromis entre la nature et labondance des ressources trophiques dune part et dautre
part de leacutenergie que lanimal doit deacutepenser pour collecter digeacuterer et assimiler cette nourriture
27
(Reacutegis 1979) Les deux populations eacutetant au deacutepart placeacutees dans des conditions ineacutegales
lapparition de facteurs exteacuterieurs ne pourrait quamplifier cette diffeacuterence au deacutetriment de la
plus deacutefavoriseacutee
Lexamen comparatif des courbes deacutevolution de tempeacuterature entre le Dellec et la pointe de
lArmorique (stations fixes de mesures hydrologiques) montre un eacutecart de 05 agrave 1degC en faveur
de la partie la plus reculeacutee de la rade (cf Annexe V) En tenant compte de la profondeur on
peut en deacuteduire pour le site de Marloux ougrave la profondeur est faible un eacutecart de tempeacuterature
denviron + l5degC par rapport au Dellec Cette particulariteacute pourrait expliquer la preacutecociteacute de la
maturiteacute remarqueacutee chez la population de Marloux Plusieurs interpreacutetations peuvent expliquer
la chute de lindice gonadique observeacutee en mars interruption dans le deacuteveloppement des
gonades provoqueacutee par les preacutecipitations hivernales (Cochran amp Engelmann 1975 Starr et al
1993) une mobilisation des reacutesenles dues aux conditions climatiques (Guillou amp MicheL
1993) ou au contraire une gameacutetogeacutenegravese preacutecoce comme le laisse supposer la forte valeur de
lindice gonadique en janvier
Les tests de feacutecondation eacutetant reacutealiseacutes dans une eau de reacutefeacuterence les causes de perturbation
du deacuteveloppement larvaire sont intrinsegraveques aux gamegravetes il peut sagir soit de la qualiteacute du
vitellus soit dalteacuterations geacuteneacutetiques soit de laccumulation dans les gonades dun agent
contaminant preacutesent dans le mileu Gamegravetes et embryons doursins sont sensibles agrave un large
eacuteventail de facteurs physiques (tempeacuterature pH saliniteacute etc ) et chimiques (meacutetaux
pesticides PCBs hydrocarbures etc ) ils conviennent eacutegalement pour tester les effluents en
meacutelange (Kobayashi 1971 Dinnel et al 1981 Pagano et al 1987 Lassus et al 1991) ce qui
rend plus difficile la recherche des agents responsables des anomalies observeacutees
On peut tout de mecircme mentionner les fortes teneurs en meacutetaux lourds preacutesents dans toute la
partie Est de la rade (mine de plomb argentifegravere situeacutee agrave Huelgoat) Des mesures reacutecentes de
meacutetaux dans les seacutediments agrave proximiteacute de la pointe de lArmorique font eacutetat des concentrations
suivantes Cu=253 ppm Pb=230 ppm Zn=160 ppm (Troadec corn pers) Les oursins en
tant quorganismes infeacuteodeacutes au seacutediment et participant agrave leur bioturbation sont directement
exposeacutes agrave ce type de contamination Plusieurs eacutetudes in situ font eacutetat de laccumulation de
28
meacutetaux par les oursms notamment dans les gonades et lintestin (Augier et al 1987b
Albanedo et al 1990)
Les tests de toxiciteacute des meacutetaux lourds sur les larves de diffeacuterentes espegraveces doursins ont fait
lobjet de nombreux travaux et les effets de ces polluants sur la feacutecondation et le
deacuteveloppement des larves sont assez bien connus (Kobayashi 1984 Dinnel et al 1989) A
faibles doses les ions meacutetalliques peuvent exercer une action positive caracteacuterisant le
pheacutenomegravene d hormegravese observeacute par Stebbing (1981) sur des colonies dhydrozoaires Une
action semblable est rapporteacutee par Young au niveau du pouvoir fertilisant des spermatozoiumldes
doursins pour des concentrations en divers ions meacutetalliques allant de 10-5 agrave 10-6M (Young amp
Nelson 1974) Cependant il sagit de pheacutenomegravenes marginaux et la tendance geacuteneacuterale de ces
eacuteleacutements se manifeste bien eacutevidemment par un effet toxique Le cuivre le zinc le cadmium
provoquent agrave des seuils diffeacuterents des dommages sur les gamegravetes et leur descendance en
alteacuterant soit la croissance des larves soit la diffeacuterenciation squelettique des pluteus (Bougis
1961 1965 Khristoforova et al 1984 Pagano et al 1982 Hesllnga 1976) Les diffeacuterents
stades larvaires preacutesentent des sensibiliteacutes diffeacuterentes les travaux de Kobayashl (1980)
montrent une plus forte sensibiliteacute des spermatozoiumldes et des larves au stade gastmla ce qui
coincide avec les blocages embryonnaires observeacutes agrave ce stade sur le site de lAlmorique La
preacutesence de meacutetaux dans les gonades pourraient donc logiquement expliquer les reacutesultats
obtenus De plus de fortes preacutesomptions pegravesent sur les rejets de mateacuteriel provenant du service
pyrotechnique de la Marine Nationale sur la pointe de lArmorique
Les reacutesultats dune toute reacutecente analyse effectueacutee par le Laboratoire Municipal de Brest
(aoucirct 94) sur des gonades doursins provenant des trois stations de la rade confirme cette
hypothegravese (cf Annexe VI) Le site de lArmorique se distingue par des teneurs nettement plus
eacuteleveacutees en fer zinc plomb et en cadmium (Fe=263 ppm Zn=356 ppm Pb=075 ppm Cd=076
ppm cest agrave dire selon les meacutetaux entre 2 agrave 5 fois plus que dans les autres stations) Dans
lensemble une certaine contamination meacutetallique peut ecirctre remarqueacutee dont lorigine se situe
dans le trafflc maritime les rejets domestiques et portuaires et les peintures anti-foullng Les
fortes concentrations en zinc proviennent des toitures de lagglomeacuteration brestoise Les
nombreux eacutelevages porcins de la reacutegion peuvent aussi contribuer agrave la pollution en cuivre par
29
lalimentation fournie aux arumaux Cependant la forte contamination locale du site de
lArmorique en fer zinc plomb et cadmium ne peut avoir quune origine ponctuelle qui
confirme les soupccedilons pesant sur les activiteacutes militaires dans ce secteur Compareacutes aux chiffres
trouveacutes dans la litteacuterature les reacutesultats sont coheacuterents Augier et al(1987b) lors dune eacutetude
sur Paracentrotus ividus en baie de Port-Cros avance des concentrations dans les gonades
comparables (Cd=O52 agrave 231 ppm Cu=167 agrave 542 ppm Pb=O33 agrave 117 ppm) mais des
teneurs en mercure sensiblement plus faibles (Hg=003 agrave 004 ppm) Chez une autre espegravece
(Echinometra mathaei) les travaux dAlbanedo et al(1990) indiquent dans une station tregraves
pollueacutee du port de la Havane des concentrations eacuteleveacutees en meacutetaux Fe=l08 ppm Cu=473
ppm Zn=267 ppm chiffres qui sauf pour le cuivre restent infeacuterieurs aux mesures obselveacutees agrave
la pointe de lArmorique Ces auteurs montrent une accumulation des meacutetaux lourds
relativement importante dans les diffeacuterents organes des oursins notamment au niveau du tube
digestif (cas du plomb et du cuivre) il serait inteacuteressant de connaicirctre eacutegalement les doses dans
les autres parties de lorganisme Cette accumulation preacutesentant des fluctuations saisonniegraveres
lieacutees au meacutetabolisme de lanimal un suivi plus reacutegulier des concentrations en meacutetaux devrait
ecirctre envisageacute
Cependant les meacutetaux peuvent ne pas ecirctre les seuls agents agrave mettre en cause Les pesticides
et les hydrocarbures sont eacutegalement susceptibles de pouvoir provoquer des anomalies (cf
Annexe VU) Les PCBs employeacutes dans de nombreux secteurs industriels bien que quelquefois
signaleacutes dans les seacutediments de la zone portuaire agrave des taux importants (PCBs=183
ppbMarchand 1985) semblent agrave eacutecarter En effet Trieff et al (1 988) bien quil mette en
eacutevidence un effet spermiotoxique signale labsence daccumulation de ce type de produits dans
les organismes ce qui preacutesente comme impossible toute influence des PCBs dans les conditions
ougrave les expeacuteriences ont eacuteteacute meneacutees
La preacutesence dans le bassin Nord de rejets de deux stations deacutepuration situeacutees en amont de
la Penfeld exerce aussi une influence sur la qualiteacute bacteacuteriologique des eaux de ce secteur
Leurs apports sont estimeacutes agrave 1014CFIh Dautre part le ruisseau du Relecq Kerhuon situeacute pregraves
de lestuaire de lElom amegravene quant agrave lui jusquagrave 1012CFIh en hiver (source DDE rapport
Saunier eau et environnement) Ces chiffres peuvent apporter une explication aux mortaliteacute
30
des lalVes obselVeacutees pour le site de Marloux des bacteacuteries pathogegravenes preacutesentes dans les
gonades peuvent secirctre deacuteveloppeacutees pendant la peacuteriode dincubation
Les reacutesultats de lanalyse geacuteneacutetique trahissent un deacuteficit en heacuteteacuterozygotes important sur le
site de la pointe de lAnnorique Ce deacuteficit freacutequemment rencontreacute chez les mollusques
bivalves (Buroker 1983~ Singh amp Green 1984) et dautres inverteacutebreacutes marins (Murphy et al
1975 Day amp Bayne 1988) peut avoir plusieurs significations il sagit soit de la preacutesence
dallegraveles silencieux (1) soit dun pheacutenomegravene dinbreeding (2) soit dM effet Wahlund (3) ou
encore du reacutesultat de la pression de seacutelection exerceacutee par les facteurs eacutenonceacutes plus haut (4)
(1) Lhypothegravese de la preacutesence dallegraveles nuls lo est peu probable eacutetant donneacute le nombre de
loci preacutesentant un excegraves dhomozygotes
(2) Le pheacutenomegravene dautofeacutecondation nest pas agrave eacutecarter car des cas dhermaphrodisme
certes peu freacutequents ont deacutejagrave eacuteteacute rapporteacutes sur ce mecircme site (Neefs 1952) Leacuteventualiteacute que
les gegravenes impliqueacutes ne soient pas porteacutes par des chromosomes autosomaux na pas eacuteteacute veacuterifieacutee
(3) Les conditions dhydrodynamisme sexerccedilant sur cette zone peuvent ecirctre invoqueacutees pour
venir conforter la thegravese dun effet Wahlund (conseacutequence dun eacutechantillonnage effectueacute sur
deux sous-eacutechantillons dun mecircme site se comportant comme des populations Mendelliennes
seacutepareacutees)
(4) Une seacutelection exerceacutee par les conditions du milieu reste le)plication la plus probable
Cette influence des facteurs environnementaux comme la preacutesence de meacutetaux mentionneacutee
preacuteceacutedemment sexerce pendant la vie lalVaire peacutelagique mais surtout durant la phase critique
de la meacutetamorphose et les eacutetapes qui suivent le recrutement La meacutetamorphose chez les oursins
sulVient apregraves une peacuteriode variable de vie lalVaire pouvant durer selon les espegraveces et les
conditions entre 5 et 22 semaines (Strathmann 1987) ce qui expose les larves agrave de nombreux
aleacuteas Certains auteurs eacutevoquent limportance du recrutement comme facteur dheacuteteacuterogeacuteneacuteiteacute
geacuteneacutetique entre populations (Watts et al 1990) Or une eacutetude comparative des populations
des deux sites concerneacutes a montreacute une forte irreacutegulariteacute du recrutement dans la population de
Marloux par rapport agrave celle de la pointe de lAnnorique (Lumingas amp Guillou sous presse)
Ces auteurs imputent ce pheacutenomegravene au spectaculaire deacuteveloppement dalgues qui apparaicirct
IOallegravele nul (ou silencieux) est dit dun allegravele qui ne sexprime pas sur le gel
31
chaque anneacutee sur ce site agrave la faveur des apports fluviaux en eacuteleacutements nutritifs Dune part il
inhiberait laction attractive du maeumlrl dautre part la deacutecomposition de ces veacutegeacutetaux agrave
lautomne provoquerait la mortaliteacute des recrues en reacuteduisant la couche superficielle du seacutediment
et entraicircnerait le deacuteveloppement dun film bacteacuterien empecircchant 1a fixation des post~larves Le
site de la pointe de lArmorique semble au contraire avoir des recrutements reacuteguliers
Les groupes de recrues connaissent donc des destins diffeacuterents sur les deux sites ce qui
pourrait expliquer les diffeacuterences dheacuteteacuterozygotie observeacutees
Pour confirmer cette hypothegravese il conviendrait de comparer des eacutechantillons plus grands
dindividus de mecircme agravege correspondant agrave une peacuteriode ougrave le recrutement a eacuteteacute bon sur les deux
sites voire mecircme de comparer directement les geacutenotypes des jeunes individus recruteacutes dans les
deux sites Dautre part la comparaison du site de la pointe de lArmorique avec celui du
Dellec pourrait fournir des indications importantes pour confirmer lhypothegravese de lexistence
dune pression de seacutelection
V 1CONCLUSION
Leacutetude des phases de reproduction et deacuteveloppement larvaire des populations doursins de
la Rade de Brest met en eacutevidence des troubles fonctionnels chez les populations du bassin
Nord proches de la zone portuaire en particulier sur le site de la pointe de lArmorique qui
contraste avec les bons reacutesultats obtenus pour le site du Dellec sous influence oceacuteanique La
convergence des donneacutees de geacuteneacutetique avec les reacutesultats observeacutes confirme la validiteacute de la
meacutethode utiliseacutee et renforce la fiabiliteacute de Sgranularis comme bioindicateur
Les causes de ces deacuteregraveglements sont sans doute multiples aussi ce travail meacuterite-t-il un suivi
agrave plus long terme Leacuterude des diffeacuterents paramegravetres influenccedilant les conditions de vie des
oursins de la pointe de lArmorique (tempeacuterarure saliniteacute seacutedimentologie biomasse matiegravere
organique ) ainsi que des essais de transplantations in situ dindividus sains devraient
permettre de mieux preacuteciser les facteurs responsables de ces perturbations
Quant aux premiers reacutesultats danalyses des teneurs en meacutetaux lourds du Laboratoire
Municipal ils devraient ecirctre eacutetendus agrave dautres parties du corps (test intestin) et effectueacutes sur
un cycle annuel y compris sur le site des Gleacutenan
32
VI 1BffiLIOGRAPHIE
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ANNEXEI
SCHEIHA DU PROTOCOLE EXPERThlENTAL DES TESTS DE FECONDATION IN VITRO
oursin9 gonades
~ eau ae mer 1iltreacutee (045I-lm)
soies (200l-lm)
Dfiltration
eau de mer filtreacutee (045I-lm)
deacutecantation ovocytes
oursin ltJ ---+ gonades -
filtration soies (60~m) ~
D~
middot middot middot middot
30 ml bd
lavages et dilutions
1 1 1 1 1 1
bull bull bull bull bullbull ~
~~~ ~
env 1500 ovocytesml
m~ 1
env 50 ovocytesml
39
AtlNEXE II
ELECTROPHORESE
Installation des eacutechantillons
a coupe pratiqueacutee dans le gel b eacutechantillons
Montage du circuit
a tampon deacutelectrodes b eacuteponges c eacutelectrodes relieacutees au geacuteneacuterateur d ligne dinsertion des eacutechantillons
40
ANNEXEIll
PREPARATION DES SOLUfIONS DELECTROPHORESE
Tampon Tris Citrate pH 8 (TC 8)
- Electrodes Tris (062M) 756 g
Ac citrique (014M) 300 g eau distilleacutee qsp 1 l
- Gel 30 ml de tampon eacutelectrodes dans 900 ml deau distilleacutee
ajuster agrave pH 8 avec du Tris (lM) ou de lacide citrique (lM)
Tampon discontinu Tris Citrate pH 67 (TC 67)
- Electrodes pH 63 Tris (022M) 270 g
Ac citrique (008M) 180 g eau distilleacutee q sp 1 1
ajuster agrave pH 63 avec du Tris (lM) ou de lacide citrique (lM) - Gel pH 67
Tris (0008M) 097 g Ac citrique H20 (0003M) 063 g
eau distilleacutee qsp 1 1 ajuster agrave pH 67 avec du Tris (lM) ou de lacide citrique (lM)
Reacutesolution obtenue par systegraveme enzymatique
Muscle Tube Digestif Gonades Nbre Locus TCPH8 TC pH TC pH 8 1 TC pH li TC pH 8 1 TC pH dallegraveles
67 67 1 67
AAT-1 +
AAT-2 + 2
GPD-l IDH-1 + + + +
LAP-1
l1DH-1 ++ )
l1DH-2 +++ ++ 2 ME-l + 2 ME-2 + ++ 3
PGD-1 ++ + 6 PGI-1 +_
- ++ ++ 4
PGM-1 + + 3 PGM-2 +++ ++ 4
bull Faible ++ Bonne + Moyenne +++ Tregraves bonne
41
ANNEXE IV
SOLUTIONS DE COLORATIONS
AAT (Aspartate-aminotransfeacuterase)
Tris A 80 ml AccxCeacutetoGlutarique 100 mg Ac Aspartique 200 mg Phosphate de pyridoxal 10 mg dissoudre veacuterifier que pH lt 74 (ajuster avec Tris LM) verser et incuber agrave 37degC pendant 15 min puis ajouter Fast Blue BB 100 mg
IDH (Isocitrate deacuteshydrogeacutenase)
Tris A 70 ml Isocitrate (0 lM) 8 ml MnCl2 (025M) 06 ml MgC12 (OSM) 05 ml ajouter avant coloration Isocitrate (poudre) 10 mg NADP 1 2 ml PMS 1 ml NET 1 ml lvITT 05 ml
MDH (Malate Deacuteshydrogeacutenase)
Tris A 10 ml MgCl2 (OSM) 02 ml Ac Malique (2M) 3 ml NAD 1 15 ml puis ajouter avant coloration PMS 03 ml NET 07 ml MTT 07 ml +Agar dans Tris A tiegravede 10 ml
6PGD (6Phosphogluconate Deacuteshydrogeacutenase)
TrisA 10 ml MgC12 (OSM) 15 ml 6Phosphogluconate 20 mg puis ajouter avant coloration NADP 1 01 ml PMS 01 ml NET 02 ml tvm 02 ml +Agar dans Tris A tiegravede 10 ml
GPI (Glucose-Phosphate Isomeacuterase)
Tris A 10 ml MgC12 (O5Ivi) 1 ml Fructose 6P 10 mg puis ajouter avant coloration NADP 1 05 ml PMS 05 ml NET 05 ml MTT 05 ml G6PDH 6~Ll ou 17u +Agar dans Tris A tiegravede 10 ml
LAP (Leucine-aminopeptidase)
Tris-Malate 90 ml preacutechauffeacute agrave 30degC MnCl2 (01r1) 1 ml MgCl2 (05lvf) 1 ml Lleucilj3Naphthylamine 15 agrave 20 mg incubation 30 min agrave 37degC ajouter avant coloration Fast Gamet GBC 60 mg dilueacute dans quelques gouttes de Tris-Malate (manipuler ce produit avec des gants)
ME (Malice-Enzyme)
Tris A 10 ml MgCl2 (O5~1) 15 ml AcMalique (2tv1) 1 ml puis ajouter avant coloration NADP 1 01 ml PMS 03 ml NET 07 ml MTT 07 ml +Agar dans Tris A tiegravede 10 ml
PGM (phosphoglucoMutase)
Tris A 10 ml MgCl2 (05)11) 1 ml Glucose IP (+15 diP) 100 mg puis ajouter avant coloration NADP 1 05 ml PMS 05 ml NET 05 ml lvITT 05 ml G6PDH 6~1l ou 17u +Agar dans Tris A tiegravede 10 ml
42
9
----- - - - _----- - -
W~--shy
ANNEXEV
Tempeacutelllture il linterface eaumiddotseacutediment au site du Dlilec
17 T middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot-middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot-middot_middotmiddotmiddotmiddot-middot-middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot-middot--middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot-middotmiddot--- - -- ----_--- -- - shy
16 +--- ---------- --__--shy
15 --- -- ---- - --- middot - middot-middotmiddot-middotmiddotmiddot-middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot_-middot-middot -middotmiddotmiddotmiddot-middot-middot-middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot-middotmiddot middotTt~hl~ - ------ Ecirc 14 - - -- --------- ---middot---middot-middotmiddot-middot-middot-trrfo-r~~wbWljl~I~~~--------------t-------------iiiiJiI~i~L--_-----------------------8 12 YrljVWfAI--shy --shy - shy _-----------------------------
middotmiddot-middotmiddot~IImiddot middotmiddot-middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot-middotmiddotmiddotmiddot-middot --middotmiddot--shy - ------------_- ----------11 t-middot
10 ~~--shy --- ----_-- - -- - - ------------_-
~ ~ ~ ~ 3 5 = 3 -~ shy
~ ~ = ~ ~ ~ 7 ~ 7 7 ~ ~ lt lt jf ~ r- ~ C t- C ~ oA C 0 0 0 0 ~ shy0 0 N
~
Tempeacutelllture il linterfue eau-seacutediment il la pointe de lAnnorique
11 ~ li ~ ~ ~ ~ ~ of j ~ ~ i ~ f N M ~ M ecirc ~ M
(donneacutees LR-i CvRS D1513 Faculteacute des Sciences Brest)
43
ANNEXEVI
TENEURS EN QUELQUES METAUX LOURS DANS LES GONADES DOURSINS DE LA RADE DE BREST
1Armorique (n=7) lIurloux (n=8) Deliee (n=8) 1
Fer (Fe) mgfKg 2869plusmn141O 531plusmn438 410plusmn250 1
lt 02Plomb (Pb) mgfKg O75plusmnO24 026plusmnO18
Cuivre (Cu) mgfKg O76plusmnO33 030plusmnO Il 045plusmnO42
Cadmium (Cd) mgIKg 396plusmnO55464plusmn125 463+12
Zinc (Zn) mgfKg 3563plusmn2828 1811=1241 1528plusmn1506 i
1
Mercure (Hg) mgfKg 026plusmnO12 018plusmnO08 020plusmnO13 1
(donneacutees Laboratoire lvllmicipal de Brest 16 rue Alexandre Ribot - J928iuml BREST Cedex Ofi0894)
ANNEXE VII
Agents toxiques essayeacutes pour leur toxiciteacute sur le deacuteveloppement la reproduction
et pour leur toxiciteacute geacuteneacutetique sur les embryons et le sperme doursins
(dapregraves PAGAl~O et al 1987)
Classe d aogents___+-____Agent=-s____~r__---Reacute~feacuterences___--1
1 Agents Physiques Rayons X RUST AD 1959 Rayons r GIORDANO et al 1983 Lumiegravere visible PAUL et al 1970
SPECK et al 1980
II Agents chimiques A Inorganiques Arsenic PAGANO et al 1982a
Beacuteryllium GIORDAlIO et al 1983 Cadmium PAGANO et al 1982b Chrome PAGA1-iO et al 1983a Cuivre HESLINGA 1976
PAGANO et al 1986 Mercure KOBA YASHI 1980 Nickel GIORDANO et al 1982 Changements de pH PAGANO et al 1985a 1985b
CIPPOLARO et al 1986 DUBE et al 1985
Zinc GIORDANO et al 1983 PAGANO et al 1986
B 1 Organiques 1 - Polluants industriels Peacutetrole dispersants du peacutetrole HAGSTROM et LONNING 1976
Pesticides organochloreacutes FALK-PETERSEN1979 BRESCH-ARENDT 1977
Styregravene et deacuteriveacutes PAGANO et al 1978 Dipheacuteny1 dipheacutenyl ether PAGANO et al 1983b PCBs ADAMS 1983
PAGANO et al 1985c
2 - Canceacuterigegravenes Acridines BRACHET 1968 Benzo(a)pyregravenes DE ANGELIS et GIORDANO
1974 HOSE et al 1983
712 dimeacutethy1benz( a)anthracegravene DE ANGELIS et GIORDkIO 1974
TPA (phorbol ester) BRESCH--RENDT 1978 Urethane NAKASHIMA et ISHIKAWA
1978 3 - Composeacutes pharmaceutiques Agents antineacuteop1astiques REN1llLARD et al 1975
WANG et al 1977 Thalidomide HAGSTROM et LONNING 1973 Acide nalidixique CZ1TN etaI 1981 Povidone iodine ROZENKRANZ et al 1980
III Meacutelanges KOBAYASHl 1971 1984 KINAE et al 1981 OSHIDA et al 1981 DINNEL et al 1981
LES MEacuteTAUX LOURDS DES PRODUITS MAnlNS AUX CONSOMMATEURS
(Les v(Jlours m6us uang ce
Ooso quotishydienne
Il eacutecossai ro fi lhomme
(ell IlIl)
Dose toxique
pOUf lIl(Hl li)] Il
(1)
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adIJ1ilUuml
dan~ 1es al ililUlllS
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EltlU ltIll Ilwr (111]1)
AlrJucs (lilgkJ )
Mollusques (IlIUkg)
Cfuslncocircs (11111111)
Poissons (muka)
Arsenic
001 ~O 02 mg
III 70 1119 1 SOllt mOrlols
0002-0001
014-1
7 -120
15 17 (rwvolln)
25-75 (oOndill)
LI ore
100 Illoi
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04-20
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CildmIcircUIll
30 mu so1l1 toxiquuumls
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1 Molluoque
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01
00006
01 i-3
Chromo
VI WO Ill) Cr ~()Ilt IIHHlelr
01
000005
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er1llllent rellcontreacutees dlIls les publications ctuel
Cuivre
2 mg
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Poisson li
Mollusqull 110
0003-001
17-124
GO-900 (Iluitru)
20-90 (convoi)
l5-G (1 lion)
Mercure
Poisson jusqul 07
0000 03
----_
O02G-O2
004
01 middot10
Plomb
moi
0000 03
05 9
28-6 (huicirctre)
~- ----shy01-23
(tHlllllnrl)
O3-G
Seacuteleacutenium
3
000009
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Zinc
6- 10 mg
35
0001-001
il2-Hi)
100-1 GOO (lIl1illO)
122-18 1 (1Il1IrlllI)
02middot1 200 (llilrell~1 )
---------- ----shy
fi (JIIIIUIIIaS
Les doses admissibles dilfl~ les aliments sonl exprillleacutees en millilrammes par kilogramme daliment
Les concclltrations daJis les produits rnHIcirclls sont (ouloS oxprilllUcircfS CIl lllilliJtallHllCS pM kilonriltlHlw do Illnliegravero segravecho
Chnque (ois qlll cela a ugravet possillln on il if)diqur~ entre p1fef)lhegravesos dnns qllJllc csplco nvait ocirctri trouveacutee ln plus (orte dosn
(1) [n CilS diumlnDntioll Cil IIlle scule (ois (SOllfce Rapport du Groupe Irleflilinisteacuterid des prohl~llIes de Pollution de la Mer 1(73)
EXTRAITS DE lA CIRCUlAIRE DU 13 MAl 1991
Circulaire du Ministegravere de lEnvironnement creacuteant les contrats de baie
Les eaux inorales franccedilaises doivent se situer en permanence agrave un niveau de qualiteacute suffisant pour ne pas mettre en peacuteril les eacutecosystegravemes cocirctiers qui constituent un eacuteleacutement majeur du patrimoine eacutecologique national ()
Lapproche retenue rient compte de la diversiteacute et de la complexiteacute des situations rencontreacutees ie long des cocirctes franccedilaises Certains SeCIeurs son principalement affecteacutes par des pollutions chimiques (meacutetaux etou composeacutes organiques ( )
De plus les pheacutenoTregravenes regroupeacutes sous une mecircme appeiation (egraveystrophies marines par exemple) reacutesJltent r jait de meacutecanismes diffeacuterents dont les c1uses et les facteurs de maitrise dofent ecirctre deacutetermineacutes dans chaque cas particJpr afin decirctre certain de mettre en oeuvre au plus juste coucirct des remegravedes efficaces ( j
n apparaft au corraire que pour chaque secteur C littorc oi une action est neacutecessaire a soluor adeacutequate ne peut ecirctre trouveacutee cu au niveat loca~ en associant tous les resporsables co-erneacutes Un outil nouveau est proposeacute le Contrat de Baie dont linitiative peut br= prise par lEtat mais aussi par dautrs acteurs (collectiviteacutes locales cssociatiors rotamment) ()
Chaque Cartrat de 3aie doit correspondre agrave une uniteacute middot-orale rmogegravene ()
Puisque la lutte ccr-se la pollution des eaux littorales ne peut ecircrr= efficace que par la prise
en compte des apports de Jensemble du bassin versant le Contrat de Baie doit ecirctre eacutelaboreacute agrave ce niveau
Pour eacuteviter ces eacutecueils tout Contrat de Baie devra reposer sur une connaissance aussi preacutecise que possible
bull de lensemble des sources de poiJution affectant le secteur rejets coners (ponctuels ou diffus) apports par les cours deau immersions de deacuteblais de dragage etc
bull des meacutecanismes de transfert des pollutions au milieu marin
bull des caracteacuteristiques du milieu reacutecepteur (morphologie courants caracteacuteris-tiques hvdrochimiques et biologiques)
bull des USIlges agrave proteacuteger et des zones sensibles du point de vue eacutecologique
Puisque lameacutelioration de la qualiteacute des eaux dun secteur du littoral implique de deacutefinir un programme concernant lensemble du bassin versant la maicirctrise douvrage de leacutetude ne pourra en geacuteneacuteral ecirctre confieacutee qu acirc une collectiviteacute locale de niveau supra shycommunal ()
L finaii du Contrat de Baie est dinciter les divers panenaires concerneacutes en particuer es coliegrave-ivieacutes locales agrave deacutepasser le cadre des scheacutemas classiques dassainissement dans tcs les cas c des dispositions speacutecifiques doivent ecirctre prises pour restaurer la qualiteacute des eaux (
Fig 1 Preacutesentation de la rade de Brest
o
BREST
Rade de Brest
5km
Ile Q Ronde
Presqujle de Plougastel
Chenal de lAulne
r-f1
~r ltgt r Brest
~ ~RETAGNE
0- ~~ t-~
(Glenan) ~
9
3deg - Echantillonnage
Indices physiologiques
La reacutecolte seffectue par dragage ou en plongeacutee selon raccessibiliteacute agrave la cocircte par bateau
La drague utiliseacutee est large dun megravetre eacutequipeacutee dun filet de 2 cm de maille La dureacutee des traits
de drague est denviron 5 minutes Le mateacuteriel est ensuite fixeacute dans lalcool agrave 70 0 Le calcul
des indices neacutecessite un eacutechantillonnage mensuel commenceacute sur certaines zones depuis
deacutecembre 1993 puis prolongeacute dans cette eacutetude jusquau mois de juillet 1994 Pour chaque
mois un eacutechantillon de 30 individus dune classe de taille standard de 80middot90 mm est preacuteleacuteveacute
Feacutecondations
La reacutecolte des oursins seffectue en employant les mecircmes techniques que preacuteceacutedemment
Toutefois les animaux sont maintenus vivants et agrave labri des eacutecarts de tempeacuterature en les
conservant agrave bord dans un circuit deau de mer et en eacutevitant le deacuteclenchement dune ponte
Chaque eacutechantillon comporte une quarantaine dindividus de taille variable de faccedilon agrave pouvoir
disposer dun choix satisfaisant danimaux matures et dun sex-ratio eacutequilibreacute Deux
preacutelegravevements par site sont reacutealiseacutes entre mai et juin durant la peacuteriode de reproduction
4deg - Meacutethodes
Calcul des indices physiologiques
Le cycle de reproduction est eacutetudieacute par lintermeacutediaire de lindice gonadique (1 G) qui
est le rapport entre leacutetat des gonades et le poids corporel Leacutevolution dans le temps de ce
paramegravetre permet de mesurer leffort de reproduction et de situer la peacuteriode de la ponte La
relation employeacutee est la suivante
LG==Poids secs gonades x 106 Dtest3
Lindice utiliseacute fait intervenir le poids sec de gonades et le diamegravetre du test (Dt est) en
raison dune part de la bonne correacutelation entre taille et poids du test dautre part des fortes
variations engendreacutees par lutilisation de volumes ou de poids humides (Gonor 1972)
Lindice de Reacutepleacutetion du tube digestif (IR) correspond au rapport du poids de lintestin et de
son contenu sur le poids du corps Ce paramegravetre reflegravete lintensiteacute de leffort de collecte de
nourriture
10
La relation est donneacutee par Neacutedeacutelec (1983)
IR = Poids sec intestin x 106 1Dtest3
Les variations de ce paramegravetre permettent de suivre leacutetat des besoins trophiques des
individus et complegravetent les renseignements apporteacutes par lindice gonadique Les oursins sont
mesureacutes au mm pregraves ouverts sur la face orale agrave raide dun marteau puis disseacutequeacutes Les
gonades et les intestins sont preacuteleveacutees et seacutecheacutes agrave leacutetuve agrave 60degC pendant 48 agrave 72 h selon leacutetat
de maturiteacute En peacuteriode de maturation des gonades des eacutemissions accidentelles de produits
sexuels sont quelquefois provoqueacutees par la fixation dans lalcoo~ ces produits doivent ecirctre pris
en compte dans les mesures dindices gonadiques Pour obtenir des reacutesultats comparables sur
tous les sites les indices sont calculeacutes sur des eacutechantillons moyens appartenant agrave la mecircme
classe de taille (80~90 mm)
Tests defeacutecondations
Les animaux reacutecolteacutes sont maintenus vivants en aquarium dans un circuit deau de mer en
salle thermostateacutee (15degC) Les eXPeacuteriences doivent ecirctre effectueacutees dans les 24 h en raison du
stress occasionneacute par le ramassage Les bioessais sont reacutealiseacutes en eau de reacutefeacuterence provenant
de leacutecloserie IFREMER dArgenton reconnue de bonne qualiteacute filtreacutee sur cartouches
Sartorius de OA5 lm de porositeacute Pour chaque manipulation dix individus macircles et di
femelles sont seacuteleacutectionneacutes de maniegravere agrave reacutealiser deux seacuteries de tests en parallegravele chaque macircle
eacutetant testeacute par le meacutelange des dix femelles et chaque femelle par lensemble des di macircles soit
vingt essais par station reacutepeacuteteacutes agrave deux reprises entre mai et juin Les individus sont ouverts aux
ciseaux en zone eacutequatoriale et disseacutequeacutes afin de preacutelever les gonades Les gonades macircles sont
conserveacutees au sec pour eacute-1ter lactivation du sperme (lexceacutedent aqueux est eacutelimineacute agrave laide
dune poire) et maintenues au reacutefrigeacuterateur jusquagrave leur emploi Les gonades femelles sont
conserveacutees en eau de mer pour garder intacts les ovocytes elles sont ensuite tamiseacutees sur soies
de 200 lm pour eacuteliminer les deacutebris dovaires Les gonades macircles sont tamiseacutees sur soies de
60 lm pour reacutecupeacuterer le sperme propre Les ovocjtes sont laveacutes par seacutedimentation et dilution
les ovocytes immatures et les deacutebris de gonades eacutetant agrave chaque fois eacutelimineacutes Pour chaque
femelle la concentration est ameneacutee agrave 1500 ovocytesml par dilutions successIcircves dans un
11
temps le pool de dix femelles est constitueacute avec la mecircme densiteacute Apregraves tamisage du sperme
des dix individus macircles un pool est aussi reacutealiseacute avec une microgoutte de chaque filtrat
Chaque essai se deacuteroule dans des pots en polystyregravene steacuteriles dans lesquels agrave 30 ml deau filtreacutee
sont inoculeacutes 1 ml de solution dovocytes et 05 ml de sperme dilueacute (2 gouttes de sperme sec
dans 100 ml) Les ovocytes feacutecondeacutes sont alors mis en incubation dans une armoire
thermostateacutee agrave 155degC soit 20degC agrave 25degC de plus que la tempeacuterature du milieu naturel ceci
dans le but deacuteviter les effets neacutefastes pour le deacuteveloppement des larves dun eacutecart de
tempeacuterature trop eacuteleveacute Un scheacutema du protocole expeacuterimental est preacutesenteacute en annexe I
Lobservation du taux de reacuteussite de feacutecondation seffectue une heure trente apregraves le
meacutelange des gamegravetes
Le comptage des diffeacuterentes cateacutegories de larves est reacutealisable apregraves 5 jours dincubation
Les observations des larves reposent sur 5 critegraveres deacutefinissant chacun un type de larves
diffeacuterent (Pagano et al 1989)
N pluteus normal ayant suivi un deacuteveloppement convenable
R plut eus retardeacute ou inhibeacute dont la taille natteint pas la moitieacute de la normale
Pl pluteus pathologique preacutesentant des malformations du squelette
etou du tube digestif
P2 embryons dont le deacuteveloppement siest arrecircteacute agrave diffeacuterents stades
(morula blastula gastrula ou prisma)
M larye ou embryon mon
Lexamen de la qualiteacute des larves obtenues sur chaque site mesure laptitude des animaux
preacuteleveacutes sur cette zone agrave produire des larves viables en eau de mer de reacutefeacuterence traduisant
ainsi limpact de lenvironnement sur la qualiteacute des gamegravetes
Geacuteneacutetique des populations
Les recherches en geacuteneacutetique meneacutees ces derniegraveres anneacutees sont orienteacutees vers une connaissance
approfondie des meacutecanismes adaptatifs des populations danimaux marins notamment par
leacutetude des isoenzymes impliqueacutes dans divers processus meacutetaboliques Ains~ ladaptation de la
population agrave son environnement est deacuteceleacutee par la variabiliteacute des gegravenes enzymatiques Lanalyse
12
PLANCHE 1 Deacuteveloppement larvaire de Sphaerechinus granularis
- lt shy0
-
shy
embryon (P2) pluteus retardeacute (R)
pluteus pathologique (Pl) pluteus normal (N)
13
des structures geacuteneacutetiques a volontairement eacuteteacute reacuteduit agrave deux stations (Marloux et Armorique)
en raison dune part du deacutelai imparti agrave cette eacutetude et dautre part dune eacutetude comparative de
populations deacutejagrave effectueacutees sur ces deux sites (Lumingas amp Guillou sous presse) Dans cette
eacutetude a eacuteteacute analyseacute le polymorphisme l enzymatique des deux populations mesureacute par
eacutelectrophoregravese sur gel damidon En effet cette technique reposant sur le caractegravere amphotegravere
des proteacuteines elle permet de deacuteceler les variations de charges nettes des sous-uniteacutes
constituant le systegraveme enzymatique eacutetudieacute de sorte que les substitutions entre acides amineacutes
dans la structure primaire de la proteacuteine sont rendues visibles Ces substitutions eacutetant issues de
mutations sur les codons dau moins un nucleacuteotide de lADN (Ayala 1982) il sagit donc bien
lagrave dun reflet du patrimoine geacuteneacutetique Cependant toutes les mutations de triplet ne sont pas
deacutecelables en raison de la redondance du code geacuteneacutetique de mecircme que les substitutions
dacides amineacutes qui ne modifient pas la charge nette de la proteacuteine Cest pourquoi lon
considegravere que les deux tiers des mutations ne sont pas deacutetecteacutees (Ne~ 1972) Dune maniegravere
geacuteneacuterale la variabiliteacute geacuteneacutetique des organismes se trouve donc sous-estimeacutee
Les oursins rameneacutes frais au laboratoire sont aussitocirct disseacutequeacutes et des eacutechantillons de
diffeacuterents organes (muscle gonades appareil digestif) sont preacuteleveacutes sur chaque indhidu et
placeacutes seacutepareacutement dans un cocircne dEppendorf annoteacute et conserveacute au congeacutelateur (-70degC) Un
lot de 40 individus par site est ainsi preacutepareacute Les eacutechantillons sont ensuite broyeacutes agrave volume eacutegal
dans une solution de tampon de-traction (TRIS 00 lM + NADP 1 + EDTA) ajusteacutee agrave
pH 68 puis centrifugeacutes agrave 10000 g pendant 15 minutes agrave FC Les eacutechantillons sont placeacutes dans
des gels agrave 11 damidon en impreacutegnant de petites bandes de papier Whattman TM n)3
introduits perpendiculairement au gel apregraves avoir deacuteposeacute au preacutealable quelques gouttes de bleu
de bromopheacutenol pour visualiser le front de migration Les gels sont refroidis durant toute la
dureacutee de la migration par un systegraveme de plaques de refroidissement placeacutees au dessus et en
dessous du moule La migration est anodique Un scheacutema du montage est figureacute en annexe Il
La composition des tampons deacutelectrophoregravese et les reacutesolutions obtenues sont donneacutees en
annexe III Les eacutechantillons peacutenegravetrent dans le gel pendant une preacute-eacutelectrophoregravese de 10
minutes agrave 100 V Lorsque la migration est commenceacutee le gel est soumis agrave un champ eacutelectrique
Ipolymorphisme existence simultaneacutee dallS une population de plusieurs gegravenes pour le mecircme locus
14
constant de 80 mA pendant 4 agrave 5 heures La seacuteparation des geacutenotypes des diffeacuterents systegravemes
enzymatiques est reacuteveacuteleacutee par des colorations speacutecifiques regroupeacutees par Pasteur et al (1987)
et adapteacutees de Shaw et Prasad (1970) Les solutions utiliseacutees pour la reacuteveacutelation des
eacuteleacutectrophoreacutegrammes sont deacutecrites en annexe IV Linterpreacutetation des reacutesultats neacutecessite la
connaissance de la structure quaternaire (le nombre de sous-uniteacutes) de lenzyme qui
conditionne le nombre de taches observables chez les heacuteteacuterozygotes correspondant aux
diffeacuterentes combinaisons possibles entre les sous-uniteacutes sous lhypothegravese que les loci soient
autosomaux2 et les allegraveles codominants3 Quand un systegraveme enzymatique possegravede plusieurs
loci ces derniers sont numeacuteroteacutes de 1 agrave n suivant leur vitesse de migration en commenccedilant par
le plus rapide Les allegraveles5 sont codeacutes en fonction de leur distance (mesureacutee en mm) par rapport
agrave lallegravele le plus freacutequent noteacute 100 qui sert de reacutefeacuterence
5deg - Traitement des donneacutees
Les reacutesultats des tests deacutecotoxicologie sur les larves doursins sont traiteacutes statistiquement
par analyse de variance agrave lm critegravere de classification qui permet de veacuterifier en un seul test si les
diffeacuterences observeacutees au niveau des moyennes dun ensemble deacutechantillons sont imputables
aux fluctuations deacutechantillonnage ou non Cette meacutethode analyse les sources de variation de
lensemble des donneacutes elle sous-entend leacutegaliteacute des variances et la normaliteacute des populations
dorigine Le respect des conditions dapplication est controcircleacute au moyen dun test de Bartlett
Les tests statistiques sont reacutealiseacutes agrave laide du logiciel STATGRAPHICS (Statistical Graphies
Corp Rockville Maryland USA) Les comparaisons inter-sites sont effectueacutees avec un seuil
de confiance de 95
Les donneacutees de geacuteneacutetique sont traiteacutees par le logiciel BIOSYS-l (Swofford et Selander
1981) qui calcule les freacutequences alleacuteliques et donne les eacutecarts par rapport agrave leacutequilibre dHardyshy
Weinberg dans la population consideacutereacutee Les freacutequences alleacuteliques sont calculeacutees agrave partir des
2autosome chromosome preacutesent en double dans les cenules diploiumldes agravees deux sexes Jcodominams allegraveles exprimeacutes de maniegravere semblable dans un geacutenOtype heacuteteacuterozygote 410cus portion de chromosome correspondam agrave un gegravene 5allegravele lune des expressions alternatives dun gegravene (lOCus)
15
effectifs directement observeacutes sur les zymogrammes Pour un locus posseacutedant k allegraveles et un
eacutechantillon de N individus la freacutequence du iegraveme allegravele est donneacutee par la formule 1shy
(2Nii +iNij) HXi =__---L-_
2N
Nuuml nombre dhomozygotes observeacutes pour lallegravele ~
Nij nombre dheacuteteacuterozygotes observeacutes pour lallegravele i
Les freacutequences geacutenotypiques sont recalculeacutees sous lhypothegravese de la loi dHardy-Weinberg
qui postule que les freacutequences alleacuteliques restent constantes dune geacuteneacuteration agrave lautre en
labsence de mutation seacutelection et de migration (dans le cas dune espegravece diploiumlde en
panmixie6) Etant donneacutee la faible taille des eacutechantillons les freacutequences geacutenotypiques attendues
par cette loi sont calculeacutees par la formule de Levene (1949) N = Nxi (2Nx i -1)
2N-l _ 4N2 XiXjN - -----shy
lJ 2N-l
Nuuml freacutequence geacutenotypique homozygote
Nij freacutequence geacutenotypique heacuteteacuterozygote7 ayec IkNij=l (pour k allegraveles)
Le test de conformiteacute des freacutequences geacutenorypiques calculeacutees avec les reacutesultats observeacutes fait
intervenir un X2 Certains effectifs geacutenotypiques eacutetant compris entre 5 et 10 le test utiliseacute est
celui du conigeacute de Yates j(~12 (1 Obil - At) _ 1~)2
y= w shyC i=1 Atif
Le nombre de degreacute de liberteacute est eacutegal agrave m-k m eacutetant le nombre de geacutenotypes et k le
nombre dallegraveles
Les eacutechantillons eacutetant de faible taille les loci multi-alleacuteliques ont eacuteteacute analyseacutes en regroupant
les geacutenotypes en trois classes la classe des geacutenotypes homozygotes posseacutedant lallegravele Je plus
freacutequent la classe des heacuteteacuterozygotes posseacutedant lallegravele le plus freacutequent et la classe regroupant
les autres geacutenotypes Comme dans le cas des loci di-alleacuteliques le test du X2 est agrave 1 degreacute de
6panmixie individus qui se croisent au hasard agrave limeacuterieur ct une population pour laqudle leacutequilibre de la loi dHardy-Weinberg est respecteacutee (degraveme) heacuteteacuterozygote individu qui possegravede deux allegraveles distincts aux locus homologues des chromosomes parents dun organisme diploiumlde
16
liberteacute lorsque toutes les classes ont un effectif supeacuterieur agrave cinq Dans le cas dun locus dishy
alleacutelique si lun des effectifs est infeacuterieur agrave 5 la probabiliteacute exacte p est calculeacutee suivant le test
de Fisher utiliseacute dans le tableau de contingence 2X2 (VithayasaIuml 1973)
Les descripteurs de variabiliteacute geacuteneacutetique des populations sont donneacutes par les relations
suivantes
a) - pourcentage de loci polymorphes8 P95 = 100x(npn)
avec n == nombre de loci eacutechantillonneacutes et ni nombre de loci polymorphes un locus est
polymorphe lorsque la freacutequence de lallegravele le plus rare est supeacuterieure agrave 005
b) - lheacuteteacuterozygotie correspond agrave la freacutequence moyenne dheacuteteacuterozygotes dans la
population on distingue lheacuteteacuterozygotie obseIVeacutee (ho) et celle attendue dapregraves la loi dHardy-
Weinberg (he)
1=1
Xuuml eacutetant la freacutequence obseIVeacutee du geacutenotype homozygote du iegraveme allegravele contenu dans le locus Ir
h == 1- x~ e iJ
=
x eacutetant la freacutequence attendue du geacutenotype homozygote du iegraveme allegravele
Pour les eacutechantillons de petite taille lutilisation de lindice non biaiseacute (Levene 1949) est
neacutecessaire Le calcul de lheacuteteacuterozygotie attendue seffectue de la faccedilon suivante k
2N(1- LX) he(nb) == __---i-=-=l~_
(2N -1)
ougrave N est le nombre dindividus eacutechantillonneacutes
sur lensemble des loci on effectue la moyenne
=1
c) - lindice de fixation de Wright (FIS) ou de Selander (D) permettent deacutevaluer le
deacuteficit ou lexcegraves dheacuteteacuterozygotes Pour le iegraveme locus ils sont deacutefinis par
8polymorphe un g~ne es dit polymorphe lorsquil preacute~me au moins deux eacutetats distinctS dun caractegravere donneacute
li
Les deux indices se comportent de faccedilon opposeacutee une valeur positive de D correspond agrave
excegraves dheacuteteacuterozygotes et une valeur neacutegatIcircve agrave un deacuteficit en heacuteteacuterozygotes
La diffeacuterentiation geacuteneacutetique des populations est appreacutecieacutee par le calcul dun indice de
fixation moyen FST (Wright 1965) deacutefini de la maniegravere suivante
I-FIT = (I-FIS)middot(I-FST)
ougrave FIT et FIS sont les indices de fixation respectivement des individus agrave la population totale et
agrave ces sous-populations
Les indices de fixation du iegraveme allegravele sont deacutefinis dapregraves Nei (1977) par
~Sj =(~ - P)(Pi - p)
Fm = (~ - p2i)(Pi _ p2j)
avec Pi=Sn wiXuuml Pi=Sn wixi ougrave wi repreacutesente le poids accordeacute agrave chaque sous populations
Les indices de fixation calculeacutes pour le jeme locus agrave k allegraveles sont donneacutes par k
Lx j (1- Xj)~Sj ~Sj =-=--------
Lx j (1- Xi) i=1
k
LX (1- xJFm
LxC1- x) 1-1
Lhypothegravese nulle Ho que la valeur du F ST seacutecarte significativement de zeacutero est testeacutee par
X2=2NFST pour n-1 degreacute de liberteacute (Workman et Niswander 1970) ougrave n est le nombre de
18
10
sous populations et N le nombre total dindividus eacutechantillonneacutes La variance autour de la
moyenne par preacutelegravevement est deacutetermineacutee par la meacutethode du jacknife (Weir et Cockerham
1984) Elle permet de tester la significativiteacute de la valeur moyenne agrave laide dun test-t
Le nombre dindividus migrants entre populations peuvent ecirctre estimeacutes par la relation
Nm = (_1__ 1)4 FST (Wright 1965)
avec N =nombre dindividus fertiles dans la population
m = taux de migration
III RESULTATS
- Indices Physiologiques
Lexamen des indices gonadiques fait apparaicirctre de fortes dispariteacutes entre stations (fig 2a)
Tout dabord le site de lArmorique se distingue par des valeurs tregraves faibles traduisant un
niveau de deacuteveloppement des gonades tregraves reacuteduit ne permettant pas de discerner une peacuteriode
de ponte Le site du DelIee preacutesente un deacuteveloppement des gonades moyen comparable au
teacutemoin (Gleacutenan) mais le pic de deacuteveloppement de printemps nest pas observeacutee bien que la
chute de lindice agrave partir du mois de mai permette dy deacuteceler une ponte La population de
MarIoux preacutesente une eacutevolution assez semblable agrave celle des Gleacutenan avec toutefois des valeurs
nettement plus eacuteleveacutees et deux peacuteriodes de chute dindice Uanvier-mars avril-juin)
Lanalyse des indices de reacutepleacutetion (fig2b) montre un comportement radicalement diffeacuterent
entre les oursins de la rade et ceux des Gleacutenan En effet alors que sur le site teacutemoin on observe
un maximum en hiver et une forte chute de lindice de reacutepleacutetion jusquen avril-ma~ soit un mois
avant la ponte le comportement alimentaire des oursins des sites de la rade semble beaucoup
plus anarchique sur le site de MarIoux les indices de reacutepleacutetion restent eacuteleveacutes mecircme en peacuteriode
de ponte et sur les deux autres sites les valeurs hivernales sont singuliegraverement faibles De
maniegravere geacuteneacuterale les indices de reacutepleacutetion des stations de la rade sont plus stables au cours de la
peacuteriode eacutetudieacutee et plus eacuteleveacutes pendant le printemps et leacuteteacute que sur le site de reacutefeacuterence des
Gleacutenan Ceci semble traduire un besoin eacutenergeacutetique plus constant agrave correacuteler avec la nature du
substrat et la disponibiliteacute des ressources trophiques (Comely amp Ansel 1989)
19
Fig 2 Evolution des indices phvsiologigues de Splzaerecltinus granularis UG et IR)
Indices Gonadiques
Mariaux
+ Armorique
-Q-- DeUee
- -r- - Gleacutenan
Fig2a
Indices de Reacutepleacutetion
25
1 tfi~__ plusmnl~middotmiddotmiddotmiddotmiddott~~-~-~
5 - -- - - ~~~~-TT-~ j ~----+-- ~~ l ~-middot-rgtfmiddotltmiddot J 1 shy
n------~ -t o 1 shy
o J FM AM J J
bullbull -tl- bullbullbull Marlou~
1
1 -+- Armorique 1
~ Dellee
- - - Gleacutenan l
Fig2b
2deg - Feacutecondation et deacuteveloppement larvaire
Les reacutesultats sont rassembleacutes sur le tableau l et les graphes preacutesenteacutes en figure 3 ougrave sont
pris en compte les moyennes de lensemble des expeacuteriences Les taux de feacutecondations moyens
sont eacuteleveacutes sur tous les sites (gt91) On note cependant une reacuteussite des feacutecondations (F)
leacutegegraverement meilleure pour le site des Gleacutenan (fig3a) sans pour autant que les diffeacuterences
soient statistiquement significatiyes sauf pour le site de MarIoux ougrave les valeurs sont
significatrvement infeacuterieures au site de reacutefeacuterence (seuil de confiance 95)
20
Les taux de pluteus normaux (N) obtenus pour les sites de lArmorique et de Marloux sont
significativement infeacuterieurs au site des Gleacutenan choisi comme reacutefeacuterence (respectivement 689
et 812 contre 869 auxiles Gleacutenan cf fig3d)
Le site de lArmorique se distingue des trois autres populations par un taux de blocage au
stade embryonnaire (P2=118) et de pluteus retardeacutes (R=143 fig3e) significativement
plus eacuteleveacutes de plus les tests sur les individus macircles montrent sur cette cateacutegorie des reacutesultats
statistiquement plus eacuteleveacutes que pour les femelles (t=249068 n=38 0=0005)
Le site de Marloux preacutesente un taux dembryons intermeacutediaire entre celui trouveacute agrave la pointe
de lArmorique et celui des Gleacutenan (58 fig3b) Le taux de mortaliteacute (M) y est
significativement supeacuterieur agrave toutes les autres stations (24 contre 08 agrave 12 fig3f)
En revanche aucune diffeacuterence statistique nIa eacuteteacute rencontreacutee en comparant les sites du
Dellec et des Gleacutenan agrave quelque stade de deacuteveloppement que ce soit bien que les reacutesultats
soient geacuteneacuteralement infeacuterieurs pour le site de la rade
Les pluteus pathologiques (Pl) sont du mecircme ordre de grandeur dans tous les sites (37)
et ne permettent pas deacutetablir de comparaison (fig3e)
TABLEAU 1 COllPARAISON DES RESUlJTATS DES TESTS DE FECONDATION
N() P2 ()1
i F() R() 1 Pl () M() 1rmoriq ue Macircles 922plusmn64 13+16689plusmnU5 82plusmn80178plusmn10S 1 38plusmn16
1
Femelles 93Oplusmn45 688plusmn166 108plusmn70 39+16 153plusmn177 L2plusmnL3 11
689plusmn145 Il8plusmnl43Total 1 922plusmn64 143plusmn9A 38plusmn22 12plusmn20 2larloux Macircles 800plusmn42 79plusmn34 41plusmn27928plusmn37 5 1plusmn3 1 28+8
Femelles 91Oplusmn94 824plusmn84 1 59plusmn3 1 33plusmn14 65plusmn61 L9plusmn22 69plusmn36 37plusmn21 58plusmn5O 24plusmn5Total 919+74 812plusmn69
27plusmn27Deliee Macircles 81plusmn3ocirc 33plusmn15 O9plusmnLO925plusmn57 i 850plusmn59 96plusmn56 1 45+16 27plusmn32Femelles l2plusmn24928plusmn61
1 82Oplusmn9O 27plusmn29 10plusmn18Total 89plusmn4iuml 39plusmn22926plusmn58 835plusmn771 1
27plusmn23 O6plusmnO777plusmn50 38plusmn23Gleacutenan Macircles 851plusmn69949plusmn45 - l+ 1)~_J_ 1 34plusmnl7 14plusmn13Femelles LOplusmn14887plusmn72943plusmn44
21plusmn2O 1 O8plusmn1l869+72 1 66+51 1 i 36plusmn2OTotal 946+44
mise en eacutevidence dune diffeacuterence significative entre ies reacutesultats des deux sexes
21
_________________ _
Fig 3 Preacutesentation graphique des reacutesultats des tests eacutecotoxicologigues
Taux de feacutecondation (F)
100
1 1 6 iuml 1 1
agrave~J 9 1
0
1
1~1 l i 1
80_
751 1
Armorique Marioux Deliee Gleacutenan
Fig 3a taux de feacutecondation observeacutes pour chaque station
Embrvons (P2) 00
1 1
11
15
10 T 5 shy
0 Armorique Marloux Deliee Gleacutenan
Fig 3b taux de blocage embryonnaire obseneacutes pour chaque station
Pluteus retardeacutes CR)
25CO
20CO
15CO o
10CO
5CO 1 9 i
OCO
Armorique Martoux Jallee Gleacutenan
Fig 3c taux de pluteus retardeacutes obsenes sur chaque statlon
22
__________________ _
Pluteus nomlaut (N)
100 T iuml ccedil 2751 iuml 2 l Q
l501 1
T251
1
0 Armorique Marloux Deliee Gleacutenan
Fig3d taux de pluteus normaux observeacutes sur chaque station
Pluteus pathologiques (Pl)
8
161
i T shy1l iuml
1 11 14 -
I r-
tJiuml t 1
1 2 1 1
omiddot Armorique Mariaux Deliee Gleacutenan
Fig 3e [mLC de plweus pathologiques observeacutes sur chaque station
Tault de mortaliteacute on
500
400
300 l
200
1
100 J J j J
000
Armorique Mariaux Deliee Gleacutenan
Fig 3 taux mortaliteacute observeacutes pour chaque station
30 - Geacuteneacutetique des populations
Les reacutesultats sont rassembleacutes sur les tableaux n02 et 3 Sur les Il loci eacutetudieacutes on remarque
que la population de lArmorique seacutecarte significativement de leacutequilibre de Hardy-Weinberg
pour 5 loci (PGM-l et 2 IDH-l PGD-l GPI-1) alors que lon observe seulement 2 cas pour
le site de MarIoux TI est agrave noter que dans chaque cas les indices de fLation de la population
de lArmorique sont plus eacuteleveacutes que ceux de MarIoux traduisant une deacuteviation plus
importante Cette observation est correacuteleacutee par une heacuteteacuterozygotie en moyenne plus eacuteleveacutee agrave
MarIoux quagrave lArmorique (0207plusmnO057 contre 0180plusmnO052) Le pourcentage de loci
polymorphes (seuil 95) est de 6364 agrave MarIoux contre 4545 agrave lArmorique
Lindicateur de diffeacuterenciation geacuteneacutetique moyen calculeacute selon la meacutethode de Weir et
Cockerham est faible (FST=00059plusmnO0048) et ne montre pas de diffeacuterence significative Dans
ces conditions lestimation du nombre dindividus eacutechangeacutes par geacuteneacuteration donne une valeur
eacuteleveacutee (Nm=42 12plusmn23 Il)
TABLEAU 2
RESUltŒ DES F-STATISTIQUES
Locus FIS FIT FST
PGM-1 0381 0384 0004 PGM-2 0359 0360 0001 IDH-l 0226 0233 0010 PGD-l 0351 0352 0002 MDH-1 -0013 -0009 0005 MDH-2 -0026 -0013 0013 GPI-1 0346 0352 0012 ME-1 0252 0253 0001 ME-2 -0034 -0030 0005
MT-1 -0051 -0040 0012 MT-2 0137 0137 0000
Moy 0273 0276 0006
24
TABLEAU 3
STRUCTURE GENETIQUE DE DEUX POPULATIONS DE Sgranillaris SUR UNE BASE DE 11 LOCI
Pointe de Marloux Pointe de lArmorigue 1
1 1
Locus allegravele freacuteq Ho He D Het freacuteq Ho He D Het
PGM-l 105 0013 2 1987 0006 0050 - 1 2924 -0658 0073
100 0975 0962
95 0013 0038
PGM-2 110 0025 15 22l77 -0324 0554 - 12 20468 -0414 0512
105 0262 0287
100 0613 0637
95 0087 0075
90 0013 shyIDH-l 105 0081 7 8260 -0153 0223 0015 3 4761 -0370 0140
100 0amp78 0926
95 0041 0059
PGD-l 110 0025 15 19392 -0227 0485 0038 9 18063 -0502 0452
107 0013 shy105 0213 0250
100 0688 0700
95 0050 0013
90 0013 shyltIDH-l 105 - 1 1000 0000 0025 0013 1 1000 0000 0025
100 0988 0988 95 0013 shy
MOH-2 110 - 0 - - - 0025 2 1975 0013 0 049
100 1000 0975
GPI-I 110 0112 Il 14620 -0148 0366 0175 6 11696 -0487 0292
105 0075 shy100 0788 0325
100 0850 0863
95 0025 -ltŒ-1 105 0050 2 3843 -0480 0096 0038 3 2924 0026 0073
100 0950 0962
rv1E-2 105 0013 3 2949 0017 0074 0038 3 2924 0026 0073
100 0962 0962
95 0025 -MT-1 105 0038 6 5734 0046 0143 0025 2 1975 0013 0049
100 0925 0975
95 0038 -MT-2 105 0150 10 10329 -0032 0258 0138 7 9608 -0271 0240 1
Heacuteteacutero~gotIcirce moyenne par locus (non biaiseacutee O207iO057 HeacuteteacuterozygOlIcirclt moyenne par locus (non biaiseacutee == O180iO05 Nombre moyen dallegraveles par locus = 309iO44 Nombre moyen dallegraveles par locus 236iO20 Pourcentage de loci polmorphes (criteacutere 95) == 6364 Po=uge de loci polymorphes (criteacutere 95) =4545
locus preacutesent8llt un deacuteficit en heacuteteacutero~gOles significltl lttest de 1 p$O05)
1
IV 1DISCUSSION
TI ressort de cette eacutetude une convergence des reacutesultats qui reacutevegravele la singulariteacute de la
population de la pointe de lArmorique En effet le cycle de reproduction y est agrave leacutevidence
perturbeacute les valeurs dindice gonadique sont extregravemement faibles et la ponte non deacutecelable Le
taux dingestion est faible Les tests de deacuteveloppement larvaire preacutesentent des anomalies
(blocage aux stades embryonnaires et retard des pluteus) et lanalyse geacuteneacutetique y reacutevegravele pour
pregraves de 50 des loci une deacuteficience en heacuteteacuterozygotes traduisant lagrave une baisse de variabiliteacute
geacuteneacutetique et une deacuteviation par rapport aux conditions dHardYMWeinberg9
Le site voisin de la pointe MarIoux semble beaucoup moins affecteacute le cycle de reproduction
sy deacuteroule tout agrave fait normalement (IG plus eacuteleveacutes que sur le site de reacutefeacuterence) et leacutequilibre
panmictique y est geacuteneacuteralement mieux respecteacute Cependant les tests eacutecotoxicologiques y
deacutecegravelent quelques indices de perturbation les taux de feacutecondations y sont infeacuterieurs au teacutemoin
les embryons preacutesentent quelques blocages et les taux de mortaliteacute des larves sont
statistiquement plus eacuteleveacutes
Les reacutesultats concernant le site du Deliec nindiquent p as de diffeacuterences remarquables par
rapport au site de reacutefeacuterence La peacuteriode de ponte y survient avec un leacuteger deacutecalage sans doute
agrave mettre agrave lactif dune diffeacuterence dans les conditions de tempeacuterature etou de deacuteveloppement
de blooms phytop1anctoniques certains auteurs faisant concorder le deacuteclenchement de la ponte
avec labondance de nourriture disponible pour les larves (Himmelman 1978)
Le comportement des indices de reacutepleacutetion des populations de la rade de Brest savegravere tregraves
distinct de celui de la population de reacutefeacuterence ce qui peut traduire une strateacutegie adaptative
diffeacuterente ou une couverture des besoins eacutenergeacutetiques insuffisante chez les populations de la
rade Cette observation meacuterite notre attention puisque dans le cas de la station de MarIoux le
substrat est semblable agrave celui du site teacutemoin et ne peut expliquer le maintien de lindice de
reacutepleacutetion agrave des niveaux eacuteleveacutes pendant la peacuteriode de reproduction
On peut deacuteduire de ces constatations une distinction entre les populations du fond de la
rade et la station du Deliee situeacutee dans le goulet qui semble a priori exempte de deacutegradation
9Hardy-Weinberg (loi de) loi dheacutereacutediteacute ougrave la preacutesence des gegravenes demeure constante de geacuteneacuteration en geacuteneacuteration en labsence de seacutelection de mutation daccouplements dirigeacutes ou daccidents deacutechantillonnage
26
Les deux populations du bassin Nord subissent agrave leacutevidence linfluence de facteurs
environnementaux qui perturbent leur deacuteveloppement Ces pheacutenomegravenes sont provoqueacutes par
diverses causes dorigine naturelle tout dabord auxquelles viennent sajouter les facteurs
anthropiques
Une certaine hieacuterarchisation dans leacutetat de deacutegradation des sites est agrave prendre en compte En
effet des deux zones perturbeacutees la pointe de lArmorique est celle ougrave les effets se font le plus
durement ressentir
Ces deux stations diffegraverent de par le substrat le reacutegime hydrodynamique et lintensiteacute de
linfluence estuarienne La nature du substrat agrave MarIoux est la mecircme que sur le site de
reacutefeacuterence des Gleacutenan il sagit de fonds meubles composeacutes de maeumlrl vivant recouvert
deacutepiphytes synonymes de ressources trophiques abondantes et disponibles toute lanneacutee ce qui
explique les indices gonadiques eacuteleveacutes observeacutes pour ces deux sites A MarIoux
lhydrodynamisme est calme favorable au deacuteveloppement dune veacutegeacutetation dense dalgues
macrophytes saisonniegraveres (Hily et al 1992) Cette couverture veacutegeacutetale est renforceacutee par
lenrichissement du milieu en sels nutritifs provenant du bassin versant de lElom agrave vocation
agricole (N03-=500 agrave lOOOkgj P043-=30 agrave 700kgj) Les concentrations dans cette zones
sont eacuteleveacutees et varient au cours de lanneacutee elles sont maximales lhiver (N03-=28-51 mgl
P043-=O67-137mgl NH4+=41-37mgl) La preacutesence de ces algues contribue agrave augmenter
et agrave diversifier les ressources trophiques disponibles elle favorise le deacuteveloppement dune faune
diversifieacutee de brouteurs
Sur le site de la pointe de lArmorique par contre le substrat est rocheux et les courants
forts Le couvert veacutegeacutetal y est au contraire clairsemeacute et composeacute dalgues essentiellement
saisonniegraveres La population de lArmorique se trouve donc dans des conditions de ressources
trophiques moins facilement accessibles et plus limiteacutees comme latteste le deacuteveloppement plus
important de lorgane masticateur (par effet compensateur) signaleacute lors dune eacutetude compareacutee
de ces deux populations (Lumingas amp Guillou SOIIS presse) Lanalyse des indices
physiologiques doit se faire en consideacuterant que le degreacute de prospeacuteriteacute dune population reacutesulte
dun compromis entre la nature et labondance des ressources trophiques dune part et dautre
part de leacutenergie que lanimal doit deacutepenser pour collecter digeacuterer et assimiler cette nourriture
27
(Reacutegis 1979) Les deux populations eacutetant au deacutepart placeacutees dans des conditions ineacutegales
lapparition de facteurs exteacuterieurs ne pourrait quamplifier cette diffeacuterence au deacutetriment de la
plus deacutefavoriseacutee
Lexamen comparatif des courbes deacutevolution de tempeacuterature entre le Dellec et la pointe de
lArmorique (stations fixes de mesures hydrologiques) montre un eacutecart de 05 agrave 1degC en faveur
de la partie la plus reculeacutee de la rade (cf Annexe V) En tenant compte de la profondeur on
peut en deacuteduire pour le site de Marloux ougrave la profondeur est faible un eacutecart de tempeacuterature
denviron + l5degC par rapport au Dellec Cette particulariteacute pourrait expliquer la preacutecociteacute de la
maturiteacute remarqueacutee chez la population de Marloux Plusieurs interpreacutetations peuvent expliquer
la chute de lindice gonadique observeacutee en mars interruption dans le deacuteveloppement des
gonades provoqueacutee par les preacutecipitations hivernales (Cochran amp Engelmann 1975 Starr et al
1993) une mobilisation des reacutesenles dues aux conditions climatiques (Guillou amp MicheL
1993) ou au contraire une gameacutetogeacutenegravese preacutecoce comme le laisse supposer la forte valeur de
lindice gonadique en janvier
Les tests de feacutecondation eacutetant reacutealiseacutes dans une eau de reacutefeacuterence les causes de perturbation
du deacuteveloppement larvaire sont intrinsegraveques aux gamegravetes il peut sagir soit de la qualiteacute du
vitellus soit dalteacuterations geacuteneacutetiques soit de laccumulation dans les gonades dun agent
contaminant preacutesent dans le mileu Gamegravetes et embryons doursins sont sensibles agrave un large
eacuteventail de facteurs physiques (tempeacuterature pH saliniteacute etc ) et chimiques (meacutetaux
pesticides PCBs hydrocarbures etc ) ils conviennent eacutegalement pour tester les effluents en
meacutelange (Kobayashi 1971 Dinnel et al 1981 Pagano et al 1987 Lassus et al 1991) ce qui
rend plus difficile la recherche des agents responsables des anomalies observeacutees
On peut tout de mecircme mentionner les fortes teneurs en meacutetaux lourds preacutesents dans toute la
partie Est de la rade (mine de plomb argentifegravere situeacutee agrave Huelgoat) Des mesures reacutecentes de
meacutetaux dans les seacutediments agrave proximiteacute de la pointe de lArmorique font eacutetat des concentrations
suivantes Cu=253 ppm Pb=230 ppm Zn=160 ppm (Troadec corn pers) Les oursins en
tant quorganismes infeacuteodeacutes au seacutediment et participant agrave leur bioturbation sont directement
exposeacutes agrave ce type de contamination Plusieurs eacutetudes in situ font eacutetat de laccumulation de
28
meacutetaux par les oursms notamment dans les gonades et lintestin (Augier et al 1987b
Albanedo et al 1990)
Les tests de toxiciteacute des meacutetaux lourds sur les larves de diffeacuterentes espegraveces doursins ont fait
lobjet de nombreux travaux et les effets de ces polluants sur la feacutecondation et le
deacuteveloppement des larves sont assez bien connus (Kobayashi 1984 Dinnel et al 1989) A
faibles doses les ions meacutetalliques peuvent exercer une action positive caracteacuterisant le
pheacutenomegravene d hormegravese observeacute par Stebbing (1981) sur des colonies dhydrozoaires Une
action semblable est rapporteacutee par Young au niveau du pouvoir fertilisant des spermatozoiumldes
doursins pour des concentrations en divers ions meacutetalliques allant de 10-5 agrave 10-6M (Young amp
Nelson 1974) Cependant il sagit de pheacutenomegravenes marginaux et la tendance geacuteneacuterale de ces
eacuteleacutements se manifeste bien eacutevidemment par un effet toxique Le cuivre le zinc le cadmium
provoquent agrave des seuils diffeacuterents des dommages sur les gamegravetes et leur descendance en
alteacuterant soit la croissance des larves soit la diffeacuterenciation squelettique des pluteus (Bougis
1961 1965 Khristoforova et al 1984 Pagano et al 1982 Hesllnga 1976) Les diffeacuterents
stades larvaires preacutesentent des sensibiliteacutes diffeacuterentes les travaux de Kobayashl (1980)
montrent une plus forte sensibiliteacute des spermatozoiumldes et des larves au stade gastmla ce qui
coincide avec les blocages embryonnaires observeacutes agrave ce stade sur le site de lAlmorique La
preacutesence de meacutetaux dans les gonades pourraient donc logiquement expliquer les reacutesultats
obtenus De plus de fortes preacutesomptions pegravesent sur les rejets de mateacuteriel provenant du service
pyrotechnique de la Marine Nationale sur la pointe de lArmorique
Les reacutesultats dune toute reacutecente analyse effectueacutee par le Laboratoire Municipal de Brest
(aoucirct 94) sur des gonades doursins provenant des trois stations de la rade confirme cette
hypothegravese (cf Annexe VI) Le site de lArmorique se distingue par des teneurs nettement plus
eacuteleveacutees en fer zinc plomb et en cadmium (Fe=263 ppm Zn=356 ppm Pb=075 ppm Cd=076
ppm cest agrave dire selon les meacutetaux entre 2 agrave 5 fois plus que dans les autres stations) Dans
lensemble une certaine contamination meacutetallique peut ecirctre remarqueacutee dont lorigine se situe
dans le trafflc maritime les rejets domestiques et portuaires et les peintures anti-foullng Les
fortes concentrations en zinc proviennent des toitures de lagglomeacuteration brestoise Les
nombreux eacutelevages porcins de la reacutegion peuvent aussi contribuer agrave la pollution en cuivre par
29
lalimentation fournie aux arumaux Cependant la forte contamination locale du site de
lArmorique en fer zinc plomb et cadmium ne peut avoir quune origine ponctuelle qui
confirme les soupccedilons pesant sur les activiteacutes militaires dans ce secteur Compareacutes aux chiffres
trouveacutes dans la litteacuterature les reacutesultats sont coheacuterents Augier et al(1987b) lors dune eacutetude
sur Paracentrotus ividus en baie de Port-Cros avance des concentrations dans les gonades
comparables (Cd=O52 agrave 231 ppm Cu=167 agrave 542 ppm Pb=O33 agrave 117 ppm) mais des
teneurs en mercure sensiblement plus faibles (Hg=003 agrave 004 ppm) Chez une autre espegravece
(Echinometra mathaei) les travaux dAlbanedo et al(1990) indiquent dans une station tregraves
pollueacutee du port de la Havane des concentrations eacuteleveacutees en meacutetaux Fe=l08 ppm Cu=473
ppm Zn=267 ppm chiffres qui sauf pour le cuivre restent infeacuterieurs aux mesures obselveacutees agrave
la pointe de lArmorique Ces auteurs montrent une accumulation des meacutetaux lourds
relativement importante dans les diffeacuterents organes des oursins notamment au niveau du tube
digestif (cas du plomb et du cuivre) il serait inteacuteressant de connaicirctre eacutegalement les doses dans
les autres parties de lorganisme Cette accumulation preacutesentant des fluctuations saisonniegraveres
lieacutees au meacutetabolisme de lanimal un suivi plus reacutegulier des concentrations en meacutetaux devrait
ecirctre envisageacute
Cependant les meacutetaux peuvent ne pas ecirctre les seuls agents agrave mettre en cause Les pesticides
et les hydrocarbures sont eacutegalement susceptibles de pouvoir provoquer des anomalies (cf
Annexe VU) Les PCBs employeacutes dans de nombreux secteurs industriels bien que quelquefois
signaleacutes dans les seacutediments de la zone portuaire agrave des taux importants (PCBs=183
ppbMarchand 1985) semblent agrave eacutecarter En effet Trieff et al (1 988) bien quil mette en
eacutevidence un effet spermiotoxique signale labsence daccumulation de ce type de produits dans
les organismes ce qui preacutesente comme impossible toute influence des PCBs dans les conditions
ougrave les expeacuteriences ont eacuteteacute meneacutees
La preacutesence dans le bassin Nord de rejets de deux stations deacutepuration situeacutees en amont de
la Penfeld exerce aussi une influence sur la qualiteacute bacteacuteriologique des eaux de ce secteur
Leurs apports sont estimeacutes agrave 1014CFIh Dautre part le ruisseau du Relecq Kerhuon situeacute pregraves
de lestuaire de lElom amegravene quant agrave lui jusquagrave 1012CFIh en hiver (source DDE rapport
Saunier eau et environnement) Ces chiffres peuvent apporter une explication aux mortaliteacute
30
des lalVes obselVeacutees pour le site de Marloux des bacteacuteries pathogegravenes preacutesentes dans les
gonades peuvent secirctre deacuteveloppeacutees pendant la peacuteriode dincubation
Les reacutesultats de lanalyse geacuteneacutetique trahissent un deacuteficit en heacuteteacuterozygotes important sur le
site de la pointe de lAnnorique Ce deacuteficit freacutequemment rencontreacute chez les mollusques
bivalves (Buroker 1983~ Singh amp Green 1984) et dautres inverteacutebreacutes marins (Murphy et al
1975 Day amp Bayne 1988) peut avoir plusieurs significations il sagit soit de la preacutesence
dallegraveles silencieux (1) soit dun pheacutenomegravene dinbreeding (2) soit dM effet Wahlund (3) ou
encore du reacutesultat de la pression de seacutelection exerceacutee par les facteurs eacutenonceacutes plus haut (4)
(1) Lhypothegravese de la preacutesence dallegraveles nuls lo est peu probable eacutetant donneacute le nombre de
loci preacutesentant un excegraves dhomozygotes
(2) Le pheacutenomegravene dautofeacutecondation nest pas agrave eacutecarter car des cas dhermaphrodisme
certes peu freacutequents ont deacutejagrave eacuteteacute rapporteacutes sur ce mecircme site (Neefs 1952) Leacuteventualiteacute que
les gegravenes impliqueacutes ne soient pas porteacutes par des chromosomes autosomaux na pas eacuteteacute veacuterifieacutee
(3) Les conditions dhydrodynamisme sexerccedilant sur cette zone peuvent ecirctre invoqueacutees pour
venir conforter la thegravese dun effet Wahlund (conseacutequence dun eacutechantillonnage effectueacute sur
deux sous-eacutechantillons dun mecircme site se comportant comme des populations Mendelliennes
seacutepareacutees)
(4) Une seacutelection exerceacutee par les conditions du milieu reste le)plication la plus probable
Cette influence des facteurs environnementaux comme la preacutesence de meacutetaux mentionneacutee
preacuteceacutedemment sexerce pendant la vie lalVaire peacutelagique mais surtout durant la phase critique
de la meacutetamorphose et les eacutetapes qui suivent le recrutement La meacutetamorphose chez les oursins
sulVient apregraves une peacuteriode variable de vie lalVaire pouvant durer selon les espegraveces et les
conditions entre 5 et 22 semaines (Strathmann 1987) ce qui expose les larves agrave de nombreux
aleacuteas Certains auteurs eacutevoquent limportance du recrutement comme facteur dheacuteteacuterogeacuteneacuteiteacute
geacuteneacutetique entre populations (Watts et al 1990) Or une eacutetude comparative des populations
des deux sites concerneacutes a montreacute une forte irreacutegulariteacute du recrutement dans la population de
Marloux par rapport agrave celle de la pointe de lAnnorique (Lumingas amp Guillou sous presse)
Ces auteurs imputent ce pheacutenomegravene au spectaculaire deacuteveloppement dalgues qui apparaicirct
IOallegravele nul (ou silencieux) est dit dun allegravele qui ne sexprime pas sur le gel
31
chaque anneacutee sur ce site agrave la faveur des apports fluviaux en eacuteleacutements nutritifs Dune part il
inhiberait laction attractive du maeumlrl dautre part la deacutecomposition de ces veacutegeacutetaux agrave
lautomne provoquerait la mortaliteacute des recrues en reacuteduisant la couche superficielle du seacutediment
et entraicircnerait le deacuteveloppement dun film bacteacuterien empecircchant 1a fixation des post~larves Le
site de la pointe de lArmorique semble au contraire avoir des recrutements reacuteguliers
Les groupes de recrues connaissent donc des destins diffeacuterents sur les deux sites ce qui
pourrait expliquer les diffeacuterences dheacuteteacuterozygotie observeacutees
Pour confirmer cette hypothegravese il conviendrait de comparer des eacutechantillons plus grands
dindividus de mecircme agravege correspondant agrave une peacuteriode ougrave le recrutement a eacuteteacute bon sur les deux
sites voire mecircme de comparer directement les geacutenotypes des jeunes individus recruteacutes dans les
deux sites Dautre part la comparaison du site de la pointe de lArmorique avec celui du
Dellec pourrait fournir des indications importantes pour confirmer lhypothegravese de lexistence
dune pression de seacutelection
V 1CONCLUSION
Leacutetude des phases de reproduction et deacuteveloppement larvaire des populations doursins de
la Rade de Brest met en eacutevidence des troubles fonctionnels chez les populations du bassin
Nord proches de la zone portuaire en particulier sur le site de la pointe de lArmorique qui
contraste avec les bons reacutesultats obtenus pour le site du Dellec sous influence oceacuteanique La
convergence des donneacutees de geacuteneacutetique avec les reacutesultats observeacutes confirme la validiteacute de la
meacutethode utiliseacutee et renforce la fiabiliteacute de Sgranularis comme bioindicateur
Les causes de ces deacuteregraveglements sont sans doute multiples aussi ce travail meacuterite-t-il un suivi
agrave plus long terme Leacuterude des diffeacuterents paramegravetres influenccedilant les conditions de vie des
oursins de la pointe de lArmorique (tempeacuterarure saliniteacute seacutedimentologie biomasse matiegravere
organique ) ainsi que des essais de transplantations in situ dindividus sains devraient
permettre de mieux preacuteciser les facteurs responsables de ces perturbations
Quant aux premiers reacutesultats danalyses des teneurs en meacutetaux lourds du Laboratoire
Municipal ils devraient ecirctre eacutetendus agrave dautres parties du corps (test intestin) et effectueacutes sur
un cycle annuel y compris sur le site des Gleacutenan
32
VI 1BffiLIOGRAPHIE
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38
ANNEXEI
SCHEIHA DU PROTOCOLE EXPERThlENTAL DES TESTS DE FECONDATION IN VITRO
oursin9 gonades
~ eau ae mer 1iltreacutee (045I-lm)
soies (200l-lm)
Dfiltration
eau de mer filtreacutee (045I-lm)
deacutecantation ovocytes
oursin ltJ ---+ gonades -
filtration soies (60~m) ~
D~
middot middot middot middot
30 ml bd
lavages et dilutions
1 1 1 1 1 1
bull bull bull bull bullbull ~
~~~ ~
env 1500 ovocytesml
m~ 1
env 50 ovocytesml
39
AtlNEXE II
ELECTROPHORESE
Installation des eacutechantillons
a coupe pratiqueacutee dans le gel b eacutechantillons
Montage du circuit
a tampon deacutelectrodes b eacuteponges c eacutelectrodes relieacutees au geacuteneacuterateur d ligne dinsertion des eacutechantillons
40
ANNEXEIll
PREPARATION DES SOLUfIONS DELECTROPHORESE
Tampon Tris Citrate pH 8 (TC 8)
- Electrodes Tris (062M) 756 g
Ac citrique (014M) 300 g eau distilleacutee qsp 1 l
- Gel 30 ml de tampon eacutelectrodes dans 900 ml deau distilleacutee
ajuster agrave pH 8 avec du Tris (lM) ou de lacide citrique (lM)
Tampon discontinu Tris Citrate pH 67 (TC 67)
- Electrodes pH 63 Tris (022M) 270 g
Ac citrique (008M) 180 g eau distilleacutee q sp 1 1
ajuster agrave pH 63 avec du Tris (lM) ou de lacide citrique (lM) - Gel pH 67
Tris (0008M) 097 g Ac citrique H20 (0003M) 063 g
eau distilleacutee qsp 1 1 ajuster agrave pH 67 avec du Tris (lM) ou de lacide citrique (lM)
Reacutesolution obtenue par systegraveme enzymatique
Muscle Tube Digestif Gonades Nbre Locus TCPH8 TC pH TC pH 8 1 TC pH li TC pH 8 1 TC pH dallegraveles
67 67 1 67
AAT-1 +
AAT-2 + 2
GPD-l IDH-1 + + + +
LAP-1
l1DH-1 ++ )
l1DH-2 +++ ++ 2 ME-l + 2 ME-2 + ++ 3
PGD-1 ++ + 6 PGI-1 +_
- ++ ++ 4
PGM-1 + + 3 PGM-2 +++ ++ 4
bull Faible ++ Bonne + Moyenne +++ Tregraves bonne
41
ANNEXE IV
SOLUTIONS DE COLORATIONS
AAT (Aspartate-aminotransfeacuterase)
Tris A 80 ml AccxCeacutetoGlutarique 100 mg Ac Aspartique 200 mg Phosphate de pyridoxal 10 mg dissoudre veacuterifier que pH lt 74 (ajuster avec Tris LM) verser et incuber agrave 37degC pendant 15 min puis ajouter Fast Blue BB 100 mg
IDH (Isocitrate deacuteshydrogeacutenase)
Tris A 70 ml Isocitrate (0 lM) 8 ml MnCl2 (025M) 06 ml MgC12 (OSM) 05 ml ajouter avant coloration Isocitrate (poudre) 10 mg NADP 1 2 ml PMS 1 ml NET 1 ml lvITT 05 ml
MDH (Malate Deacuteshydrogeacutenase)
Tris A 10 ml MgCl2 (OSM) 02 ml Ac Malique (2M) 3 ml NAD 1 15 ml puis ajouter avant coloration PMS 03 ml NET 07 ml MTT 07 ml +Agar dans Tris A tiegravede 10 ml
6PGD (6Phosphogluconate Deacuteshydrogeacutenase)
TrisA 10 ml MgC12 (OSM) 15 ml 6Phosphogluconate 20 mg puis ajouter avant coloration NADP 1 01 ml PMS 01 ml NET 02 ml tvm 02 ml +Agar dans Tris A tiegravede 10 ml
GPI (Glucose-Phosphate Isomeacuterase)
Tris A 10 ml MgC12 (O5Ivi) 1 ml Fructose 6P 10 mg puis ajouter avant coloration NADP 1 05 ml PMS 05 ml NET 05 ml MTT 05 ml G6PDH 6~Ll ou 17u +Agar dans Tris A tiegravede 10 ml
LAP (Leucine-aminopeptidase)
Tris-Malate 90 ml preacutechauffeacute agrave 30degC MnCl2 (01r1) 1 ml MgCl2 (05lvf) 1 ml Lleucilj3Naphthylamine 15 agrave 20 mg incubation 30 min agrave 37degC ajouter avant coloration Fast Gamet GBC 60 mg dilueacute dans quelques gouttes de Tris-Malate (manipuler ce produit avec des gants)
ME (Malice-Enzyme)
Tris A 10 ml MgCl2 (O5~1) 15 ml AcMalique (2tv1) 1 ml puis ajouter avant coloration NADP 1 01 ml PMS 03 ml NET 07 ml MTT 07 ml +Agar dans Tris A tiegravede 10 ml
PGM (phosphoglucoMutase)
Tris A 10 ml MgCl2 (05)11) 1 ml Glucose IP (+15 diP) 100 mg puis ajouter avant coloration NADP 1 05 ml PMS 05 ml NET 05 ml lvITT 05 ml G6PDH 6~1l ou 17u +Agar dans Tris A tiegravede 10 ml
42
9
----- - - - _----- - -
W~--shy
ANNEXEV
Tempeacutelllture il linterface eaumiddotseacutediment au site du Dlilec
17 T middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot-middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot-middot_middotmiddotmiddotmiddot-middot-middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot-middot--middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot-middotmiddot--- - -- ----_--- -- - shy
16 +--- ---------- --__--shy
15 --- -- ---- - --- middot - middot-middotmiddot-middotmiddotmiddot-middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot_-middot-middot -middotmiddotmiddotmiddot-middot-middot-middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot-middotmiddot middotTt~hl~ - ------ Ecirc 14 - - -- --------- ---middot---middot-middotmiddot-middot-middot-trrfo-r~~wbWljl~I~~~--------------t-------------iiiiJiI~i~L--_-----------------------8 12 YrljVWfAI--shy --shy - shy _-----------------------------
middotmiddot-middotmiddot~IImiddot middotmiddot-middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot-middotmiddotmiddotmiddot-middot --middotmiddot--shy - ------------_- ----------11 t-middot
10 ~~--shy --- ----_-- - -- - - ------------_-
~ ~ ~ ~ 3 5 = 3 -~ shy
~ ~ = ~ ~ ~ 7 ~ 7 7 ~ ~ lt lt jf ~ r- ~ C t- C ~ oA C 0 0 0 0 ~ shy0 0 N
~
Tempeacutelllture il linterfue eau-seacutediment il la pointe de lAnnorique
11 ~ li ~ ~ ~ ~ ~ of j ~ ~ i ~ f N M ~ M ecirc ~ M
(donneacutees LR-i CvRS D1513 Faculteacute des Sciences Brest)
43
ANNEXEVI
TENEURS EN QUELQUES METAUX LOURS DANS LES GONADES DOURSINS DE LA RADE DE BREST
1Armorique (n=7) lIurloux (n=8) Deliee (n=8) 1
Fer (Fe) mgfKg 2869plusmn141O 531plusmn438 410plusmn250 1
lt 02Plomb (Pb) mgfKg O75plusmnO24 026plusmnO18
Cuivre (Cu) mgfKg O76plusmnO33 030plusmnO Il 045plusmnO42
Cadmium (Cd) mgIKg 396plusmnO55464plusmn125 463+12
Zinc (Zn) mgfKg 3563plusmn2828 1811=1241 1528plusmn1506 i
1
Mercure (Hg) mgfKg 026plusmnO12 018plusmnO08 020plusmnO13 1
(donneacutees Laboratoire lvllmicipal de Brest 16 rue Alexandre Ribot - J928iuml BREST Cedex Ofi0894)
ANNEXE VII
Agents toxiques essayeacutes pour leur toxiciteacute sur le deacuteveloppement la reproduction
et pour leur toxiciteacute geacuteneacutetique sur les embryons et le sperme doursins
(dapregraves PAGAl~O et al 1987)
Classe d aogents___+-____Agent=-s____~r__---Reacute~feacuterences___--1
1 Agents Physiques Rayons X RUST AD 1959 Rayons r GIORDANO et al 1983 Lumiegravere visible PAUL et al 1970
SPECK et al 1980
II Agents chimiques A Inorganiques Arsenic PAGANO et al 1982a
Beacuteryllium GIORDAlIO et al 1983 Cadmium PAGANO et al 1982b Chrome PAGA1-iO et al 1983a Cuivre HESLINGA 1976
PAGANO et al 1986 Mercure KOBA YASHI 1980 Nickel GIORDANO et al 1982 Changements de pH PAGANO et al 1985a 1985b
CIPPOLARO et al 1986 DUBE et al 1985
Zinc GIORDANO et al 1983 PAGANO et al 1986
B 1 Organiques 1 - Polluants industriels Peacutetrole dispersants du peacutetrole HAGSTROM et LONNING 1976
Pesticides organochloreacutes FALK-PETERSEN1979 BRESCH-ARENDT 1977
Styregravene et deacuteriveacutes PAGANO et al 1978 Dipheacuteny1 dipheacutenyl ether PAGANO et al 1983b PCBs ADAMS 1983
PAGANO et al 1985c
2 - Canceacuterigegravenes Acridines BRACHET 1968 Benzo(a)pyregravenes DE ANGELIS et GIORDANO
1974 HOSE et al 1983
712 dimeacutethy1benz( a)anthracegravene DE ANGELIS et GIORDkIO 1974
TPA (phorbol ester) BRESCH--RENDT 1978 Urethane NAKASHIMA et ISHIKAWA
1978 3 - Composeacutes pharmaceutiques Agents antineacuteop1astiques REN1llLARD et al 1975
WANG et al 1977 Thalidomide HAGSTROM et LONNING 1973 Acide nalidixique CZ1TN etaI 1981 Povidone iodine ROZENKRANZ et al 1980
III Meacutelanges KOBAYASHl 1971 1984 KINAE et al 1981 OSHIDA et al 1981 DINNEL et al 1981
LES MEacuteTAUX LOURDS DES PRODUITS MAnlNS AUX CONSOMMATEURS
(Les v(Jlours m6us uang ce
Ooso quotishydienne
Il eacutecossai ro fi lhomme
(ell IlIl)
Dose toxique
pOUf lIl(Hl li)] Il
(1)
)OllS
adIJ1ilUuml
dan~ 1es al ililUlllS
(1l1Uk~raquo
EltlU ltIll Ilwr (111]1)
AlrJucs (lilgkJ )
Mollusques (IlIUkg)
Cfuslncocircs (11111111)
Poissons (muka)
Arsenic
001 ~O 02 mg
III 70 1119 1 SOllt mOrlols
0002-0001
014-1
7 -120
15 17 (rwvolln)
25-75 (oOndill)
LI ore
100 Illoi
I(i
04-20
1 (moulu)
025 15 (11111 l 1 IcircIl )
020
tilJlcilU sont les plus
CildmIcircUIll
30 mu so1l1 toxiquuumls
f()i~5()1l
1 Molluoque
rshy1
01
00006
01 i-3
Chromo
VI WO Ill) Cr ~()Ilt IIHHlelr
01
000005
002 -1
er1llllent rellcontreacutees dlIls les publications ctuel
Cuivre
2 mg
25 fi sont IllOrlel
Poisson li
Mollusqull 110
0003-001
17-124
GO-900 (Iluitru)
20-90 (convoi)
l5-G (1 lion)
Mercure
Poisson jusqul 07
0000 03
----_
O02G-O2
004
01 middot10
Plomb
moi
0000 03
05 9
28-6 (huicirctre)
~- ----shy01-23
(tHlllllnrl)
O3-G
Seacuteleacutenium
3
000009
02-01
Zinc
6- 10 mg
35
0001-001
il2-Hi)
100-1 GOO (lIl1illO)
122-18 1 (1Il1IrlllI)
02middot1 200 (llilrell~1 )
---------- ----shy
fi (JIIIIUIIIaS
Les doses admissibles dilfl~ les aliments sonl exprillleacutees en millilrammes par kilogramme daliment
Les concclltrations daJis les produits rnHIcirclls sont (ouloS oxprilllUcircfS CIl lllilliJtallHllCS pM kilonriltlHlw do Illnliegravero segravecho
Chnque (ois qlll cela a ugravet possillln on il if)diqur~ entre p1fef)lhegravesos dnns qllJllc csplco nvait ocirctri trouveacutee ln plus (orte dosn
(1) [n CilS diumlnDntioll Cil IIlle scule (ois (SOllfce Rapport du Groupe Irleflilinisteacuterid des prohl~llIes de Pollution de la Mer 1(73)
EXTRAITS DE lA CIRCUlAIRE DU 13 MAl 1991
Circulaire du Ministegravere de lEnvironnement creacuteant les contrats de baie
Les eaux inorales franccedilaises doivent se situer en permanence agrave un niveau de qualiteacute suffisant pour ne pas mettre en peacuteril les eacutecosystegravemes cocirctiers qui constituent un eacuteleacutement majeur du patrimoine eacutecologique national ()
Lapproche retenue rient compte de la diversiteacute et de la complexiteacute des situations rencontreacutees ie long des cocirctes franccedilaises Certains SeCIeurs son principalement affecteacutes par des pollutions chimiques (meacutetaux etou composeacutes organiques ( )
De plus les pheacutenoTregravenes regroupeacutes sous une mecircme appeiation (egraveystrophies marines par exemple) reacutesJltent r jait de meacutecanismes diffeacuterents dont les c1uses et les facteurs de maitrise dofent ecirctre deacutetermineacutes dans chaque cas particJpr afin decirctre certain de mettre en oeuvre au plus juste coucirct des remegravedes efficaces ( j
n apparaft au corraire que pour chaque secteur C littorc oi une action est neacutecessaire a soluor adeacutequate ne peut ecirctre trouveacutee cu au niveat loca~ en associant tous les resporsables co-erneacutes Un outil nouveau est proposeacute le Contrat de Baie dont linitiative peut br= prise par lEtat mais aussi par dautrs acteurs (collectiviteacutes locales cssociatiors rotamment) ()
Chaque Cartrat de 3aie doit correspondre agrave une uniteacute middot-orale rmogegravene ()
Puisque la lutte ccr-se la pollution des eaux littorales ne peut ecircrr= efficace que par la prise
en compte des apports de Jensemble du bassin versant le Contrat de Baie doit ecirctre eacutelaboreacute agrave ce niveau
Pour eacuteviter ces eacutecueils tout Contrat de Baie devra reposer sur une connaissance aussi preacutecise que possible
bull de lensemble des sources de poiJution affectant le secteur rejets coners (ponctuels ou diffus) apports par les cours deau immersions de deacuteblais de dragage etc
bull des meacutecanismes de transfert des pollutions au milieu marin
bull des caracteacuteristiques du milieu reacutecepteur (morphologie courants caracteacuteris-tiques hvdrochimiques et biologiques)
bull des USIlges agrave proteacuteger et des zones sensibles du point de vue eacutecologique
Puisque lameacutelioration de la qualiteacute des eaux dun secteur du littoral implique de deacutefinir un programme concernant lensemble du bassin versant la maicirctrise douvrage de leacutetude ne pourra en geacuteneacuteral ecirctre confieacutee qu acirc une collectiviteacute locale de niveau supra shycommunal ()
L finaii du Contrat de Baie est dinciter les divers panenaires concerneacutes en particuer es coliegrave-ivieacutes locales agrave deacutepasser le cadre des scheacutemas classiques dassainissement dans tcs les cas c des dispositions speacutecifiques doivent ecirctre prises pour restaurer la qualiteacute des eaux (
3deg - Echantillonnage
Indices physiologiques
La reacutecolte seffectue par dragage ou en plongeacutee selon raccessibiliteacute agrave la cocircte par bateau
La drague utiliseacutee est large dun megravetre eacutequipeacutee dun filet de 2 cm de maille La dureacutee des traits
de drague est denviron 5 minutes Le mateacuteriel est ensuite fixeacute dans lalcool agrave 70 0 Le calcul
des indices neacutecessite un eacutechantillonnage mensuel commenceacute sur certaines zones depuis
deacutecembre 1993 puis prolongeacute dans cette eacutetude jusquau mois de juillet 1994 Pour chaque
mois un eacutechantillon de 30 individus dune classe de taille standard de 80middot90 mm est preacuteleacuteveacute
Feacutecondations
La reacutecolte des oursins seffectue en employant les mecircmes techniques que preacuteceacutedemment
Toutefois les animaux sont maintenus vivants et agrave labri des eacutecarts de tempeacuterature en les
conservant agrave bord dans un circuit deau de mer et en eacutevitant le deacuteclenchement dune ponte
Chaque eacutechantillon comporte une quarantaine dindividus de taille variable de faccedilon agrave pouvoir
disposer dun choix satisfaisant danimaux matures et dun sex-ratio eacutequilibreacute Deux
preacutelegravevements par site sont reacutealiseacutes entre mai et juin durant la peacuteriode de reproduction
4deg - Meacutethodes
Calcul des indices physiologiques
Le cycle de reproduction est eacutetudieacute par lintermeacutediaire de lindice gonadique (1 G) qui
est le rapport entre leacutetat des gonades et le poids corporel Leacutevolution dans le temps de ce
paramegravetre permet de mesurer leffort de reproduction et de situer la peacuteriode de la ponte La
relation employeacutee est la suivante
LG==Poids secs gonades x 106 Dtest3
Lindice utiliseacute fait intervenir le poids sec de gonades et le diamegravetre du test (Dt est) en
raison dune part de la bonne correacutelation entre taille et poids du test dautre part des fortes
variations engendreacutees par lutilisation de volumes ou de poids humides (Gonor 1972)
Lindice de Reacutepleacutetion du tube digestif (IR) correspond au rapport du poids de lintestin et de
son contenu sur le poids du corps Ce paramegravetre reflegravete lintensiteacute de leffort de collecte de
nourriture
10
La relation est donneacutee par Neacutedeacutelec (1983)
IR = Poids sec intestin x 106 1Dtest3
Les variations de ce paramegravetre permettent de suivre leacutetat des besoins trophiques des
individus et complegravetent les renseignements apporteacutes par lindice gonadique Les oursins sont
mesureacutes au mm pregraves ouverts sur la face orale agrave raide dun marteau puis disseacutequeacutes Les
gonades et les intestins sont preacuteleveacutees et seacutecheacutes agrave leacutetuve agrave 60degC pendant 48 agrave 72 h selon leacutetat
de maturiteacute En peacuteriode de maturation des gonades des eacutemissions accidentelles de produits
sexuels sont quelquefois provoqueacutees par la fixation dans lalcoo~ ces produits doivent ecirctre pris
en compte dans les mesures dindices gonadiques Pour obtenir des reacutesultats comparables sur
tous les sites les indices sont calculeacutes sur des eacutechantillons moyens appartenant agrave la mecircme
classe de taille (80~90 mm)
Tests defeacutecondations
Les animaux reacutecolteacutes sont maintenus vivants en aquarium dans un circuit deau de mer en
salle thermostateacutee (15degC) Les eXPeacuteriences doivent ecirctre effectueacutees dans les 24 h en raison du
stress occasionneacute par le ramassage Les bioessais sont reacutealiseacutes en eau de reacutefeacuterence provenant
de leacutecloserie IFREMER dArgenton reconnue de bonne qualiteacute filtreacutee sur cartouches
Sartorius de OA5 lm de porositeacute Pour chaque manipulation dix individus macircles et di
femelles sont seacuteleacutectionneacutes de maniegravere agrave reacutealiser deux seacuteries de tests en parallegravele chaque macircle
eacutetant testeacute par le meacutelange des dix femelles et chaque femelle par lensemble des di macircles soit
vingt essais par station reacutepeacuteteacutes agrave deux reprises entre mai et juin Les individus sont ouverts aux
ciseaux en zone eacutequatoriale et disseacutequeacutes afin de preacutelever les gonades Les gonades macircles sont
conserveacutees au sec pour eacute-1ter lactivation du sperme (lexceacutedent aqueux est eacutelimineacute agrave laide
dune poire) et maintenues au reacutefrigeacuterateur jusquagrave leur emploi Les gonades femelles sont
conserveacutees en eau de mer pour garder intacts les ovocytes elles sont ensuite tamiseacutees sur soies
de 200 lm pour eacuteliminer les deacutebris dovaires Les gonades macircles sont tamiseacutees sur soies de
60 lm pour reacutecupeacuterer le sperme propre Les ovocjtes sont laveacutes par seacutedimentation et dilution
les ovocytes immatures et les deacutebris de gonades eacutetant agrave chaque fois eacutelimineacutes Pour chaque
femelle la concentration est ameneacutee agrave 1500 ovocytesml par dilutions successIcircves dans un
11
temps le pool de dix femelles est constitueacute avec la mecircme densiteacute Apregraves tamisage du sperme
des dix individus macircles un pool est aussi reacutealiseacute avec une microgoutte de chaque filtrat
Chaque essai se deacuteroule dans des pots en polystyregravene steacuteriles dans lesquels agrave 30 ml deau filtreacutee
sont inoculeacutes 1 ml de solution dovocytes et 05 ml de sperme dilueacute (2 gouttes de sperme sec
dans 100 ml) Les ovocytes feacutecondeacutes sont alors mis en incubation dans une armoire
thermostateacutee agrave 155degC soit 20degC agrave 25degC de plus que la tempeacuterature du milieu naturel ceci
dans le but deacuteviter les effets neacutefastes pour le deacuteveloppement des larves dun eacutecart de
tempeacuterature trop eacuteleveacute Un scheacutema du protocole expeacuterimental est preacutesenteacute en annexe I
Lobservation du taux de reacuteussite de feacutecondation seffectue une heure trente apregraves le
meacutelange des gamegravetes
Le comptage des diffeacuterentes cateacutegories de larves est reacutealisable apregraves 5 jours dincubation
Les observations des larves reposent sur 5 critegraveres deacutefinissant chacun un type de larves
diffeacuterent (Pagano et al 1989)
N pluteus normal ayant suivi un deacuteveloppement convenable
R plut eus retardeacute ou inhibeacute dont la taille natteint pas la moitieacute de la normale
Pl pluteus pathologique preacutesentant des malformations du squelette
etou du tube digestif
P2 embryons dont le deacuteveloppement siest arrecircteacute agrave diffeacuterents stades
(morula blastula gastrula ou prisma)
M larye ou embryon mon
Lexamen de la qualiteacute des larves obtenues sur chaque site mesure laptitude des animaux
preacuteleveacutes sur cette zone agrave produire des larves viables en eau de mer de reacutefeacuterence traduisant
ainsi limpact de lenvironnement sur la qualiteacute des gamegravetes
Geacuteneacutetique des populations
Les recherches en geacuteneacutetique meneacutees ces derniegraveres anneacutees sont orienteacutees vers une connaissance
approfondie des meacutecanismes adaptatifs des populations danimaux marins notamment par
leacutetude des isoenzymes impliqueacutes dans divers processus meacutetaboliques Ains~ ladaptation de la
population agrave son environnement est deacuteceleacutee par la variabiliteacute des gegravenes enzymatiques Lanalyse
12
PLANCHE 1 Deacuteveloppement larvaire de Sphaerechinus granularis
- lt shy0
-
shy
embryon (P2) pluteus retardeacute (R)
pluteus pathologique (Pl) pluteus normal (N)
13
des structures geacuteneacutetiques a volontairement eacuteteacute reacuteduit agrave deux stations (Marloux et Armorique)
en raison dune part du deacutelai imparti agrave cette eacutetude et dautre part dune eacutetude comparative de
populations deacutejagrave effectueacutees sur ces deux sites (Lumingas amp Guillou sous presse) Dans cette
eacutetude a eacuteteacute analyseacute le polymorphisme l enzymatique des deux populations mesureacute par
eacutelectrophoregravese sur gel damidon En effet cette technique reposant sur le caractegravere amphotegravere
des proteacuteines elle permet de deacuteceler les variations de charges nettes des sous-uniteacutes
constituant le systegraveme enzymatique eacutetudieacute de sorte que les substitutions entre acides amineacutes
dans la structure primaire de la proteacuteine sont rendues visibles Ces substitutions eacutetant issues de
mutations sur les codons dau moins un nucleacuteotide de lADN (Ayala 1982) il sagit donc bien
lagrave dun reflet du patrimoine geacuteneacutetique Cependant toutes les mutations de triplet ne sont pas
deacutecelables en raison de la redondance du code geacuteneacutetique de mecircme que les substitutions
dacides amineacutes qui ne modifient pas la charge nette de la proteacuteine Cest pourquoi lon
considegravere que les deux tiers des mutations ne sont pas deacutetecteacutees (Ne~ 1972) Dune maniegravere
geacuteneacuterale la variabiliteacute geacuteneacutetique des organismes se trouve donc sous-estimeacutee
Les oursins rameneacutes frais au laboratoire sont aussitocirct disseacutequeacutes et des eacutechantillons de
diffeacuterents organes (muscle gonades appareil digestif) sont preacuteleveacutes sur chaque indhidu et
placeacutes seacutepareacutement dans un cocircne dEppendorf annoteacute et conserveacute au congeacutelateur (-70degC) Un
lot de 40 individus par site est ainsi preacutepareacute Les eacutechantillons sont ensuite broyeacutes agrave volume eacutegal
dans une solution de tampon de-traction (TRIS 00 lM + NADP 1 + EDTA) ajusteacutee agrave
pH 68 puis centrifugeacutes agrave 10000 g pendant 15 minutes agrave FC Les eacutechantillons sont placeacutes dans
des gels agrave 11 damidon en impreacutegnant de petites bandes de papier Whattman TM n)3
introduits perpendiculairement au gel apregraves avoir deacuteposeacute au preacutealable quelques gouttes de bleu
de bromopheacutenol pour visualiser le front de migration Les gels sont refroidis durant toute la
dureacutee de la migration par un systegraveme de plaques de refroidissement placeacutees au dessus et en
dessous du moule La migration est anodique Un scheacutema du montage est figureacute en annexe Il
La composition des tampons deacutelectrophoregravese et les reacutesolutions obtenues sont donneacutees en
annexe III Les eacutechantillons peacutenegravetrent dans le gel pendant une preacute-eacutelectrophoregravese de 10
minutes agrave 100 V Lorsque la migration est commenceacutee le gel est soumis agrave un champ eacutelectrique
Ipolymorphisme existence simultaneacutee dallS une population de plusieurs gegravenes pour le mecircme locus
14
constant de 80 mA pendant 4 agrave 5 heures La seacuteparation des geacutenotypes des diffeacuterents systegravemes
enzymatiques est reacuteveacuteleacutee par des colorations speacutecifiques regroupeacutees par Pasteur et al (1987)
et adapteacutees de Shaw et Prasad (1970) Les solutions utiliseacutees pour la reacuteveacutelation des
eacuteleacutectrophoreacutegrammes sont deacutecrites en annexe IV Linterpreacutetation des reacutesultats neacutecessite la
connaissance de la structure quaternaire (le nombre de sous-uniteacutes) de lenzyme qui
conditionne le nombre de taches observables chez les heacuteteacuterozygotes correspondant aux
diffeacuterentes combinaisons possibles entre les sous-uniteacutes sous lhypothegravese que les loci soient
autosomaux2 et les allegraveles codominants3 Quand un systegraveme enzymatique possegravede plusieurs
loci ces derniers sont numeacuteroteacutes de 1 agrave n suivant leur vitesse de migration en commenccedilant par
le plus rapide Les allegraveles5 sont codeacutes en fonction de leur distance (mesureacutee en mm) par rapport
agrave lallegravele le plus freacutequent noteacute 100 qui sert de reacutefeacuterence
5deg - Traitement des donneacutees
Les reacutesultats des tests deacutecotoxicologie sur les larves doursins sont traiteacutes statistiquement
par analyse de variance agrave lm critegravere de classification qui permet de veacuterifier en un seul test si les
diffeacuterences observeacutees au niveau des moyennes dun ensemble deacutechantillons sont imputables
aux fluctuations deacutechantillonnage ou non Cette meacutethode analyse les sources de variation de
lensemble des donneacutes elle sous-entend leacutegaliteacute des variances et la normaliteacute des populations
dorigine Le respect des conditions dapplication est controcircleacute au moyen dun test de Bartlett
Les tests statistiques sont reacutealiseacutes agrave laide du logiciel STATGRAPHICS (Statistical Graphies
Corp Rockville Maryland USA) Les comparaisons inter-sites sont effectueacutees avec un seuil
de confiance de 95
Les donneacutees de geacuteneacutetique sont traiteacutees par le logiciel BIOSYS-l (Swofford et Selander
1981) qui calcule les freacutequences alleacuteliques et donne les eacutecarts par rapport agrave leacutequilibre dHardyshy
Weinberg dans la population consideacutereacutee Les freacutequences alleacuteliques sont calculeacutees agrave partir des
2autosome chromosome preacutesent en double dans les cenules diploiumldes agravees deux sexes Jcodominams allegraveles exprimeacutes de maniegravere semblable dans un geacutenOtype heacuteteacuterozygote 410cus portion de chromosome correspondam agrave un gegravene 5allegravele lune des expressions alternatives dun gegravene (lOCus)
15
effectifs directement observeacutes sur les zymogrammes Pour un locus posseacutedant k allegraveles et un
eacutechantillon de N individus la freacutequence du iegraveme allegravele est donneacutee par la formule 1shy
(2Nii +iNij) HXi =__---L-_
2N
Nuuml nombre dhomozygotes observeacutes pour lallegravele ~
Nij nombre dheacuteteacuterozygotes observeacutes pour lallegravele i
Les freacutequences geacutenotypiques sont recalculeacutees sous lhypothegravese de la loi dHardy-Weinberg
qui postule que les freacutequences alleacuteliques restent constantes dune geacuteneacuteration agrave lautre en
labsence de mutation seacutelection et de migration (dans le cas dune espegravece diploiumlde en
panmixie6) Etant donneacutee la faible taille des eacutechantillons les freacutequences geacutenotypiques attendues
par cette loi sont calculeacutees par la formule de Levene (1949) N = Nxi (2Nx i -1)
2N-l _ 4N2 XiXjN - -----shy
lJ 2N-l
Nuuml freacutequence geacutenotypique homozygote
Nij freacutequence geacutenotypique heacuteteacuterozygote7 ayec IkNij=l (pour k allegraveles)
Le test de conformiteacute des freacutequences geacutenorypiques calculeacutees avec les reacutesultats observeacutes fait
intervenir un X2 Certains effectifs geacutenotypiques eacutetant compris entre 5 et 10 le test utiliseacute est
celui du conigeacute de Yates j(~12 (1 Obil - At) _ 1~)2
y= w shyC i=1 Atif
Le nombre de degreacute de liberteacute est eacutegal agrave m-k m eacutetant le nombre de geacutenotypes et k le
nombre dallegraveles
Les eacutechantillons eacutetant de faible taille les loci multi-alleacuteliques ont eacuteteacute analyseacutes en regroupant
les geacutenotypes en trois classes la classe des geacutenotypes homozygotes posseacutedant lallegravele Je plus
freacutequent la classe des heacuteteacuterozygotes posseacutedant lallegravele le plus freacutequent et la classe regroupant
les autres geacutenotypes Comme dans le cas des loci di-alleacuteliques le test du X2 est agrave 1 degreacute de
6panmixie individus qui se croisent au hasard agrave limeacuterieur ct une population pour laqudle leacutequilibre de la loi dHardy-Weinberg est respecteacutee (degraveme) heacuteteacuterozygote individu qui possegravede deux allegraveles distincts aux locus homologues des chromosomes parents dun organisme diploiumlde
16
liberteacute lorsque toutes les classes ont un effectif supeacuterieur agrave cinq Dans le cas dun locus dishy
alleacutelique si lun des effectifs est infeacuterieur agrave 5 la probabiliteacute exacte p est calculeacutee suivant le test
de Fisher utiliseacute dans le tableau de contingence 2X2 (VithayasaIuml 1973)
Les descripteurs de variabiliteacute geacuteneacutetique des populations sont donneacutes par les relations
suivantes
a) - pourcentage de loci polymorphes8 P95 = 100x(npn)
avec n == nombre de loci eacutechantillonneacutes et ni nombre de loci polymorphes un locus est
polymorphe lorsque la freacutequence de lallegravele le plus rare est supeacuterieure agrave 005
b) - lheacuteteacuterozygotie correspond agrave la freacutequence moyenne dheacuteteacuterozygotes dans la
population on distingue lheacuteteacuterozygotie obseIVeacutee (ho) et celle attendue dapregraves la loi dHardy-
Weinberg (he)
1=1
Xuuml eacutetant la freacutequence obseIVeacutee du geacutenotype homozygote du iegraveme allegravele contenu dans le locus Ir
h == 1- x~ e iJ
=
x eacutetant la freacutequence attendue du geacutenotype homozygote du iegraveme allegravele
Pour les eacutechantillons de petite taille lutilisation de lindice non biaiseacute (Levene 1949) est
neacutecessaire Le calcul de lheacuteteacuterozygotie attendue seffectue de la faccedilon suivante k
2N(1- LX) he(nb) == __---i-=-=l~_
(2N -1)
ougrave N est le nombre dindividus eacutechantillonneacutes
sur lensemble des loci on effectue la moyenne
=1
c) - lindice de fixation de Wright (FIS) ou de Selander (D) permettent deacutevaluer le
deacuteficit ou lexcegraves dheacuteteacuterozygotes Pour le iegraveme locus ils sont deacutefinis par
8polymorphe un g~ne es dit polymorphe lorsquil preacute~me au moins deux eacutetats distinctS dun caractegravere donneacute
li
Les deux indices se comportent de faccedilon opposeacutee une valeur positive de D correspond agrave
excegraves dheacuteteacuterozygotes et une valeur neacutegatIcircve agrave un deacuteficit en heacuteteacuterozygotes
La diffeacuterentiation geacuteneacutetique des populations est appreacutecieacutee par le calcul dun indice de
fixation moyen FST (Wright 1965) deacutefini de la maniegravere suivante
I-FIT = (I-FIS)middot(I-FST)
ougrave FIT et FIS sont les indices de fixation respectivement des individus agrave la population totale et
agrave ces sous-populations
Les indices de fixation du iegraveme allegravele sont deacutefinis dapregraves Nei (1977) par
~Sj =(~ - P)(Pi - p)
Fm = (~ - p2i)(Pi _ p2j)
avec Pi=Sn wiXuuml Pi=Sn wixi ougrave wi repreacutesente le poids accordeacute agrave chaque sous populations
Les indices de fixation calculeacutes pour le jeme locus agrave k allegraveles sont donneacutes par k
Lx j (1- Xj)~Sj ~Sj =-=--------
Lx j (1- Xi) i=1
k
LX (1- xJFm
LxC1- x) 1-1
Lhypothegravese nulle Ho que la valeur du F ST seacutecarte significativement de zeacutero est testeacutee par
X2=2NFST pour n-1 degreacute de liberteacute (Workman et Niswander 1970) ougrave n est le nombre de
18
10
sous populations et N le nombre total dindividus eacutechantillonneacutes La variance autour de la
moyenne par preacutelegravevement est deacutetermineacutee par la meacutethode du jacknife (Weir et Cockerham
1984) Elle permet de tester la significativiteacute de la valeur moyenne agrave laide dun test-t
Le nombre dindividus migrants entre populations peuvent ecirctre estimeacutes par la relation
Nm = (_1__ 1)4 FST (Wright 1965)
avec N =nombre dindividus fertiles dans la population
m = taux de migration
III RESULTATS
- Indices Physiologiques
Lexamen des indices gonadiques fait apparaicirctre de fortes dispariteacutes entre stations (fig 2a)
Tout dabord le site de lArmorique se distingue par des valeurs tregraves faibles traduisant un
niveau de deacuteveloppement des gonades tregraves reacuteduit ne permettant pas de discerner une peacuteriode
de ponte Le site du DelIee preacutesente un deacuteveloppement des gonades moyen comparable au
teacutemoin (Gleacutenan) mais le pic de deacuteveloppement de printemps nest pas observeacutee bien que la
chute de lindice agrave partir du mois de mai permette dy deacuteceler une ponte La population de
MarIoux preacutesente une eacutevolution assez semblable agrave celle des Gleacutenan avec toutefois des valeurs
nettement plus eacuteleveacutees et deux peacuteriodes de chute dindice Uanvier-mars avril-juin)
Lanalyse des indices de reacutepleacutetion (fig2b) montre un comportement radicalement diffeacuterent
entre les oursins de la rade et ceux des Gleacutenan En effet alors que sur le site teacutemoin on observe
un maximum en hiver et une forte chute de lindice de reacutepleacutetion jusquen avril-ma~ soit un mois
avant la ponte le comportement alimentaire des oursins des sites de la rade semble beaucoup
plus anarchique sur le site de MarIoux les indices de reacutepleacutetion restent eacuteleveacutes mecircme en peacuteriode
de ponte et sur les deux autres sites les valeurs hivernales sont singuliegraverement faibles De
maniegravere geacuteneacuterale les indices de reacutepleacutetion des stations de la rade sont plus stables au cours de la
peacuteriode eacutetudieacutee et plus eacuteleveacutes pendant le printemps et leacuteteacute que sur le site de reacutefeacuterence des
Gleacutenan Ceci semble traduire un besoin eacutenergeacutetique plus constant agrave correacuteler avec la nature du
substrat et la disponibiliteacute des ressources trophiques (Comely amp Ansel 1989)
19
Fig 2 Evolution des indices phvsiologigues de Splzaerecltinus granularis UG et IR)
Indices Gonadiques
Mariaux
+ Armorique
-Q-- DeUee
- -r- - Gleacutenan
Fig2a
Indices de Reacutepleacutetion
25
1 tfi~__ plusmnl~middotmiddotmiddotmiddotmiddott~~-~-~
5 - -- - - ~~~~-TT-~ j ~----+-- ~~ l ~-middot-rgtfmiddotltmiddot J 1 shy
n------~ -t o 1 shy
o J FM AM J J
bullbull -tl- bullbullbull Marlou~
1
1 -+- Armorique 1
~ Dellee
- - - Gleacutenan l
Fig2b
2deg - Feacutecondation et deacuteveloppement larvaire
Les reacutesultats sont rassembleacutes sur le tableau l et les graphes preacutesenteacutes en figure 3 ougrave sont
pris en compte les moyennes de lensemble des expeacuteriences Les taux de feacutecondations moyens
sont eacuteleveacutes sur tous les sites (gt91) On note cependant une reacuteussite des feacutecondations (F)
leacutegegraverement meilleure pour le site des Gleacutenan (fig3a) sans pour autant que les diffeacuterences
soient statistiquement significatiyes sauf pour le site de MarIoux ougrave les valeurs sont
significatrvement infeacuterieures au site de reacutefeacuterence (seuil de confiance 95)
20
Les taux de pluteus normaux (N) obtenus pour les sites de lArmorique et de Marloux sont
significativement infeacuterieurs au site des Gleacutenan choisi comme reacutefeacuterence (respectivement 689
et 812 contre 869 auxiles Gleacutenan cf fig3d)
Le site de lArmorique se distingue des trois autres populations par un taux de blocage au
stade embryonnaire (P2=118) et de pluteus retardeacutes (R=143 fig3e) significativement
plus eacuteleveacutes de plus les tests sur les individus macircles montrent sur cette cateacutegorie des reacutesultats
statistiquement plus eacuteleveacutes que pour les femelles (t=249068 n=38 0=0005)
Le site de Marloux preacutesente un taux dembryons intermeacutediaire entre celui trouveacute agrave la pointe
de lArmorique et celui des Gleacutenan (58 fig3b) Le taux de mortaliteacute (M) y est
significativement supeacuterieur agrave toutes les autres stations (24 contre 08 agrave 12 fig3f)
En revanche aucune diffeacuterence statistique nIa eacuteteacute rencontreacutee en comparant les sites du
Dellec et des Gleacutenan agrave quelque stade de deacuteveloppement que ce soit bien que les reacutesultats
soient geacuteneacuteralement infeacuterieurs pour le site de la rade
Les pluteus pathologiques (Pl) sont du mecircme ordre de grandeur dans tous les sites (37)
et ne permettent pas deacutetablir de comparaison (fig3e)
TABLEAU 1 COllPARAISON DES RESUlJTATS DES TESTS DE FECONDATION
N() P2 ()1
i F() R() 1 Pl () M() 1rmoriq ue Macircles 922plusmn64 13+16689plusmnU5 82plusmn80178plusmn10S 1 38plusmn16
1
Femelles 93Oplusmn45 688plusmn166 108plusmn70 39+16 153plusmn177 L2plusmnL3 11
689plusmn145 Il8plusmnl43Total 1 922plusmn64 143plusmn9A 38plusmn22 12plusmn20 2larloux Macircles 800plusmn42 79plusmn34 41plusmn27928plusmn37 5 1plusmn3 1 28+8
Femelles 91Oplusmn94 824plusmn84 1 59plusmn3 1 33plusmn14 65plusmn61 L9plusmn22 69plusmn36 37plusmn21 58plusmn5O 24plusmn5Total 919+74 812plusmn69
27plusmn27Deliee Macircles 81plusmn3ocirc 33plusmn15 O9plusmnLO925plusmn57 i 850plusmn59 96plusmn56 1 45+16 27plusmn32Femelles l2plusmn24928plusmn61
1 82Oplusmn9O 27plusmn29 10plusmn18Total 89plusmn4iuml 39plusmn22926plusmn58 835plusmn771 1
27plusmn23 O6plusmnO777plusmn50 38plusmn23Gleacutenan Macircles 851plusmn69949plusmn45 - l+ 1)~_J_ 1 34plusmnl7 14plusmn13Femelles LOplusmn14887plusmn72943plusmn44
21plusmn2O 1 O8plusmn1l869+72 1 66+51 1 i 36plusmn2OTotal 946+44
mise en eacutevidence dune diffeacuterence significative entre ies reacutesultats des deux sexes
21
_________________ _
Fig 3 Preacutesentation graphique des reacutesultats des tests eacutecotoxicologigues
Taux de feacutecondation (F)
100
1 1 6 iuml 1 1
agrave~J 9 1
0
1
1~1 l i 1
80_
751 1
Armorique Marioux Deliee Gleacutenan
Fig 3a taux de feacutecondation observeacutes pour chaque station
Embrvons (P2) 00
1 1
11
15
10 T 5 shy
0 Armorique Marloux Deliee Gleacutenan
Fig 3b taux de blocage embryonnaire obseneacutes pour chaque station
Pluteus retardeacutes CR)
25CO
20CO
15CO o
10CO
5CO 1 9 i
OCO
Armorique Martoux Jallee Gleacutenan
Fig 3c taux de pluteus retardeacutes obsenes sur chaque statlon
22
__________________ _
Pluteus nomlaut (N)
100 T iuml ccedil 2751 iuml 2 l Q
l501 1
T251
1
0 Armorique Marloux Deliee Gleacutenan
Fig3d taux de pluteus normaux observeacutes sur chaque station
Pluteus pathologiques (Pl)
8
161
i T shy1l iuml
1 11 14 -
I r-
tJiuml t 1
1 2 1 1
omiddot Armorique Mariaux Deliee Gleacutenan
Fig 3e [mLC de plweus pathologiques observeacutes sur chaque station
Tault de mortaliteacute on
500
400
300 l
200
1
100 J J j J
000
Armorique Mariaux Deliee Gleacutenan
Fig 3 taux mortaliteacute observeacutes pour chaque station
30 - Geacuteneacutetique des populations
Les reacutesultats sont rassembleacutes sur les tableaux n02 et 3 Sur les Il loci eacutetudieacutes on remarque
que la population de lArmorique seacutecarte significativement de leacutequilibre de Hardy-Weinberg
pour 5 loci (PGM-l et 2 IDH-l PGD-l GPI-1) alors que lon observe seulement 2 cas pour
le site de MarIoux TI est agrave noter que dans chaque cas les indices de fLation de la population
de lArmorique sont plus eacuteleveacutes que ceux de MarIoux traduisant une deacuteviation plus
importante Cette observation est correacuteleacutee par une heacuteteacuterozygotie en moyenne plus eacuteleveacutee agrave
MarIoux quagrave lArmorique (0207plusmnO057 contre 0180plusmnO052) Le pourcentage de loci
polymorphes (seuil 95) est de 6364 agrave MarIoux contre 4545 agrave lArmorique
Lindicateur de diffeacuterenciation geacuteneacutetique moyen calculeacute selon la meacutethode de Weir et
Cockerham est faible (FST=00059plusmnO0048) et ne montre pas de diffeacuterence significative Dans
ces conditions lestimation du nombre dindividus eacutechangeacutes par geacuteneacuteration donne une valeur
eacuteleveacutee (Nm=42 12plusmn23 Il)
TABLEAU 2
RESUltŒ DES F-STATISTIQUES
Locus FIS FIT FST
PGM-1 0381 0384 0004 PGM-2 0359 0360 0001 IDH-l 0226 0233 0010 PGD-l 0351 0352 0002 MDH-1 -0013 -0009 0005 MDH-2 -0026 -0013 0013 GPI-1 0346 0352 0012 ME-1 0252 0253 0001 ME-2 -0034 -0030 0005
MT-1 -0051 -0040 0012 MT-2 0137 0137 0000
Moy 0273 0276 0006
24
TABLEAU 3
STRUCTURE GENETIQUE DE DEUX POPULATIONS DE Sgranillaris SUR UNE BASE DE 11 LOCI
Pointe de Marloux Pointe de lArmorigue 1
1 1
Locus allegravele freacuteq Ho He D Het freacuteq Ho He D Het
PGM-l 105 0013 2 1987 0006 0050 - 1 2924 -0658 0073
100 0975 0962
95 0013 0038
PGM-2 110 0025 15 22l77 -0324 0554 - 12 20468 -0414 0512
105 0262 0287
100 0613 0637
95 0087 0075
90 0013 shyIDH-l 105 0081 7 8260 -0153 0223 0015 3 4761 -0370 0140
100 0amp78 0926
95 0041 0059
PGD-l 110 0025 15 19392 -0227 0485 0038 9 18063 -0502 0452
107 0013 shy105 0213 0250
100 0688 0700
95 0050 0013
90 0013 shyltIDH-l 105 - 1 1000 0000 0025 0013 1 1000 0000 0025
100 0988 0988 95 0013 shy
MOH-2 110 - 0 - - - 0025 2 1975 0013 0 049
100 1000 0975
GPI-I 110 0112 Il 14620 -0148 0366 0175 6 11696 -0487 0292
105 0075 shy100 0788 0325
100 0850 0863
95 0025 -ltŒ-1 105 0050 2 3843 -0480 0096 0038 3 2924 0026 0073
100 0950 0962
rv1E-2 105 0013 3 2949 0017 0074 0038 3 2924 0026 0073
100 0962 0962
95 0025 -MT-1 105 0038 6 5734 0046 0143 0025 2 1975 0013 0049
100 0925 0975
95 0038 -MT-2 105 0150 10 10329 -0032 0258 0138 7 9608 -0271 0240 1
Heacuteteacutero~gotIcirce moyenne par locus (non biaiseacutee O207iO057 HeacuteteacuterozygOlIcirclt moyenne par locus (non biaiseacutee == O180iO05 Nombre moyen dallegraveles par locus = 309iO44 Nombre moyen dallegraveles par locus 236iO20 Pourcentage de loci polmorphes (criteacutere 95) == 6364 Po=uge de loci polymorphes (criteacutere 95) =4545
locus preacutesent8llt un deacuteficit en heacuteteacutero~gOles significltl lttest de 1 p$O05)
1
IV 1DISCUSSION
TI ressort de cette eacutetude une convergence des reacutesultats qui reacutevegravele la singulariteacute de la
population de la pointe de lArmorique En effet le cycle de reproduction y est agrave leacutevidence
perturbeacute les valeurs dindice gonadique sont extregravemement faibles et la ponte non deacutecelable Le
taux dingestion est faible Les tests de deacuteveloppement larvaire preacutesentent des anomalies
(blocage aux stades embryonnaires et retard des pluteus) et lanalyse geacuteneacutetique y reacutevegravele pour
pregraves de 50 des loci une deacuteficience en heacuteteacuterozygotes traduisant lagrave une baisse de variabiliteacute
geacuteneacutetique et une deacuteviation par rapport aux conditions dHardYMWeinberg9
Le site voisin de la pointe MarIoux semble beaucoup moins affecteacute le cycle de reproduction
sy deacuteroule tout agrave fait normalement (IG plus eacuteleveacutes que sur le site de reacutefeacuterence) et leacutequilibre
panmictique y est geacuteneacuteralement mieux respecteacute Cependant les tests eacutecotoxicologiques y
deacutecegravelent quelques indices de perturbation les taux de feacutecondations y sont infeacuterieurs au teacutemoin
les embryons preacutesentent quelques blocages et les taux de mortaliteacute des larves sont
statistiquement plus eacuteleveacutes
Les reacutesultats concernant le site du Deliec nindiquent p as de diffeacuterences remarquables par
rapport au site de reacutefeacuterence La peacuteriode de ponte y survient avec un leacuteger deacutecalage sans doute
agrave mettre agrave lactif dune diffeacuterence dans les conditions de tempeacuterature etou de deacuteveloppement
de blooms phytop1anctoniques certains auteurs faisant concorder le deacuteclenchement de la ponte
avec labondance de nourriture disponible pour les larves (Himmelman 1978)
Le comportement des indices de reacutepleacutetion des populations de la rade de Brest savegravere tregraves
distinct de celui de la population de reacutefeacuterence ce qui peut traduire une strateacutegie adaptative
diffeacuterente ou une couverture des besoins eacutenergeacutetiques insuffisante chez les populations de la
rade Cette observation meacuterite notre attention puisque dans le cas de la station de MarIoux le
substrat est semblable agrave celui du site teacutemoin et ne peut expliquer le maintien de lindice de
reacutepleacutetion agrave des niveaux eacuteleveacutes pendant la peacuteriode de reproduction
On peut deacuteduire de ces constatations une distinction entre les populations du fond de la
rade et la station du Deliee situeacutee dans le goulet qui semble a priori exempte de deacutegradation
9Hardy-Weinberg (loi de) loi dheacutereacutediteacute ougrave la preacutesence des gegravenes demeure constante de geacuteneacuteration en geacuteneacuteration en labsence de seacutelection de mutation daccouplements dirigeacutes ou daccidents deacutechantillonnage
26
Les deux populations du bassin Nord subissent agrave leacutevidence linfluence de facteurs
environnementaux qui perturbent leur deacuteveloppement Ces pheacutenomegravenes sont provoqueacutes par
diverses causes dorigine naturelle tout dabord auxquelles viennent sajouter les facteurs
anthropiques
Une certaine hieacuterarchisation dans leacutetat de deacutegradation des sites est agrave prendre en compte En
effet des deux zones perturbeacutees la pointe de lArmorique est celle ougrave les effets se font le plus
durement ressentir
Ces deux stations diffegraverent de par le substrat le reacutegime hydrodynamique et lintensiteacute de
linfluence estuarienne La nature du substrat agrave MarIoux est la mecircme que sur le site de
reacutefeacuterence des Gleacutenan il sagit de fonds meubles composeacutes de maeumlrl vivant recouvert
deacutepiphytes synonymes de ressources trophiques abondantes et disponibles toute lanneacutee ce qui
explique les indices gonadiques eacuteleveacutes observeacutes pour ces deux sites A MarIoux
lhydrodynamisme est calme favorable au deacuteveloppement dune veacutegeacutetation dense dalgues
macrophytes saisonniegraveres (Hily et al 1992) Cette couverture veacutegeacutetale est renforceacutee par
lenrichissement du milieu en sels nutritifs provenant du bassin versant de lElom agrave vocation
agricole (N03-=500 agrave lOOOkgj P043-=30 agrave 700kgj) Les concentrations dans cette zones
sont eacuteleveacutees et varient au cours de lanneacutee elles sont maximales lhiver (N03-=28-51 mgl
P043-=O67-137mgl NH4+=41-37mgl) La preacutesence de ces algues contribue agrave augmenter
et agrave diversifier les ressources trophiques disponibles elle favorise le deacuteveloppement dune faune
diversifieacutee de brouteurs
Sur le site de la pointe de lArmorique par contre le substrat est rocheux et les courants
forts Le couvert veacutegeacutetal y est au contraire clairsemeacute et composeacute dalgues essentiellement
saisonniegraveres La population de lArmorique se trouve donc dans des conditions de ressources
trophiques moins facilement accessibles et plus limiteacutees comme latteste le deacuteveloppement plus
important de lorgane masticateur (par effet compensateur) signaleacute lors dune eacutetude compareacutee
de ces deux populations (Lumingas amp Guillou SOIIS presse) Lanalyse des indices
physiologiques doit se faire en consideacuterant que le degreacute de prospeacuteriteacute dune population reacutesulte
dun compromis entre la nature et labondance des ressources trophiques dune part et dautre
part de leacutenergie que lanimal doit deacutepenser pour collecter digeacuterer et assimiler cette nourriture
27
(Reacutegis 1979) Les deux populations eacutetant au deacutepart placeacutees dans des conditions ineacutegales
lapparition de facteurs exteacuterieurs ne pourrait quamplifier cette diffeacuterence au deacutetriment de la
plus deacutefavoriseacutee
Lexamen comparatif des courbes deacutevolution de tempeacuterature entre le Dellec et la pointe de
lArmorique (stations fixes de mesures hydrologiques) montre un eacutecart de 05 agrave 1degC en faveur
de la partie la plus reculeacutee de la rade (cf Annexe V) En tenant compte de la profondeur on
peut en deacuteduire pour le site de Marloux ougrave la profondeur est faible un eacutecart de tempeacuterature
denviron + l5degC par rapport au Dellec Cette particulariteacute pourrait expliquer la preacutecociteacute de la
maturiteacute remarqueacutee chez la population de Marloux Plusieurs interpreacutetations peuvent expliquer
la chute de lindice gonadique observeacutee en mars interruption dans le deacuteveloppement des
gonades provoqueacutee par les preacutecipitations hivernales (Cochran amp Engelmann 1975 Starr et al
1993) une mobilisation des reacutesenles dues aux conditions climatiques (Guillou amp MicheL
1993) ou au contraire une gameacutetogeacutenegravese preacutecoce comme le laisse supposer la forte valeur de
lindice gonadique en janvier
Les tests de feacutecondation eacutetant reacutealiseacutes dans une eau de reacutefeacuterence les causes de perturbation
du deacuteveloppement larvaire sont intrinsegraveques aux gamegravetes il peut sagir soit de la qualiteacute du
vitellus soit dalteacuterations geacuteneacutetiques soit de laccumulation dans les gonades dun agent
contaminant preacutesent dans le mileu Gamegravetes et embryons doursins sont sensibles agrave un large
eacuteventail de facteurs physiques (tempeacuterature pH saliniteacute etc ) et chimiques (meacutetaux
pesticides PCBs hydrocarbures etc ) ils conviennent eacutegalement pour tester les effluents en
meacutelange (Kobayashi 1971 Dinnel et al 1981 Pagano et al 1987 Lassus et al 1991) ce qui
rend plus difficile la recherche des agents responsables des anomalies observeacutees
On peut tout de mecircme mentionner les fortes teneurs en meacutetaux lourds preacutesents dans toute la
partie Est de la rade (mine de plomb argentifegravere situeacutee agrave Huelgoat) Des mesures reacutecentes de
meacutetaux dans les seacutediments agrave proximiteacute de la pointe de lArmorique font eacutetat des concentrations
suivantes Cu=253 ppm Pb=230 ppm Zn=160 ppm (Troadec corn pers) Les oursins en
tant quorganismes infeacuteodeacutes au seacutediment et participant agrave leur bioturbation sont directement
exposeacutes agrave ce type de contamination Plusieurs eacutetudes in situ font eacutetat de laccumulation de
28
meacutetaux par les oursms notamment dans les gonades et lintestin (Augier et al 1987b
Albanedo et al 1990)
Les tests de toxiciteacute des meacutetaux lourds sur les larves de diffeacuterentes espegraveces doursins ont fait
lobjet de nombreux travaux et les effets de ces polluants sur la feacutecondation et le
deacuteveloppement des larves sont assez bien connus (Kobayashi 1984 Dinnel et al 1989) A
faibles doses les ions meacutetalliques peuvent exercer une action positive caracteacuterisant le
pheacutenomegravene d hormegravese observeacute par Stebbing (1981) sur des colonies dhydrozoaires Une
action semblable est rapporteacutee par Young au niveau du pouvoir fertilisant des spermatozoiumldes
doursins pour des concentrations en divers ions meacutetalliques allant de 10-5 agrave 10-6M (Young amp
Nelson 1974) Cependant il sagit de pheacutenomegravenes marginaux et la tendance geacuteneacuterale de ces
eacuteleacutements se manifeste bien eacutevidemment par un effet toxique Le cuivre le zinc le cadmium
provoquent agrave des seuils diffeacuterents des dommages sur les gamegravetes et leur descendance en
alteacuterant soit la croissance des larves soit la diffeacuterenciation squelettique des pluteus (Bougis
1961 1965 Khristoforova et al 1984 Pagano et al 1982 Hesllnga 1976) Les diffeacuterents
stades larvaires preacutesentent des sensibiliteacutes diffeacuterentes les travaux de Kobayashl (1980)
montrent une plus forte sensibiliteacute des spermatozoiumldes et des larves au stade gastmla ce qui
coincide avec les blocages embryonnaires observeacutes agrave ce stade sur le site de lAlmorique La
preacutesence de meacutetaux dans les gonades pourraient donc logiquement expliquer les reacutesultats
obtenus De plus de fortes preacutesomptions pegravesent sur les rejets de mateacuteriel provenant du service
pyrotechnique de la Marine Nationale sur la pointe de lArmorique
Les reacutesultats dune toute reacutecente analyse effectueacutee par le Laboratoire Municipal de Brest
(aoucirct 94) sur des gonades doursins provenant des trois stations de la rade confirme cette
hypothegravese (cf Annexe VI) Le site de lArmorique se distingue par des teneurs nettement plus
eacuteleveacutees en fer zinc plomb et en cadmium (Fe=263 ppm Zn=356 ppm Pb=075 ppm Cd=076
ppm cest agrave dire selon les meacutetaux entre 2 agrave 5 fois plus que dans les autres stations) Dans
lensemble une certaine contamination meacutetallique peut ecirctre remarqueacutee dont lorigine se situe
dans le trafflc maritime les rejets domestiques et portuaires et les peintures anti-foullng Les
fortes concentrations en zinc proviennent des toitures de lagglomeacuteration brestoise Les
nombreux eacutelevages porcins de la reacutegion peuvent aussi contribuer agrave la pollution en cuivre par
29
lalimentation fournie aux arumaux Cependant la forte contamination locale du site de
lArmorique en fer zinc plomb et cadmium ne peut avoir quune origine ponctuelle qui
confirme les soupccedilons pesant sur les activiteacutes militaires dans ce secteur Compareacutes aux chiffres
trouveacutes dans la litteacuterature les reacutesultats sont coheacuterents Augier et al(1987b) lors dune eacutetude
sur Paracentrotus ividus en baie de Port-Cros avance des concentrations dans les gonades
comparables (Cd=O52 agrave 231 ppm Cu=167 agrave 542 ppm Pb=O33 agrave 117 ppm) mais des
teneurs en mercure sensiblement plus faibles (Hg=003 agrave 004 ppm) Chez une autre espegravece
(Echinometra mathaei) les travaux dAlbanedo et al(1990) indiquent dans une station tregraves
pollueacutee du port de la Havane des concentrations eacuteleveacutees en meacutetaux Fe=l08 ppm Cu=473
ppm Zn=267 ppm chiffres qui sauf pour le cuivre restent infeacuterieurs aux mesures obselveacutees agrave
la pointe de lArmorique Ces auteurs montrent une accumulation des meacutetaux lourds
relativement importante dans les diffeacuterents organes des oursins notamment au niveau du tube
digestif (cas du plomb et du cuivre) il serait inteacuteressant de connaicirctre eacutegalement les doses dans
les autres parties de lorganisme Cette accumulation preacutesentant des fluctuations saisonniegraveres
lieacutees au meacutetabolisme de lanimal un suivi plus reacutegulier des concentrations en meacutetaux devrait
ecirctre envisageacute
Cependant les meacutetaux peuvent ne pas ecirctre les seuls agents agrave mettre en cause Les pesticides
et les hydrocarbures sont eacutegalement susceptibles de pouvoir provoquer des anomalies (cf
Annexe VU) Les PCBs employeacutes dans de nombreux secteurs industriels bien que quelquefois
signaleacutes dans les seacutediments de la zone portuaire agrave des taux importants (PCBs=183
ppbMarchand 1985) semblent agrave eacutecarter En effet Trieff et al (1 988) bien quil mette en
eacutevidence un effet spermiotoxique signale labsence daccumulation de ce type de produits dans
les organismes ce qui preacutesente comme impossible toute influence des PCBs dans les conditions
ougrave les expeacuteriences ont eacuteteacute meneacutees
La preacutesence dans le bassin Nord de rejets de deux stations deacutepuration situeacutees en amont de
la Penfeld exerce aussi une influence sur la qualiteacute bacteacuteriologique des eaux de ce secteur
Leurs apports sont estimeacutes agrave 1014CFIh Dautre part le ruisseau du Relecq Kerhuon situeacute pregraves
de lestuaire de lElom amegravene quant agrave lui jusquagrave 1012CFIh en hiver (source DDE rapport
Saunier eau et environnement) Ces chiffres peuvent apporter une explication aux mortaliteacute
30
des lalVes obselVeacutees pour le site de Marloux des bacteacuteries pathogegravenes preacutesentes dans les
gonades peuvent secirctre deacuteveloppeacutees pendant la peacuteriode dincubation
Les reacutesultats de lanalyse geacuteneacutetique trahissent un deacuteficit en heacuteteacuterozygotes important sur le
site de la pointe de lAnnorique Ce deacuteficit freacutequemment rencontreacute chez les mollusques
bivalves (Buroker 1983~ Singh amp Green 1984) et dautres inverteacutebreacutes marins (Murphy et al
1975 Day amp Bayne 1988) peut avoir plusieurs significations il sagit soit de la preacutesence
dallegraveles silencieux (1) soit dun pheacutenomegravene dinbreeding (2) soit dM effet Wahlund (3) ou
encore du reacutesultat de la pression de seacutelection exerceacutee par les facteurs eacutenonceacutes plus haut (4)
(1) Lhypothegravese de la preacutesence dallegraveles nuls lo est peu probable eacutetant donneacute le nombre de
loci preacutesentant un excegraves dhomozygotes
(2) Le pheacutenomegravene dautofeacutecondation nest pas agrave eacutecarter car des cas dhermaphrodisme
certes peu freacutequents ont deacutejagrave eacuteteacute rapporteacutes sur ce mecircme site (Neefs 1952) Leacuteventualiteacute que
les gegravenes impliqueacutes ne soient pas porteacutes par des chromosomes autosomaux na pas eacuteteacute veacuterifieacutee
(3) Les conditions dhydrodynamisme sexerccedilant sur cette zone peuvent ecirctre invoqueacutees pour
venir conforter la thegravese dun effet Wahlund (conseacutequence dun eacutechantillonnage effectueacute sur
deux sous-eacutechantillons dun mecircme site se comportant comme des populations Mendelliennes
seacutepareacutees)
(4) Une seacutelection exerceacutee par les conditions du milieu reste le)plication la plus probable
Cette influence des facteurs environnementaux comme la preacutesence de meacutetaux mentionneacutee
preacuteceacutedemment sexerce pendant la vie lalVaire peacutelagique mais surtout durant la phase critique
de la meacutetamorphose et les eacutetapes qui suivent le recrutement La meacutetamorphose chez les oursins
sulVient apregraves une peacuteriode variable de vie lalVaire pouvant durer selon les espegraveces et les
conditions entre 5 et 22 semaines (Strathmann 1987) ce qui expose les larves agrave de nombreux
aleacuteas Certains auteurs eacutevoquent limportance du recrutement comme facteur dheacuteteacuterogeacuteneacuteiteacute
geacuteneacutetique entre populations (Watts et al 1990) Or une eacutetude comparative des populations
des deux sites concerneacutes a montreacute une forte irreacutegulariteacute du recrutement dans la population de
Marloux par rapport agrave celle de la pointe de lAnnorique (Lumingas amp Guillou sous presse)
Ces auteurs imputent ce pheacutenomegravene au spectaculaire deacuteveloppement dalgues qui apparaicirct
IOallegravele nul (ou silencieux) est dit dun allegravele qui ne sexprime pas sur le gel
31
chaque anneacutee sur ce site agrave la faveur des apports fluviaux en eacuteleacutements nutritifs Dune part il
inhiberait laction attractive du maeumlrl dautre part la deacutecomposition de ces veacutegeacutetaux agrave
lautomne provoquerait la mortaliteacute des recrues en reacuteduisant la couche superficielle du seacutediment
et entraicircnerait le deacuteveloppement dun film bacteacuterien empecircchant 1a fixation des post~larves Le
site de la pointe de lArmorique semble au contraire avoir des recrutements reacuteguliers
Les groupes de recrues connaissent donc des destins diffeacuterents sur les deux sites ce qui
pourrait expliquer les diffeacuterences dheacuteteacuterozygotie observeacutees
Pour confirmer cette hypothegravese il conviendrait de comparer des eacutechantillons plus grands
dindividus de mecircme agravege correspondant agrave une peacuteriode ougrave le recrutement a eacuteteacute bon sur les deux
sites voire mecircme de comparer directement les geacutenotypes des jeunes individus recruteacutes dans les
deux sites Dautre part la comparaison du site de la pointe de lArmorique avec celui du
Dellec pourrait fournir des indications importantes pour confirmer lhypothegravese de lexistence
dune pression de seacutelection
V 1CONCLUSION
Leacutetude des phases de reproduction et deacuteveloppement larvaire des populations doursins de
la Rade de Brest met en eacutevidence des troubles fonctionnels chez les populations du bassin
Nord proches de la zone portuaire en particulier sur le site de la pointe de lArmorique qui
contraste avec les bons reacutesultats obtenus pour le site du Dellec sous influence oceacuteanique La
convergence des donneacutees de geacuteneacutetique avec les reacutesultats observeacutes confirme la validiteacute de la
meacutethode utiliseacutee et renforce la fiabiliteacute de Sgranularis comme bioindicateur
Les causes de ces deacuteregraveglements sont sans doute multiples aussi ce travail meacuterite-t-il un suivi
agrave plus long terme Leacuterude des diffeacuterents paramegravetres influenccedilant les conditions de vie des
oursins de la pointe de lArmorique (tempeacuterarure saliniteacute seacutedimentologie biomasse matiegravere
organique ) ainsi que des essais de transplantations in situ dindividus sains devraient
permettre de mieux preacuteciser les facteurs responsables de ces perturbations
Quant aux premiers reacutesultats danalyses des teneurs en meacutetaux lourds du Laboratoire
Municipal ils devraient ecirctre eacutetendus agrave dautres parties du corps (test intestin) et effectueacutes sur
un cycle annuel y compris sur le site des Gleacutenan
32
VI 1BffiLIOGRAPHIE
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38
ANNEXEI
SCHEIHA DU PROTOCOLE EXPERThlENTAL DES TESTS DE FECONDATION IN VITRO
oursin9 gonades
~ eau ae mer 1iltreacutee (045I-lm)
soies (200l-lm)
Dfiltration
eau de mer filtreacutee (045I-lm)
deacutecantation ovocytes
oursin ltJ ---+ gonades -
filtration soies (60~m) ~
D~
middot middot middot middot
30 ml bd
lavages et dilutions
1 1 1 1 1 1
bull bull bull bull bullbull ~
~~~ ~
env 1500 ovocytesml
m~ 1
env 50 ovocytesml
39
AtlNEXE II
ELECTROPHORESE
Installation des eacutechantillons
a coupe pratiqueacutee dans le gel b eacutechantillons
Montage du circuit
a tampon deacutelectrodes b eacuteponges c eacutelectrodes relieacutees au geacuteneacuterateur d ligne dinsertion des eacutechantillons
40
ANNEXEIll
PREPARATION DES SOLUfIONS DELECTROPHORESE
Tampon Tris Citrate pH 8 (TC 8)
- Electrodes Tris (062M) 756 g
Ac citrique (014M) 300 g eau distilleacutee qsp 1 l
- Gel 30 ml de tampon eacutelectrodes dans 900 ml deau distilleacutee
ajuster agrave pH 8 avec du Tris (lM) ou de lacide citrique (lM)
Tampon discontinu Tris Citrate pH 67 (TC 67)
- Electrodes pH 63 Tris (022M) 270 g
Ac citrique (008M) 180 g eau distilleacutee q sp 1 1
ajuster agrave pH 63 avec du Tris (lM) ou de lacide citrique (lM) - Gel pH 67
Tris (0008M) 097 g Ac citrique H20 (0003M) 063 g
eau distilleacutee qsp 1 1 ajuster agrave pH 67 avec du Tris (lM) ou de lacide citrique (lM)
Reacutesolution obtenue par systegraveme enzymatique
Muscle Tube Digestif Gonades Nbre Locus TCPH8 TC pH TC pH 8 1 TC pH li TC pH 8 1 TC pH dallegraveles
67 67 1 67
AAT-1 +
AAT-2 + 2
GPD-l IDH-1 + + + +
LAP-1
l1DH-1 ++ )
l1DH-2 +++ ++ 2 ME-l + 2 ME-2 + ++ 3
PGD-1 ++ + 6 PGI-1 +_
- ++ ++ 4
PGM-1 + + 3 PGM-2 +++ ++ 4
bull Faible ++ Bonne + Moyenne +++ Tregraves bonne
41
ANNEXE IV
SOLUTIONS DE COLORATIONS
AAT (Aspartate-aminotransfeacuterase)
Tris A 80 ml AccxCeacutetoGlutarique 100 mg Ac Aspartique 200 mg Phosphate de pyridoxal 10 mg dissoudre veacuterifier que pH lt 74 (ajuster avec Tris LM) verser et incuber agrave 37degC pendant 15 min puis ajouter Fast Blue BB 100 mg
IDH (Isocitrate deacuteshydrogeacutenase)
Tris A 70 ml Isocitrate (0 lM) 8 ml MnCl2 (025M) 06 ml MgC12 (OSM) 05 ml ajouter avant coloration Isocitrate (poudre) 10 mg NADP 1 2 ml PMS 1 ml NET 1 ml lvITT 05 ml
MDH (Malate Deacuteshydrogeacutenase)
Tris A 10 ml MgCl2 (OSM) 02 ml Ac Malique (2M) 3 ml NAD 1 15 ml puis ajouter avant coloration PMS 03 ml NET 07 ml MTT 07 ml +Agar dans Tris A tiegravede 10 ml
6PGD (6Phosphogluconate Deacuteshydrogeacutenase)
TrisA 10 ml MgC12 (OSM) 15 ml 6Phosphogluconate 20 mg puis ajouter avant coloration NADP 1 01 ml PMS 01 ml NET 02 ml tvm 02 ml +Agar dans Tris A tiegravede 10 ml
GPI (Glucose-Phosphate Isomeacuterase)
Tris A 10 ml MgC12 (O5Ivi) 1 ml Fructose 6P 10 mg puis ajouter avant coloration NADP 1 05 ml PMS 05 ml NET 05 ml MTT 05 ml G6PDH 6~Ll ou 17u +Agar dans Tris A tiegravede 10 ml
LAP (Leucine-aminopeptidase)
Tris-Malate 90 ml preacutechauffeacute agrave 30degC MnCl2 (01r1) 1 ml MgCl2 (05lvf) 1 ml Lleucilj3Naphthylamine 15 agrave 20 mg incubation 30 min agrave 37degC ajouter avant coloration Fast Gamet GBC 60 mg dilueacute dans quelques gouttes de Tris-Malate (manipuler ce produit avec des gants)
ME (Malice-Enzyme)
Tris A 10 ml MgCl2 (O5~1) 15 ml AcMalique (2tv1) 1 ml puis ajouter avant coloration NADP 1 01 ml PMS 03 ml NET 07 ml MTT 07 ml +Agar dans Tris A tiegravede 10 ml
PGM (phosphoglucoMutase)
Tris A 10 ml MgCl2 (05)11) 1 ml Glucose IP (+15 diP) 100 mg puis ajouter avant coloration NADP 1 05 ml PMS 05 ml NET 05 ml lvITT 05 ml G6PDH 6~1l ou 17u +Agar dans Tris A tiegravede 10 ml
42
9
----- - - - _----- - -
W~--shy
ANNEXEV
Tempeacutelllture il linterface eaumiddotseacutediment au site du Dlilec
17 T middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot-middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot-middot_middotmiddotmiddotmiddot-middot-middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot-middot--middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot-middotmiddot--- - -- ----_--- -- - shy
16 +--- ---------- --__--shy
15 --- -- ---- - --- middot - middot-middotmiddot-middotmiddotmiddot-middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot_-middot-middot -middotmiddotmiddotmiddot-middot-middot-middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot-middotmiddot middotTt~hl~ - ------ Ecirc 14 - - -- --------- ---middot---middot-middotmiddot-middot-middot-trrfo-r~~wbWljl~I~~~--------------t-------------iiiiJiI~i~L--_-----------------------8 12 YrljVWfAI--shy --shy - shy _-----------------------------
middotmiddot-middotmiddot~IImiddot middotmiddot-middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot-middotmiddotmiddotmiddot-middot --middotmiddot--shy - ------------_- ----------11 t-middot
10 ~~--shy --- ----_-- - -- - - ------------_-
~ ~ ~ ~ 3 5 = 3 -~ shy
~ ~ = ~ ~ ~ 7 ~ 7 7 ~ ~ lt lt jf ~ r- ~ C t- C ~ oA C 0 0 0 0 ~ shy0 0 N
~
Tempeacutelllture il linterfue eau-seacutediment il la pointe de lAnnorique
11 ~ li ~ ~ ~ ~ ~ of j ~ ~ i ~ f N M ~ M ecirc ~ M
(donneacutees LR-i CvRS D1513 Faculteacute des Sciences Brest)
43
ANNEXEVI
TENEURS EN QUELQUES METAUX LOURS DANS LES GONADES DOURSINS DE LA RADE DE BREST
1Armorique (n=7) lIurloux (n=8) Deliee (n=8) 1
Fer (Fe) mgfKg 2869plusmn141O 531plusmn438 410plusmn250 1
lt 02Plomb (Pb) mgfKg O75plusmnO24 026plusmnO18
Cuivre (Cu) mgfKg O76plusmnO33 030plusmnO Il 045plusmnO42
Cadmium (Cd) mgIKg 396plusmnO55464plusmn125 463+12
Zinc (Zn) mgfKg 3563plusmn2828 1811=1241 1528plusmn1506 i
1
Mercure (Hg) mgfKg 026plusmnO12 018plusmnO08 020plusmnO13 1
(donneacutees Laboratoire lvllmicipal de Brest 16 rue Alexandre Ribot - J928iuml BREST Cedex Ofi0894)
ANNEXE VII
Agents toxiques essayeacutes pour leur toxiciteacute sur le deacuteveloppement la reproduction
et pour leur toxiciteacute geacuteneacutetique sur les embryons et le sperme doursins
(dapregraves PAGAl~O et al 1987)
Classe d aogents___+-____Agent=-s____~r__---Reacute~feacuterences___--1
1 Agents Physiques Rayons X RUST AD 1959 Rayons r GIORDANO et al 1983 Lumiegravere visible PAUL et al 1970
SPECK et al 1980
II Agents chimiques A Inorganiques Arsenic PAGANO et al 1982a
Beacuteryllium GIORDAlIO et al 1983 Cadmium PAGANO et al 1982b Chrome PAGA1-iO et al 1983a Cuivre HESLINGA 1976
PAGANO et al 1986 Mercure KOBA YASHI 1980 Nickel GIORDANO et al 1982 Changements de pH PAGANO et al 1985a 1985b
CIPPOLARO et al 1986 DUBE et al 1985
Zinc GIORDANO et al 1983 PAGANO et al 1986
B 1 Organiques 1 - Polluants industriels Peacutetrole dispersants du peacutetrole HAGSTROM et LONNING 1976
Pesticides organochloreacutes FALK-PETERSEN1979 BRESCH-ARENDT 1977
Styregravene et deacuteriveacutes PAGANO et al 1978 Dipheacuteny1 dipheacutenyl ether PAGANO et al 1983b PCBs ADAMS 1983
PAGANO et al 1985c
2 - Canceacuterigegravenes Acridines BRACHET 1968 Benzo(a)pyregravenes DE ANGELIS et GIORDANO
1974 HOSE et al 1983
712 dimeacutethy1benz( a)anthracegravene DE ANGELIS et GIORDkIO 1974
TPA (phorbol ester) BRESCH--RENDT 1978 Urethane NAKASHIMA et ISHIKAWA
1978 3 - Composeacutes pharmaceutiques Agents antineacuteop1astiques REN1llLARD et al 1975
WANG et al 1977 Thalidomide HAGSTROM et LONNING 1973 Acide nalidixique CZ1TN etaI 1981 Povidone iodine ROZENKRANZ et al 1980
III Meacutelanges KOBAYASHl 1971 1984 KINAE et al 1981 OSHIDA et al 1981 DINNEL et al 1981
LES MEacuteTAUX LOURDS DES PRODUITS MAnlNS AUX CONSOMMATEURS
(Les v(Jlours m6us uang ce
Ooso quotishydienne
Il eacutecossai ro fi lhomme
(ell IlIl)
Dose toxique
pOUf lIl(Hl li)] Il
(1)
)OllS
adIJ1ilUuml
dan~ 1es al ililUlllS
(1l1Uk~raquo
EltlU ltIll Ilwr (111]1)
AlrJucs (lilgkJ )
Mollusques (IlIUkg)
Cfuslncocircs (11111111)
Poissons (muka)
Arsenic
001 ~O 02 mg
III 70 1119 1 SOllt mOrlols
0002-0001
014-1
7 -120
15 17 (rwvolln)
25-75 (oOndill)
LI ore
100 Illoi
I(i
04-20
1 (moulu)
025 15 (11111 l 1 IcircIl )
020
tilJlcilU sont les plus
CildmIcircUIll
30 mu so1l1 toxiquuumls
f()i~5()1l
1 Molluoque
rshy1
01
00006
01 i-3
Chromo
VI WO Ill) Cr ~()Ilt IIHHlelr
01
000005
002 -1
er1llllent rellcontreacutees dlIls les publications ctuel
Cuivre
2 mg
25 fi sont IllOrlel
Poisson li
Mollusqull 110
0003-001
17-124
GO-900 (Iluitru)
20-90 (convoi)
l5-G (1 lion)
Mercure
Poisson jusqul 07
0000 03
----_
O02G-O2
004
01 middot10
Plomb
moi
0000 03
05 9
28-6 (huicirctre)
~- ----shy01-23
(tHlllllnrl)
O3-G
Seacuteleacutenium
3
000009
02-01
Zinc
6- 10 mg
35
0001-001
il2-Hi)
100-1 GOO (lIl1illO)
122-18 1 (1Il1IrlllI)
02middot1 200 (llilrell~1 )
---------- ----shy
fi (JIIIIUIIIaS
Les doses admissibles dilfl~ les aliments sonl exprillleacutees en millilrammes par kilogramme daliment
Les concclltrations daJis les produits rnHIcirclls sont (ouloS oxprilllUcircfS CIl lllilliJtallHllCS pM kilonriltlHlw do Illnliegravero segravecho
Chnque (ois qlll cela a ugravet possillln on il if)diqur~ entre p1fef)lhegravesos dnns qllJllc csplco nvait ocirctri trouveacutee ln plus (orte dosn
(1) [n CilS diumlnDntioll Cil IIlle scule (ois (SOllfce Rapport du Groupe Irleflilinisteacuterid des prohl~llIes de Pollution de la Mer 1(73)
EXTRAITS DE lA CIRCUlAIRE DU 13 MAl 1991
Circulaire du Ministegravere de lEnvironnement creacuteant les contrats de baie
Les eaux inorales franccedilaises doivent se situer en permanence agrave un niveau de qualiteacute suffisant pour ne pas mettre en peacuteril les eacutecosystegravemes cocirctiers qui constituent un eacuteleacutement majeur du patrimoine eacutecologique national ()
Lapproche retenue rient compte de la diversiteacute et de la complexiteacute des situations rencontreacutees ie long des cocirctes franccedilaises Certains SeCIeurs son principalement affecteacutes par des pollutions chimiques (meacutetaux etou composeacutes organiques ( )
De plus les pheacutenoTregravenes regroupeacutes sous une mecircme appeiation (egraveystrophies marines par exemple) reacutesJltent r jait de meacutecanismes diffeacuterents dont les c1uses et les facteurs de maitrise dofent ecirctre deacutetermineacutes dans chaque cas particJpr afin decirctre certain de mettre en oeuvre au plus juste coucirct des remegravedes efficaces ( j
n apparaft au corraire que pour chaque secteur C littorc oi une action est neacutecessaire a soluor adeacutequate ne peut ecirctre trouveacutee cu au niveat loca~ en associant tous les resporsables co-erneacutes Un outil nouveau est proposeacute le Contrat de Baie dont linitiative peut br= prise par lEtat mais aussi par dautrs acteurs (collectiviteacutes locales cssociatiors rotamment) ()
Chaque Cartrat de 3aie doit correspondre agrave une uniteacute middot-orale rmogegravene ()
Puisque la lutte ccr-se la pollution des eaux littorales ne peut ecircrr= efficace que par la prise
en compte des apports de Jensemble du bassin versant le Contrat de Baie doit ecirctre eacutelaboreacute agrave ce niveau
Pour eacuteviter ces eacutecueils tout Contrat de Baie devra reposer sur une connaissance aussi preacutecise que possible
bull de lensemble des sources de poiJution affectant le secteur rejets coners (ponctuels ou diffus) apports par les cours deau immersions de deacuteblais de dragage etc
bull des meacutecanismes de transfert des pollutions au milieu marin
bull des caracteacuteristiques du milieu reacutecepteur (morphologie courants caracteacuteris-tiques hvdrochimiques et biologiques)
bull des USIlges agrave proteacuteger et des zones sensibles du point de vue eacutecologique
Puisque lameacutelioration de la qualiteacute des eaux dun secteur du littoral implique de deacutefinir un programme concernant lensemble du bassin versant la maicirctrise douvrage de leacutetude ne pourra en geacuteneacuteral ecirctre confieacutee qu acirc une collectiviteacute locale de niveau supra shycommunal ()
L finaii du Contrat de Baie est dinciter les divers panenaires concerneacutes en particuer es coliegrave-ivieacutes locales agrave deacutepasser le cadre des scheacutemas classiques dassainissement dans tcs les cas c des dispositions speacutecifiques doivent ecirctre prises pour restaurer la qualiteacute des eaux (
La relation est donneacutee par Neacutedeacutelec (1983)
IR = Poids sec intestin x 106 1Dtest3
Les variations de ce paramegravetre permettent de suivre leacutetat des besoins trophiques des
individus et complegravetent les renseignements apporteacutes par lindice gonadique Les oursins sont
mesureacutes au mm pregraves ouverts sur la face orale agrave raide dun marteau puis disseacutequeacutes Les
gonades et les intestins sont preacuteleveacutees et seacutecheacutes agrave leacutetuve agrave 60degC pendant 48 agrave 72 h selon leacutetat
de maturiteacute En peacuteriode de maturation des gonades des eacutemissions accidentelles de produits
sexuels sont quelquefois provoqueacutees par la fixation dans lalcoo~ ces produits doivent ecirctre pris
en compte dans les mesures dindices gonadiques Pour obtenir des reacutesultats comparables sur
tous les sites les indices sont calculeacutes sur des eacutechantillons moyens appartenant agrave la mecircme
classe de taille (80~90 mm)
Tests defeacutecondations
Les animaux reacutecolteacutes sont maintenus vivants en aquarium dans un circuit deau de mer en
salle thermostateacutee (15degC) Les eXPeacuteriences doivent ecirctre effectueacutees dans les 24 h en raison du
stress occasionneacute par le ramassage Les bioessais sont reacutealiseacutes en eau de reacutefeacuterence provenant
de leacutecloserie IFREMER dArgenton reconnue de bonne qualiteacute filtreacutee sur cartouches
Sartorius de OA5 lm de porositeacute Pour chaque manipulation dix individus macircles et di
femelles sont seacuteleacutectionneacutes de maniegravere agrave reacutealiser deux seacuteries de tests en parallegravele chaque macircle
eacutetant testeacute par le meacutelange des dix femelles et chaque femelle par lensemble des di macircles soit
vingt essais par station reacutepeacuteteacutes agrave deux reprises entre mai et juin Les individus sont ouverts aux
ciseaux en zone eacutequatoriale et disseacutequeacutes afin de preacutelever les gonades Les gonades macircles sont
conserveacutees au sec pour eacute-1ter lactivation du sperme (lexceacutedent aqueux est eacutelimineacute agrave laide
dune poire) et maintenues au reacutefrigeacuterateur jusquagrave leur emploi Les gonades femelles sont
conserveacutees en eau de mer pour garder intacts les ovocytes elles sont ensuite tamiseacutees sur soies
de 200 lm pour eacuteliminer les deacutebris dovaires Les gonades macircles sont tamiseacutees sur soies de
60 lm pour reacutecupeacuterer le sperme propre Les ovocjtes sont laveacutes par seacutedimentation et dilution
les ovocytes immatures et les deacutebris de gonades eacutetant agrave chaque fois eacutelimineacutes Pour chaque
femelle la concentration est ameneacutee agrave 1500 ovocytesml par dilutions successIcircves dans un
11
temps le pool de dix femelles est constitueacute avec la mecircme densiteacute Apregraves tamisage du sperme
des dix individus macircles un pool est aussi reacutealiseacute avec une microgoutte de chaque filtrat
Chaque essai se deacuteroule dans des pots en polystyregravene steacuteriles dans lesquels agrave 30 ml deau filtreacutee
sont inoculeacutes 1 ml de solution dovocytes et 05 ml de sperme dilueacute (2 gouttes de sperme sec
dans 100 ml) Les ovocytes feacutecondeacutes sont alors mis en incubation dans une armoire
thermostateacutee agrave 155degC soit 20degC agrave 25degC de plus que la tempeacuterature du milieu naturel ceci
dans le but deacuteviter les effets neacutefastes pour le deacuteveloppement des larves dun eacutecart de
tempeacuterature trop eacuteleveacute Un scheacutema du protocole expeacuterimental est preacutesenteacute en annexe I
Lobservation du taux de reacuteussite de feacutecondation seffectue une heure trente apregraves le
meacutelange des gamegravetes
Le comptage des diffeacuterentes cateacutegories de larves est reacutealisable apregraves 5 jours dincubation
Les observations des larves reposent sur 5 critegraveres deacutefinissant chacun un type de larves
diffeacuterent (Pagano et al 1989)
N pluteus normal ayant suivi un deacuteveloppement convenable
R plut eus retardeacute ou inhibeacute dont la taille natteint pas la moitieacute de la normale
Pl pluteus pathologique preacutesentant des malformations du squelette
etou du tube digestif
P2 embryons dont le deacuteveloppement siest arrecircteacute agrave diffeacuterents stades
(morula blastula gastrula ou prisma)
M larye ou embryon mon
Lexamen de la qualiteacute des larves obtenues sur chaque site mesure laptitude des animaux
preacuteleveacutes sur cette zone agrave produire des larves viables en eau de mer de reacutefeacuterence traduisant
ainsi limpact de lenvironnement sur la qualiteacute des gamegravetes
Geacuteneacutetique des populations
Les recherches en geacuteneacutetique meneacutees ces derniegraveres anneacutees sont orienteacutees vers une connaissance
approfondie des meacutecanismes adaptatifs des populations danimaux marins notamment par
leacutetude des isoenzymes impliqueacutes dans divers processus meacutetaboliques Ains~ ladaptation de la
population agrave son environnement est deacuteceleacutee par la variabiliteacute des gegravenes enzymatiques Lanalyse
12
PLANCHE 1 Deacuteveloppement larvaire de Sphaerechinus granularis
- lt shy0
-
shy
embryon (P2) pluteus retardeacute (R)
pluteus pathologique (Pl) pluteus normal (N)
13
des structures geacuteneacutetiques a volontairement eacuteteacute reacuteduit agrave deux stations (Marloux et Armorique)
en raison dune part du deacutelai imparti agrave cette eacutetude et dautre part dune eacutetude comparative de
populations deacutejagrave effectueacutees sur ces deux sites (Lumingas amp Guillou sous presse) Dans cette
eacutetude a eacuteteacute analyseacute le polymorphisme l enzymatique des deux populations mesureacute par
eacutelectrophoregravese sur gel damidon En effet cette technique reposant sur le caractegravere amphotegravere
des proteacuteines elle permet de deacuteceler les variations de charges nettes des sous-uniteacutes
constituant le systegraveme enzymatique eacutetudieacute de sorte que les substitutions entre acides amineacutes
dans la structure primaire de la proteacuteine sont rendues visibles Ces substitutions eacutetant issues de
mutations sur les codons dau moins un nucleacuteotide de lADN (Ayala 1982) il sagit donc bien
lagrave dun reflet du patrimoine geacuteneacutetique Cependant toutes les mutations de triplet ne sont pas
deacutecelables en raison de la redondance du code geacuteneacutetique de mecircme que les substitutions
dacides amineacutes qui ne modifient pas la charge nette de la proteacuteine Cest pourquoi lon
considegravere que les deux tiers des mutations ne sont pas deacutetecteacutees (Ne~ 1972) Dune maniegravere
geacuteneacuterale la variabiliteacute geacuteneacutetique des organismes se trouve donc sous-estimeacutee
Les oursins rameneacutes frais au laboratoire sont aussitocirct disseacutequeacutes et des eacutechantillons de
diffeacuterents organes (muscle gonades appareil digestif) sont preacuteleveacutes sur chaque indhidu et
placeacutes seacutepareacutement dans un cocircne dEppendorf annoteacute et conserveacute au congeacutelateur (-70degC) Un
lot de 40 individus par site est ainsi preacutepareacute Les eacutechantillons sont ensuite broyeacutes agrave volume eacutegal
dans une solution de tampon de-traction (TRIS 00 lM + NADP 1 + EDTA) ajusteacutee agrave
pH 68 puis centrifugeacutes agrave 10000 g pendant 15 minutes agrave FC Les eacutechantillons sont placeacutes dans
des gels agrave 11 damidon en impreacutegnant de petites bandes de papier Whattman TM n)3
introduits perpendiculairement au gel apregraves avoir deacuteposeacute au preacutealable quelques gouttes de bleu
de bromopheacutenol pour visualiser le front de migration Les gels sont refroidis durant toute la
dureacutee de la migration par un systegraveme de plaques de refroidissement placeacutees au dessus et en
dessous du moule La migration est anodique Un scheacutema du montage est figureacute en annexe Il
La composition des tampons deacutelectrophoregravese et les reacutesolutions obtenues sont donneacutees en
annexe III Les eacutechantillons peacutenegravetrent dans le gel pendant une preacute-eacutelectrophoregravese de 10
minutes agrave 100 V Lorsque la migration est commenceacutee le gel est soumis agrave un champ eacutelectrique
Ipolymorphisme existence simultaneacutee dallS une population de plusieurs gegravenes pour le mecircme locus
14
constant de 80 mA pendant 4 agrave 5 heures La seacuteparation des geacutenotypes des diffeacuterents systegravemes
enzymatiques est reacuteveacuteleacutee par des colorations speacutecifiques regroupeacutees par Pasteur et al (1987)
et adapteacutees de Shaw et Prasad (1970) Les solutions utiliseacutees pour la reacuteveacutelation des
eacuteleacutectrophoreacutegrammes sont deacutecrites en annexe IV Linterpreacutetation des reacutesultats neacutecessite la
connaissance de la structure quaternaire (le nombre de sous-uniteacutes) de lenzyme qui
conditionne le nombre de taches observables chez les heacuteteacuterozygotes correspondant aux
diffeacuterentes combinaisons possibles entre les sous-uniteacutes sous lhypothegravese que les loci soient
autosomaux2 et les allegraveles codominants3 Quand un systegraveme enzymatique possegravede plusieurs
loci ces derniers sont numeacuteroteacutes de 1 agrave n suivant leur vitesse de migration en commenccedilant par
le plus rapide Les allegraveles5 sont codeacutes en fonction de leur distance (mesureacutee en mm) par rapport
agrave lallegravele le plus freacutequent noteacute 100 qui sert de reacutefeacuterence
5deg - Traitement des donneacutees
Les reacutesultats des tests deacutecotoxicologie sur les larves doursins sont traiteacutes statistiquement
par analyse de variance agrave lm critegravere de classification qui permet de veacuterifier en un seul test si les
diffeacuterences observeacutees au niveau des moyennes dun ensemble deacutechantillons sont imputables
aux fluctuations deacutechantillonnage ou non Cette meacutethode analyse les sources de variation de
lensemble des donneacutes elle sous-entend leacutegaliteacute des variances et la normaliteacute des populations
dorigine Le respect des conditions dapplication est controcircleacute au moyen dun test de Bartlett
Les tests statistiques sont reacutealiseacutes agrave laide du logiciel STATGRAPHICS (Statistical Graphies
Corp Rockville Maryland USA) Les comparaisons inter-sites sont effectueacutees avec un seuil
de confiance de 95
Les donneacutees de geacuteneacutetique sont traiteacutees par le logiciel BIOSYS-l (Swofford et Selander
1981) qui calcule les freacutequences alleacuteliques et donne les eacutecarts par rapport agrave leacutequilibre dHardyshy
Weinberg dans la population consideacutereacutee Les freacutequences alleacuteliques sont calculeacutees agrave partir des
2autosome chromosome preacutesent en double dans les cenules diploiumldes agravees deux sexes Jcodominams allegraveles exprimeacutes de maniegravere semblable dans un geacutenOtype heacuteteacuterozygote 410cus portion de chromosome correspondam agrave un gegravene 5allegravele lune des expressions alternatives dun gegravene (lOCus)
15
effectifs directement observeacutes sur les zymogrammes Pour un locus posseacutedant k allegraveles et un
eacutechantillon de N individus la freacutequence du iegraveme allegravele est donneacutee par la formule 1shy
(2Nii +iNij) HXi =__---L-_
2N
Nuuml nombre dhomozygotes observeacutes pour lallegravele ~
Nij nombre dheacuteteacuterozygotes observeacutes pour lallegravele i
Les freacutequences geacutenotypiques sont recalculeacutees sous lhypothegravese de la loi dHardy-Weinberg
qui postule que les freacutequences alleacuteliques restent constantes dune geacuteneacuteration agrave lautre en
labsence de mutation seacutelection et de migration (dans le cas dune espegravece diploiumlde en
panmixie6) Etant donneacutee la faible taille des eacutechantillons les freacutequences geacutenotypiques attendues
par cette loi sont calculeacutees par la formule de Levene (1949) N = Nxi (2Nx i -1)
2N-l _ 4N2 XiXjN - -----shy
lJ 2N-l
Nuuml freacutequence geacutenotypique homozygote
Nij freacutequence geacutenotypique heacuteteacuterozygote7 ayec IkNij=l (pour k allegraveles)
Le test de conformiteacute des freacutequences geacutenorypiques calculeacutees avec les reacutesultats observeacutes fait
intervenir un X2 Certains effectifs geacutenotypiques eacutetant compris entre 5 et 10 le test utiliseacute est
celui du conigeacute de Yates j(~12 (1 Obil - At) _ 1~)2
y= w shyC i=1 Atif
Le nombre de degreacute de liberteacute est eacutegal agrave m-k m eacutetant le nombre de geacutenotypes et k le
nombre dallegraveles
Les eacutechantillons eacutetant de faible taille les loci multi-alleacuteliques ont eacuteteacute analyseacutes en regroupant
les geacutenotypes en trois classes la classe des geacutenotypes homozygotes posseacutedant lallegravele Je plus
freacutequent la classe des heacuteteacuterozygotes posseacutedant lallegravele le plus freacutequent et la classe regroupant
les autres geacutenotypes Comme dans le cas des loci di-alleacuteliques le test du X2 est agrave 1 degreacute de
6panmixie individus qui se croisent au hasard agrave limeacuterieur ct une population pour laqudle leacutequilibre de la loi dHardy-Weinberg est respecteacutee (degraveme) heacuteteacuterozygote individu qui possegravede deux allegraveles distincts aux locus homologues des chromosomes parents dun organisme diploiumlde
16
liberteacute lorsque toutes les classes ont un effectif supeacuterieur agrave cinq Dans le cas dun locus dishy
alleacutelique si lun des effectifs est infeacuterieur agrave 5 la probabiliteacute exacte p est calculeacutee suivant le test
de Fisher utiliseacute dans le tableau de contingence 2X2 (VithayasaIuml 1973)
Les descripteurs de variabiliteacute geacuteneacutetique des populations sont donneacutes par les relations
suivantes
a) - pourcentage de loci polymorphes8 P95 = 100x(npn)
avec n == nombre de loci eacutechantillonneacutes et ni nombre de loci polymorphes un locus est
polymorphe lorsque la freacutequence de lallegravele le plus rare est supeacuterieure agrave 005
b) - lheacuteteacuterozygotie correspond agrave la freacutequence moyenne dheacuteteacuterozygotes dans la
population on distingue lheacuteteacuterozygotie obseIVeacutee (ho) et celle attendue dapregraves la loi dHardy-
Weinberg (he)
1=1
Xuuml eacutetant la freacutequence obseIVeacutee du geacutenotype homozygote du iegraveme allegravele contenu dans le locus Ir
h == 1- x~ e iJ
=
x eacutetant la freacutequence attendue du geacutenotype homozygote du iegraveme allegravele
Pour les eacutechantillons de petite taille lutilisation de lindice non biaiseacute (Levene 1949) est
neacutecessaire Le calcul de lheacuteteacuterozygotie attendue seffectue de la faccedilon suivante k
2N(1- LX) he(nb) == __---i-=-=l~_
(2N -1)
ougrave N est le nombre dindividus eacutechantillonneacutes
sur lensemble des loci on effectue la moyenne
=1
c) - lindice de fixation de Wright (FIS) ou de Selander (D) permettent deacutevaluer le
deacuteficit ou lexcegraves dheacuteteacuterozygotes Pour le iegraveme locus ils sont deacutefinis par
8polymorphe un g~ne es dit polymorphe lorsquil preacute~me au moins deux eacutetats distinctS dun caractegravere donneacute
li
Les deux indices se comportent de faccedilon opposeacutee une valeur positive de D correspond agrave
excegraves dheacuteteacuterozygotes et une valeur neacutegatIcircve agrave un deacuteficit en heacuteteacuterozygotes
La diffeacuterentiation geacuteneacutetique des populations est appreacutecieacutee par le calcul dun indice de
fixation moyen FST (Wright 1965) deacutefini de la maniegravere suivante
I-FIT = (I-FIS)middot(I-FST)
ougrave FIT et FIS sont les indices de fixation respectivement des individus agrave la population totale et
agrave ces sous-populations
Les indices de fixation du iegraveme allegravele sont deacutefinis dapregraves Nei (1977) par
~Sj =(~ - P)(Pi - p)
Fm = (~ - p2i)(Pi _ p2j)
avec Pi=Sn wiXuuml Pi=Sn wixi ougrave wi repreacutesente le poids accordeacute agrave chaque sous populations
Les indices de fixation calculeacutes pour le jeme locus agrave k allegraveles sont donneacutes par k
Lx j (1- Xj)~Sj ~Sj =-=--------
Lx j (1- Xi) i=1
k
LX (1- xJFm
LxC1- x) 1-1
Lhypothegravese nulle Ho que la valeur du F ST seacutecarte significativement de zeacutero est testeacutee par
X2=2NFST pour n-1 degreacute de liberteacute (Workman et Niswander 1970) ougrave n est le nombre de
18
10
sous populations et N le nombre total dindividus eacutechantillonneacutes La variance autour de la
moyenne par preacutelegravevement est deacutetermineacutee par la meacutethode du jacknife (Weir et Cockerham
1984) Elle permet de tester la significativiteacute de la valeur moyenne agrave laide dun test-t
Le nombre dindividus migrants entre populations peuvent ecirctre estimeacutes par la relation
Nm = (_1__ 1)4 FST (Wright 1965)
avec N =nombre dindividus fertiles dans la population
m = taux de migration
III RESULTATS
- Indices Physiologiques
Lexamen des indices gonadiques fait apparaicirctre de fortes dispariteacutes entre stations (fig 2a)
Tout dabord le site de lArmorique se distingue par des valeurs tregraves faibles traduisant un
niveau de deacuteveloppement des gonades tregraves reacuteduit ne permettant pas de discerner une peacuteriode
de ponte Le site du DelIee preacutesente un deacuteveloppement des gonades moyen comparable au
teacutemoin (Gleacutenan) mais le pic de deacuteveloppement de printemps nest pas observeacutee bien que la
chute de lindice agrave partir du mois de mai permette dy deacuteceler une ponte La population de
MarIoux preacutesente une eacutevolution assez semblable agrave celle des Gleacutenan avec toutefois des valeurs
nettement plus eacuteleveacutees et deux peacuteriodes de chute dindice Uanvier-mars avril-juin)
Lanalyse des indices de reacutepleacutetion (fig2b) montre un comportement radicalement diffeacuterent
entre les oursins de la rade et ceux des Gleacutenan En effet alors que sur le site teacutemoin on observe
un maximum en hiver et une forte chute de lindice de reacutepleacutetion jusquen avril-ma~ soit un mois
avant la ponte le comportement alimentaire des oursins des sites de la rade semble beaucoup
plus anarchique sur le site de MarIoux les indices de reacutepleacutetion restent eacuteleveacutes mecircme en peacuteriode
de ponte et sur les deux autres sites les valeurs hivernales sont singuliegraverement faibles De
maniegravere geacuteneacuterale les indices de reacutepleacutetion des stations de la rade sont plus stables au cours de la
peacuteriode eacutetudieacutee et plus eacuteleveacutes pendant le printemps et leacuteteacute que sur le site de reacutefeacuterence des
Gleacutenan Ceci semble traduire un besoin eacutenergeacutetique plus constant agrave correacuteler avec la nature du
substrat et la disponibiliteacute des ressources trophiques (Comely amp Ansel 1989)
19
Fig 2 Evolution des indices phvsiologigues de Splzaerecltinus granularis UG et IR)
Indices Gonadiques
Mariaux
+ Armorique
-Q-- DeUee
- -r- - Gleacutenan
Fig2a
Indices de Reacutepleacutetion
25
1 tfi~__ plusmnl~middotmiddotmiddotmiddotmiddott~~-~-~
5 - -- - - ~~~~-TT-~ j ~----+-- ~~ l ~-middot-rgtfmiddotltmiddot J 1 shy
n------~ -t o 1 shy
o J FM AM J J
bullbull -tl- bullbullbull Marlou~
1
1 -+- Armorique 1
~ Dellee
- - - Gleacutenan l
Fig2b
2deg - Feacutecondation et deacuteveloppement larvaire
Les reacutesultats sont rassembleacutes sur le tableau l et les graphes preacutesenteacutes en figure 3 ougrave sont
pris en compte les moyennes de lensemble des expeacuteriences Les taux de feacutecondations moyens
sont eacuteleveacutes sur tous les sites (gt91) On note cependant une reacuteussite des feacutecondations (F)
leacutegegraverement meilleure pour le site des Gleacutenan (fig3a) sans pour autant que les diffeacuterences
soient statistiquement significatiyes sauf pour le site de MarIoux ougrave les valeurs sont
significatrvement infeacuterieures au site de reacutefeacuterence (seuil de confiance 95)
20
Les taux de pluteus normaux (N) obtenus pour les sites de lArmorique et de Marloux sont
significativement infeacuterieurs au site des Gleacutenan choisi comme reacutefeacuterence (respectivement 689
et 812 contre 869 auxiles Gleacutenan cf fig3d)
Le site de lArmorique se distingue des trois autres populations par un taux de blocage au
stade embryonnaire (P2=118) et de pluteus retardeacutes (R=143 fig3e) significativement
plus eacuteleveacutes de plus les tests sur les individus macircles montrent sur cette cateacutegorie des reacutesultats
statistiquement plus eacuteleveacutes que pour les femelles (t=249068 n=38 0=0005)
Le site de Marloux preacutesente un taux dembryons intermeacutediaire entre celui trouveacute agrave la pointe
de lArmorique et celui des Gleacutenan (58 fig3b) Le taux de mortaliteacute (M) y est
significativement supeacuterieur agrave toutes les autres stations (24 contre 08 agrave 12 fig3f)
En revanche aucune diffeacuterence statistique nIa eacuteteacute rencontreacutee en comparant les sites du
Dellec et des Gleacutenan agrave quelque stade de deacuteveloppement que ce soit bien que les reacutesultats
soient geacuteneacuteralement infeacuterieurs pour le site de la rade
Les pluteus pathologiques (Pl) sont du mecircme ordre de grandeur dans tous les sites (37)
et ne permettent pas deacutetablir de comparaison (fig3e)
TABLEAU 1 COllPARAISON DES RESUlJTATS DES TESTS DE FECONDATION
N() P2 ()1
i F() R() 1 Pl () M() 1rmoriq ue Macircles 922plusmn64 13+16689plusmnU5 82plusmn80178plusmn10S 1 38plusmn16
1
Femelles 93Oplusmn45 688plusmn166 108plusmn70 39+16 153plusmn177 L2plusmnL3 11
689plusmn145 Il8plusmnl43Total 1 922plusmn64 143plusmn9A 38plusmn22 12plusmn20 2larloux Macircles 800plusmn42 79plusmn34 41plusmn27928plusmn37 5 1plusmn3 1 28+8
Femelles 91Oplusmn94 824plusmn84 1 59plusmn3 1 33plusmn14 65plusmn61 L9plusmn22 69plusmn36 37plusmn21 58plusmn5O 24plusmn5Total 919+74 812plusmn69
27plusmn27Deliee Macircles 81plusmn3ocirc 33plusmn15 O9plusmnLO925plusmn57 i 850plusmn59 96plusmn56 1 45+16 27plusmn32Femelles l2plusmn24928plusmn61
1 82Oplusmn9O 27plusmn29 10plusmn18Total 89plusmn4iuml 39plusmn22926plusmn58 835plusmn771 1
27plusmn23 O6plusmnO777plusmn50 38plusmn23Gleacutenan Macircles 851plusmn69949plusmn45 - l+ 1)~_J_ 1 34plusmnl7 14plusmn13Femelles LOplusmn14887plusmn72943plusmn44
21plusmn2O 1 O8plusmn1l869+72 1 66+51 1 i 36plusmn2OTotal 946+44
mise en eacutevidence dune diffeacuterence significative entre ies reacutesultats des deux sexes
21
_________________ _
Fig 3 Preacutesentation graphique des reacutesultats des tests eacutecotoxicologigues
Taux de feacutecondation (F)
100
1 1 6 iuml 1 1
agrave~J 9 1
0
1
1~1 l i 1
80_
751 1
Armorique Marioux Deliee Gleacutenan
Fig 3a taux de feacutecondation observeacutes pour chaque station
Embrvons (P2) 00
1 1
11
15
10 T 5 shy
0 Armorique Marloux Deliee Gleacutenan
Fig 3b taux de blocage embryonnaire obseneacutes pour chaque station
Pluteus retardeacutes CR)
25CO
20CO
15CO o
10CO
5CO 1 9 i
OCO
Armorique Martoux Jallee Gleacutenan
Fig 3c taux de pluteus retardeacutes obsenes sur chaque statlon
22
__________________ _
Pluteus nomlaut (N)
100 T iuml ccedil 2751 iuml 2 l Q
l501 1
T251
1
0 Armorique Marloux Deliee Gleacutenan
Fig3d taux de pluteus normaux observeacutes sur chaque station
Pluteus pathologiques (Pl)
8
161
i T shy1l iuml
1 11 14 -
I r-
tJiuml t 1
1 2 1 1
omiddot Armorique Mariaux Deliee Gleacutenan
Fig 3e [mLC de plweus pathologiques observeacutes sur chaque station
Tault de mortaliteacute on
500
400
300 l
200
1
100 J J j J
000
Armorique Mariaux Deliee Gleacutenan
Fig 3 taux mortaliteacute observeacutes pour chaque station
30 - Geacuteneacutetique des populations
Les reacutesultats sont rassembleacutes sur les tableaux n02 et 3 Sur les Il loci eacutetudieacutes on remarque
que la population de lArmorique seacutecarte significativement de leacutequilibre de Hardy-Weinberg
pour 5 loci (PGM-l et 2 IDH-l PGD-l GPI-1) alors que lon observe seulement 2 cas pour
le site de MarIoux TI est agrave noter que dans chaque cas les indices de fLation de la population
de lArmorique sont plus eacuteleveacutes que ceux de MarIoux traduisant une deacuteviation plus
importante Cette observation est correacuteleacutee par une heacuteteacuterozygotie en moyenne plus eacuteleveacutee agrave
MarIoux quagrave lArmorique (0207plusmnO057 contre 0180plusmnO052) Le pourcentage de loci
polymorphes (seuil 95) est de 6364 agrave MarIoux contre 4545 agrave lArmorique
Lindicateur de diffeacuterenciation geacuteneacutetique moyen calculeacute selon la meacutethode de Weir et
Cockerham est faible (FST=00059plusmnO0048) et ne montre pas de diffeacuterence significative Dans
ces conditions lestimation du nombre dindividus eacutechangeacutes par geacuteneacuteration donne une valeur
eacuteleveacutee (Nm=42 12plusmn23 Il)
TABLEAU 2
RESUltŒ DES F-STATISTIQUES
Locus FIS FIT FST
PGM-1 0381 0384 0004 PGM-2 0359 0360 0001 IDH-l 0226 0233 0010 PGD-l 0351 0352 0002 MDH-1 -0013 -0009 0005 MDH-2 -0026 -0013 0013 GPI-1 0346 0352 0012 ME-1 0252 0253 0001 ME-2 -0034 -0030 0005
MT-1 -0051 -0040 0012 MT-2 0137 0137 0000
Moy 0273 0276 0006
24
TABLEAU 3
STRUCTURE GENETIQUE DE DEUX POPULATIONS DE Sgranillaris SUR UNE BASE DE 11 LOCI
Pointe de Marloux Pointe de lArmorigue 1
1 1
Locus allegravele freacuteq Ho He D Het freacuteq Ho He D Het
PGM-l 105 0013 2 1987 0006 0050 - 1 2924 -0658 0073
100 0975 0962
95 0013 0038
PGM-2 110 0025 15 22l77 -0324 0554 - 12 20468 -0414 0512
105 0262 0287
100 0613 0637
95 0087 0075
90 0013 shyIDH-l 105 0081 7 8260 -0153 0223 0015 3 4761 -0370 0140
100 0amp78 0926
95 0041 0059
PGD-l 110 0025 15 19392 -0227 0485 0038 9 18063 -0502 0452
107 0013 shy105 0213 0250
100 0688 0700
95 0050 0013
90 0013 shyltIDH-l 105 - 1 1000 0000 0025 0013 1 1000 0000 0025
100 0988 0988 95 0013 shy
MOH-2 110 - 0 - - - 0025 2 1975 0013 0 049
100 1000 0975
GPI-I 110 0112 Il 14620 -0148 0366 0175 6 11696 -0487 0292
105 0075 shy100 0788 0325
100 0850 0863
95 0025 -ltŒ-1 105 0050 2 3843 -0480 0096 0038 3 2924 0026 0073
100 0950 0962
rv1E-2 105 0013 3 2949 0017 0074 0038 3 2924 0026 0073
100 0962 0962
95 0025 -MT-1 105 0038 6 5734 0046 0143 0025 2 1975 0013 0049
100 0925 0975
95 0038 -MT-2 105 0150 10 10329 -0032 0258 0138 7 9608 -0271 0240 1
Heacuteteacutero~gotIcirce moyenne par locus (non biaiseacutee O207iO057 HeacuteteacuterozygOlIcirclt moyenne par locus (non biaiseacutee == O180iO05 Nombre moyen dallegraveles par locus = 309iO44 Nombre moyen dallegraveles par locus 236iO20 Pourcentage de loci polmorphes (criteacutere 95) == 6364 Po=uge de loci polymorphes (criteacutere 95) =4545
locus preacutesent8llt un deacuteficit en heacuteteacutero~gOles significltl lttest de 1 p$O05)
1
IV 1DISCUSSION
TI ressort de cette eacutetude une convergence des reacutesultats qui reacutevegravele la singulariteacute de la
population de la pointe de lArmorique En effet le cycle de reproduction y est agrave leacutevidence
perturbeacute les valeurs dindice gonadique sont extregravemement faibles et la ponte non deacutecelable Le
taux dingestion est faible Les tests de deacuteveloppement larvaire preacutesentent des anomalies
(blocage aux stades embryonnaires et retard des pluteus) et lanalyse geacuteneacutetique y reacutevegravele pour
pregraves de 50 des loci une deacuteficience en heacuteteacuterozygotes traduisant lagrave une baisse de variabiliteacute
geacuteneacutetique et une deacuteviation par rapport aux conditions dHardYMWeinberg9
Le site voisin de la pointe MarIoux semble beaucoup moins affecteacute le cycle de reproduction
sy deacuteroule tout agrave fait normalement (IG plus eacuteleveacutes que sur le site de reacutefeacuterence) et leacutequilibre
panmictique y est geacuteneacuteralement mieux respecteacute Cependant les tests eacutecotoxicologiques y
deacutecegravelent quelques indices de perturbation les taux de feacutecondations y sont infeacuterieurs au teacutemoin
les embryons preacutesentent quelques blocages et les taux de mortaliteacute des larves sont
statistiquement plus eacuteleveacutes
Les reacutesultats concernant le site du Deliec nindiquent p as de diffeacuterences remarquables par
rapport au site de reacutefeacuterence La peacuteriode de ponte y survient avec un leacuteger deacutecalage sans doute
agrave mettre agrave lactif dune diffeacuterence dans les conditions de tempeacuterature etou de deacuteveloppement
de blooms phytop1anctoniques certains auteurs faisant concorder le deacuteclenchement de la ponte
avec labondance de nourriture disponible pour les larves (Himmelman 1978)
Le comportement des indices de reacutepleacutetion des populations de la rade de Brest savegravere tregraves
distinct de celui de la population de reacutefeacuterence ce qui peut traduire une strateacutegie adaptative
diffeacuterente ou une couverture des besoins eacutenergeacutetiques insuffisante chez les populations de la
rade Cette observation meacuterite notre attention puisque dans le cas de la station de MarIoux le
substrat est semblable agrave celui du site teacutemoin et ne peut expliquer le maintien de lindice de
reacutepleacutetion agrave des niveaux eacuteleveacutes pendant la peacuteriode de reproduction
On peut deacuteduire de ces constatations une distinction entre les populations du fond de la
rade et la station du Deliee situeacutee dans le goulet qui semble a priori exempte de deacutegradation
9Hardy-Weinberg (loi de) loi dheacutereacutediteacute ougrave la preacutesence des gegravenes demeure constante de geacuteneacuteration en geacuteneacuteration en labsence de seacutelection de mutation daccouplements dirigeacutes ou daccidents deacutechantillonnage
26
Les deux populations du bassin Nord subissent agrave leacutevidence linfluence de facteurs
environnementaux qui perturbent leur deacuteveloppement Ces pheacutenomegravenes sont provoqueacutes par
diverses causes dorigine naturelle tout dabord auxquelles viennent sajouter les facteurs
anthropiques
Une certaine hieacuterarchisation dans leacutetat de deacutegradation des sites est agrave prendre en compte En
effet des deux zones perturbeacutees la pointe de lArmorique est celle ougrave les effets se font le plus
durement ressentir
Ces deux stations diffegraverent de par le substrat le reacutegime hydrodynamique et lintensiteacute de
linfluence estuarienne La nature du substrat agrave MarIoux est la mecircme que sur le site de
reacutefeacuterence des Gleacutenan il sagit de fonds meubles composeacutes de maeumlrl vivant recouvert
deacutepiphytes synonymes de ressources trophiques abondantes et disponibles toute lanneacutee ce qui
explique les indices gonadiques eacuteleveacutes observeacutes pour ces deux sites A MarIoux
lhydrodynamisme est calme favorable au deacuteveloppement dune veacutegeacutetation dense dalgues
macrophytes saisonniegraveres (Hily et al 1992) Cette couverture veacutegeacutetale est renforceacutee par
lenrichissement du milieu en sels nutritifs provenant du bassin versant de lElom agrave vocation
agricole (N03-=500 agrave lOOOkgj P043-=30 agrave 700kgj) Les concentrations dans cette zones
sont eacuteleveacutees et varient au cours de lanneacutee elles sont maximales lhiver (N03-=28-51 mgl
P043-=O67-137mgl NH4+=41-37mgl) La preacutesence de ces algues contribue agrave augmenter
et agrave diversifier les ressources trophiques disponibles elle favorise le deacuteveloppement dune faune
diversifieacutee de brouteurs
Sur le site de la pointe de lArmorique par contre le substrat est rocheux et les courants
forts Le couvert veacutegeacutetal y est au contraire clairsemeacute et composeacute dalgues essentiellement
saisonniegraveres La population de lArmorique se trouve donc dans des conditions de ressources
trophiques moins facilement accessibles et plus limiteacutees comme latteste le deacuteveloppement plus
important de lorgane masticateur (par effet compensateur) signaleacute lors dune eacutetude compareacutee
de ces deux populations (Lumingas amp Guillou SOIIS presse) Lanalyse des indices
physiologiques doit se faire en consideacuterant que le degreacute de prospeacuteriteacute dune population reacutesulte
dun compromis entre la nature et labondance des ressources trophiques dune part et dautre
part de leacutenergie que lanimal doit deacutepenser pour collecter digeacuterer et assimiler cette nourriture
27
(Reacutegis 1979) Les deux populations eacutetant au deacutepart placeacutees dans des conditions ineacutegales
lapparition de facteurs exteacuterieurs ne pourrait quamplifier cette diffeacuterence au deacutetriment de la
plus deacutefavoriseacutee
Lexamen comparatif des courbes deacutevolution de tempeacuterature entre le Dellec et la pointe de
lArmorique (stations fixes de mesures hydrologiques) montre un eacutecart de 05 agrave 1degC en faveur
de la partie la plus reculeacutee de la rade (cf Annexe V) En tenant compte de la profondeur on
peut en deacuteduire pour le site de Marloux ougrave la profondeur est faible un eacutecart de tempeacuterature
denviron + l5degC par rapport au Dellec Cette particulariteacute pourrait expliquer la preacutecociteacute de la
maturiteacute remarqueacutee chez la population de Marloux Plusieurs interpreacutetations peuvent expliquer
la chute de lindice gonadique observeacutee en mars interruption dans le deacuteveloppement des
gonades provoqueacutee par les preacutecipitations hivernales (Cochran amp Engelmann 1975 Starr et al
1993) une mobilisation des reacutesenles dues aux conditions climatiques (Guillou amp MicheL
1993) ou au contraire une gameacutetogeacutenegravese preacutecoce comme le laisse supposer la forte valeur de
lindice gonadique en janvier
Les tests de feacutecondation eacutetant reacutealiseacutes dans une eau de reacutefeacuterence les causes de perturbation
du deacuteveloppement larvaire sont intrinsegraveques aux gamegravetes il peut sagir soit de la qualiteacute du
vitellus soit dalteacuterations geacuteneacutetiques soit de laccumulation dans les gonades dun agent
contaminant preacutesent dans le mileu Gamegravetes et embryons doursins sont sensibles agrave un large
eacuteventail de facteurs physiques (tempeacuterature pH saliniteacute etc ) et chimiques (meacutetaux
pesticides PCBs hydrocarbures etc ) ils conviennent eacutegalement pour tester les effluents en
meacutelange (Kobayashi 1971 Dinnel et al 1981 Pagano et al 1987 Lassus et al 1991) ce qui
rend plus difficile la recherche des agents responsables des anomalies observeacutees
On peut tout de mecircme mentionner les fortes teneurs en meacutetaux lourds preacutesents dans toute la
partie Est de la rade (mine de plomb argentifegravere situeacutee agrave Huelgoat) Des mesures reacutecentes de
meacutetaux dans les seacutediments agrave proximiteacute de la pointe de lArmorique font eacutetat des concentrations
suivantes Cu=253 ppm Pb=230 ppm Zn=160 ppm (Troadec corn pers) Les oursins en
tant quorganismes infeacuteodeacutes au seacutediment et participant agrave leur bioturbation sont directement
exposeacutes agrave ce type de contamination Plusieurs eacutetudes in situ font eacutetat de laccumulation de
28
meacutetaux par les oursms notamment dans les gonades et lintestin (Augier et al 1987b
Albanedo et al 1990)
Les tests de toxiciteacute des meacutetaux lourds sur les larves de diffeacuterentes espegraveces doursins ont fait
lobjet de nombreux travaux et les effets de ces polluants sur la feacutecondation et le
deacuteveloppement des larves sont assez bien connus (Kobayashi 1984 Dinnel et al 1989) A
faibles doses les ions meacutetalliques peuvent exercer une action positive caracteacuterisant le
pheacutenomegravene d hormegravese observeacute par Stebbing (1981) sur des colonies dhydrozoaires Une
action semblable est rapporteacutee par Young au niveau du pouvoir fertilisant des spermatozoiumldes
doursins pour des concentrations en divers ions meacutetalliques allant de 10-5 agrave 10-6M (Young amp
Nelson 1974) Cependant il sagit de pheacutenomegravenes marginaux et la tendance geacuteneacuterale de ces
eacuteleacutements se manifeste bien eacutevidemment par un effet toxique Le cuivre le zinc le cadmium
provoquent agrave des seuils diffeacuterents des dommages sur les gamegravetes et leur descendance en
alteacuterant soit la croissance des larves soit la diffeacuterenciation squelettique des pluteus (Bougis
1961 1965 Khristoforova et al 1984 Pagano et al 1982 Hesllnga 1976) Les diffeacuterents
stades larvaires preacutesentent des sensibiliteacutes diffeacuterentes les travaux de Kobayashl (1980)
montrent une plus forte sensibiliteacute des spermatozoiumldes et des larves au stade gastmla ce qui
coincide avec les blocages embryonnaires observeacutes agrave ce stade sur le site de lAlmorique La
preacutesence de meacutetaux dans les gonades pourraient donc logiquement expliquer les reacutesultats
obtenus De plus de fortes preacutesomptions pegravesent sur les rejets de mateacuteriel provenant du service
pyrotechnique de la Marine Nationale sur la pointe de lArmorique
Les reacutesultats dune toute reacutecente analyse effectueacutee par le Laboratoire Municipal de Brest
(aoucirct 94) sur des gonades doursins provenant des trois stations de la rade confirme cette
hypothegravese (cf Annexe VI) Le site de lArmorique se distingue par des teneurs nettement plus
eacuteleveacutees en fer zinc plomb et en cadmium (Fe=263 ppm Zn=356 ppm Pb=075 ppm Cd=076
ppm cest agrave dire selon les meacutetaux entre 2 agrave 5 fois plus que dans les autres stations) Dans
lensemble une certaine contamination meacutetallique peut ecirctre remarqueacutee dont lorigine se situe
dans le trafflc maritime les rejets domestiques et portuaires et les peintures anti-foullng Les
fortes concentrations en zinc proviennent des toitures de lagglomeacuteration brestoise Les
nombreux eacutelevages porcins de la reacutegion peuvent aussi contribuer agrave la pollution en cuivre par
29
lalimentation fournie aux arumaux Cependant la forte contamination locale du site de
lArmorique en fer zinc plomb et cadmium ne peut avoir quune origine ponctuelle qui
confirme les soupccedilons pesant sur les activiteacutes militaires dans ce secteur Compareacutes aux chiffres
trouveacutes dans la litteacuterature les reacutesultats sont coheacuterents Augier et al(1987b) lors dune eacutetude
sur Paracentrotus ividus en baie de Port-Cros avance des concentrations dans les gonades
comparables (Cd=O52 agrave 231 ppm Cu=167 agrave 542 ppm Pb=O33 agrave 117 ppm) mais des
teneurs en mercure sensiblement plus faibles (Hg=003 agrave 004 ppm) Chez une autre espegravece
(Echinometra mathaei) les travaux dAlbanedo et al(1990) indiquent dans une station tregraves
pollueacutee du port de la Havane des concentrations eacuteleveacutees en meacutetaux Fe=l08 ppm Cu=473
ppm Zn=267 ppm chiffres qui sauf pour le cuivre restent infeacuterieurs aux mesures obselveacutees agrave
la pointe de lArmorique Ces auteurs montrent une accumulation des meacutetaux lourds
relativement importante dans les diffeacuterents organes des oursins notamment au niveau du tube
digestif (cas du plomb et du cuivre) il serait inteacuteressant de connaicirctre eacutegalement les doses dans
les autres parties de lorganisme Cette accumulation preacutesentant des fluctuations saisonniegraveres
lieacutees au meacutetabolisme de lanimal un suivi plus reacutegulier des concentrations en meacutetaux devrait
ecirctre envisageacute
Cependant les meacutetaux peuvent ne pas ecirctre les seuls agents agrave mettre en cause Les pesticides
et les hydrocarbures sont eacutegalement susceptibles de pouvoir provoquer des anomalies (cf
Annexe VU) Les PCBs employeacutes dans de nombreux secteurs industriels bien que quelquefois
signaleacutes dans les seacutediments de la zone portuaire agrave des taux importants (PCBs=183
ppbMarchand 1985) semblent agrave eacutecarter En effet Trieff et al (1 988) bien quil mette en
eacutevidence un effet spermiotoxique signale labsence daccumulation de ce type de produits dans
les organismes ce qui preacutesente comme impossible toute influence des PCBs dans les conditions
ougrave les expeacuteriences ont eacuteteacute meneacutees
La preacutesence dans le bassin Nord de rejets de deux stations deacutepuration situeacutees en amont de
la Penfeld exerce aussi une influence sur la qualiteacute bacteacuteriologique des eaux de ce secteur
Leurs apports sont estimeacutes agrave 1014CFIh Dautre part le ruisseau du Relecq Kerhuon situeacute pregraves
de lestuaire de lElom amegravene quant agrave lui jusquagrave 1012CFIh en hiver (source DDE rapport
Saunier eau et environnement) Ces chiffres peuvent apporter une explication aux mortaliteacute
30
des lalVes obselVeacutees pour le site de Marloux des bacteacuteries pathogegravenes preacutesentes dans les
gonades peuvent secirctre deacuteveloppeacutees pendant la peacuteriode dincubation
Les reacutesultats de lanalyse geacuteneacutetique trahissent un deacuteficit en heacuteteacuterozygotes important sur le
site de la pointe de lAnnorique Ce deacuteficit freacutequemment rencontreacute chez les mollusques
bivalves (Buroker 1983~ Singh amp Green 1984) et dautres inverteacutebreacutes marins (Murphy et al
1975 Day amp Bayne 1988) peut avoir plusieurs significations il sagit soit de la preacutesence
dallegraveles silencieux (1) soit dun pheacutenomegravene dinbreeding (2) soit dM effet Wahlund (3) ou
encore du reacutesultat de la pression de seacutelection exerceacutee par les facteurs eacutenonceacutes plus haut (4)
(1) Lhypothegravese de la preacutesence dallegraveles nuls lo est peu probable eacutetant donneacute le nombre de
loci preacutesentant un excegraves dhomozygotes
(2) Le pheacutenomegravene dautofeacutecondation nest pas agrave eacutecarter car des cas dhermaphrodisme
certes peu freacutequents ont deacutejagrave eacuteteacute rapporteacutes sur ce mecircme site (Neefs 1952) Leacuteventualiteacute que
les gegravenes impliqueacutes ne soient pas porteacutes par des chromosomes autosomaux na pas eacuteteacute veacuterifieacutee
(3) Les conditions dhydrodynamisme sexerccedilant sur cette zone peuvent ecirctre invoqueacutees pour
venir conforter la thegravese dun effet Wahlund (conseacutequence dun eacutechantillonnage effectueacute sur
deux sous-eacutechantillons dun mecircme site se comportant comme des populations Mendelliennes
seacutepareacutees)
(4) Une seacutelection exerceacutee par les conditions du milieu reste le)plication la plus probable
Cette influence des facteurs environnementaux comme la preacutesence de meacutetaux mentionneacutee
preacuteceacutedemment sexerce pendant la vie lalVaire peacutelagique mais surtout durant la phase critique
de la meacutetamorphose et les eacutetapes qui suivent le recrutement La meacutetamorphose chez les oursins
sulVient apregraves une peacuteriode variable de vie lalVaire pouvant durer selon les espegraveces et les
conditions entre 5 et 22 semaines (Strathmann 1987) ce qui expose les larves agrave de nombreux
aleacuteas Certains auteurs eacutevoquent limportance du recrutement comme facteur dheacuteteacuterogeacuteneacuteiteacute
geacuteneacutetique entre populations (Watts et al 1990) Or une eacutetude comparative des populations
des deux sites concerneacutes a montreacute une forte irreacutegulariteacute du recrutement dans la population de
Marloux par rapport agrave celle de la pointe de lAnnorique (Lumingas amp Guillou sous presse)
Ces auteurs imputent ce pheacutenomegravene au spectaculaire deacuteveloppement dalgues qui apparaicirct
IOallegravele nul (ou silencieux) est dit dun allegravele qui ne sexprime pas sur le gel
31
chaque anneacutee sur ce site agrave la faveur des apports fluviaux en eacuteleacutements nutritifs Dune part il
inhiberait laction attractive du maeumlrl dautre part la deacutecomposition de ces veacutegeacutetaux agrave
lautomne provoquerait la mortaliteacute des recrues en reacuteduisant la couche superficielle du seacutediment
et entraicircnerait le deacuteveloppement dun film bacteacuterien empecircchant 1a fixation des post~larves Le
site de la pointe de lArmorique semble au contraire avoir des recrutements reacuteguliers
Les groupes de recrues connaissent donc des destins diffeacuterents sur les deux sites ce qui
pourrait expliquer les diffeacuterences dheacuteteacuterozygotie observeacutees
Pour confirmer cette hypothegravese il conviendrait de comparer des eacutechantillons plus grands
dindividus de mecircme agravege correspondant agrave une peacuteriode ougrave le recrutement a eacuteteacute bon sur les deux
sites voire mecircme de comparer directement les geacutenotypes des jeunes individus recruteacutes dans les
deux sites Dautre part la comparaison du site de la pointe de lArmorique avec celui du
Dellec pourrait fournir des indications importantes pour confirmer lhypothegravese de lexistence
dune pression de seacutelection
V 1CONCLUSION
Leacutetude des phases de reproduction et deacuteveloppement larvaire des populations doursins de
la Rade de Brest met en eacutevidence des troubles fonctionnels chez les populations du bassin
Nord proches de la zone portuaire en particulier sur le site de la pointe de lArmorique qui
contraste avec les bons reacutesultats obtenus pour le site du Dellec sous influence oceacuteanique La
convergence des donneacutees de geacuteneacutetique avec les reacutesultats observeacutes confirme la validiteacute de la
meacutethode utiliseacutee et renforce la fiabiliteacute de Sgranularis comme bioindicateur
Les causes de ces deacuteregraveglements sont sans doute multiples aussi ce travail meacuterite-t-il un suivi
agrave plus long terme Leacuterude des diffeacuterents paramegravetres influenccedilant les conditions de vie des
oursins de la pointe de lArmorique (tempeacuterarure saliniteacute seacutedimentologie biomasse matiegravere
organique ) ainsi que des essais de transplantations in situ dindividus sains devraient
permettre de mieux preacuteciser les facteurs responsables de ces perturbations
Quant aux premiers reacutesultats danalyses des teneurs en meacutetaux lourds du Laboratoire
Municipal ils devraient ecirctre eacutetendus agrave dautres parties du corps (test intestin) et effectueacutes sur
un cycle annuel y compris sur le site des Gleacutenan
32
VI 1BffiLIOGRAPHIE
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38
ANNEXEI
SCHEIHA DU PROTOCOLE EXPERThlENTAL DES TESTS DE FECONDATION IN VITRO
oursin9 gonades
~ eau ae mer 1iltreacutee (045I-lm)
soies (200l-lm)
Dfiltration
eau de mer filtreacutee (045I-lm)
deacutecantation ovocytes
oursin ltJ ---+ gonades -
filtration soies (60~m) ~
D~
middot middot middot middot
30 ml bd
lavages et dilutions
1 1 1 1 1 1
bull bull bull bull bullbull ~
~~~ ~
env 1500 ovocytesml
m~ 1
env 50 ovocytesml
39
AtlNEXE II
ELECTROPHORESE
Installation des eacutechantillons
a coupe pratiqueacutee dans le gel b eacutechantillons
Montage du circuit
a tampon deacutelectrodes b eacuteponges c eacutelectrodes relieacutees au geacuteneacuterateur d ligne dinsertion des eacutechantillons
40
ANNEXEIll
PREPARATION DES SOLUfIONS DELECTROPHORESE
Tampon Tris Citrate pH 8 (TC 8)
- Electrodes Tris (062M) 756 g
Ac citrique (014M) 300 g eau distilleacutee qsp 1 l
- Gel 30 ml de tampon eacutelectrodes dans 900 ml deau distilleacutee
ajuster agrave pH 8 avec du Tris (lM) ou de lacide citrique (lM)
Tampon discontinu Tris Citrate pH 67 (TC 67)
- Electrodes pH 63 Tris (022M) 270 g
Ac citrique (008M) 180 g eau distilleacutee q sp 1 1
ajuster agrave pH 63 avec du Tris (lM) ou de lacide citrique (lM) - Gel pH 67
Tris (0008M) 097 g Ac citrique H20 (0003M) 063 g
eau distilleacutee qsp 1 1 ajuster agrave pH 67 avec du Tris (lM) ou de lacide citrique (lM)
Reacutesolution obtenue par systegraveme enzymatique
Muscle Tube Digestif Gonades Nbre Locus TCPH8 TC pH TC pH 8 1 TC pH li TC pH 8 1 TC pH dallegraveles
67 67 1 67
AAT-1 +
AAT-2 + 2
GPD-l IDH-1 + + + +
LAP-1
l1DH-1 ++ )
l1DH-2 +++ ++ 2 ME-l + 2 ME-2 + ++ 3
PGD-1 ++ + 6 PGI-1 +_
- ++ ++ 4
PGM-1 + + 3 PGM-2 +++ ++ 4
bull Faible ++ Bonne + Moyenne +++ Tregraves bonne
41
ANNEXE IV
SOLUTIONS DE COLORATIONS
AAT (Aspartate-aminotransfeacuterase)
Tris A 80 ml AccxCeacutetoGlutarique 100 mg Ac Aspartique 200 mg Phosphate de pyridoxal 10 mg dissoudre veacuterifier que pH lt 74 (ajuster avec Tris LM) verser et incuber agrave 37degC pendant 15 min puis ajouter Fast Blue BB 100 mg
IDH (Isocitrate deacuteshydrogeacutenase)
Tris A 70 ml Isocitrate (0 lM) 8 ml MnCl2 (025M) 06 ml MgC12 (OSM) 05 ml ajouter avant coloration Isocitrate (poudre) 10 mg NADP 1 2 ml PMS 1 ml NET 1 ml lvITT 05 ml
MDH (Malate Deacuteshydrogeacutenase)
Tris A 10 ml MgCl2 (OSM) 02 ml Ac Malique (2M) 3 ml NAD 1 15 ml puis ajouter avant coloration PMS 03 ml NET 07 ml MTT 07 ml +Agar dans Tris A tiegravede 10 ml
6PGD (6Phosphogluconate Deacuteshydrogeacutenase)
TrisA 10 ml MgC12 (OSM) 15 ml 6Phosphogluconate 20 mg puis ajouter avant coloration NADP 1 01 ml PMS 01 ml NET 02 ml tvm 02 ml +Agar dans Tris A tiegravede 10 ml
GPI (Glucose-Phosphate Isomeacuterase)
Tris A 10 ml MgC12 (O5Ivi) 1 ml Fructose 6P 10 mg puis ajouter avant coloration NADP 1 05 ml PMS 05 ml NET 05 ml MTT 05 ml G6PDH 6~Ll ou 17u +Agar dans Tris A tiegravede 10 ml
LAP (Leucine-aminopeptidase)
Tris-Malate 90 ml preacutechauffeacute agrave 30degC MnCl2 (01r1) 1 ml MgCl2 (05lvf) 1 ml Lleucilj3Naphthylamine 15 agrave 20 mg incubation 30 min agrave 37degC ajouter avant coloration Fast Gamet GBC 60 mg dilueacute dans quelques gouttes de Tris-Malate (manipuler ce produit avec des gants)
ME (Malice-Enzyme)
Tris A 10 ml MgCl2 (O5~1) 15 ml AcMalique (2tv1) 1 ml puis ajouter avant coloration NADP 1 01 ml PMS 03 ml NET 07 ml MTT 07 ml +Agar dans Tris A tiegravede 10 ml
PGM (phosphoglucoMutase)
Tris A 10 ml MgCl2 (05)11) 1 ml Glucose IP (+15 diP) 100 mg puis ajouter avant coloration NADP 1 05 ml PMS 05 ml NET 05 ml lvITT 05 ml G6PDH 6~1l ou 17u +Agar dans Tris A tiegravede 10 ml
42
9
----- - - - _----- - -
W~--shy
ANNEXEV
Tempeacutelllture il linterface eaumiddotseacutediment au site du Dlilec
17 T middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot-middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot-middot_middotmiddotmiddotmiddot-middot-middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot-middot--middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot-middotmiddot--- - -- ----_--- -- - shy
16 +--- ---------- --__--shy
15 --- -- ---- - --- middot - middot-middotmiddot-middotmiddotmiddot-middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot_-middot-middot -middotmiddotmiddotmiddot-middot-middot-middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot-middotmiddot middotTt~hl~ - ------ Ecirc 14 - - -- --------- ---middot---middot-middotmiddot-middot-middot-trrfo-r~~wbWljl~I~~~--------------t-------------iiiiJiI~i~L--_-----------------------8 12 YrljVWfAI--shy --shy - shy _-----------------------------
middotmiddot-middotmiddot~IImiddot middotmiddot-middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot-middotmiddotmiddotmiddot-middot --middotmiddot--shy - ------------_- ----------11 t-middot
10 ~~--shy --- ----_-- - -- - - ------------_-
~ ~ ~ ~ 3 5 = 3 -~ shy
~ ~ = ~ ~ ~ 7 ~ 7 7 ~ ~ lt lt jf ~ r- ~ C t- C ~ oA C 0 0 0 0 ~ shy0 0 N
~
Tempeacutelllture il linterfue eau-seacutediment il la pointe de lAnnorique
11 ~ li ~ ~ ~ ~ ~ of j ~ ~ i ~ f N M ~ M ecirc ~ M
(donneacutees LR-i CvRS D1513 Faculteacute des Sciences Brest)
43
ANNEXEVI
TENEURS EN QUELQUES METAUX LOURS DANS LES GONADES DOURSINS DE LA RADE DE BREST
1Armorique (n=7) lIurloux (n=8) Deliee (n=8) 1
Fer (Fe) mgfKg 2869plusmn141O 531plusmn438 410plusmn250 1
lt 02Plomb (Pb) mgfKg O75plusmnO24 026plusmnO18
Cuivre (Cu) mgfKg O76plusmnO33 030plusmnO Il 045plusmnO42
Cadmium (Cd) mgIKg 396plusmnO55464plusmn125 463+12
Zinc (Zn) mgfKg 3563plusmn2828 1811=1241 1528plusmn1506 i
1
Mercure (Hg) mgfKg 026plusmnO12 018plusmnO08 020plusmnO13 1
(donneacutees Laboratoire lvllmicipal de Brest 16 rue Alexandre Ribot - J928iuml BREST Cedex Ofi0894)
ANNEXE VII
Agents toxiques essayeacutes pour leur toxiciteacute sur le deacuteveloppement la reproduction
et pour leur toxiciteacute geacuteneacutetique sur les embryons et le sperme doursins
(dapregraves PAGAl~O et al 1987)
Classe d aogents___+-____Agent=-s____~r__---Reacute~feacuterences___--1
1 Agents Physiques Rayons X RUST AD 1959 Rayons r GIORDANO et al 1983 Lumiegravere visible PAUL et al 1970
SPECK et al 1980
II Agents chimiques A Inorganiques Arsenic PAGANO et al 1982a
Beacuteryllium GIORDAlIO et al 1983 Cadmium PAGANO et al 1982b Chrome PAGA1-iO et al 1983a Cuivre HESLINGA 1976
PAGANO et al 1986 Mercure KOBA YASHI 1980 Nickel GIORDANO et al 1982 Changements de pH PAGANO et al 1985a 1985b
CIPPOLARO et al 1986 DUBE et al 1985
Zinc GIORDANO et al 1983 PAGANO et al 1986
B 1 Organiques 1 - Polluants industriels Peacutetrole dispersants du peacutetrole HAGSTROM et LONNING 1976
Pesticides organochloreacutes FALK-PETERSEN1979 BRESCH-ARENDT 1977
Styregravene et deacuteriveacutes PAGANO et al 1978 Dipheacuteny1 dipheacutenyl ether PAGANO et al 1983b PCBs ADAMS 1983
PAGANO et al 1985c
2 - Canceacuterigegravenes Acridines BRACHET 1968 Benzo(a)pyregravenes DE ANGELIS et GIORDANO
1974 HOSE et al 1983
712 dimeacutethy1benz( a)anthracegravene DE ANGELIS et GIORDkIO 1974
TPA (phorbol ester) BRESCH--RENDT 1978 Urethane NAKASHIMA et ISHIKAWA
1978 3 - Composeacutes pharmaceutiques Agents antineacuteop1astiques REN1llLARD et al 1975
WANG et al 1977 Thalidomide HAGSTROM et LONNING 1973 Acide nalidixique CZ1TN etaI 1981 Povidone iodine ROZENKRANZ et al 1980
III Meacutelanges KOBAYASHl 1971 1984 KINAE et al 1981 OSHIDA et al 1981 DINNEL et al 1981
LES MEacuteTAUX LOURDS DES PRODUITS MAnlNS AUX CONSOMMATEURS
(Les v(Jlours m6us uang ce
Ooso quotishydienne
Il eacutecossai ro fi lhomme
(ell IlIl)
Dose toxique
pOUf lIl(Hl li)] Il
(1)
)OllS
adIJ1ilUuml
dan~ 1es al ililUlllS
(1l1Uk~raquo
EltlU ltIll Ilwr (111]1)
AlrJucs (lilgkJ )
Mollusques (IlIUkg)
Cfuslncocircs (11111111)
Poissons (muka)
Arsenic
001 ~O 02 mg
III 70 1119 1 SOllt mOrlols
0002-0001
014-1
7 -120
15 17 (rwvolln)
25-75 (oOndill)
LI ore
100 Illoi
I(i
04-20
1 (moulu)
025 15 (11111 l 1 IcircIl )
020
tilJlcilU sont les plus
CildmIcircUIll
30 mu so1l1 toxiquuumls
f()i~5()1l
1 Molluoque
rshy1
01
00006
01 i-3
Chromo
VI WO Ill) Cr ~()Ilt IIHHlelr
01
000005
002 -1
er1llllent rellcontreacutees dlIls les publications ctuel
Cuivre
2 mg
25 fi sont IllOrlel
Poisson li
Mollusqull 110
0003-001
17-124
GO-900 (Iluitru)
20-90 (convoi)
l5-G (1 lion)
Mercure
Poisson jusqul 07
0000 03
----_
O02G-O2
004
01 middot10
Plomb
moi
0000 03
05 9
28-6 (huicirctre)
~- ----shy01-23
(tHlllllnrl)
O3-G
Seacuteleacutenium
3
000009
02-01
Zinc
6- 10 mg
35
0001-001
il2-Hi)
100-1 GOO (lIl1illO)
122-18 1 (1Il1IrlllI)
02middot1 200 (llilrell~1 )
---------- ----shy
fi (JIIIIUIIIaS
Les doses admissibles dilfl~ les aliments sonl exprillleacutees en millilrammes par kilogramme daliment
Les concclltrations daJis les produits rnHIcirclls sont (ouloS oxprilllUcircfS CIl lllilliJtallHllCS pM kilonriltlHlw do Illnliegravero segravecho
Chnque (ois qlll cela a ugravet possillln on il if)diqur~ entre p1fef)lhegravesos dnns qllJllc csplco nvait ocirctri trouveacutee ln plus (orte dosn
(1) [n CilS diumlnDntioll Cil IIlle scule (ois (SOllfce Rapport du Groupe Irleflilinisteacuterid des prohl~llIes de Pollution de la Mer 1(73)
EXTRAITS DE lA CIRCUlAIRE DU 13 MAl 1991
Circulaire du Ministegravere de lEnvironnement creacuteant les contrats de baie
Les eaux inorales franccedilaises doivent se situer en permanence agrave un niveau de qualiteacute suffisant pour ne pas mettre en peacuteril les eacutecosystegravemes cocirctiers qui constituent un eacuteleacutement majeur du patrimoine eacutecologique national ()
Lapproche retenue rient compte de la diversiteacute et de la complexiteacute des situations rencontreacutees ie long des cocirctes franccedilaises Certains SeCIeurs son principalement affecteacutes par des pollutions chimiques (meacutetaux etou composeacutes organiques ( )
De plus les pheacutenoTregravenes regroupeacutes sous une mecircme appeiation (egraveystrophies marines par exemple) reacutesJltent r jait de meacutecanismes diffeacuterents dont les c1uses et les facteurs de maitrise dofent ecirctre deacutetermineacutes dans chaque cas particJpr afin decirctre certain de mettre en oeuvre au plus juste coucirct des remegravedes efficaces ( j
n apparaft au corraire que pour chaque secteur C littorc oi une action est neacutecessaire a soluor adeacutequate ne peut ecirctre trouveacutee cu au niveat loca~ en associant tous les resporsables co-erneacutes Un outil nouveau est proposeacute le Contrat de Baie dont linitiative peut br= prise par lEtat mais aussi par dautrs acteurs (collectiviteacutes locales cssociatiors rotamment) ()
Chaque Cartrat de 3aie doit correspondre agrave une uniteacute middot-orale rmogegravene ()
Puisque la lutte ccr-se la pollution des eaux littorales ne peut ecircrr= efficace que par la prise
en compte des apports de Jensemble du bassin versant le Contrat de Baie doit ecirctre eacutelaboreacute agrave ce niveau
Pour eacuteviter ces eacutecueils tout Contrat de Baie devra reposer sur une connaissance aussi preacutecise que possible
bull de lensemble des sources de poiJution affectant le secteur rejets coners (ponctuels ou diffus) apports par les cours deau immersions de deacuteblais de dragage etc
bull des meacutecanismes de transfert des pollutions au milieu marin
bull des caracteacuteristiques du milieu reacutecepteur (morphologie courants caracteacuteris-tiques hvdrochimiques et biologiques)
bull des USIlges agrave proteacuteger et des zones sensibles du point de vue eacutecologique
Puisque lameacutelioration de la qualiteacute des eaux dun secteur du littoral implique de deacutefinir un programme concernant lensemble du bassin versant la maicirctrise douvrage de leacutetude ne pourra en geacuteneacuteral ecirctre confieacutee qu acirc une collectiviteacute locale de niveau supra shycommunal ()
L finaii du Contrat de Baie est dinciter les divers panenaires concerneacutes en particuer es coliegrave-ivieacutes locales agrave deacutepasser le cadre des scheacutemas classiques dassainissement dans tcs les cas c des dispositions speacutecifiques doivent ecirctre prises pour restaurer la qualiteacute des eaux (
temps le pool de dix femelles est constitueacute avec la mecircme densiteacute Apregraves tamisage du sperme
des dix individus macircles un pool est aussi reacutealiseacute avec une microgoutte de chaque filtrat
Chaque essai se deacuteroule dans des pots en polystyregravene steacuteriles dans lesquels agrave 30 ml deau filtreacutee
sont inoculeacutes 1 ml de solution dovocytes et 05 ml de sperme dilueacute (2 gouttes de sperme sec
dans 100 ml) Les ovocytes feacutecondeacutes sont alors mis en incubation dans une armoire
thermostateacutee agrave 155degC soit 20degC agrave 25degC de plus que la tempeacuterature du milieu naturel ceci
dans le but deacuteviter les effets neacutefastes pour le deacuteveloppement des larves dun eacutecart de
tempeacuterature trop eacuteleveacute Un scheacutema du protocole expeacuterimental est preacutesenteacute en annexe I
Lobservation du taux de reacuteussite de feacutecondation seffectue une heure trente apregraves le
meacutelange des gamegravetes
Le comptage des diffeacuterentes cateacutegories de larves est reacutealisable apregraves 5 jours dincubation
Les observations des larves reposent sur 5 critegraveres deacutefinissant chacun un type de larves
diffeacuterent (Pagano et al 1989)
N pluteus normal ayant suivi un deacuteveloppement convenable
R plut eus retardeacute ou inhibeacute dont la taille natteint pas la moitieacute de la normale
Pl pluteus pathologique preacutesentant des malformations du squelette
etou du tube digestif
P2 embryons dont le deacuteveloppement siest arrecircteacute agrave diffeacuterents stades
(morula blastula gastrula ou prisma)
M larye ou embryon mon
Lexamen de la qualiteacute des larves obtenues sur chaque site mesure laptitude des animaux
preacuteleveacutes sur cette zone agrave produire des larves viables en eau de mer de reacutefeacuterence traduisant
ainsi limpact de lenvironnement sur la qualiteacute des gamegravetes
Geacuteneacutetique des populations
Les recherches en geacuteneacutetique meneacutees ces derniegraveres anneacutees sont orienteacutees vers une connaissance
approfondie des meacutecanismes adaptatifs des populations danimaux marins notamment par
leacutetude des isoenzymes impliqueacutes dans divers processus meacutetaboliques Ains~ ladaptation de la
population agrave son environnement est deacuteceleacutee par la variabiliteacute des gegravenes enzymatiques Lanalyse
12
PLANCHE 1 Deacuteveloppement larvaire de Sphaerechinus granularis
- lt shy0
-
shy
embryon (P2) pluteus retardeacute (R)
pluteus pathologique (Pl) pluteus normal (N)
13
des structures geacuteneacutetiques a volontairement eacuteteacute reacuteduit agrave deux stations (Marloux et Armorique)
en raison dune part du deacutelai imparti agrave cette eacutetude et dautre part dune eacutetude comparative de
populations deacutejagrave effectueacutees sur ces deux sites (Lumingas amp Guillou sous presse) Dans cette
eacutetude a eacuteteacute analyseacute le polymorphisme l enzymatique des deux populations mesureacute par
eacutelectrophoregravese sur gel damidon En effet cette technique reposant sur le caractegravere amphotegravere
des proteacuteines elle permet de deacuteceler les variations de charges nettes des sous-uniteacutes
constituant le systegraveme enzymatique eacutetudieacute de sorte que les substitutions entre acides amineacutes
dans la structure primaire de la proteacuteine sont rendues visibles Ces substitutions eacutetant issues de
mutations sur les codons dau moins un nucleacuteotide de lADN (Ayala 1982) il sagit donc bien
lagrave dun reflet du patrimoine geacuteneacutetique Cependant toutes les mutations de triplet ne sont pas
deacutecelables en raison de la redondance du code geacuteneacutetique de mecircme que les substitutions
dacides amineacutes qui ne modifient pas la charge nette de la proteacuteine Cest pourquoi lon
considegravere que les deux tiers des mutations ne sont pas deacutetecteacutees (Ne~ 1972) Dune maniegravere
geacuteneacuterale la variabiliteacute geacuteneacutetique des organismes se trouve donc sous-estimeacutee
Les oursins rameneacutes frais au laboratoire sont aussitocirct disseacutequeacutes et des eacutechantillons de
diffeacuterents organes (muscle gonades appareil digestif) sont preacuteleveacutes sur chaque indhidu et
placeacutes seacutepareacutement dans un cocircne dEppendorf annoteacute et conserveacute au congeacutelateur (-70degC) Un
lot de 40 individus par site est ainsi preacutepareacute Les eacutechantillons sont ensuite broyeacutes agrave volume eacutegal
dans une solution de tampon de-traction (TRIS 00 lM + NADP 1 + EDTA) ajusteacutee agrave
pH 68 puis centrifugeacutes agrave 10000 g pendant 15 minutes agrave FC Les eacutechantillons sont placeacutes dans
des gels agrave 11 damidon en impreacutegnant de petites bandes de papier Whattman TM n)3
introduits perpendiculairement au gel apregraves avoir deacuteposeacute au preacutealable quelques gouttes de bleu
de bromopheacutenol pour visualiser le front de migration Les gels sont refroidis durant toute la
dureacutee de la migration par un systegraveme de plaques de refroidissement placeacutees au dessus et en
dessous du moule La migration est anodique Un scheacutema du montage est figureacute en annexe Il
La composition des tampons deacutelectrophoregravese et les reacutesolutions obtenues sont donneacutees en
annexe III Les eacutechantillons peacutenegravetrent dans le gel pendant une preacute-eacutelectrophoregravese de 10
minutes agrave 100 V Lorsque la migration est commenceacutee le gel est soumis agrave un champ eacutelectrique
Ipolymorphisme existence simultaneacutee dallS une population de plusieurs gegravenes pour le mecircme locus
14
constant de 80 mA pendant 4 agrave 5 heures La seacuteparation des geacutenotypes des diffeacuterents systegravemes
enzymatiques est reacuteveacuteleacutee par des colorations speacutecifiques regroupeacutees par Pasteur et al (1987)
et adapteacutees de Shaw et Prasad (1970) Les solutions utiliseacutees pour la reacuteveacutelation des
eacuteleacutectrophoreacutegrammes sont deacutecrites en annexe IV Linterpreacutetation des reacutesultats neacutecessite la
connaissance de la structure quaternaire (le nombre de sous-uniteacutes) de lenzyme qui
conditionne le nombre de taches observables chez les heacuteteacuterozygotes correspondant aux
diffeacuterentes combinaisons possibles entre les sous-uniteacutes sous lhypothegravese que les loci soient
autosomaux2 et les allegraveles codominants3 Quand un systegraveme enzymatique possegravede plusieurs
loci ces derniers sont numeacuteroteacutes de 1 agrave n suivant leur vitesse de migration en commenccedilant par
le plus rapide Les allegraveles5 sont codeacutes en fonction de leur distance (mesureacutee en mm) par rapport
agrave lallegravele le plus freacutequent noteacute 100 qui sert de reacutefeacuterence
5deg - Traitement des donneacutees
Les reacutesultats des tests deacutecotoxicologie sur les larves doursins sont traiteacutes statistiquement
par analyse de variance agrave lm critegravere de classification qui permet de veacuterifier en un seul test si les
diffeacuterences observeacutees au niveau des moyennes dun ensemble deacutechantillons sont imputables
aux fluctuations deacutechantillonnage ou non Cette meacutethode analyse les sources de variation de
lensemble des donneacutes elle sous-entend leacutegaliteacute des variances et la normaliteacute des populations
dorigine Le respect des conditions dapplication est controcircleacute au moyen dun test de Bartlett
Les tests statistiques sont reacutealiseacutes agrave laide du logiciel STATGRAPHICS (Statistical Graphies
Corp Rockville Maryland USA) Les comparaisons inter-sites sont effectueacutees avec un seuil
de confiance de 95
Les donneacutees de geacuteneacutetique sont traiteacutees par le logiciel BIOSYS-l (Swofford et Selander
1981) qui calcule les freacutequences alleacuteliques et donne les eacutecarts par rapport agrave leacutequilibre dHardyshy
Weinberg dans la population consideacutereacutee Les freacutequences alleacuteliques sont calculeacutees agrave partir des
2autosome chromosome preacutesent en double dans les cenules diploiumldes agravees deux sexes Jcodominams allegraveles exprimeacutes de maniegravere semblable dans un geacutenOtype heacuteteacuterozygote 410cus portion de chromosome correspondam agrave un gegravene 5allegravele lune des expressions alternatives dun gegravene (lOCus)
15
effectifs directement observeacutes sur les zymogrammes Pour un locus posseacutedant k allegraveles et un
eacutechantillon de N individus la freacutequence du iegraveme allegravele est donneacutee par la formule 1shy
(2Nii +iNij) HXi =__---L-_
2N
Nuuml nombre dhomozygotes observeacutes pour lallegravele ~
Nij nombre dheacuteteacuterozygotes observeacutes pour lallegravele i
Les freacutequences geacutenotypiques sont recalculeacutees sous lhypothegravese de la loi dHardy-Weinberg
qui postule que les freacutequences alleacuteliques restent constantes dune geacuteneacuteration agrave lautre en
labsence de mutation seacutelection et de migration (dans le cas dune espegravece diploiumlde en
panmixie6) Etant donneacutee la faible taille des eacutechantillons les freacutequences geacutenotypiques attendues
par cette loi sont calculeacutees par la formule de Levene (1949) N = Nxi (2Nx i -1)
2N-l _ 4N2 XiXjN - -----shy
lJ 2N-l
Nuuml freacutequence geacutenotypique homozygote
Nij freacutequence geacutenotypique heacuteteacuterozygote7 ayec IkNij=l (pour k allegraveles)
Le test de conformiteacute des freacutequences geacutenorypiques calculeacutees avec les reacutesultats observeacutes fait
intervenir un X2 Certains effectifs geacutenotypiques eacutetant compris entre 5 et 10 le test utiliseacute est
celui du conigeacute de Yates j(~12 (1 Obil - At) _ 1~)2
y= w shyC i=1 Atif
Le nombre de degreacute de liberteacute est eacutegal agrave m-k m eacutetant le nombre de geacutenotypes et k le
nombre dallegraveles
Les eacutechantillons eacutetant de faible taille les loci multi-alleacuteliques ont eacuteteacute analyseacutes en regroupant
les geacutenotypes en trois classes la classe des geacutenotypes homozygotes posseacutedant lallegravele Je plus
freacutequent la classe des heacuteteacuterozygotes posseacutedant lallegravele le plus freacutequent et la classe regroupant
les autres geacutenotypes Comme dans le cas des loci di-alleacuteliques le test du X2 est agrave 1 degreacute de
6panmixie individus qui se croisent au hasard agrave limeacuterieur ct une population pour laqudle leacutequilibre de la loi dHardy-Weinberg est respecteacutee (degraveme) heacuteteacuterozygote individu qui possegravede deux allegraveles distincts aux locus homologues des chromosomes parents dun organisme diploiumlde
16
liberteacute lorsque toutes les classes ont un effectif supeacuterieur agrave cinq Dans le cas dun locus dishy
alleacutelique si lun des effectifs est infeacuterieur agrave 5 la probabiliteacute exacte p est calculeacutee suivant le test
de Fisher utiliseacute dans le tableau de contingence 2X2 (VithayasaIuml 1973)
Les descripteurs de variabiliteacute geacuteneacutetique des populations sont donneacutes par les relations
suivantes
a) - pourcentage de loci polymorphes8 P95 = 100x(npn)
avec n == nombre de loci eacutechantillonneacutes et ni nombre de loci polymorphes un locus est
polymorphe lorsque la freacutequence de lallegravele le plus rare est supeacuterieure agrave 005
b) - lheacuteteacuterozygotie correspond agrave la freacutequence moyenne dheacuteteacuterozygotes dans la
population on distingue lheacuteteacuterozygotie obseIVeacutee (ho) et celle attendue dapregraves la loi dHardy-
Weinberg (he)
1=1
Xuuml eacutetant la freacutequence obseIVeacutee du geacutenotype homozygote du iegraveme allegravele contenu dans le locus Ir
h == 1- x~ e iJ
=
x eacutetant la freacutequence attendue du geacutenotype homozygote du iegraveme allegravele
Pour les eacutechantillons de petite taille lutilisation de lindice non biaiseacute (Levene 1949) est
neacutecessaire Le calcul de lheacuteteacuterozygotie attendue seffectue de la faccedilon suivante k
2N(1- LX) he(nb) == __---i-=-=l~_
(2N -1)
ougrave N est le nombre dindividus eacutechantillonneacutes
sur lensemble des loci on effectue la moyenne
=1
c) - lindice de fixation de Wright (FIS) ou de Selander (D) permettent deacutevaluer le
deacuteficit ou lexcegraves dheacuteteacuterozygotes Pour le iegraveme locus ils sont deacutefinis par
8polymorphe un g~ne es dit polymorphe lorsquil preacute~me au moins deux eacutetats distinctS dun caractegravere donneacute
li
Les deux indices se comportent de faccedilon opposeacutee une valeur positive de D correspond agrave
excegraves dheacuteteacuterozygotes et une valeur neacutegatIcircve agrave un deacuteficit en heacuteteacuterozygotes
La diffeacuterentiation geacuteneacutetique des populations est appreacutecieacutee par le calcul dun indice de
fixation moyen FST (Wright 1965) deacutefini de la maniegravere suivante
I-FIT = (I-FIS)middot(I-FST)
ougrave FIT et FIS sont les indices de fixation respectivement des individus agrave la population totale et
agrave ces sous-populations
Les indices de fixation du iegraveme allegravele sont deacutefinis dapregraves Nei (1977) par
~Sj =(~ - P)(Pi - p)
Fm = (~ - p2i)(Pi _ p2j)
avec Pi=Sn wiXuuml Pi=Sn wixi ougrave wi repreacutesente le poids accordeacute agrave chaque sous populations
Les indices de fixation calculeacutes pour le jeme locus agrave k allegraveles sont donneacutes par k
Lx j (1- Xj)~Sj ~Sj =-=--------
Lx j (1- Xi) i=1
k
LX (1- xJFm
LxC1- x) 1-1
Lhypothegravese nulle Ho que la valeur du F ST seacutecarte significativement de zeacutero est testeacutee par
X2=2NFST pour n-1 degreacute de liberteacute (Workman et Niswander 1970) ougrave n est le nombre de
18
10
sous populations et N le nombre total dindividus eacutechantillonneacutes La variance autour de la
moyenne par preacutelegravevement est deacutetermineacutee par la meacutethode du jacknife (Weir et Cockerham
1984) Elle permet de tester la significativiteacute de la valeur moyenne agrave laide dun test-t
Le nombre dindividus migrants entre populations peuvent ecirctre estimeacutes par la relation
Nm = (_1__ 1)4 FST (Wright 1965)
avec N =nombre dindividus fertiles dans la population
m = taux de migration
III RESULTATS
- Indices Physiologiques
Lexamen des indices gonadiques fait apparaicirctre de fortes dispariteacutes entre stations (fig 2a)
Tout dabord le site de lArmorique se distingue par des valeurs tregraves faibles traduisant un
niveau de deacuteveloppement des gonades tregraves reacuteduit ne permettant pas de discerner une peacuteriode
de ponte Le site du DelIee preacutesente un deacuteveloppement des gonades moyen comparable au
teacutemoin (Gleacutenan) mais le pic de deacuteveloppement de printemps nest pas observeacutee bien que la
chute de lindice agrave partir du mois de mai permette dy deacuteceler une ponte La population de
MarIoux preacutesente une eacutevolution assez semblable agrave celle des Gleacutenan avec toutefois des valeurs
nettement plus eacuteleveacutees et deux peacuteriodes de chute dindice Uanvier-mars avril-juin)
Lanalyse des indices de reacutepleacutetion (fig2b) montre un comportement radicalement diffeacuterent
entre les oursins de la rade et ceux des Gleacutenan En effet alors que sur le site teacutemoin on observe
un maximum en hiver et une forte chute de lindice de reacutepleacutetion jusquen avril-ma~ soit un mois
avant la ponte le comportement alimentaire des oursins des sites de la rade semble beaucoup
plus anarchique sur le site de MarIoux les indices de reacutepleacutetion restent eacuteleveacutes mecircme en peacuteriode
de ponte et sur les deux autres sites les valeurs hivernales sont singuliegraverement faibles De
maniegravere geacuteneacuterale les indices de reacutepleacutetion des stations de la rade sont plus stables au cours de la
peacuteriode eacutetudieacutee et plus eacuteleveacutes pendant le printemps et leacuteteacute que sur le site de reacutefeacuterence des
Gleacutenan Ceci semble traduire un besoin eacutenergeacutetique plus constant agrave correacuteler avec la nature du
substrat et la disponibiliteacute des ressources trophiques (Comely amp Ansel 1989)
19
Fig 2 Evolution des indices phvsiologigues de Splzaerecltinus granularis UG et IR)
Indices Gonadiques
Mariaux
+ Armorique
-Q-- DeUee
- -r- - Gleacutenan
Fig2a
Indices de Reacutepleacutetion
25
1 tfi~__ plusmnl~middotmiddotmiddotmiddotmiddott~~-~-~
5 - -- - - ~~~~-TT-~ j ~----+-- ~~ l ~-middot-rgtfmiddotltmiddot J 1 shy
n------~ -t o 1 shy
o J FM AM J J
bullbull -tl- bullbullbull Marlou~
1
1 -+- Armorique 1
~ Dellee
- - - Gleacutenan l
Fig2b
2deg - Feacutecondation et deacuteveloppement larvaire
Les reacutesultats sont rassembleacutes sur le tableau l et les graphes preacutesenteacutes en figure 3 ougrave sont
pris en compte les moyennes de lensemble des expeacuteriences Les taux de feacutecondations moyens
sont eacuteleveacutes sur tous les sites (gt91) On note cependant une reacuteussite des feacutecondations (F)
leacutegegraverement meilleure pour le site des Gleacutenan (fig3a) sans pour autant que les diffeacuterences
soient statistiquement significatiyes sauf pour le site de MarIoux ougrave les valeurs sont
significatrvement infeacuterieures au site de reacutefeacuterence (seuil de confiance 95)
20
Les taux de pluteus normaux (N) obtenus pour les sites de lArmorique et de Marloux sont
significativement infeacuterieurs au site des Gleacutenan choisi comme reacutefeacuterence (respectivement 689
et 812 contre 869 auxiles Gleacutenan cf fig3d)
Le site de lArmorique se distingue des trois autres populations par un taux de blocage au
stade embryonnaire (P2=118) et de pluteus retardeacutes (R=143 fig3e) significativement
plus eacuteleveacutes de plus les tests sur les individus macircles montrent sur cette cateacutegorie des reacutesultats
statistiquement plus eacuteleveacutes que pour les femelles (t=249068 n=38 0=0005)
Le site de Marloux preacutesente un taux dembryons intermeacutediaire entre celui trouveacute agrave la pointe
de lArmorique et celui des Gleacutenan (58 fig3b) Le taux de mortaliteacute (M) y est
significativement supeacuterieur agrave toutes les autres stations (24 contre 08 agrave 12 fig3f)
En revanche aucune diffeacuterence statistique nIa eacuteteacute rencontreacutee en comparant les sites du
Dellec et des Gleacutenan agrave quelque stade de deacuteveloppement que ce soit bien que les reacutesultats
soient geacuteneacuteralement infeacuterieurs pour le site de la rade
Les pluteus pathologiques (Pl) sont du mecircme ordre de grandeur dans tous les sites (37)
et ne permettent pas deacutetablir de comparaison (fig3e)
TABLEAU 1 COllPARAISON DES RESUlJTATS DES TESTS DE FECONDATION
N() P2 ()1
i F() R() 1 Pl () M() 1rmoriq ue Macircles 922plusmn64 13+16689plusmnU5 82plusmn80178plusmn10S 1 38plusmn16
1
Femelles 93Oplusmn45 688plusmn166 108plusmn70 39+16 153plusmn177 L2plusmnL3 11
689plusmn145 Il8plusmnl43Total 1 922plusmn64 143plusmn9A 38plusmn22 12plusmn20 2larloux Macircles 800plusmn42 79plusmn34 41plusmn27928plusmn37 5 1plusmn3 1 28+8
Femelles 91Oplusmn94 824plusmn84 1 59plusmn3 1 33plusmn14 65plusmn61 L9plusmn22 69plusmn36 37plusmn21 58plusmn5O 24plusmn5Total 919+74 812plusmn69
27plusmn27Deliee Macircles 81plusmn3ocirc 33plusmn15 O9plusmnLO925plusmn57 i 850plusmn59 96plusmn56 1 45+16 27plusmn32Femelles l2plusmn24928plusmn61
1 82Oplusmn9O 27plusmn29 10plusmn18Total 89plusmn4iuml 39plusmn22926plusmn58 835plusmn771 1
27plusmn23 O6plusmnO777plusmn50 38plusmn23Gleacutenan Macircles 851plusmn69949plusmn45 - l+ 1)~_J_ 1 34plusmnl7 14plusmn13Femelles LOplusmn14887plusmn72943plusmn44
21plusmn2O 1 O8plusmn1l869+72 1 66+51 1 i 36plusmn2OTotal 946+44
mise en eacutevidence dune diffeacuterence significative entre ies reacutesultats des deux sexes
21
_________________ _
Fig 3 Preacutesentation graphique des reacutesultats des tests eacutecotoxicologigues
Taux de feacutecondation (F)
100
1 1 6 iuml 1 1
agrave~J 9 1
0
1
1~1 l i 1
80_
751 1
Armorique Marioux Deliee Gleacutenan
Fig 3a taux de feacutecondation observeacutes pour chaque station
Embrvons (P2) 00
1 1
11
15
10 T 5 shy
0 Armorique Marloux Deliee Gleacutenan
Fig 3b taux de blocage embryonnaire obseneacutes pour chaque station
Pluteus retardeacutes CR)
25CO
20CO
15CO o
10CO
5CO 1 9 i
OCO
Armorique Martoux Jallee Gleacutenan
Fig 3c taux de pluteus retardeacutes obsenes sur chaque statlon
22
__________________ _
Pluteus nomlaut (N)
100 T iuml ccedil 2751 iuml 2 l Q
l501 1
T251
1
0 Armorique Marloux Deliee Gleacutenan
Fig3d taux de pluteus normaux observeacutes sur chaque station
Pluteus pathologiques (Pl)
8
161
i T shy1l iuml
1 11 14 -
I r-
tJiuml t 1
1 2 1 1
omiddot Armorique Mariaux Deliee Gleacutenan
Fig 3e [mLC de plweus pathologiques observeacutes sur chaque station
Tault de mortaliteacute on
500
400
300 l
200
1
100 J J j J
000
Armorique Mariaux Deliee Gleacutenan
Fig 3 taux mortaliteacute observeacutes pour chaque station
30 - Geacuteneacutetique des populations
Les reacutesultats sont rassembleacutes sur les tableaux n02 et 3 Sur les Il loci eacutetudieacutes on remarque
que la population de lArmorique seacutecarte significativement de leacutequilibre de Hardy-Weinberg
pour 5 loci (PGM-l et 2 IDH-l PGD-l GPI-1) alors que lon observe seulement 2 cas pour
le site de MarIoux TI est agrave noter que dans chaque cas les indices de fLation de la population
de lArmorique sont plus eacuteleveacutes que ceux de MarIoux traduisant une deacuteviation plus
importante Cette observation est correacuteleacutee par une heacuteteacuterozygotie en moyenne plus eacuteleveacutee agrave
MarIoux quagrave lArmorique (0207plusmnO057 contre 0180plusmnO052) Le pourcentage de loci
polymorphes (seuil 95) est de 6364 agrave MarIoux contre 4545 agrave lArmorique
Lindicateur de diffeacuterenciation geacuteneacutetique moyen calculeacute selon la meacutethode de Weir et
Cockerham est faible (FST=00059plusmnO0048) et ne montre pas de diffeacuterence significative Dans
ces conditions lestimation du nombre dindividus eacutechangeacutes par geacuteneacuteration donne une valeur
eacuteleveacutee (Nm=42 12plusmn23 Il)
TABLEAU 2
RESUltŒ DES F-STATISTIQUES
Locus FIS FIT FST
PGM-1 0381 0384 0004 PGM-2 0359 0360 0001 IDH-l 0226 0233 0010 PGD-l 0351 0352 0002 MDH-1 -0013 -0009 0005 MDH-2 -0026 -0013 0013 GPI-1 0346 0352 0012 ME-1 0252 0253 0001 ME-2 -0034 -0030 0005
MT-1 -0051 -0040 0012 MT-2 0137 0137 0000
Moy 0273 0276 0006
24
TABLEAU 3
STRUCTURE GENETIQUE DE DEUX POPULATIONS DE Sgranillaris SUR UNE BASE DE 11 LOCI
Pointe de Marloux Pointe de lArmorigue 1
1 1
Locus allegravele freacuteq Ho He D Het freacuteq Ho He D Het
PGM-l 105 0013 2 1987 0006 0050 - 1 2924 -0658 0073
100 0975 0962
95 0013 0038
PGM-2 110 0025 15 22l77 -0324 0554 - 12 20468 -0414 0512
105 0262 0287
100 0613 0637
95 0087 0075
90 0013 shyIDH-l 105 0081 7 8260 -0153 0223 0015 3 4761 -0370 0140
100 0amp78 0926
95 0041 0059
PGD-l 110 0025 15 19392 -0227 0485 0038 9 18063 -0502 0452
107 0013 shy105 0213 0250
100 0688 0700
95 0050 0013
90 0013 shyltIDH-l 105 - 1 1000 0000 0025 0013 1 1000 0000 0025
100 0988 0988 95 0013 shy
MOH-2 110 - 0 - - - 0025 2 1975 0013 0 049
100 1000 0975
GPI-I 110 0112 Il 14620 -0148 0366 0175 6 11696 -0487 0292
105 0075 shy100 0788 0325
100 0850 0863
95 0025 -ltŒ-1 105 0050 2 3843 -0480 0096 0038 3 2924 0026 0073
100 0950 0962
rv1E-2 105 0013 3 2949 0017 0074 0038 3 2924 0026 0073
100 0962 0962
95 0025 -MT-1 105 0038 6 5734 0046 0143 0025 2 1975 0013 0049
100 0925 0975
95 0038 -MT-2 105 0150 10 10329 -0032 0258 0138 7 9608 -0271 0240 1
Heacuteteacutero~gotIcirce moyenne par locus (non biaiseacutee O207iO057 HeacuteteacuterozygOlIcirclt moyenne par locus (non biaiseacutee == O180iO05 Nombre moyen dallegraveles par locus = 309iO44 Nombre moyen dallegraveles par locus 236iO20 Pourcentage de loci polmorphes (criteacutere 95) == 6364 Po=uge de loci polymorphes (criteacutere 95) =4545
locus preacutesent8llt un deacuteficit en heacuteteacutero~gOles significltl lttest de 1 p$O05)
1
IV 1DISCUSSION
TI ressort de cette eacutetude une convergence des reacutesultats qui reacutevegravele la singulariteacute de la
population de la pointe de lArmorique En effet le cycle de reproduction y est agrave leacutevidence
perturbeacute les valeurs dindice gonadique sont extregravemement faibles et la ponte non deacutecelable Le
taux dingestion est faible Les tests de deacuteveloppement larvaire preacutesentent des anomalies
(blocage aux stades embryonnaires et retard des pluteus) et lanalyse geacuteneacutetique y reacutevegravele pour
pregraves de 50 des loci une deacuteficience en heacuteteacuterozygotes traduisant lagrave une baisse de variabiliteacute
geacuteneacutetique et une deacuteviation par rapport aux conditions dHardYMWeinberg9
Le site voisin de la pointe MarIoux semble beaucoup moins affecteacute le cycle de reproduction
sy deacuteroule tout agrave fait normalement (IG plus eacuteleveacutes que sur le site de reacutefeacuterence) et leacutequilibre
panmictique y est geacuteneacuteralement mieux respecteacute Cependant les tests eacutecotoxicologiques y
deacutecegravelent quelques indices de perturbation les taux de feacutecondations y sont infeacuterieurs au teacutemoin
les embryons preacutesentent quelques blocages et les taux de mortaliteacute des larves sont
statistiquement plus eacuteleveacutes
Les reacutesultats concernant le site du Deliec nindiquent p as de diffeacuterences remarquables par
rapport au site de reacutefeacuterence La peacuteriode de ponte y survient avec un leacuteger deacutecalage sans doute
agrave mettre agrave lactif dune diffeacuterence dans les conditions de tempeacuterature etou de deacuteveloppement
de blooms phytop1anctoniques certains auteurs faisant concorder le deacuteclenchement de la ponte
avec labondance de nourriture disponible pour les larves (Himmelman 1978)
Le comportement des indices de reacutepleacutetion des populations de la rade de Brest savegravere tregraves
distinct de celui de la population de reacutefeacuterence ce qui peut traduire une strateacutegie adaptative
diffeacuterente ou une couverture des besoins eacutenergeacutetiques insuffisante chez les populations de la
rade Cette observation meacuterite notre attention puisque dans le cas de la station de MarIoux le
substrat est semblable agrave celui du site teacutemoin et ne peut expliquer le maintien de lindice de
reacutepleacutetion agrave des niveaux eacuteleveacutes pendant la peacuteriode de reproduction
On peut deacuteduire de ces constatations une distinction entre les populations du fond de la
rade et la station du Deliee situeacutee dans le goulet qui semble a priori exempte de deacutegradation
9Hardy-Weinberg (loi de) loi dheacutereacutediteacute ougrave la preacutesence des gegravenes demeure constante de geacuteneacuteration en geacuteneacuteration en labsence de seacutelection de mutation daccouplements dirigeacutes ou daccidents deacutechantillonnage
26
Les deux populations du bassin Nord subissent agrave leacutevidence linfluence de facteurs
environnementaux qui perturbent leur deacuteveloppement Ces pheacutenomegravenes sont provoqueacutes par
diverses causes dorigine naturelle tout dabord auxquelles viennent sajouter les facteurs
anthropiques
Une certaine hieacuterarchisation dans leacutetat de deacutegradation des sites est agrave prendre en compte En
effet des deux zones perturbeacutees la pointe de lArmorique est celle ougrave les effets se font le plus
durement ressentir
Ces deux stations diffegraverent de par le substrat le reacutegime hydrodynamique et lintensiteacute de
linfluence estuarienne La nature du substrat agrave MarIoux est la mecircme que sur le site de
reacutefeacuterence des Gleacutenan il sagit de fonds meubles composeacutes de maeumlrl vivant recouvert
deacutepiphytes synonymes de ressources trophiques abondantes et disponibles toute lanneacutee ce qui
explique les indices gonadiques eacuteleveacutes observeacutes pour ces deux sites A MarIoux
lhydrodynamisme est calme favorable au deacuteveloppement dune veacutegeacutetation dense dalgues
macrophytes saisonniegraveres (Hily et al 1992) Cette couverture veacutegeacutetale est renforceacutee par
lenrichissement du milieu en sels nutritifs provenant du bassin versant de lElom agrave vocation
agricole (N03-=500 agrave lOOOkgj P043-=30 agrave 700kgj) Les concentrations dans cette zones
sont eacuteleveacutees et varient au cours de lanneacutee elles sont maximales lhiver (N03-=28-51 mgl
P043-=O67-137mgl NH4+=41-37mgl) La preacutesence de ces algues contribue agrave augmenter
et agrave diversifier les ressources trophiques disponibles elle favorise le deacuteveloppement dune faune
diversifieacutee de brouteurs
Sur le site de la pointe de lArmorique par contre le substrat est rocheux et les courants
forts Le couvert veacutegeacutetal y est au contraire clairsemeacute et composeacute dalgues essentiellement
saisonniegraveres La population de lArmorique se trouve donc dans des conditions de ressources
trophiques moins facilement accessibles et plus limiteacutees comme latteste le deacuteveloppement plus
important de lorgane masticateur (par effet compensateur) signaleacute lors dune eacutetude compareacutee
de ces deux populations (Lumingas amp Guillou SOIIS presse) Lanalyse des indices
physiologiques doit se faire en consideacuterant que le degreacute de prospeacuteriteacute dune population reacutesulte
dun compromis entre la nature et labondance des ressources trophiques dune part et dautre
part de leacutenergie que lanimal doit deacutepenser pour collecter digeacuterer et assimiler cette nourriture
27
(Reacutegis 1979) Les deux populations eacutetant au deacutepart placeacutees dans des conditions ineacutegales
lapparition de facteurs exteacuterieurs ne pourrait quamplifier cette diffeacuterence au deacutetriment de la
plus deacutefavoriseacutee
Lexamen comparatif des courbes deacutevolution de tempeacuterature entre le Dellec et la pointe de
lArmorique (stations fixes de mesures hydrologiques) montre un eacutecart de 05 agrave 1degC en faveur
de la partie la plus reculeacutee de la rade (cf Annexe V) En tenant compte de la profondeur on
peut en deacuteduire pour le site de Marloux ougrave la profondeur est faible un eacutecart de tempeacuterature
denviron + l5degC par rapport au Dellec Cette particulariteacute pourrait expliquer la preacutecociteacute de la
maturiteacute remarqueacutee chez la population de Marloux Plusieurs interpreacutetations peuvent expliquer
la chute de lindice gonadique observeacutee en mars interruption dans le deacuteveloppement des
gonades provoqueacutee par les preacutecipitations hivernales (Cochran amp Engelmann 1975 Starr et al
1993) une mobilisation des reacutesenles dues aux conditions climatiques (Guillou amp MicheL
1993) ou au contraire une gameacutetogeacutenegravese preacutecoce comme le laisse supposer la forte valeur de
lindice gonadique en janvier
Les tests de feacutecondation eacutetant reacutealiseacutes dans une eau de reacutefeacuterence les causes de perturbation
du deacuteveloppement larvaire sont intrinsegraveques aux gamegravetes il peut sagir soit de la qualiteacute du
vitellus soit dalteacuterations geacuteneacutetiques soit de laccumulation dans les gonades dun agent
contaminant preacutesent dans le mileu Gamegravetes et embryons doursins sont sensibles agrave un large
eacuteventail de facteurs physiques (tempeacuterature pH saliniteacute etc ) et chimiques (meacutetaux
pesticides PCBs hydrocarbures etc ) ils conviennent eacutegalement pour tester les effluents en
meacutelange (Kobayashi 1971 Dinnel et al 1981 Pagano et al 1987 Lassus et al 1991) ce qui
rend plus difficile la recherche des agents responsables des anomalies observeacutees
On peut tout de mecircme mentionner les fortes teneurs en meacutetaux lourds preacutesents dans toute la
partie Est de la rade (mine de plomb argentifegravere situeacutee agrave Huelgoat) Des mesures reacutecentes de
meacutetaux dans les seacutediments agrave proximiteacute de la pointe de lArmorique font eacutetat des concentrations
suivantes Cu=253 ppm Pb=230 ppm Zn=160 ppm (Troadec corn pers) Les oursins en
tant quorganismes infeacuteodeacutes au seacutediment et participant agrave leur bioturbation sont directement
exposeacutes agrave ce type de contamination Plusieurs eacutetudes in situ font eacutetat de laccumulation de
28
meacutetaux par les oursms notamment dans les gonades et lintestin (Augier et al 1987b
Albanedo et al 1990)
Les tests de toxiciteacute des meacutetaux lourds sur les larves de diffeacuterentes espegraveces doursins ont fait
lobjet de nombreux travaux et les effets de ces polluants sur la feacutecondation et le
deacuteveloppement des larves sont assez bien connus (Kobayashi 1984 Dinnel et al 1989) A
faibles doses les ions meacutetalliques peuvent exercer une action positive caracteacuterisant le
pheacutenomegravene d hormegravese observeacute par Stebbing (1981) sur des colonies dhydrozoaires Une
action semblable est rapporteacutee par Young au niveau du pouvoir fertilisant des spermatozoiumldes
doursins pour des concentrations en divers ions meacutetalliques allant de 10-5 agrave 10-6M (Young amp
Nelson 1974) Cependant il sagit de pheacutenomegravenes marginaux et la tendance geacuteneacuterale de ces
eacuteleacutements se manifeste bien eacutevidemment par un effet toxique Le cuivre le zinc le cadmium
provoquent agrave des seuils diffeacuterents des dommages sur les gamegravetes et leur descendance en
alteacuterant soit la croissance des larves soit la diffeacuterenciation squelettique des pluteus (Bougis
1961 1965 Khristoforova et al 1984 Pagano et al 1982 Hesllnga 1976) Les diffeacuterents
stades larvaires preacutesentent des sensibiliteacutes diffeacuterentes les travaux de Kobayashl (1980)
montrent une plus forte sensibiliteacute des spermatozoiumldes et des larves au stade gastmla ce qui
coincide avec les blocages embryonnaires observeacutes agrave ce stade sur le site de lAlmorique La
preacutesence de meacutetaux dans les gonades pourraient donc logiquement expliquer les reacutesultats
obtenus De plus de fortes preacutesomptions pegravesent sur les rejets de mateacuteriel provenant du service
pyrotechnique de la Marine Nationale sur la pointe de lArmorique
Les reacutesultats dune toute reacutecente analyse effectueacutee par le Laboratoire Municipal de Brest
(aoucirct 94) sur des gonades doursins provenant des trois stations de la rade confirme cette
hypothegravese (cf Annexe VI) Le site de lArmorique se distingue par des teneurs nettement plus
eacuteleveacutees en fer zinc plomb et en cadmium (Fe=263 ppm Zn=356 ppm Pb=075 ppm Cd=076
ppm cest agrave dire selon les meacutetaux entre 2 agrave 5 fois plus que dans les autres stations) Dans
lensemble une certaine contamination meacutetallique peut ecirctre remarqueacutee dont lorigine se situe
dans le trafflc maritime les rejets domestiques et portuaires et les peintures anti-foullng Les
fortes concentrations en zinc proviennent des toitures de lagglomeacuteration brestoise Les
nombreux eacutelevages porcins de la reacutegion peuvent aussi contribuer agrave la pollution en cuivre par
29
lalimentation fournie aux arumaux Cependant la forte contamination locale du site de
lArmorique en fer zinc plomb et cadmium ne peut avoir quune origine ponctuelle qui
confirme les soupccedilons pesant sur les activiteacutes militaires dans ce secteur Compareacutes aux chiffres
trouveacutes dans la litteacuterature les reacutesultats sont coheacuterents Augier et al(1987b) lors dune eacutetude
sur Paracentrotus ividus en baie de Port-Cros avance des concentrations dans les gonades
comparables (Cd=O52 agrave 231 ppm Cu=167 agrave 542 ppm Pb=O33 agrave 117 ppm) mais des
teneurs en mercure sensiblement plus faibles (Hg=003 agrave 004 ppm) Chez une autre espegravece
(Echinometra mathaei) les travaux dAlbanedo et al(1990) indiquent dans une station tregraves
pollueacutee du port de la Havane des concentrations eacuteleveacutees en meacutetaux Fe=l08 ppm Cu=473
ppm Zn=267 ppm chiffres qui sauf pour le cuivre restent infeacuterieurs aux mesures obselveacutees agrave
la pointe de lArmorique Ces auteurs montrent une accumulation des meacutetaux lourds
relativement importante dans les diffeacuterents organes des oursins notamment au niveau du tube
digestif (cas du plomb et du cuivre) il serait inteacuteressant de connaicirctre eacutegalement les doses dans
les autres parties de lorganisme Cette accumulation preacutesentant des fluctuations saisonniegraveres
lieacutees au meacutetabolisme de lanimal un suivi plus reacutegulier des concentrations en meacutetaux devrait
ecirctre envisageacute
Cependant les meacutetaux peuvent ne pas ecirctre les seuls agents agrave mettre en cause Les pesticides
et les hydrocarbures sont eacutegalement susceptibles de pouvoir provoquer des anomalies (cf
Annexe VU) Les PCBs employeacutes dans de nombreux secteurs industriels bien que quelquefois
signaleacutes dans les seacutediments de la zone portuaire agrave des taux importants (PCBs=183
ppbMarchand 1985) semblent agrave eacutecarter En effet Trieff et al (1 988) bien quil mette en
eacutevidence un effet spermiotoxique signale labsence daccumulation de ce type de produits dans
les organismes ce qui preacutesente comme impossible toute influence des PCBs dans les conditions
ougrave les expeacuteriences ont eacuteteacute meneacutees
La preacutesence dans le bassin Nord de rejets de deux stations deacutepuration situeacutees en amont de
la Penfeld exerce aussi une influence sur la qualiteacute bacteacuteriologique des eaux de ce secteur
Leurs apports sont estimeacutes agrave 1014CFIh Dautre part le ruisseau du Relecq Kerhuon situeacute pregraves
de lestuaire de lElom amegravene quant agrave lui jusquagrave 1012CFIh en hiver (source DDE rapport
Saunier eau et environnement) Ces chiffres peuvent apporter une explication aux mortaliteacute
30
des lalVes obselVeacutees pour le site de Marloux des bacteacuteries pathogegravenes preacutesentes dans les
gonades peuvent secirctre deacuteveloppeacutees pendant la peacuteriode dincubation
Les reacutesultats de lanalyse geacuteneacutetique trahissent un deacuteficit en heacuteteacuterozygotes important sur le
site de la pointe de lAnnorique Ce deacuteficit freacutequemment rencontreacute chez les mollusques
bivalves (Buroker 1983~ Singh amp Green 1984) et dautres inverteacutebreacutes marins (Murphy et al
1975 Day amp Bayne 1988) peut avoir plusieurs significations il sagit soit de la preacutesence
dallegraveles silencieux (1) soit dun pheacutenomegravene dinbreeding (2) soit dM effet Wahlund (3) ou
encore du reacutesultat de la pression de seacutelection exerceacutee par les facteurs eacutenonceacutes plus haut (4)
(1) Lhypothegravese de la preacutesence dallegraveles nuls lo est peu probable eacutetant donneacute le nombre de
loci preacutesentant un excegraves dhomozygotes
(2) Le pheacutenomegravene dautofeacutecondation nest pas agrave eacutecarter car des cas dhermaphrodisme
certes peu freacutequents ont deacutejagrave eacuteteacute rapporteacutes sur ce mecircme site (Neefs 1952) Leacuteventualiteacute que
les gegravenes impliqueacutes ne soient pas porteacutes par des chromosomes autosomaux na pas eacuteteacute veacuterifieacutee
(3) Les conditions dhydrodynamisme sexerccedilant sur cette zone peuvent ecirctre invoqueacutees pour
venir conforter la thegravese dun effet Wahlund (conseacutequence dun eacutechantillonnage effectueacute sur
deux sous-eacutechantillons dun mecircme site se comportant comme des populations Mendelliennes
seacutepareacutees)
(4) Une seacutelection exerceacutee par les conditions du milieu reste le)plication la plus probable
Cette influence des facteurs environnementaux comme la preacutesence de meacutetaux mentionneacutee
preacuteceacutedemment sexerce pendant la vie lalVaire peacutelagique mais surtout durant la phase critique
de la meacutetamorphose et les eacutetapes qui suivent le recrutement La meacutetamorphose chez les oursins
sulVient apregraves une peacuteriode variable de vie lalVaire pouvant durer selon les espegraveces et les
conditions entre 5 et 22 semaines (Strathmann 1987) ce qui expose les larves agrave de nombreux
aleacuteas Certains auteurs eacutevoquent limportance du recrutement comme facteur dheacuteteacuterogeacuteneacuteiteacute
geacuteneacutetique entre populations (Watts et al 1990) Or une eacutetude comparative des populations
des deux sites concerneacutes a montreacute une forte irreacutegulariteacute du recrutement dans la population de
Marloux par rapport agrave celle de la pointe de lAnnorique (Lumingas amp Guillou sous presse)
Ces auteurs imputent ce pheacutenomegravene au spectaculaire deacuteveloppement dalgues qui apparaicirct
IOallegravele nul (ou silencieux) est dit dun allegravele qui ne sexprime pas sur le gel
31
chaque anneacutee sur ce site agrave la faveur des apports fluviaux en eacuteleacutements nutritifs Dune part il
inhiberait laction attractive du maeumlrl dautre part la deacutecomposition de ces veacutegeacutetaux agrave
lautomne provoquerait la mortaliteacute des recrues en reacuteduisant la couche superficielle du seacutediment
et entraicircnerait le deacuteveloppement dun film bacteacuterien empecircchant 1a fixation des post~larves Le
site de la pointe de lArmorique semble au contraire avoir des recrutements reacuteguliers
Les groupes de recrues connaissent donc des destins diffeacuterents sur les deux sites ce qui
pourrait expliquer les diffeacuterences dheacuteteacuterozygotie observeacutees
Pour confirmer cette hypothegravese il conviendrait de comparer des eacutechantillons plus grands
dindividus de mecircme agravege correspondant agrave une peacuteriode ougrave le recrutement a eacuteteacute bon sur les deux
sites voire mecircme de comparer directement les geacutenotypes des jeunes individus recruteacutes dans les
deux sites Dautre part la comparaison du site de la pointe de lArmorique avec celui du
Dellec pourrait fournir des indications importantes pour confirmer lhypothegravese de lexistence
dune pression de seacutelection
V 1CONCLUSION
Leacutetude des phases de reproduction et deacuteveloppement larvaire des populations doursins de
la Rade de Brest met en eacutevidence des troubles fonctionnels chez les populations du bassin
Nord proches de la zone portuaire en particulier sur le site de la pointe de lArmorique qui
contraste avec les bons reacutesultats obtenus pour le site du Dellec sous influence oceacuteanique La
convergence des donneacutees de geacuteneacutetique avec les reacutesultats observeacutes confirme la validiteacute de la
meacutethode utiliseacutee et renforce la fiabiliteacute de Sgranularis comme bioindicateur
Les causes de ces deacuteregraveglements sont sans doute multiples aussi ce travail meacuterite-t-il un suivi
agrave plus long terme Leacuterude des diffeacuterents paramegravetres influenccedilant les conditions de vie des
oursins de la pointe de lArmorique (tempeacuterarure saliniteacute seacutedimentologie biomasse matiegravere
organique ) ainsi que des essais de transplantations in situ dindividus sains devraient
permettre de mieux preacuteciser les facteurs responsables de ces perturbations
Quant aux premiers reacutesultats danalyses des teneurs en meacutetaux lourds du Laboratoire
Municipal ils devraient ecirctre eacutetendus agrave dautres parties du corps (test intestin) et effectueacutes sur
un cycle annuel y compris sur le site des Gleacutenan
32
VI 1BffiLIOGRAPHIE
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ANNEXEI
SCHEIHA DU PROTOCOLE EXPERThlENTAL DES TESTS DE FECONDATION IN VITRO
oursin9 gonades
~ eau ae mer 1iltreacutee (045I-lm)
soies (200l-lm)
Dfiltration
eau de mer filtreacutee (045I-lm)
deacutecantation ovocytes
oursin ltJ ---+ gonades -
filtration soies (60~m) ~
D~
middot middot middot middot
30 ml bd
lavages et dilutions
1 1 1 1 1 1
bull bull bull bull bullbull ~
~~~ ~
env 1500 ovocytesml
m~ 1
env 50 ovocytesml
39
AtlNEXE II
ELECTROPHORESE
Installation des eacutechantillons
a coupe pratiqueacutee dans le gel b eacutechantillons
Montage du circuit
a tampon deacutelectrodes b eacuteponges c eacutelectrodes relieacutees au geacuteneacuterateur d ligne dinsertion des eacutechantillons
40
ANNEXEIll
PREPARATION DES SOLUfIONS DELECTROPHORESE
Tampon Tris Citrate pH 8 (TC 8)
- Electrodes Tris (062M) 756 g
Ac citrique (014M) 300 g eau distilleacutee qsp 1 l
- Gel 30 ml de tampon eacutelectrodes dans 900 ml deau distilleacutee
ajuster agrave pH 8 avec du Tris (lM) ou de lacide citrique (lM)
Tampon discontinu Tris Citrate pH 67 (TC 67)
- Electrodes pH 63 Tris (022M) 270 g
Ac citrique (008M) 180 g eau distilleacutee q sp 1 1
ajuster agrave pH 63 avec du Tris (lM) ou de lacide citrique (lM) - Gel pH 67
Tris (0008M) 097 g Ac citrique H20 (0003M) 063 g
eau distilleacutee qsp 1 1 ajuster agrave pH 67 avec du Tris (lM) ou de lacide citrique (lM)
Reacutesolution obtenue par systegraveme enzymatique
Muscle Tube Digestif Gonades Nbre Locus TCPH8 TC pH TC pH 8 1 TC pH li TC pH 8 1 TC pH dallegraveles
67 67 1 67
AAT-1 +
AAT-2 + 2
GPD-l IDH-1 + + + +
LAP-1
l1DH-1 ++ )
l1DH-2 +++ ++ 2 ME-l + 2 ME-2 + ++ 3
PGD-1 ++ + 6 PGI-1 +_
- ++ ++ 4
PGM-1 + + 3 PGM-2 +++ ++ 4
bull Faible ++ Bonne + Moyenne +++ Tregraves bonne
41
ANNEXE IV
SOLUTIONS DE COLORATIONS
AAT (Aspartate-aminotransfeacuterase)
Tris A 80 ml AccxCeacutetoGlutarique 100 mg Ac Aspartique 200 mg Phosphate de pyridoxal 10 mg dissoudre veacuterifier que pH lt 74 (ajuster avec Tris LM) verser et incuber agrave 37degC pendant 15 min puis ajouter Fast Blue BB 100 mg
IDH (Isocitrate deacuteshydrogeacutenase)
Tris A 70 ml Isocitrate (0 lM) 8 ml MnCl2 (025M) 06 ml MgC12 (OSM) 05 ml ajouter avant coloration Isocitrate (poudre) 10 mg NADP 1 2 ml PMS 1 ml NET 1 ml lvITT 05 ml
MDH (Malate Deacuteshydrogeacutenase)
Tris A 10 ml MgCl2 (OSM) 02 ml Ac Malique (2M) 3 ml NAD 1 15 ml puis ajouter avant coloration PMS 03 ml NET 07 ml MTT 07 ml +Agar dans Tris A tiegravede 10 ml
6PGD (6Phosphogluconate Deacuteshydrogeacutenase)
TrisA 10 ml MgC12 (OSM) 15 ml 6Phosphogluconate 20 mg puis ajouter avant coloration NADP 1 01 ml PMS 01 ml NET 02 ml tvm 02 ml +Agar dans Tris A tiegravede 10 ml
GPI (Glucose-Phosphate Isomeacuterase)
Tris A 10 ml MgC12 (O5Ivi) 1 ml Fructose 6P 10 mg puis ajouter avant coloration NADP 1 05 ml PMS 05 ml NET 05 ml MTT 05 ml G6PDH 6~Ll ou 17u +Agar dans Tris A tiegravede 10 ml
LAP (Leucine-aminopeptidase)
Tris-Malate 90 ml preacutechauffeacute agrave 30degC MnCl2 (01r1) 1 ml MgCl2 (05lvf) 1 ml Lleucilj3Naphthylamine 15 agrave 20 mg incubation 30 min agrave 37degC ajouter avant coloration Fast Gamet GBC 60 mg dilueacute dans quelques gouttes de Tris-Malate (manipuler ce produit avec des gants)
ME (Malice-Enzyme)
Tris A 10 ml MgCl2 (O5~1) 15 ml AcMalique (2tv1) 1 ml puis ajouter avant coloration NADP 1 01 ml PMS 03 ml NET 07 ml MTT 07 ml +Agar dans Tris A tiegravede 10 ml
PGM (phosphoglucoMutase)
Tris A 10 ml MgCl2 (05)11) 1 ml Glucose IP (+15 diP) 100 mg puis ajouter avant coloration NADP 1 05 ml PMS 05 ml NET 05 ml lvITT 05 ml G6PDH 6~1l ou 17u +Agar dans Tris A tiegravede 10 ml
42
9
----- - - - _----- - -
W~--shy
ANNEXEV
Tempeacutelllture il linterface eaumiddotseacutediment au site du Dlilec
17 T middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot-middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot-middot_middotmiddotmiddotmiddot-middot-middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot-middot--middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot-middotmiddot--- - -- ----_--- -- - shy
16 +--- ---------- --__--shy
15 --- -- ---- - --- middot - middot-middotmiddot-middotmiddotmiddot-middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot_-middot-middot -middotmiddotmiddotmiddot-middot-middot-middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot-middotmiddot middotTt~hl~ - ------ Ecirc 14 - - -- --------- ---middot---middot-middotmiddot-middot-middot-trrfo-r~~wbWljl~I~~~--------------t-------------iiiiJiI~i~L--_-----------------------8 12 YrljVWfAI--shy --shy - shy _-----------------------------
middotmiddot-middotmiddot~IImiddot middotmiddot-middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot-middotmiddotmiddotmiddot-middot --middotmiddot--shy - ------------_- ----------11 t-middot
10 ~~--shy --- ----_-- - -- - - ------------_-
~ ~ ~ ~ 3 5 = 3 -~ shy
~ ~ = ~ ~ ~ 7 ~ 7 7 ~ ~ lt lt jf ~ r- ~ C t- C ~ oA C 0 0 0 0 ~ shy0 0 N
~
Tempeacutelllture il linterfue eau-seacutediment il la pointe de lAnnorique
11 ~ li ~ ~ ~ ~ ~ of j ~ ~ i ~ f N M ~ M ecirc ~ M
(donneacutees LR-i CvRS D1513 Faculteacute des Sciences Brest)
43
ANNEXEVI
TENEURS EN QUELQUES METAUX LOURS DANS LES GONADES DOURSINS DE LA RADE DE BREST
1Armorique (n=7) lIurloux (n=8) Deliee (n=8) 1
Fer (Fe) mgfKg 2869plusmn141O 531plusmn438 410plusmn250 1
lt 02Plomb (Pb) mgfKg O75plusmnO24 026plusmnO18
Cuivre (Cu) mgfKg O76plusmnO33 030plusmnO Il 045plusmnO42
Cadmium (Cd) mgIKg 396plusmnO55464plusmn125 463+12
Zinc (Zn) mgfKg 3563plusmn2828 1811=1241 1528plusmn1506 i
1
Mercure (Hg) mgfKg 026plusmnO12 018plusmnO08 020plusmnO13 1
(donneacutees Laboratoire lvllmicipal de Brest 16 rue Alexandre Ribot - J928iuml BREST Cedex Ofi0894)
ANNEXE VII
Agents toxiques essayeacutes pour leur toxiciteacute sur le deacuteveloppement la reproduction
et pour leur toxiciteacute geacuteneacutetique sur les embryons et le sperme doursins
(dapregraves PAGAl~O et al 1987)
Classe d aogents___+-____Agent=-s____~r__---Reacute~feacuterences___--1
1 Agents Physiques Rayons X RUST AD 1959 Rayons r GIORDANO et al 1983 Lumiegravere visible PAUL et al 1970
SPECK et al 1980
II Agents chimiques A Inorganiques Arsenic PAGANO et al 1982a
Beacuteryllium GIORDAlIO et al 1983 Cadmium PAGANO et al 1982b Chrome PAGA1-iO et al 1983a Cuivre HESLINGA 1976
PAGANO et al 1986 Mercure KOBA YASHI 1980 Nickel GIORDANO et al 1982 Changements de pH PAGANO et al 1985a 1985b
CIPPOLARO et al 1986 DUBE et al 1985
Zinc GIORDANO et al 1983 PAGANO et al 1986
B 1 Organiques 1 - Polluants industriels Peacutetrole dispersants du peacutetrole HAGSTROM et LONNING 1976
Pesticides organochloreacutes FALK-PETERSEN1979 BRESCH-ARENDT 1977
Styregravene et deacuteriveacutes PAGANO et al 1978 Dipheacuteny1 dipheacutenyl ether PAGANO et al 1983b PCBs ADAMS 1983
PAGANO et al 1985c
2 - Canceacuterigegravenes Acridines BRACHET 1968 Benzo(a)pyregravenes DE ANGELIS et GIORDANO
1974 HOSE et al 1983
712 dimeacutethy1benz( a)anthracegravene DE ANGELIS et GIORDkIO 1974
TPA (phorbol ester) BRESCH--RENDT 1978 Urethane NAKASHIMA et ISHIKAWA
1978 3 - Composeacutes pharmaceutiques Agents antineacuteop1astiques REN1llLARD et al 1975
WANG et al 1977 Thalidomide HAGSTROM et LONNING 1973 Acide nalidixique CZ1TN etaI 1981 Povidone iodine ROZENKRANZ et al 1980
III Meacutelanges KOBAYASHl 1971 1984 KINAE et al 1981 OSHIDA et al 1981 DINNEL et al 1981
LES MEacuteTAUX LOURDS DES PRODUITS MAnlNS AUX CONSOMMATEURS
(Les v(Jlours m6us uang ce
Ooso quotishydienne
Il eacutecossai ro fi lhomme
(ell IlIl)
Dose toxique
pOUf lIl(Hl li)] Il
(1)
)OllS
adIJ1ilUuml
dan~ 1es al ililUlllS
(1l1Uk~raquo
EltlU ltIll Ilwr (111]1)
AlrJucs (lilgkJ )
Mollusques (IlIUkg)
Cfuslncocircs (11111111)
Poissons (muka)
Arsenic
001 ~O 02 mg
III 70 1119 1 SOllt mOrlols
0002-0001
014-1
7 -120
15 17 (rwvolln)
25-75 (oOndill)
LI ore
100 Illoi
I(i
04-20
1 (moulu)
025 15 (11111 l 1 IcircIl )
020
tilJlcilU sont les plus
CildmIcircUIll
30 mu so1l1 toxiquuumls
f()i~5()1l
1 Molluoque
rshy1
01
00006
01 i-3
Chromo
VI WO Ill) Cr ~()Ilt IIHHlelr
01
000005
002 -1
er1llllent rellcontreacutees dlIls les publications ctuel
Cuivre
2 mg
25 fi sont IllOrlel
Poisson li
Mollusqull 110
0003-001
17-124
GO-900 (Iluitru)
20-90 (convoi)
l5-G (1 lion)
Mercure
Poisson jusqul 07
0000 03
----_
O02G-O2
004
01 middot10
Plomb
moi
0000 03
05 9
28-6 (huicirctre)
~- ----shy01-23
(tHlllllnrl)
O3-G
Seacuteleacutenium
3
000009
02-01
Zinc
6- 10 mg
35
0001-001
il2-Hi)
100-1 GOO (lIl1illO)
122-18 1 (1Il1IrlllI)
02middot1 200 (llilrell~1 )
---------- ----shy
fi (JIIIIUIIIaS
Les doses admissibles dilfl~ les aliments sonl exprillleacutees en millilrammes par kilogramme daliment
Les concclltrations daJis les produits rnHIcirclls sont (ouloS oxprilllUcircfS CIl lllilliJtallHllCS pM kilonriltlHlw do Illnliegravero segravecho
Chnque (ois qlll cela a ugravet possillln on il if)diqur~ entre p1fef)lhegravesos dnns qllJllc csplco nvait ocirctri trouveacutee ln plus (orte dosn
(1) [n CilS diumlnDntioll Cil IIlle scule (ois (SOllfce Rapport du Groupe Irleflilinisteacuterid des prohl~llIes de Pollution de la Mer 1(73)
EXTRAITS DE lA CIRCUlAIRE DU 13 MAl 1991
Circulaire du Ministegravere de lEnvironnement creacuteant les contrats de baie
Les eaux inorales franccedilaises doivent se situer en permanence agrave un niveau de qualiteacute suffisant pour ne pas mettre en peacuteril les eacutecosystegravemes cocirctiers qui constituent un eacuteleacutement majeur du patrimoine eacutecologique national ()
Lapproche retenue rient compte de la diversiteacute et de la complexiteacute des situations rencontreacutees ie long des cocirctes franccedilaises Certains SeCIeurs son principalement affecteacutes par des pollutions chimiques (meacutetaux etou composeacutes organiques ( )
De plus les pheacutenoTregravenes regroupeacutes sous une mecircme appeiation (egraveystrophies marines par exemple) reacutesJltent r jait de meacutecanismes diffeacuterents dont les c1uses et les facteurs de maitrise dofent ecirctre deacutetermineacutes dans chaque cas particJpr afin decirctre certain de mettre en oeuvre au plus juste coucirct des remegravedes efficaces ( j
n apparaft au corraire que pour chaque secteur C littorc oi une action est neacutecessaire a soluor adeacutequate ne peut ecirctre trouveacutee cu au niveat loca~ en associant tous les resporsables co-erneacutes Un outil nouveau est proposeacute le Contrat de Baie dont linitiative peut br= prise par lEtat mais aussi par dautrs acteurs (collectiviteacutes locales cssociatiors rotamment) ()
Chaque Cartrat de 3aie doit correspondre agrave une uniteacute middot-orale rmogegravene ()
Puisque la lutte ccr-se la pollution des eaux littorales ne peut ecircrr= efficace que par la prise
en compte des apports de Jensemble du bassin versant le Contrat de Baie doit ecirctre eacutelaboreacute agrave ce niveau
Pour eacuteviter ces eacutecueils tout Contrat de Baie devra reposer sur une connaissance aussi preacutecise que possible
bull de lensemble des sources de poiJution affectant le secteur rejets coners (ponctuels ou diffus) apports par les cours deau immersions de deacuteblais de dragage etc
bull des meacutecanismes de transfert des pollutions au milieu marin
bull des caracteacuteristiques du milieu reacutecepteur (morphologie courants caracteacuteris-tiques hvdrochimiques et biologiques)
bull des USIlges agrave proteacuteger et des zones sensibles du point de vue eacutecologique
Puisque lameacutelioration de la qualiteacute des eaux dun secteur du littoral implique de deacutefinir un programme concernant lensemble du bassin versant la maicirctrise douvrage de leacutetude ne pourra en geacuteneacuteral ecirctre confieacutee qu acirc une collectiviteacute locale de niveau supra shycommunal ()
L finaii du Contrat de Baie est dinciter les divers panenaires concerneacutes en particuer es coliegrave-ivieacutes locales agrave deacutepasser le cadre des scheacutemas classiques dassainissement dans tcs les cas c des dispositions speacutecifiques doivent ecirctre prises pour restaurer la qualiteacute des eaux (
PLANCHE 1 Deacuteveloppement larvaire de Sphaerechinus granularis
- lt shy0
-
shy
embryon (P2) pluteus retardeacute (R)
pluteus pathologique (Pl) pluteus normal (N)
13
des structures geacuteneacutetiques a volontairement eacuteteacute reacuteduit agrave deux stations (Marloux et Armorique)
en raison dune part du deacutelai imparti agrave cette eacutetude et dautre part dune eacutetude comparative de
populations deacutejagrave effectueacutees sur ces deux sites (Lumingas amp Guillou sous presse) Dans cette
eacutetude a eacuteteacute analyseacute le polymorphisme l enzymatique des deux populations mesureacute par
eacutelectrophoregravese sur gel damidon En effet cette technique reposant sur le caractegravere amphotegravere
des proteacuteines elle permet de deacuteceler les variations de charges nettes des sous-uniteacutes
constituant le systegraveme enzymatique eacutetudieacute de sorte que les substitutions entre acides amineacutes
dans la structure primaire de la proteacuteine sont rendues visibles Ces substitutions eacutetant issues de
mutations sur les codons dau moins un nucleacuteotide de lADN (Ayala 1982) il sagit donc bien
lagrave dun reflet du patrimoine geacuteneacutetique Cependant toutes les mutations de triplet ne sont pas
deacutecelables en raison de la redondance du code geacuteneacutetique de mecircme que les substitutions
dacides amineacutes qui ne modifient pas la charge nette de la proteacuteine Cest pourquoi lon
considegravere que les deux tiers des mutations ne sont pas deacutetecteacutees (Ne~ 1972) Dune maniegravere
geacuteneacuterale la variabiliteacute geacuteneacutetique des organismes se trouve donc sous-estimeacutee
Les oursins rameneacutes frais au laboratoire sont aussitocirct disseacutequeacutes et des eacutechantillons de
diffeacuterents organes (muscle gonades appareil digestif) sont preacuteleveacutes sur chaque indhidu et
placeacutes seacutepareacutement dans un cocircne dEppendorf annoteacute et conserveacute au congeacutelateur (-70degC) Un
lot de 40 individus par site est ainsi preacutepareacute Les eacutechantillons sont ensuite broyeacutes agrave volume eacutegal
dans une solution de tampon de-traction (TRIS 00 lM + NADP 1 + EDTA) ajusteacutee agrave
pH 68 puis centrifugeacutes agrave 10000 g pendant 15 minutes agrave FC Les eacutechantillons sont placeacutes dans
des gels agrave 11 damidon en impreacutegnant de petites bandes de papier Whattman TM n)3
introduits perpendiculairement au gel apregraves avoir deacuteposeacute au preacutealable quelques gouttes de bleu
de bromopheacutenol pour visualiser le front de migration Les gels sont refroidis durant toute la
dureacutee de la migration par un systegraveme de plaques de refroidissement placeacutees au dessus et en
dessous du moule La migration est anodique Un scheacutema du montage est figureacute en annexe Il
La composition des tampons deacutelectrophoregravese et les reacutesolutions obtenues sont donneacutees en
annexe III Les eacutechantillons peacutenegravetrent dans le gel pendant une preacute-eacutelectrophoregravese de 10
minutes agrave 100 V Lorsque la migration est commenceacutee le gel est soumis agrave un champ eacutelectrique
Ipolymorphisme existence simultaneacutee dallS une population de plusieurs gegravenes pour le mecircme locus
14
constant de 80 mA pendant 4 agrave 5 heures La seacuteparation des geacutenotypes des diffeacuterents systegravemes
enzymatiques est reacuteveacuteleacutee par des colorations speacutecifiques regroupeacutees par Pasteur et al (1987)
et adapteacutees de Shaw et Prasad (1970) Les solutions utiliseacutees pour la reacuteveacutelation des
eacuteleacutectrophoreacutegrammes sont deacutecrites en annexe IV Linterpreacutetation des reacutesultats neacutecessite la
connaissance de la structure quaternaire (le nombre de sous-uniteacutes) de lenzyme qui
conditionne le nombre de taches observables chez les heacuteteacuterozygotes correspondant aux
diffeacuterentes combinaisons possibles entre les sous-uniteacutes sous lhypothegravese que les loci soient
autosomaux2 et les allegraveles codominants3 Quand un systegraveme enzymatique possegravede plusieurs
loci ces derniers sont numeacuteroteacutes de 1 agrave n suivant leur vitesse de migration en commenccedilant par
le plus rapide Les allegraveles5 sont codeacutes en fonction de leur distance (mesureacutee en mm) par rapport
agrave lallegravele le plus freacutequent noteacute 100 qui sert de reacutefeacuterence
5deg - Traitement des donneacutees
Les reacutesultats des tests deacutecotoxicologie sur les larves doursins sont traiteacutes statistiquement
par analyse de variance agrave lm critegravere de classification qui permet de veacuterifier en un seul test si les
diffeacuterences observeacutees au niveau des moyennes dun ensemble deacutechantillons sont imputables
aux fluctuations deacutechantillonnage ou non Cette meacutethode analyse les sources de variation de
lensemble des donneacutes elle sous-entend leacutegaliteacute des variances et la normaliteacute des populations
dorigine Le respect des conditions dapplication est controcircleacute au moyen dun test de Bartlett
Les tests statistiques sont reacutealiseacutes agrave laide du logiciel STATGRAPHICS (Statistical Graphies
Corp Rockville Maryland USA) Les comparaisons inter-sites sont effectueacutees avec un seuil
de confiance de 95
Les donneacutees de geacuteneacutetique sont traiteacutees par le logiciel BIOSYS-l (Swofford et Selander
1981) qui calcule les freacutequences alleacuteliques et donne les eacutecarts par rapport agrave leacutequilibre dHardyshy
Weinberg dans la population consideacutereacutee Les freacutequences alleacuteliques sont calculeacutees agrave partir des
2autosome chromosome preacutesent en double dans les cenules diploiumldes agravees deux sexes Jcodominams allegraveles exprimeacutes de maniegravere semblable dans un geacutenOtype heacuteteacuterozygote 410cus portion de chromosome correspondam agrave un gegravene 5allegravele lune des expressions alternatives dun gegravene (lOCus)
15
effectifs directement observeacutes sur les zymogrammes Pour un locus posseacutedant k allegraveles et un
eacutechantillon de N individus la freacutequence du iegraveme allegravele est donneacutee par la formule 1shy
(2Nii +iNij) HXi =__---L-_
2N
Nuuml nombre dhomozygotes observeacutes pour lallegravele ~
Nij nombre dheacuteteacuterozygotes observeacutes pour lallegravele i
Les freacutequences geacutenotypiques sont recalculeacutees sous lhypothegravese de la loi dHardy-Weinberg
qui postule que les freacutequences alleacuteliques restent constantes dune geacuteneacuteration agrave lautre en
labsence de mutation seacutelection et de migration (dans le cas dune espegravece diploiumlde en
panmixie6) Etant donneacutee la faible taille des eacutechantillons les freacutequences geacutenotypiques attendues
par cette loi sont calculeacutees par la formule de Levene (1949) N = Nxi (2Nx i -1)
2N-l _ 4N2 XiXjN - -----shy
lJ 2N-l
Nuuml freacutequence geacutenotypique homozygote
Nij freacutequence geacutenotypique heacuteteacuterozygote7 ayec IkNij=l (pour k allegraveles)
Le test de conformiteacute des freacutequences geacutenorypiques calculeacutees avec les reacutesultats observeacutes fait
intervenir un X2 Certains effectifs geacutenotypiques eacutetant compris entre 5 et 10 le test utiliseacute est
celui du conigeacute de Yates j(~12 (1 Obil - At) _ 1~)2
y= w shyC i=1 Atif
Le nombre de degreacute de liberteacute est eacutegal agrave m-k m eacutetant le nombre de geacutenotypes et k le
nombre dallegraveles
Les eacutechantillons eacutetant de faible taille les loci multi-alleacuteliques ont eacuteteacute analyseacutes en regroupant
les geacutenotypes en trois classes la classe des geacutenotypes homozygotes posseacutedant lallegravele Je plus
freacutequent la classe des heacuteteacuterozygotes posseacutedant lallegravele le plus freacutequent et la classe regroupant
les autres geacutenotypes Comme dans le cas des loci di-alleacuteliques le test du X2 est agrave 1 degreacute de
6panmixie individus qui se croisent au hasard agrave limeacuterieur ct une population pour laqudle leacutequilibre de la loi dHardy-Weinberg est respecteacutee (degraveme) heacuteteacuterozygote individu qui possegravede deux allegraveles distincts aux locus homologues des chromosomes parents dun organisme diploiumlde
16
liberteacute lorsque toutes les classes ont un effectif supeacuterieur agrave cinq Dans le cas dun locus dishy
alleacutelique si lun des effectifs est infeacuterieur agrave 5 la probabiliteacute exacte p est calculeacutee suivant le test
de Fisher utiliseacute dans le tableau de contingence 2X2 (VithayasaIuml 1973)
Les descripteurs de variabiliteacute geacuteneacutetique des populations sont donneacutes par les relations
suivantes
a) - pourcentage de loci polymorphes8 P95 = 100x(npn)
avec n == nombre de loci eacutechantillonneacutes et ni nombre de loci polymorphes un locus est
polymorphe lorsque la freacutequence de lallegravele le plus rare est supeacuterieure agrave 005
b) - lheacuteteacuterozygotie correspond agrave la freacutequence moyenne dheacuteteacuterozygotes dans la
population on distingue lheacuteteacuterozygotie obseIVeacutee (ho) et celle attendue dapregraves la loi dHardy-
Weinberg (he)
1=1
Xuuml eacutetant la freacutequence obseIVeacutee du geacutenotype homozygote du iegraveme allegravele contenu dans le locus Ir
h == 1- x~ e iJ
=
x eacutetant la freacutequence attendue du geacutenotype homozygote du iegraveme allegravele
Pour les eacutechantillons de petite taille lutilisation de lindice non biaiseacute (Levene 1949) est
neacutecessaire Le calcul de lheacuteteacuterozygotie attendue seffectue de la faccedilon suivante k
2N(1- LX) he(nb) == __---i-=-=l~_
(2N -1)
ougrave N est le nombre dindividus eacutechantillonneacutes
sur lensemble des loci on effectue la moyenne
=1
c) - lindice de fixation de Wright (FIS) ou de Selander (D) permettent deacutevaluer le
deacuteficit ou lexcegraves dheacuteteacuterozygotes Pour le iegraveme locus ils sont deacutefinis par
8polymorphe un g~ne es dit polymorphe lorsquil preacute~me au moins deux eacutetats distinctS dun caractegravere donneacute
li
Les deux indices se comportent de faccedilon opposeacutee une valeur positive de D correspond agrave
excegraves dheacuteteacuterozygotes et une valeur neacutegatIcircve agrave un deacuteficit en heacuteteacuterozygotes
La diffeacuterentiation geacuteneacutetique des populations est appreacutecieacutee par le calcul dun indice de
fixation moyen FST (Wright 1965) deacutefini de la maniegravere suivante
I-FIT = (I-FIS)middot(I-FST)
ougrave FIT et FIS sont les indices de fixation respectivement des individus agrave la population totale et
agrave ces sous-populations
Les indices de fixation du iegraveme allegravele sont deacutefinis dapregraves Nei (1977) par
~Sj =(~ - P)(Pi - p)
Fm = (~ - p2i)(Pi _ p2j)
avec Pi=Sn wiXuuml Pi=Sn wixi ougrave wi repreacutesente le poids accordeacute agrave chaque sous populations
Les indices de fixation calculeacutes pour le jeme locus agrave k allegraveles sont donneacutes par k
Lx j (1- Xj)~Sj ~Sj =-=--------
Lx j (1- Xi) i=1
k
LX (1- xJFm
LxC1- x) 1-1
Lhypothegravese nulle Ho que la valeur du F ST seacutecarte significativement de zeacutero est testeacutee par
X2=2NFST pour n-1 degreacute de liberteacute (Workman et Niswander 1970) ougrave n est le nombre de
18
10
sous populations et N le nombre total dindividus eacutechantillonneacutes La variance autour de la
moyenne par preacutelegravevement est deacutetermineacutee par la meacutethode du jacknife (Weir et Cockerham
1984) Elle permet de tester la significativiteacute de la valeur moyenne agrave laide dun test-t
Le nombre dindividus migrants entre populations peuvent ecirctre estimeacutes par la relation
Nm = (_1__ 1)4 FST (Wright 1965)
avec N =nombre dindividus fertiles dans la population
m = taux de migration
III RESULTATS
- Indices Physiologiques
Lexamen des indices gonadiques fait apparaicirctre de fortes dispariteacutes entre stations (fig 2a)
Tout dabord le site de lArmorique se distingue par des valeurs tregraves faibles traduisant un
niveau de deacuteveloppement des gonades tregraves reacuteduit ne permettant pas de discerner une peacuteriode
de ponte Le site du DelIee preacutesente un deacuteveloppement des gonades moyen comparable au
teacutemoin (Gleacutenan) mais le pic de deacuteveloppement de printemps nest pas observeacutee bien que la
chute de lindice agrave partir du mois de mai permette dy deacuteceler une ponte La population de
MarIoux preacutesente une eacutevolution assez semblable agrave celle des Gleacutenan avec toutefois des valeurs
nettement plus eacuteleveacutees et deux peacuteriodes de chute dindice Uanvier-mars avril-juin)
Lanalyse des indices de reacutepleacutetion (fig2b) montre un comportement radicalement diffeacuterent
entre les oursins de la rade et ceux des Gleacutenan En effet alors que sur le site teacutemoin on observe
un maximum en hiver et une forte chute de lindice de reacutepleacutetion jusquen avril-ma~ soit un mois
avant la ponte le comportement alimentaire des oursins des sites de la rade semble beaucoup
plus anarchique sur le site de MarIoux les indices de reacutepleacutetion restent eacuteleveacutes mecircme en peacuteriode
de ponte et sur les deux autres sites les valeurs hivernales sont singuliegraverement faibles De
maniegravere geacuteneacuterale les indices de reacutepleacutetion des stations de la rade sont plus stables au cours de la
peacuteriode eacutetudieacutee et plus eacuteleveacutes pendant le printemps et leacuteteacute que sur le site de reacutefeacuterence des
Gleacutenan Ceci semble traduire un besoin eacutenergeacutetique plus constant agrave correacuteler avec la nature du
substrat et la disponibiliteacute des ressources trophiques (Comely amp Ansel 1989)
19
Fig 2 Evolution des indices phvsiologigues de Splzaerecltinus granularis UG et IR)
Indices Gonadiques
Mariaux
+ Armorique
-Q-- DeUee
- -r- - Gleacutenan
Fig2a
Indices de Reacutepleacutetion
25
1 tfi~__ plusmnl~middotmiddotmiddotmiddotmiddott~~-~-~
5 - -- - - ~~~~-TT-~ j ~----+-- ~~ l ~-middot-rgtfmiddotltmiddot J 1 shy
n------~ -t o 1 shy
o J FM AM J J
bullbull -tl- bullbullbull Marlou~
1
1 -+- Armorique 1
~ Dellee
- - - Gleacutenan l
Fig2b
2deg - Feacutecondation et deacuteveloppement larvaire
Les reacutesultats sont rassembleacutes sur le tableau l et les graphes preacutesenteacutes en figure 3 ougrave sont
pris en compte les moyennes de lensemble des expeacuteriences Les taux de feacutecondations moyens
sont eacuteleveacutes sur tous les sites (gt91) On note cependant une reacuteussite des feacutecondations (F)
leacutegegraverement meilleure pour le site des Gleacutenan (fig3a) sans pour autant que les diffeacuterences
soient statistiquement significatiyes sauf pour le site de MarIoux ougrave les valeurs sont
significatrvement infeacuterieures au site de reacutefeacuterence (seuil de confiance 95)
20
Les taux de pluteus normaux (N) obtenus pour les sites de lArmorique et de Marloux sont
significativement infeacuterieurs au site des Gleacutenan choisi comme reacutefeacuterence (respectivement 689
et 812 contre 869 auxiles Gleacutenan cf fig3d)
Le site de lArmorique se distingue des trois autres populations par un taux de blocage au
stade embryonnaire (P2=118) et de pluteus retardeacutes (R=143 fig3e) significativement
plus eacuteleveacutes de plus les tests sur les individus macircles montrent sur cette cateacutegorie des reacutesultats
statistiquement plus eacuteleveacutes que pour les femelles (t=249068 n=38 0=0005)
Le site de Marloux preacutesente un taux dembryons intermeacutediaire entre celui trouveacute agrave la pointe
de lArmorique et celui des Gleacutenan (58 fig3b) Le taux de mortaliteacute (M) y est
significativement supeacuterieur agrave toutes les autres stations (24 contre 08 agrave 12 fig3f)
En revanche aucune diffeacuterence statistique nIa eacuteteacute rencontreacutee en comparant les sites du
Dellec et des Gleacutenan agrave quelque stade de deacuteveloppement que ce soit bien que les reacutesultats
soient geacuteneacuteralement infeacuterieurs pour le site de la rade
Les pluteus pathologiques (Pl) sont du mecircme ordre de grandeur dans tous les sites (37)
et ne permettent pas deacutetablir de comparaison (fig3e)
TABLEAU 1 COllPARAISON DES RESUlJTATS DES TESTS DE FECONDATION
N() P2 ()1
i F() R() 1 Pl () M() 1rmoriq ue Macircles 922plusmn64 13+16689plusmnU5 82plusmn80178plusmn10S 1 38plusmn16
1
Femelles 93Oplusmn45 688plusmn166 108plusmn70 39+16 153plusmn177 L2plusmnL3 11
689plusmn145 Il8plusmnl43Total 1 922plusmn64 143plusmn9A 38plusmn22 12plusmn20 2larloux Macircles 800plusmn42 79plusmn34 41plusmn27928plusmn37 5 1plusmn3 1 28+8
Femelles 91Oplusmn94 824plusmn84 1 59plusmn3 1 33plusmn14 65plusmn61 L9plusmn22 69plusmn36 37plusmn21 58plusmn5O 24plusmn5Total 919+74 812plusmn69
27plusmn27Deliee Macircles 81plusmn3ocirc 33plusmn15 O9plusmnLO925plusmn57 i 850plusmn59 96plusmn56 1 45+16 27plusmn32Femelles l2plusmn24928plusmn61
1 82Oplusmn9O 27plusmn29 10plusmn18Total 89plusmn4iuml 39plusmn22926plusmn58 835plusmn771 1
27plusmn23 O6plusmnO777plusmn50 38plusmn23Gleacutenan Macircles 851plusmn69949plusmn45 - l+ 1)~_J_ 1 34plusmnl7 14plusmn13Femelles LOplusmn14887plusmn72943plusmn44
21plusmn2O 1 O8plusmn1l869+72 1 66+51 1 i 36plusmn2OTotal 946+44
mise en eacutevidence dune diffeacuterence significative entre ies reacutesultats des deux sexes
21
_________________ _
Fig 3 Preacutesentation graphique des reacutesultats des tests eacutecotoxicologigues
Taux de feacutecondation (F)
100
1 1 6 iuml 1 1
agrave~J 9 1
0
1
1~1 l i 1
80_
751 1
Armorique Marioux Deliee Gleacutenan
Fig 3a taux de feacutecondation observeacutes pour chaque station
Embrvons (P2) 00
1 1
11
15
10 T 5 shy
0 Armorique Marloux Deliee Gleacutenan
Fig 3b taux de blocage embryonnaire obseneacutes pour chaque station
Pluteus retardeacutes CR)
25CO
20CO
15CO o
10CO
5CO 1 9 i
OCO
Armorique Martoux Jallee Gleacutenan
Fig 3c taux de pluteus retardeacutes obsenes sur chaque statlon
22
__________________ _
Pluteus nomlaut (N)
100 T iuml ccedil 2751 iuml 2 l Q
l501 1
T251
1
0 Armorique Marloux Deliee Gleacutenan
Fig3d taux de pluteus normaux observeacutes sur chaque station
Pluteus pathologiques (Pl)
8
161
i T shy1l iuml
1 11 14 -
I r-
tJiuml t 1
1 2 1 1
omiddot Armorique Mariaux Deliee Gleacutenan
Fig 3e [mLC de plweus pathologiques observeacutes sur chaque station
Tault de mortaliteacute on
500
400
300 l
200
1
100 J J j J
000
Armorique Mariaux Deliee Gleacutenan
Fig 3 taux mortaliteacute observeacutes pour chaque station
30 - Geacuteneacutetique des populations
Les reacutesultats sont rassembleacutes sur les tableaux n02 et 3 Sur les Il loci eacutetudieacutes on remarque
que la population de lArmorique seacutecarte significativement de leacutequilibre de Hardy-Weinberg
pour 5 loci (PGM-l et 2 IDH-l PGD-l GPI-1) alors que lon observe seulement 2 cas pour
le site de MarIoux TI est agrave noter que dans chaque cas les indices de fLation de la population
de lArmorique sont plus eacuteleveacutes que ceux de MarIoux traduisant une deacuteviation plus
importante Cette observation est correacuteleacutee par une heacuteteacuterozygotie en moyenne plus eacuteleveacutee agrave
MarIoux quagrave lArmorique (0207plusmnO057 contre 0180plusmnO052) Le pourcentage de loci
polymorphes (seuil 95) est de 6364 agrave MarIoux contre 4545 agrave lArmorique
Lindicateur de diffeacuterenciation geacuteneacutetique moyen calculeacute selon la meacutethode de Weir et
Cockerham est faible (FST=00059plusmnO0048) et ne montre pas de diffeacuterence significative Dans
ces conditions lestimation du nombre dindividus eacutechangeacutes par geacuteneacuteration donne une valeur
eacuteleveacutee (Nm=42 12plusmn23 Il)
TABLEAU 2
RESUltŒ DES F-STATISTIQUES
Locus FIS FIT FST
PGM-1 0381 0384 0004 PGM-2 0359 0360 0001 IDH-l 0226 0233 0010 PGD-l 0351 0352 0002 MDH-1 -0013 -0009 0005 MDH-2 -0026 -0013 0013 GPI-1 0346 0352 0012 ME-1 0252 0253 0001 ME-2 -0034 -0030 0005
MT-1 -0051 -0040 0012 MT-2 0137 0137 0000
Moy 0273 0276 0006
24
TABLEAU 3
STRUCTURE GENETIQUE DE DEUX POPULATIONS DE Sgranillaris SUR UNE BASE DE 11 LOCI
Pointe de Marloux Pointe de lArmorigue 1
1 1
Locus allegravele freacuteq Ho He D Het freacuteq Ho He D Het
PGM-l 105 0013 2 1987 0006 0050 - 1 2924 -0658 0073
100 0975 0962
95 0013 0038
PGM-2 110 0025 15 22l77 -0324 0554 - 12 20468 -0414 0512
105 0262 0287
100 0613 0637
95 0087 0075
90 0013 shyIDH-l 105 0081 7 8260 -0153 0223 0015 3 4761 -0370 0140
100 0amp78 0926
95 0041 0059
PGD-l 110 0025 15 19392 -0227 0485 0038 9 18063 -0502 0452
107 0013 shy105 0213 0250
100 0688 0700
95 0050 0013
90 0013 shyltIDH-l 105 - 1 1000 0000 0025 0013 1 1000 0000 0025
100 0988 0988 95 0013 shy
MOH-2 110 - 0 - - - 0025 2 1975 0013 0 049
100 1000 0975
GPI-I 110 0112 Il 14620 -0148 0366 0175 6 11696 -0487 0292
105 0075 shy100 0788 0325
100 0850 0863
95 0025 -ltŒ-1 105 0050 2 3843 -0480 0096 0038 3 2924 0026 0073
100 0950 0962
rv1E-2 105 0013 3 2949 0017 0074 0038 3 2924 0026 0073
100 0962 0962
95 0025 -MT-1 105 0038 6 5734 0046 0143 0025 2 1975 0013 0049
100 0925 0975
95 0038 -MT-2 105 0150 10 10329 -0032 0258 0138 7 9608 -0271 0240 1
Heacuteteacutero~gotIcirce moyenne par locus (non biaiseacutee O207iO057 HeacuteteacuterozygOlIcirclt moyenne par locus (non biaiseacutee == O180iO05 Nombre moyen dallegraveles par locus = 309iO44 Nombre moyen dallegraveles par locus 236iO20 Pourcentage de loci polmorphes (criteacutere 95) == 6364 Po=uge de loci polymorphes (criteacutere 95) =4545
locus preacutesent8llt un deacuteficit en heacuteteacutero~gOles significltl lttest de 1 p$O05)
1
IV 1DISCUSSION
TI ressort de cette eacutetude une convergence des reacutesultats qui reacutevegravele la singulariteacute de la
population de la pointe de lArmorique En effet le cycle de reproduction y est agrave leacutevidence
perturbeacute les valeurs dindice gonadique sont extregravemement faibles et la ponte non deacutecelable Le
taux dingestion est faible Les tests de deacuteveloppement larvaire preacutesentent des anomalies
(blocage aux stades embryonnaires et retard des pluteus) et lanalyse geacuteneacutetique y reacutevegravele pour
pregraves de 50 des loci une deacuteficience en heacuteteacuterozygotes traduisant lagrave une baisse de variabiliteacute
geacuteneacutetique et une deacuteviation par rapport aux conditions dHardYMWeinberg9
Le site voisin de la pointe MarIoux semble beaucoup moins affecteacute le cycle de reproduction
sy deacuteroule tout agrave fait normalement (IG plus eacuteleveacutes que sur le site de reacutefeacuterence) et leacutequilibre
panmictique y est geacuteneacuteralement mieux respecteacute Cependant les tests eacutecotoxicologiques y
deacutecegravelent quelques indices de perturbation les taux de feacutecondations y sont infeacuterieurs au teacutemoin
les embryons preacutesentent quelques blocages et les taux de mortaliteacute des larves sont
statistiquement plus eacuteleveacutes
Les reacutesultats concernant le site du Deliec nindiquent p as de diffeacuterences remarquables par
rapport au site de reacutefeacuterence La peacuteriode de ponte y survient avec un leacuteger deacutecalage sans doute
agrave mettre agrave lactif dune diffeacuterence dans les conditions de tempeacuterature etou de deacuteveloppement
de blooms phytop1anctoniques certains auteurs faisant concorder le deacuteclenchement de la ponte
avec labondance de nourriture disponible pour les larves (Himmelman 1978)
Le comportement des indices de reacutepleacutetion des populations de la rade de Brest savegravere tregraves
distinct de celui de la population de reacutefeacuterence ce qui peut traduire une strateacutegie adaptative
diffeacuterente ou une couverture des besoins eacutenergeacutetiques insuffisante chez les populations de la
rade Cette observation meacuterite notre attention puisque dans le cas de la station de MarIoux le
substrat est semblable agrave celui du site teacutemoin et ne peut expliquer le maintien de lindice de
reacutepleacutetion agrave des niveaux eacuteleveacutes pendant la peacuteriode de reproduction
On peut deacuteduire de ces constatations une distinction entre les populations du fond de la
rade et la station du Deliee situeacutee dans le goulet qui semble a priori exempte de deacutegradation
9Hardy-Weinberg (loi de) loi dheacutereacutediteacute ougrave la preacutesence des gegravenes demeure constante de geacuteneacuteration en geacuteneacuteration en labsence de seacutelection de mutation daccouplements dirigeacutes ou daccidents deacutechantillonnage
26
Les deux populations du bassin Nord subissent agrave leacutevidence linfluence de facteurs
environnementaux qui perturbent leur deacuteveloppement Ces pheacutenomegravenes sont provoqueacutes par
diverses causes dorigine naturelle tout dabord auxquelles viennent sajouter les facteurs
anthropiques
Une certaine hieacuterarchisation dans leacutetat de deacutegradation des sites est agrave prendre en compte En
effet des deux zones perturbeacutees la pointe de lArmorique est celle ougrave les effets se font le plus
durement ressentir
Ces deux stations diffegraverent de par le substrat le reacutegime hydrodynamique et lintensiteacute de
linfluence estuarienne La nature du substrat agrave MarIoux est la mecircme que sur le site de
reacutefeacuterence des Gleacutenan il sagit de fonds meubles composeacutes de maeumlrl vivant recouvert
deacutepiphytes synonymes de ressources trophiques abondantes et disponibles toute lanneacutee ce qui
explique les indices gonadiques eacuteleveacutes observeacutes pour ces deux sites A MarIoux
lhydrodynamisme est calme favorable au deacuteveloppement dune veacutegeacutetation dense dalgues
macrophytes saisonniegraveres (Hily et al 1992) Cette couverture veacutegeacutetale est renforceacutee par
lenrichissement du milieu en sels nutritifs provenant du bassin versant de lElom agrave vocation
agricole (N03-=500 agrave lOOOkgj P043-=30 agrave 700kgj) Les concentrations dans cette zones
sont eacuteleveacutees et varient au cours de lanneacutee elles sont maximales lhiver (N03-=28-51 mgl
P043-=O67-137mgl NH4+=41-37mgl) La preacutesence de ces algues contribue agrave augmenter
et agrave diversifier les ressources trophiques disponibles elle favorise le deacuteveloppement dune faune
diversifieacutee de brouteurs
Sur le site de la pointe de lArmorique par contre le substrat est rocheux et les courants
forts Le couvert veacutegeacutetal y est au contraire clairsemeacute et composeacute dalgues essentiellement
saisonniegraveres La population de lArmorique se trouve donc dans des conditions de ressources
trophiques moins facilement accessibles et plus limiteacutees comme latteste le deacuteveloppement plus
important de lorgane masticateur (par effet compensateur) signaleacute lors dune eacutetude compareacutee
de ces deux populations (Lumingas amp Guillou SOIIS presse) Lanalyse des indices
physiologiques doit se faire en consideacuterant que le degreacute de prospeacuteriteacute dune population reacutesulte
dun compromis entre la nature et labondance des ressources trophiques dune part et dautre
part de leacutenergie que lanimal doit deacutepenser pour collecter digeacuterer et assimiler cette nourriture
27
(Reacutegis 1979) Les deux populations eacutetant au deacutepart placeacutees dans des conditions ineacutegales
lapparition de facteurs exteacuterieurs ne pourrait quamplifier cette diffeacuterence au deacutetriment de la
plus deacutefavoriseacutee
Lexamen comparatif des courbes deacutevolution de tempeacuterature entre le Dellec et la pointe de
lArmorique (stations fixes de mesures hydrologiques) montre un eacutecart de 05 agrave 1degC en faveur
de la partie la plus reculeacutee de la rade (cf Annexe V) En tenant compte de la profondeur on
peut en deacuteduire pour le site de Marloux ougrave la profondeur est faible un eacutecart de tempeacuterature
denviron + l5degC par rapport au Dellec Cette particulariteacute pourrait expliquer la preacutecociteacute de la
maturiteacute remarqueacutee chez la population de Marloux Plusieurs interpreacutetations peuvent expliquer
la chute de lindice gonadique observeacutee en mars interruption dans le deacuteveloppement des
gonades provoqueacutee par les preacutecipitations hivernales (Cochran amp Engelmann 1975 Starr et al
1993) une mobilisation des reacutesenles dues aux conditions climatiques (Guillou amp MicheL
1993) ou au contraire une gameacutetogeacutenegravese preacutecoce comme le laisse supposer la forte valeur de
lindice gonadique en janvier
Les tests de feacutecondation eacutetant reacutealiseacutes dans une eau de reacutefeacuterence les causes de perturbation
du deacuteveloppement larvaire sont intrinsegraveques aux gamegravetes il peut sagir soit de la qualiteacute du
vitellus soit dalteacuterations geacuteneacutetiques soit de laccumulation dans les gonades dun agent
contaminant preacutesent dans le mileu Gamegravetes et embryons doursins sont sensibles agrave un large
eacuteventail de facteurs physiques (tempeacuterature pH saliniteacute etc ) et chimiques (meacutetaux
pesticides PCBs hydrocarbures etc ) ils conviennent eacutegalement pour tester les effluents en
meacutelange (Kobayashi 1971 Dinnel et al 1981 Pagano et al 1987 Lassus et al 1991) ce qui
rend plus difficile la recherche des agents responsables des anomalies observeacutees
On peut tout de mecircme mentionner les fortes teneurs en meacutetaux lourds preacutesents dans toute la
partie Est de la rade (mine de plomb argentifegravere situeacutee agrave Huelgoat) Des mesures reacutecentes de
meacutetaux dans les seacutediments agrave proximiteacute de la pointe de lArmorique font eacutetat des concentrations
suivantes Cu=253 ppm Pb=230 ppm Zn=160 ppm (Troadec corn pers) Les oursins en
tant quorganismes infeacuteodeacutes au seacutediment et participant agrave leur bioturbation sont directement
exposeacutes agrave ce type de contamination Plusieurs eacutetudes in situ font eacutetat de laccumulation de
28
meacutetaux par les oursms notamment dans les gonades et lintestin (Augier et al 1987b
Albanedo et al 1990)
Les tests de toxiciteacute des meacutetaux lourds sur les larves de diffeacuterentes espegraveces doursins ont fait
lobjet de nombreux travaux et les effets de ces polluants sur la feacutecondation et le
deacuteveloppement des larves sont assez bien connus (Kobayashi 1984 Dinnel et al 1989) A
faibles doses les ions meacutetalliques peuvent exercer une action positive caracteacuterisant le
pheacutenomegravene d hormegravese observeacute par Stebbing (1981) sur des colonies dhydrozoaires Une
action semblable est rapporteacutee par Young au niveau du pouvoir fertilisant des spermatozoiumldes
doursins pour des concentrations en divers ions meacutetalliques allant de 10-5 agrave 10-6M (Young amp
Nelson 1974) Cependant il sagit de pheacutenomegravenes marginaux et la tendance geacuteneacuterale de ces
eacuteleacutements se manifeste bien eacutevidemment par un effet toxique Le cuivre le zinc le cadmium
provoquent agrave des seuils diffeacuterents des dommages sur les gamegravetes et leur descendance en
alteacuterant soit la croissance des larves soit la diffeacuterenciation squelettique des pluteus (Bougis
1961 1965 Khristoforova et al 1984 Pagano et al 1982 Hesllnga 1976) Les diffeacuterents
stades larvaires preacutesentent des sensibiliteacutes diffeacuterentes les travaux de Kobayashl (1980)
montrent une plus forte sensibiliteacute des spermatozoiumldes et des larves au stade gastmla ce qui
coincide avec les blocages embryonnaires observeacutes agrave ce stade sur le site de lAlmorique La
preacutesence de meacutetaux dans les gonades pourraient donc logiquement expliquer les reacutesultats
obtenus De plus de fortes preacutesomptions pegravesent sur les rejets de mateacuteriel provenant du service
pyrotechnique de la Marine Nationale sur la pointe de lArmorique
Les reacutesultats dune toute reacutecente analyse effectueacutee par le Laboratoire Municipal de Brest
(aoucirct 94) sur des gonades doursins provenant des trois stations de la rade confirme cette
hypothegravese (cf Annexe VI) Le site de lArmorique se distingue par des teneurs nettement plus
eacuteleveacutees en fer zinc plomb et en cadmium (Fe=263 ppm Zn=356 ppm Pb=075 ppm Cd=076
ppm cest agrave dire selon les meacutetaux entre 2 agrave 5 fois plus que dans les autres stations) Dans
lensemble une certaine contamination meacutetallique peut ecirctre remarqueacutee dont lorigine se situe
dans le trafflc maritime les rejets domestiques et portuaires et les peintures anti-foullng Les
fortes concentrations en zinc proviennent des toitures de lagglomeacuteration brestoise Les
nombreux eacutelevages porcins de la reacutegion peuvent aussi contribuer agrave la pollution en cuivre par
29
lalimentation fournie aux arumaux Cependant la forte contamination locale du site de
lArmorique en fer zinc plomb et cadmium ne peut avoir quune origine ponctuelle qui
confirme les soupccedilons pesant sur les activiteacutes militaires dans ce secteur Compareacutes aux chiffres
trouveacutes dans la litteacuterature les reacutesultats sont coheacuterents Augier et al(1987b) lors dune eacutetude
sur Paracentrotus ividus en baie de Port-Cros avance des concentrations dans les gonades
comparables (Cd=O52 agrave 231 ppm Cu=167 agrave 542 ppm Pb=O33 agrave 117 ppm) mais des
teneurs en mercure sensiblement plus faibles (Hg=003 agrave 004 ppm) Chez une autre espegravece
(Echinometra mathaei) les travaux dAlbanedo et al(1990) indiquent dans une station tregraves
pollueacutee du port de la Havane des concentrations eacuteleveacutees en meacutetaux Fe=l08 ppm Cu=473
ppm Zn=267 ppm chiffres qui sauf pour le cuivre restent infeacuterieurs aux mesures obselveacutees agrave
la pointe de lArmorique Ces auteurs montrent une accumulation des meacutetaux lourds
relativement importante dans les diffeacuterents organes des oursins notamment au niveau du tube
digestif (cas du plomb et du cuivre) il serait inteacuteressant de connaicirctre eacutegalement les doses dans
les autres parties de lorganisme Cette accumulation preacutesentant des fluctuations saisonniegraveres
lieacutees au meacutetabolisme de lanimal un suivi plus reacutegulier des concentrations en meacutetaux devrait
ecirctre envisageacute
Cependant les meacutetaux peuvent ne pas ecirctre les seuls agents agrave mettre en cause Les pesticides
et les hydrocarbures sont eacutegalement susceptibles de pouvoir provoquer des anomalies (cf
Annexe VU) Les PCBs employeacutes dans de nombreux secteurs industriels bien que quelquefois
signaleacutes dans les seacutediments de la zone portuaire agrave des taux importants (PCBs=183
ppbMarchand 1985) semblent agrave eacutecarter En effet Trieff et al (1 988) bien quil mette en
eacutevidence un effet spermiotoxique signale labsence daccumulation de ce type de produits dans
les organismes ce qui preacutesente comme impossible toute influence des PCBs dans les conditions
ougrave les expeacuteriences ont eacuteteacute meneacutees
La preacutesence dans le bassin Nord de rejets de deux stations deacutepuration situeacutees en amont de
la Penfeld exerce aussi une influence sur la qualiteacute bacteacuteriologique des eaux de ce secteur
Leurs apports sont estimeacutes agrave 1014CFIh Dautre part le ruisseau du Relecq Kerhuon situeacute pregraves
de lestuaire de lElom amegravene quant agrave lui jusquagrave 1012CFIh en hiver (source DDE rapport
Saunier eau et environnement) Ces chiffres peuvent apporter une explication aux mortaliteacute
30
des lalVes obselVeacutees pour le site de Marloux des bacteacuteries pathogegravenes preacutesentes dans les
gonades peuvent secirctre deacuteveloppeacutees pendant la peacuteriode dincubation
Les reacutesultats de lanalyse geacuteneacutetique trahissent un deacuteficit en heacuteteacuterozygotes important sur le
site de la pointe de lAnnorique Ce deacuteficit freacutequemment rencontreacute chez les mollusques
bivalves (Buroker 1983~ Singh amp Green 1984) et dautres inverteacutebreacutes marins (Murphy et al
1975 Day amp Bayne 1988) peut avoir plusieurs significations il sagit soit de la preacutesence
dallegraveles silencieux (1) soit dun pheacutenomegravene dinbreeding (2) soit dM effet Wahlund (3) ou
encore du reacutesultat de la pression de seacutelection exerceacutee par les facteurs eacutenonceacutes plus haut (4)
(1) Lhypothegravese de la preacutesence dallegraveles nuls lo est peu probable eacutetant donneacute le nombre de
loci preacutesentant un excegraves dhomozygotes
(2) Le pheacutenomegravene dautofeacutecondation nest pas agrave eacutecarter car des cas dhermaphrodisme
certes peu freacutequents ont deacutejagrave eacuteteacute rapporteacutes sur ce mecircme site (Neefs 1952) Leacuteventualiteacute que
les gegravenes impliqueacutes ne soient pas porteacutes par des chromosomes autosomaux na pas eacuteteacute veacuterifieacutee
(3) Les conditions dhydrodynamisme sexerccedilant sur cette zone peuvent ecirctre invoqueacutees pour
venir conforter la thegravese dun effet Wahlund (conseacutequence dun eacutechantillonnage effectueacute sur
deux sous-eacutechantillons dun mecircme site se comportant comme des populations Mendelliennes
seacutepareacutees)
(4) Une seacutelection exerceacutee par les conditions du milieu reste le)plication la plus probable
Cette influence des facteurs environnementaux comme la preacutesence de meacutetaux mentionneacutee
preacuteceacutedemment sexerce pendant la vie lalVaire peacutelagique mais surtout durant la phase critique
de la meacutetamorphose et les eacutetapes qui suivent le recrutement La meacutetamorphose chez les oursins
sulVient apregraves une peacuteriode variable de vie lalVaire pouvant durer selon les espegraveces et les
conditions entre 5 et 22 semaines (Strathmann 1987) ce qui expose les larves agrave de nombreux
aleacuteas Certains auteurs eacutevoquent limportance du recrutement comme facteur dheacuteteacuterogeacuteneacuteiteacute
geacuteneacutetique entre populations (Watts et al 1990) Or une eacutetude comparative des populations
des deux sites concerneacutes a montreacute une forte irreacutegulariteacute du recrutement dans la population de
Marloux par rapport agrave celle de la pointe de lAnnorique (Lumingas amp Guillou sous presse)
Ces auteurs imputent ce pheacutenomegravene au spectaculaire deacuteveloppement dalgues qui apparaicirct
IOallegravele nul (ou silencieux) est dit dun allegravele qui ne sexprime pas sur le gel
31
chaque anneacutee sur ce site agrave la faveur des apports fluviaux en eacuteleacutements nutritifs Dune part il
inhiberait laction attractive du maeumlrl dautre part la deacutecomposition de ces veacutegeacutetaux agrave
lautomne provoquerait la mortaliteacute des recrues en reacuteduisant la couche superficielle du seacutediment
et entraicircnerait le deacuteveloppement dun film bacteacuterien empecircchant 1a fixation des post~larves Le
site de la pointe de lArmorique semble au contraire avoir des recrutements reacuteguliers
Les groupes de recrues connaissent donc des destins diffeacuterents sur les deux sites ce qui
pourrait expliquer les diffeacuterences dheacuteteacuterozygotie observeacutees
Pour confirmer cette hypothegravese il conviendrait de comparer des eacutechantillons plus grands
dindividus de mecircme agravege correspondant agrave une peacuteriode ougrave le recrutement a eacuteteacute bon sur les deux
sites voire mecircme de comparer directement les geacutenotypes des jeunes individus recruteacutes dans les
deux sites Dautre part la comparaison du site de la pointe de lArmorique avec celui du
Dellec pourrait fournir des indications importantes pour confirmer lhypothegravese de lexistence
dune pression de seacutelection
V 1CONCLUSION
Leacutetude des phases de reproduction et deacuteveloppement larvaire des populations doursins de
la Rade de Brest met en eacutevidence des troubles fonctionnels chez les populations du bassin
Nord proches de la zone portuaire en particulier sur le site de la pointe de lArmorique qui
contraste avec les bons reacutesultats obtenus pour le site du Dellec sous influence oceacuteanique La
convergence des donneacutees de geacuteneacutetique avec les reacutesultats observeacutes confirme la validiteacute de la
meacutethode utiliseacutee et renforce la fiabiliteacute de Sgranularis comme bioindicateur
Les causes de ces deacuteregraveglements sont sans doute multiples aussi ce travail meacuterite-t-il un suivi
agrave plus long terme Leacuterude des diffeacuterents paramegravetres influenccedilant les conditions de vie des
oursins de la pointe de lArmorique (tempeacuterarure saliniteacute seacutedimentologie biomasse matiegravere
organique ) ainsi que des essais de transplantations in situ dindividus sains devraient
permettre de mieux preacuteciser les facteurs responsables de ces perturbations
Quant aux premiers reacutesultats danalyses des teneurs en meacutetaux lourds du Laboratoire
Municipal ils devraient ecirctre eacutetendus agrave dautres parties du corps (test intestin) et effectueacutes sur
un cycle annuel y compris sur le site des Gleacutenan
32
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ANNEXEI
SCHEIHA DU PROTOCOLE EXPERThlENTAL DES TESTS DE FECONDATION IN VITRO
oursin9 gonades
~ eau ae mer 1iltreacutee (045I-lm)
soies (200l-lm)
Dfiltration
eau de mer filtreacutee (045I-lm)
deacutecantation ovocytes
oursin ltJ ---+ gonades -
filtration soies (60~m) ~
D~
middot middot middot middot
30 ml bd
lavages et dilutions
1 1 1 1 1 1
bull bull bull bull bullbull ~
~~~ ~
env 1500 ovocytesml
m~ 1
env 50 ovocytesml
39
AtlNEXE II
ELECTROPHORESE
Installation des eacutechantillons
a coupe pratiqueacutee dans le gel b eacutechantillons
Montage du circuit
a tampon deacutelectrodes b eacuteponges c eacutelectrodes relieacutees au geacuteneacuterateur d ligne dinsertion des eacutechantillons
40
ANNEXEIll
PREPARATION DES SOLUfIONS DELECTROPHORESE
Tampon Tris Citrate pH 8 (TC 8)
- Electrodes Tris (062M) 756 g
Ac citrique (014M) 300 g eau distilleacutee qsp 1 l
- Gel 30 ml de tampon eacutelectrodes dans 900 ml deau distilleacutee
ajuster agrave pH 8 avec du Tris (lM) ou de lacide citrique (lM)
Tampon discontinu Tris Citrate pH 67 (TC 67)
- Electrodes pH 63 Tris (022M) 270 g
Ac citrique (008M) 180 g eau distilleacutee q sp 1 1
ajuster agrave pH 63 avec du Tris (lM) ou de lacide citrique (lM) - Gel pH 67
Tris (0008M) 097 g Ac citrique H20 (0003M) 063 g
eau distilleacutee qsp 1 1 ajuster agrave pH 67 avec du Tris (lM) ou de lacide citrique (lM)
Reacutesolution obtenue par systegraveme enzymatique
Muscle Tube Digestif Gonades Nbre Locus TCPH8 TC pH TC pH 8 1 TC pH li TC pH 8 1 TC pH dallegraveles
67 67 1 67
AAT-1 +
AAT-2 + 2
GPD-l IDH-1 + + + +
LAP-1
l1DH-1 ++ )
l1DH-2 +++ ++ 2 ME-l + 2 ME-2 + ++ 3
PGD-1 ++ + 6 PGI-1 +_
- ++ ++ 4
PGM-1 + + 3 PGM-2 +++ ++ 4
bull Faible ++ Bonne + Moyenne +++ Tregraves bonne
41
ANNEXE IV
SOLUTIONS DE COLORATIONS
AAT (Aspartate-aminotransfeacuterase)
Tris A 80 ml AccxCeacutetoGlutarique 100 mg Ac Aspartique 200 mg Phosphate de pyridoxal 10 mg dissoudre veacuterifier que pH lt 74 (ajuster avec Tris LM) verser et incuber agrave 37degC pendant 15 min puis ajouter Fast Blue BB 100 mg
IDH (Isocitrate deacuteshydrogeacutenase)
Tris A 70 ml Isocitrate (0 lM) 8 ml MnCl2 (025M) 06 ml MgC12 (OSM) 05 ml ajouter avant coloration Isocitrate (poudre) 10 mg NADP 1 2 ml PMS 1 ml NET 1 ml lvITT 05 ml
MDH (Malate Deacuteshydrogeacutenase)
Tris A 10 ml MgCl2 (OSM) 02 ml Ac Malique (2M) 3 ml NAD 1 15 ml puis ajouter avant coloration PMS 03 ml NET 07 ml MTT 07 ml +Agar dans Tris A tiegravede 10 ml
6PGD (6Phosphogluconate Deacuteshydrogeacutenase)
TrisA 10 ml MgC12 (OSM) 15 ml 6Phosphogluconate 20 mg puis ajouter avant coloration NADP 1 01 ml PMS 01 ml NET 02 ml tvm 02 ml +Agar dans Tris A tiegravede 10 ml
GPI (Glucose-Phosphate Isomeacuterase)
Tris A 10 ml MgC12 (O5Ivi) 1 ml Fructose 6P 10 mg puis ajouter avant coloration NADP 1 05 ml PMS 05 ml NET 05 ml MTT 05 ml G6PDH 6~Ll ou 17u +Agar dans Tris A tiegravede 10 ml
LAP (Leucine-aminopeptidase)
Tris-Malate 90 ml preacutechauffeacute agrave 30degC MnCl2 (01r1) 1 ml MgCl2 (05lvf) 1 ml Lleucilj3Naphthylamine 15 agrave 20 mg incubation 30 min agrave 37degC ajouter avant coloration Fast Gamet GBC 60 mg dilueacute dans quelques gouttes de Tris-Malate (manipuler ce produit avec des gants)
ME (Malice-Enzyme)
Tris A 10 ml MgCl2 (O5~1) 15 ml AcMalique (2tv1) 1 ml puis ajouter avant coloration NADP 1 01 ml PMS 03 ml NET 07 ml MTT 07 ml +Agar dans Tris A tiegravede 10 ml
PGM (phosphoglucoMutase)
Tris A 10 ml MgCl2 (05)11) 1 ml Glucose IP (+15 diP) 100 mg puis ajouter avant coloration NADP 1 05 ml PMS 05 ml NET 05 ml lvITT 05 ml G6PDH 6~1l ou 17u +Agar dans Tris A tiegravede 10 ml
42
9
----- - - - _----- - -
W~--shy
ANNEXEV
Tempeacutelllture il linterface eaumiddotseacutediment au site du Dlilec
17 T middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot-middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot-middot_middotmiddotmiddotmiddot-middot-middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot-middot--middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot-middotmiddot--- - -- ----_--- -- - shy
16 +--- ---------- --__--shy
15 --- -- ---- - --- middot - middot-middotmiddot-middotmiddotmiddot-middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot_-middot-middot -middotmiddotmiddotmiddot-middot-middot-middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot-middotmiddot middotTt~hl~ - ------ Ecirc 14 - - -- --------- ---middot---middot-middotmiddot-middot-middot-trrfo-r~~wbWljl~I~~~--------------t-------------iiiiJiI~i~L--_-----------------------8 12 YrljVWfAI--shy --shy - shy _-----------------------------
middotmiddot-middotmiddot~IImiddot middotmiddot-middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot-middotmiddotmiddotmiddot-middot --middotmiddot--shy - ------------_- ----------11 t-middot
10 ~~--shy --- ----_-- - -- - - ------------_-
~ ~ ~ ~ 3 5 = 3 -~ shy
~ ~ = ~ ~ ~ 7 ~ 7 7 ~ ~ lt lt jf ~ r- ~ C t- C ~ oA C 0 0 0 0 ~ shy0 0 N
~
Tempeacutelllture il linterfue eau-seacutediment il la pointe de lAnnorique
11 ~ li ~ ~ ~ ~ ~ of j ~ ~ i ~ f N M ~ M ecirc ~ M
(donneacutees LR-i CvRS D1513 Faculteacute des Sciences Brest)
43
ANNEXEVI
TENEURS EN QUELQUES METAUX LOURS DANS LES GONADES DOURSINS DE LA RADE DE BREST
1Armorique (n=7) lIurloux (n=8) Deliee (n=8) 1
Fer (Fe) mgfKg 2869plusmn141O 531plusmn438 410plusmn250 1
lt 02Plomb (Pb) mgfKg O75plusmnO24 026plusmnO18
Cuivre (Cu) mgfKg O76plusmnO33 030plusmnO Il 045plusmnO42
Cadmium (Cd) mgIKg 396plusmnO55464plusmn125 463+12
Zinc (Zn) mgfKg 3563plusmn2828 1811=1241 1528plusmn1506 i
1
Mercure (Hg) mgfKg 026plusmnO12 018plusmnO08 020plusmnO13 1
(donneacutees Laboratoire lvllmicipal de Brest 16 rue Alexandre Ribot - J928iuml BREST Cedex Ofi0894)
ANNEXE VII
Agents toxiques essayeacutes pour leur toxiciteacute sur le deacuteveloppement la reproduction
et pour leur toxiciteacute geacuteneacutetique sur les embryons et le sperme doursins
(dapregraves PAGAl~O et al 1987)
Classe d aogents___+-____Agent=-s____~r__---Reacute~feacuterences___--1
1 Agents Physiques Rayons X RUST AD 1959 Rayons r GIORDANO et al 1983 Lumiegravere visible PAUL et al 1970
SPECK et al 1980
II Agents chimiques A Inorganiques Arsenic PAGANO et al 1982a
Beacuteryllium GIORDAlIO et al 1983 Cadmium PAGANO et al 1982b Chrome PAGA1-iO et al 1983a Cuivre HESLINGA 1976
PAGANO et al 1986 Mercure KOBA YASHI 1980 Nickel GIORDANO et al 1982 Changements de pH PAGANO et al 1985a 1985b
CIPPOLARO et al 1986 DUBE et al 1985
Zinc GIORDANO et al 1983 PAGANO et al 1986
B 1 Organiques 1 - Polluants industriels Peacutetrole dispersants du peacutetrole HAGSTROM et LONNING 1976
Pesticides organochloreacutes FALK-PETERSEN1979 BRESCH-ARENDT 1977
Styregravene et deacuteriveacutes PAGANO et al 1978 Dipheacuteny1 dipheacutenyl ether PAGANO et al 1983b PCBs ADAMS 1983
PAGANO et al 1985c
2 - Canceacuterigegravenes Acridines BRACHET 1968 Benzo(a)pyregravenes DE ANGELIS et GIORDANO
1974 HOSE et al 1983
712 dimeacutethy1benz( a)anthracegravene DE ANGELIS et GIORDkIO 1974
TPA (phorbol ester) BRESCH--RENDT 1978 Urethane NAKASHIMA et ISHIKAWA
1978 3 - Composeacutes pharmaceutiques Agents antineacuteop1astiques REN1llLARD et al 1975
WANG et al 1977 Thalidomide HAGSTROM et LONNING 1973 Acide nalidixique CZ1TN etaI 1981 Povidone iodine ROZENKRANZ et al 1980
III Meacutelanges KOBAYASHl 1971 1984 KINAE et al 1981 OSHIDA et al 1981 DINNEL et al 1981
LES MEacuteTAUX LOURDS DES PRODUITS MAnlNS AUX CONSOMMATEURS
(Les v(Jlours m6us uang ce
Ooso quotishydienne
Il eacutecossai ro fi lhomme
(ell IlIl)
Dose toxique
pOUf lIl(Hl li)] Il
(1)
)OllS
adIJ1ilUuml
dan~ 1es al ililUlllS
(1l1Uk~raquo
EltlU ltIll Ilwr (111]1)
AlrJucs (lilgkJ )
Mollusques (IlIUkg)
Cfuslncocircs (11111111)
Poissons (muka)
Arsenic
001 ~O 02 mg
III 70 1119 1 SOllt mOrlols
0002-0001
014-1
7 -120
15 17 (rwvolln)
25-75 (oOndill)
LI ore
100 Illoi
I(i
04-20
1 (moulu)
025 15 (11111 l 1 IcircIl )
020
tilJlcilU sont les plus
CildmIcircUIll
30 mu so1l1 toxiquuumls
f()i~5()1l
1 Molluoque
rshy1
01
00006
01 i-3
Chromo
VI WO Ill) Cr ~()Ilt IIHHlelr
01
000005
002 -1
er1llllent rellcontreacutees dlIls les publications ctuel
Cuivre
2 mg
25 fi sont IllOrlel
Poisson li
Mollusqull 110
0003-001
17-124
GO-900 (Iluitru)
20-90 (convoi)
l5-G (1 lion)
Mercure
Poisson jusqul 07
0000 03
----_
O02G-O2
004
01 middot10
Plomb
moi
0000 03
05 9
28-6 (huicirctre)
~- ----shy01-23
(tHlllllnrl)
O3-G
Seacuteleacutenium
3
000009
02-01
Zinc
6- 10 mg
35
0001-001
il2-Hi)
100-1 GOO (lIl1illO)
122-18 1 (1Il1IrlllI)
02middot1 200 (llilrell~1 )
---------- ----shy
fi (JIIIIUIIIaS
Les doses admissibles dilfl~ les aliments sonl exprillleacutees en millilrammes par kilogramme daliment
Les concclltrations daJis les produits rnHIcirclls sont (ouloS oxprilllUcircfS CIl lllilliJtallHllCS pM kilonriltlHlw do Illnliegravero segravecho
Chnque (ois qlll cela a ugravet possillln on il if)diqur~ entre p1fef)lhegravesos dnns qllJllc csplco nvait ocirctri trouveacutee ln plus (orte dosn
(1) [n CilS diumlnDntioll Cil IIlle scule (ois (SOllfce Rapport du Groupe Irleflilinisteacuterid des prohl~llIes de Pollution de la Mer 1(73)
EXTRAITS DE lA CIRCUlAIRE DU 13 MAl 1991
Circulaire du Ministegravere de lEnvironnement creacuteant les contrats de baie
Les eaux inorales franccedilaises doivent se situer en permanence agrave un niveau de qualiteacute suffisant pour ne pas mettre en peacuteril les eacutecosystegravemes cocirctiers qui constituent un eacuteleacutement majeur du patrimoine eacutecologique national ()
Lapproche retenue rient compte de la diversiteacute et de la complexiteacute des situations rencontreacutees ie long des cocirctes franccedilaises Certains SeCIeurs son principalement affecteacutes par des pollutions chimiques (meacutetaux etou composeacutes organiques ( )
De plus les pheacutenoTregravenes regroupeacutes sous une mecircme appeiation (egraveystrophies marines par exemple) reacutesJltent r jait de meacutecanismes diffeacuterents dont les c1uses et les facteurs de maitrise dofent ecirctre deacutetermineacutes dans chaque cas particJpr afin decirctre certain de mettre en oeuvre au plus juste coucirct des remegravedes efficaces ( j
n apparaft au corraire que pour chaque secteur C littorc oi une action est neacutecessaire a soluor adeacutequate ne peut ecirctre trouveacutee cu au niveat loca~ en associant tous les resporsables co-erneacutes Un outil nouveau est proposeacute le Contrat de Baie dont linitiative peut br= prise par lEtat mais aussi par dautrs acteurs (collectiviteacutes locales cssociatiors rotamment) ()
Chaque Cartrat de 3aie doit correspondre agrave une uniteacute middot-orale rmogegravene ()
Puisque la lutte ccr-se la pollution des eaux littorales ne peut ecircrr= efficace que par la prise
en compte des apports de Jensemble du bassin versant le Contrat de Baie doit ecirctre eacutelaboreacute agrave ce niveau
Pour eacuteviter ces eacutecueils tout Contrat de Baie devra reposer sur une connaissance aussi preacutecise que possible
bull de lensemble des sources de poiJution affectant le secteur rejets coners (ponctuels ou diffus) apports par les cours deau immersions de deacuteblais de dragage etc
bull des meacutecanismes de transfert des pollutions au milieu marin
bull des caracteacuteristiques du milieu reacutecepteur (morphologie courants caracteacuteris-tiques hvdrochimiques et biologiques)
bull des USIlges agrave proteacuteger et des zones sensibles du point de vue eacutecologique
Puisque lameacutelioration de la qualiteacute des eaux dun secteur du littoral implique de deacutefinir un programme concernant lensemble du bassin versant la maicirctrise douvrage de leacutetude ne pourra en geacuteneacuteral ecirctre confieacutee qu acirc une collectiviteacute locale de niveau supra shycommunal ()
L finaii du Contrat de Baie est dinciter les divers panenaires concerneacutes en particuer es coliegrave-ivieacutes locales agrave deacutepasser le cadre des scheacutemas classiques dassainissement dans tcs les cas c des dispositions speacutecifiques doivent ecirctre prises pour restaurer la qualiteacute des eaux (
des structures geacuteneacutetiques a volontairement eacuteteacute reacuteduit agrave deux stations (Marloux et Armorique)
en raison dune part du deacutelai imparti agrave cette eacutetude et dautre part dune eacutetude comparative de
populations deacutejagrave effectueacutees sur ces deux sites (Lumingas amp Guillou sous presse) Dans cette
eacutetude a eacuteteacute analyseacute le polymorphisme l enzymatique des deux populations mesureacute par
eacutelectrophoregravese sur gel damidon En effet cette technique reposant sur le caractegravere amphotegravere
des proteacuteines elle permet de deacuteceler les variations de charges nettes des sous-uniteacutes
constituant le systegraveme enzymatique eacutetudieacute de sorte que les substitutions entre acides amineacutes
dans la structure primaire de la proteacuteine sont rendues visibles Ces substitutions eacutetant issues de
mutations sur les codons dau moins un nucleacuteotide de lADN (Ayala 1982) il sagit donc bien
lagrave dun reflet du patrimoine geacuteneacutetique Cependant toutes les mutations de triplet ne sont pas
deacutecelables en raison de la redondance du code geacuteneacutetique de mecircme que les substitutions
dacides amineacutes qui ne modifient pas la charge nette de la proteacuteine Cest pourquoi lon
considegravere que les deux tiers des mutations ne sont pas deacutetecteacutees (Ne~ 1972) Dune maniegravere
geacuteneacuterale la variabiliteacute geacuteneacutetique des organismes se trouve donc sous-estimeacutee
Les oursins rameneacutes frais au laboratoire sont aussitocirct disseacutequeacutes et des eacutechantillons de
diffeacuterents organes (muscle gonades appareil digestif) sont preacuteleveacutes sur chaque indhidu et
placeacutes seacutepareacutement dans un cocircne dEppendorf annoteacute et conserveacute au congeacutelateur (-70degC) Un
lot de 40 individus par site est ainsi preacutepareacute Les eacutechantillons sont ensuite broyeacutes agrave volume eacutegal
dans une solution de tampon de-traction (TRIS 00 lM + NADP 1 + EDTA) ajusteacutee agrave
pH 68 puis centrifugeacutes agrave 10000 g pendant 15 minutes agrave FC Les eacutechantillons sont placeacutes dans
des gels agrave 11 damidon en impreacutegnant de petites bandes de papier Whattman TM n)3
introduits perpendiculairement au gel apregraves avoir deacuteposeacute au preacutealable quelques gouttes de bleu
de bromopheacutenol pour visualiser le front de migration Les gels sont refroidis durant toute la
dureacutee de la migration par un systegraveme de plaques de refroidissement placeacutees au dessus et en
dessous du moule La migration est anodique Un scheacutema du montage est figureacute en annexe Il
La composition des tampons deacutelectrophoregravese et les reacutesolutions obtenues sont donneacutees en
annexe III Les eacutechantillons peacutenegravetrent dans le gel pendant une preacute-eacutelectrophoregravese de 10
minutes agrave 100 V Lorsque la migration est commenceacutee le gel est soumis agrave un champ eacutelectrique
Ipolymorphisme existence simultaneacutee dallS une population de plusieurs gegravenes pour le mecircme locus
14
constant de 80 mA pendant 4 agrave 5 heures La seacuteparation des geacutenotypes des diffeacuterents systegravemes
enzymatiques est reacuteveacuteleacutee par des colorations speacutecifiques regroupeacutees par Pasteur et al (1987)
et adapteacutees de Shaw et Prasad (1970) Les solutions utiliseacutees pour la reacuteveacutelation des
eacuteleacutectrophoreacutegrammes sont deacutecrites en annexe IV Linterpreacutetation des reacutesultats neacutecessite la
connaissance de la structure quaternaire (le nombre de sous-uniteacutes) de lenzyme qui
conditionne le nombre de taches observables chez les heacuteteacuterozygotes correspondant aux
diffeacuterentes combinaisons possibles entre les sous-uniteacutes sous lhypothegravese que les loci soient
autosomaux2 et les allegraveles codominants3 Quand un systegraveme enzymatique possegravede plusieurs
loci ces derniers sont numeacuteroteacutes de 1 agrave n suivant leur vitesse de migration en commenccedilant par
le plus rapide Les allegraveles5 sont codeacutes en fonction de leur distance (mesureacutee en mm) par rapport
agrave lallegravele le plus freacutequent noteacute 100 qui sert de reacutefeacuterence
5deg - Traitement des donneacutees
Les reacutesultats des tests deacutecotoxicologie sur les larves doursins sont traiteacutes statistiquement
par analyse de variance agrave lm critegravere de classification qui permet de veacuterifier en un seul test si les
diffeacuterences observeacutees au niveau des moyennes dun ensemble deacutechantillons sont imputables
aux fluctuations deacutechantillonnage ou non Cette meacutethode analyse les sources de variation de
lensemble des donneacutes elle sous-entend leacutegaliteacute des variances et la normaliteacute des populations
dorigine Le respect des conditions dapplication est controcircleacute au moyen dun test de Bartlett
Les tests statistiques sont reacutealiseacutes agrave laide du logiciel STATGRAPHICS (Statistical Graphies
Corp Rockville Maryland USA) Les comparaisons inter-sites sont effectueacutees avec un seuil
de confiance de 95
Les donneacutees de geacuteneacutetique sont traiteacutees par le logiciel BIOSYS-l (Swofford et Selander
1981) qui calcule les freacutequences alleacuteliques et donne les eacutecarts par rapport agrave leacutequilibre dHardyshy
Weinberg dans la population consideacutereacutee Les freacutequences alleacuteliques sont calculeacutees agrave partir des
2autosome chromosome preacutesent en double dans les cenules diploiumldes agravees deux sexes Jcodominams allegraveles exprimeacutes de maniegravere semblable dans un geacutenOtype heacuteteacuterozygote 410cus portion de chromosome correspondam agrave un gegravene 5allegravele lune des expressions alternatives dun gegravene (lOCus)
15
effectifs directement observeacutes sur les zymogrammes Pour un locus posseacutedant k allegraveles et un
eacutechantillon de N individus la freacutequence du iegraveme allegravele est donneacutee par la formule 1shy
(2Nii +iNij) HXi =__---L-_
2N
Nuuml nombre dhomozygotes observeacutes pour lallegravele ~
Nij nombre dheacuteteacuterozygotes observeacutes pour lallegravele i
Les freacutequences geacutenotypiques sont recalculeacutees sous lhypothegravese de la loi dHardy-Weinberg
qui postule que les freacutequences alleacuteliques restent constantes dune geacuteneacuteration agrave lautre en
labsence de mutation seacutelection et de migration (dans le cas dune espegravece diploiumlde en
panmixie6) Etant donneacutee la faible taille des eacutechantillons les freacutequences geacutenotypiques attendues
par cette loi sont calculeacutees par la formule de Levene (1949) N = Nxi (2Nx i -1)
2N-l _ 4N2 XiXjN - -----shy
lJ 2N-l
Nuuml freacutequence geacutenotypique homozygote
Nij freacutequence geacutenotypique heacuteteacuterozygote7 ayec IkNij=l (pour k allegraveles)
Le test de conformiteacute des freacutequences geacutenorypiques calculeacutees avec les reacutesultats observeacutes fait
intervenir un X2 Certains effectifs geacutenotypiques eacutetant compris entre 5 et 10 le test utiliseacute est
celui du conigeacute de Yates j(~12 (1 Obil - At) _ 1~)2
y= w shyC i=1 Atif
Le nombre de degreacute de liberteacute est eacutegal agrave m-k m eacutetant le nombre de geacutenotypes et k le
nombre dallegraveles
Les eacutechantillons eacutetant de faible taille les loci multi-alleacuteliques ont eacuteteacute analyseacutes en regroupant
les geacutenotypes en trois classes la classe des geacutenotypes homozygotes posseacutedant lallegravele Je plus
freacutequent la classe des heacuteteacuterozygotes posseacutedant lallegravele le plus freacutequent et la classe regroupant
les autres geacutenotypes Comme dans le cas des loci di-alleacuteliques le test du X2 est agrave 1 degreacute de
6panmixie individus qui se croisent au hasard agrave limeacuterieur ct une population pour laqudle leacutequilibre de la loi dHardy-Weinberg est respecteacutee (degraveme) heacuteteacuterozygote individu qui possegravede deux allegraveles distincts aux locus homologues des chromosomes parents dun organisme diploiumlde
16
liberteacute lorsque toutes les classes ont un effectif supeacuterieur agrave cinq Dans le cas dun locus dishy
alleacutelique si lun des effectifs est infeacuterieur agrave 5 la probabiliteacute exacte p est calculeacutee suivant le test
de Fisher utiliseacute dans le tableau de contingence 2X2 (VithayasaIuml 1973)
Les descripteurs de variabiliteacute geacuteneacutetique des populations sont donneacutes par les relations
suivantes
a) - pourcentage de loci polymorphes8 P95 = 100x(npn)
avec n == nombre de loci eacutechantillonneacutes et ni nombre de loci polymorphes un locus est
polymorphe lorsque la freacutequence de lallegravele le plus rare est supeacuterieure agrave 005
b) - lheacuteteacuterozygotie correspond agrave la freacutequence moyenne dheacuteteacuterozygotes dans la
population on distingue lheacuteteacuterozygotie obseIVeacutee (ho) et celle attendue dapregraves la loi dHardy-
Weinberg (he)
1=1
Xuuml eacutetant la freacutequence obseIVeacutee du geacutenotype homozygote du iegraveme allegravele contenu dans le locus Ir
h == 1- x~ e iJ
=
x eacutetant la freacutequence attendue du geacutenotype homozygote du iegraveme allegravele
Pour les eacutechantillons de petite taille lutilisation de lindice non biaiseacute (Levene 1949) est
neacutecessaire Le calcul de lheacuteteacuterozygotie attendue seffectue de la faccedilon suivante k
2N(1- LX) he(nb) == __---i-=-=l~_
(2N -1)
ougrave N est le nombre dindividus eacutechantillonneacutes
sur lensemble des loci on effectue la moyenne
=1
c) - lindice de fixation de Wright (FIS) ou de Selander (D) permettent deacutevaluer le
deacuteficit ou lexcegraves dheacuteteacuterozygotes Pour le iegraveme locus ils sont deacutefinis par
8polymorphe un g~ne es dit polymorphe lorsquil preacute~me au moins deux eacutetats distinctS dun caractegravere donneacute
li
Les deux indices se comportent de faccedilon opposeacutee une valeur positive de D correspond agrave
excegraves dheacuteteacuterozygotes et une valeur neacutegatIcircve agrave un deacuteficit en heacuteteacuterozygotes
La diffeacuterentiation geacuteneacutetique des populations est appreacutecieacutee par le calcul dun indice de
fixation moyen FST (Wright 1965) deacutefini de la maniegravere suivante
I-FIT = (I-FIS)middot(I-FST)
ougrave FIT et FIS sont les indices de fixation respectivement des individus agrave la population totale et
agrave ces sous-populations
Les indices de fixation du iegraveme allegravele sont deacutefinis dapregraves Nei (1977) par
~Sj =(~ - P)(Pi - p)
Fm = (~ - p2i)(Pi _ p2j)
avec Pi=Sn wiXuuml Pi=Sn wixi ougrave wi repreacutesente le poids accordeacute agrave chaque sous populations
Les indices de fixation calculeacutes pour le jeme locus agrave k allegraveles sont donneacutes par k
Lx j (1- Xj)~Sj ~Sj =-=--------
Lx j (1- Xi) i=1
k
LX (1- xJFm
LxC1- x) 1-1
Lhypothegravese nulle Ho que la valeur du F ST seacutecarte significativement de zeacutero est testeacutee par
X2=2NFST pour n-1 degreacute de liberteacute (Workman et Niswander 1970) ougrave n est le nombre de
18
10
sous populations et N le nombre total dindividus eacutechantillonneacutes La variance autour de la
moyenne par preacutelegravevement est deacutetermineacutee par la meacutethode du jacknife (Weir et Cockerham
1984) Elle permet de tester la significativiteacute de la valeur moyenne agrave laide dun test-t
Le nombre dindividus migrants entre populations peuvent ecirctre estimeacutes par la relation
Nm = (_1__ 1)4 FST (Wright 1965)
avec N =nombre dindividus fertiles dans la population
m = taux de migration
III RESULTATS
- Indices Physiologiques
Lexamen des indices gonadiques fait apparaicirctre de fortes dispariteacutes entre stations (fig 2a)
Tout dabord le site de lArmorique se distingue par des valeurs tregraves faibles traduisant un
niveau de deacuteveloppement des gonades tregraves reacuteduit ne permettant pas de discerner une peacuteriode
de ponte Le site du DelIee preacutesente un deacuteveloppement des gonades moyen comparable au
teacutemoin (Gleacutenan) mais le pic de deacuteveloppement de printemps nest pas observeacutee bien que la
chute de lindice agrave partir du mois de mai permette dy deacuteceler une ponte La population de
MarIoux preacutesente une eacutevolution assez semblable agrave celle des Gleacutenan avec toutefois des valeurs
nettement plus eacuteleveacutees et deux peacuteriodes de chute dindice Uanvier-mars avril-juin)
Lanalyse des indices de reacutepleacutetion (fig2b) montre un comportement radicalement diffeacuterent
entre les oursins de la rade et ceux des Gleacutenan En effet alors que sur le site teacutemoin on observe
un maximum en hiver et une forte chute de lindice de reacutepleacutetion jusquen avril-ma~ soit un mois
avant la ponte le comportement alimentaire des oursins des sites de la rade semble beaucoup
plus anarchique sur le site de MarIoux les indices de reacutepleacutetion restent eacuteleveacutes mecircme en peacuteriode
de ponte et sur les deux autres sites les valeurs hivernales sont singuliegraverement faibles De
maniegravere geacuteneacuterale les indices de reacutepleacutetion des stations de la rade sont plus stables au cours de la
peacuteriode eacutetudieacutee et plus eacuteleveacutes pendant le printemps et leacuteteacute que sur le site de reacutefeacuterence des
Gleacutenan Ceci semble traduire un besoin eacutenergeacutetique plus constant agrave correacuteler avec la nature du
substrat et la disponibiliteacute des ressources trophiques (Comely amp Ansel 1989)
19
Fig 2 Evolution des indices phvsiologigues de Splzaerecltinus granularis UG et IR)
Indices Gonadiques
Mariaux
+ Armorique
-Q-- DeUee
- -r- - Gleacutenan
Fig2a
Indices de Reacutepleacutetion
25
1 tfi~__ plusmnl~middotmiddotmiddotmiddotmiddott~~-~-~
5 - -- - - ~~~~-TT-~ j ~----+-- ~~ l ~-middot-rgtfmiddotltmiddot J 1 shy
n------~ -t o 1 shy
o J FM AM J J
bullbull -tl- bullbullbull Marlou~
1
1 -+- Armorique 1
~ Dellee
- - - Gleacutenan l
Fig2b
2deg - Feacutecondation et deacuteveloppement larvaire
Les reacutesultats sont rassembleacutes sur le tableau l et les graphes preacutesenteacutes en figure 3 ougrave sont
pris en compte les moyennes de lensemble des expeacuteriences Les taux de feacutecondations moyens
sont eacuteleveacutes sur tous les sites (gt91) On note cependant une reacuteussite des feacutecondations (F)
leacutegegraverement meilleure pour le site des Gleacutenan (fig3a) sans pour autant que les diffeacuterences
soient statistiquement significatiyes sauf pour le site de MarIoux ougrave les valeurs sont
significatrvement infeacuterieures au site de reacutefeacuterence (seuil de confiance 95)
20
Les taux de pluteus normaux (N) obtenus pour les sites de lArmorique et de Marloux sont
significativement infeacuterieurs au site des Gleacutenan choisi comme reacutefeacuterence (respectivement 689
et 812 contre 869 auxiles Gleacutenan cf fig3d)
Le site de lArmorique se distingue des trois autres populations par un taux de blocage au
stade embryonnaire (P2=118) et de pluteus retardeacutes (R=143 fig3e) significativement
plus eacuteleveacutes de plus les tests sur les individus macircles montrent sur cette cateacutegorie des reacutesultats
statistiquement plus eacuteleveacutes que pour les femelles (t=249068 n=38 0=0005)
Le site de Marloux preacutesente un taux dembryons intermeacutediaire entre celui trouveacute agrave la pointe
de lArmorique et celui des Gleacutenan (58 fig3b) Le taux de mortaliteacute (M) y est
significativement supeacuterieur agrave toutes les autres stations (24 contre 08 agrave 12 fig3f)
En revanche aucune diffeacuterence statistique nIa eacuteteacute rencontreacutee en comparant les sites du
Dellec et des Gleacutenan agrave quelque stade de deacuteveloppement que ce soit bien que les reacutesultats
soient geacuteneacuteralement infeacuterieurs pour le site de la rade
Les pluteus pathologiques (Pl) sont du mecircme ordre de grandeur dans tous les sites (37)
et ne permettent pas deacutetablir de comparaison (fig3e)
TABLEAU 1 COllPARAISON DES RESUlJTATS DES TESTS DE FECONDATION
N() P2 ()1
i F() R() 1 Pl () M() 1rmoriq ue Macircles 922plusmn64 13+16689plusmnU5 82plusmn80178plusmn10S 1 38plusmn16
1
Femelles 93Oplusmn45 688plusmn166 108plusmn70 39+16 153plusmn177 L2plusmnL3 11
689plusmn145 Il8plusmnl43Total 1 922plusmn64 143plusmn9A 38plusmn22 12plusmn20 2larloux Macircles 800plusmn42 79plusmn34 41plusmn27928plusmn37 5 1plusmn3 1 28+8
Femelles 91Oplusmn94 824plusmn84 1 59plusmn3 1 33plusmn14 65plusmn61 L9plusmn22 69plusmn36 37plusmn21 58plusmn5O 24plusmn5Total 919+74 812plusmn69
27plusmn27Deliee Macircles 81plusmn3ocirc 33plusmn15 O9plusmnLO925plusmn57 i 850plusmn59 96plusmn56 1 45+16 27plusmn32Femelles l2plusmn24928plusmn61
1 82Oplusmn9O 27plusmn29 10plusmn18Total 89plusmn4iuml 39plusmn22926plusmn58 835plusmn771 1
27plusmn23 O6plusmnO777plusmn50 38plusmn23Gleacutenan Macircles 851plusmn69949plusmn45 - l+ 1)~_J_ 1 34plusmnl7 14plusmn13Femelles LOplusmn14887plusmn72943plusmn44
21plusmn2O 1 O8plusmn1l869+72 1 66+51 1 i 36plusmn2OTotal 946+44
mise en eacutevidence dune diffeacuterence significative entre ies reacutesultats des deux sexes
21
_________________ _
Fig 3 Preacutesentation graphique des reacutesultats des tests eacutecotoxicologigues
Taux de feacutecondation (F)
100
1 1 6 iuml 1 1
agrave~J 9 1
0
1
1~1 l i 1
80_
751 1
Armorique Marioux Deliee Gleacutenan
Fig 3a taux de feacutecondation observeacutes pour chaque station
Embrvons (P2) 00
1 1
11
15
10 T 5 shy
0 Armorique Marloux Deliee Gleacutenan
Fig 3b taux de blocage embryonnaire obseneacutes pour chaque station
Pluteus retardeacutes CR)
25CO
20CO
15CO o
10CO
5CO 1 9 i
OCO
Armorique Martoux Jallee Gleacutenan
Fig 3c taux de pluteus retardeacutes obsenes sur chaque statlon
22
__________________ _
Pluteus nomlaut (N)
100 T iuml ccedil 2751 iuml 2 l Q
l501 1
T251
1
0 Armorique Marloux Deliee Gleacutenan
Fig3d taux de pluteus normaux observeacutes sur chaque station
Pluteus pathologiques (Pl)
8
161
i T shy1l iuml
1 11 14 -
I r-
tJiuml t 1
1 2 1 1
omiddot Armorique Mariaux Deliee Gleacutenan
Fig 3e [mLC de plweus pathologiques observeacutes sur chaque station
Tault de mortaliteacute on
500
400
300 l
200
1
100 J J j J
000
Armorique Mariaux Deliee Gleacutenan
Fig 3 taux mortaliteacute observeacutes pour chaque station
30 - Geacuteneacutetique des populations
Les reacutesultats sont rassembleacutes sur les tableaux n02 et 3 Sur les Il loci eacutetudieacutes on remarque
que la population de lArmorique seacutecarte significativement de leacutequilibre de Hardy-Weinberg
pour 5 loci (PGM-l et 2 IDH-l PGD-l GPI-1) alors que lon observe seulement 2 cas pour
le site de MarIoux TI est agrave noter que dans chaque cas les indices de fLation de la population
de lArmorique sont plus eacuteleveacutes que ceux de MarIoux traduisant une deacuteviation plus
importante Cette observation est correacuteleacutee par une heacuteteacuterozygotie en moyenne plus eacuteleveacutee agrave
MarIoux quagrave lArmorique (0207plusmnO057 contre 0180plusmnO052) Le pourcentage de loci
polymorphes (seuil 95) est de 6364 agrave MarIoux contre 4545 agrave lArmorique
Lindicateur de diffeacuterenciation geacuteneacutetique moyen calculeacute selon la meacutethode de Weir et
Cockerham est faible (FST=00059plusmnO0048) et ne montre pas de diffeacuterence significative Dans
ces conditions lestimation du nombre dindividus eacutechangeacutes par geacuteneacuteration donne une valeur
eacuteleveacutee (Nm=42 12plusmn23 Il)
TABLEAU 2
RESUltŒ DES F-STATISTIQUES
Locus FIS FIT FST
PGM-1 0381 0384 0004 PGM-2 0359 0360 0001 IDH-l 0226 0233 0010 PGD-l 0351 0352 0002 MDH-1 -0013 -0009 0005 MDH-2 -0026 -0013 0013 GPI-1 0346 0352 0012 ME-1 0252 0253 0001 ME-2 -0034 -0030 0005
MT-1 -0051 -0040 0012 MT-2 0137 0137 0000
Moy 0273 0276 0006
24
TABLEAU 3
STRUCTURE GENETIQUE DE DEUX POPULATIONS DE Sgranillaris SUR UNE BASE DE 11 LOCI
Pointe de Marloux Pointe de lArmorigue 1
1 1
Locus allegravele freacuteq Ho He D Het freacuteq Ho He D Het
PGM-l 105 0013 2 1987 0006 0050 - 1 2924 -0658 0073
100 0975 0962
95 0013 0038
PGM-2 110 0025 15 22l77 -0324 0554 - 12 20468 -0414 0512
105 0262 0287
100 0613 0637
95 0087 0075
90 0013 shyIDH-l 105 0081 7 8260 -0153 0223 0015 3 4761 -0370 0140
100 0amp78 0926
95 0041 0059
PGD-l 110 0025 15 19392 -0227 0485 0038 9 18063 -0502 0452
107 0013 shy105 0213 0250
100 0688 0700
95 0050 0013
90 0013 shyltIDH-l 105 - 1 1000 0000 0025 0013 1 1000 0000 0025
100 0988 0988 95 0013 shy
MOH-2 110 - 0 - - - 0025 2 1975 0013 0 049
100 1000 0975
GPI-I 110 0112 Il 14620 -0148 0366 0175 6 11696 -0487 0292
105 0075 shy100 0788 0325
100 0850 0863
95 0025 -ltŒ-1 105 0050 2 3843 -0480 0096 0038 3 2924 0026 0073
100 0950 0962
rv1E-2 105 0013 3 2949 0017 0074 0038 3 2924 0026 0073
100 0962 0962
95 0025 -MT-1 105 0038 6 5734 0046 0143 0025 2 1975 0013 0049
100 0925 0975
95 0038 -MT-2 105 0150 10 10329 -0032 0258 0138 7 9608 -0271 0240 1
Heacuteteacutero~gotIcirce moyenne par locus (non biaiseacutee O207iO057 HeacuteteacuterozygOlIcirclt moyenne par locus (non biaiseacutee == O180iO05 Nombre moyen dallegraveles par locus = 309iO44 Nombre moyen dallegraveles par locus 236iO20 Pourcentage de loci polmorphes (criteacutere 95) == 6364 Po=uge de loci polymorphes (criteacutere 95) =4545
locus preacutesent8llt un deacuteficit en heacuteteacutero~gOles significltl lttest de 1 p$O05)
1
IV 1DISCUSSION
TI ressort de cette eacutetude une convergence des reacutesultats qui reacutevegravele la singulariteacute de la
population de la pointe de lArmorique En effet le cycle de reproduction y est agrave leacutevidence
perturbeacute les valeurs dindice gonadique sont extregravemement faibles et la ponte non deacutecelable Le
taux dingestion est faible Les tests de deacuteveloppement larvaire preacutesentent des anomalies
(blocage aux stades embryonnaires et retard des pluteus) et lanalyse geacuteneacutetique y reacutevegravele pour
pregraves de 50 des loci une deacuteficience en heacuteteacuterozygotes traduisant lagrave une baisse de variabiliteacute
geacuteneacutetique et une deacuteviation par rapport aux conditions dHardYMWeinberg9
Le site voisin de la pointe MarIoux semble beaucoup moins affecteacute le cycle de reproduction
sy deacuteroule tout agrave fait normalement (IG plus eacuteleveacutes que sur le site de reacutefeacuterence) et leacutequilibre
panmictique y est geacuteneacuteralement mieux respecteacute Cependant les tests eacutecotoxicologiques y
deacutecegravelent quelques indices de perturbation les taux de feacutecondations y sont infeacuterieurs au teacutemoin
les embryons preacutesentent quelques blocages et les taux de mortaliteacute des larves sont
statistiquement plus eacuteleveacutes
Les reacutesultats concernant le site du Deliec nindiquent p as de diffeacuterences remarquables par
rapport au site de reacutefeacuterence La peacuteriode de ponte y survient avec un leacuteger deacutecalage sans doute
agrave mettre agrave lactif dune diffeacuterence dans les conditions de tempeacuterature etou de deacuteveloppement
de blooms phytop1anctoniques certains auteurs faisant concorder le deacuteclenchement de la ponte
avec labondance de nourriture disponible pour les larves (Himmelman 1978)
Le comportement des indices de reacutepleacutetion des populations de la rade de Brest savegravere tregraves
distinct de celui de la population de reacutefeacuterence ce qui peut traduire une strateacutegie adaptative
diffeacuterente ou une couverture des besoins eacutenergeacutetiques insuffisante chez les populations de la
rade Cette observation meacuterite notre attention puisque dans le cas de la station de MarIoux le
substrat est semblable agrave celui du site teacutemoin et ne peut expliquer le maintien de lindice de
reacutepleacutetion agrave des niveaux eacuteleveacutes pendant la peacuteriode de reproduction
On peut deacuteduire de ces constatations une distinction entre les populations du fond de la
rade et la station du Deliee situeacutee dans le goulet qui semble a priori exempte de deacutegradation
9Hardy-Weinberg (loi de) loi dheacutereacutediteacute ougrave la preacutesence des gegravenes demeure constante de geacuteneacuteration en geacuteneacuteration en labsence de seacutelection de mutation daccouplements dirigeacutes ou daccidents deacutechantillonnage
26
Les deux populations du bassin Nord subissent agrave leacutevidence linfluence de facteurs
environnementaux qui perturbent leur deacuteveloppement Ces pheacutenomegravenes sont provoqueacutes par
diverses causes dorigine naturelle tout dabord auxquelles viennent sajouter les facteurs
anthropiques
Une certaine hieacuterarchisation dans leacutetat de deacutegradation des sites est agrave prendre en compte En
effet des deux zones perturbeacutees la pointe de lArmorique est celle ougrave les effets se font le plus
durement ressentir
Ces deux stations diffegraverent de par le substrat le reacutegime hydrodynamique et lintensiteacute de
linfluence estuarienne La nature du substrat agrave MarIoux est la mecircme que sur le site de
reacutefeacuterence des Gleacutenan il sagit de fonds meubles composeacutes de maeumlrl vivant recouvert
deacutepiphytes synonymes de ressources trophiques abondantes et disponibles toute lanneacutee ce qui
explique les indices gonadiques eacuteleveacutes observeacutes pour ces deux sites A MarIoux
lhydrodynamisme est calme favorable au deacuteveloppement dune veacutegeacutetation dense dalgues
macrophytes saisonniegraveres (Hily et al 1992) Cette couverture veacutegeacutetale est renforceacutee par
lenrichissement du milieu en sels nutritifs provenant du bassin versant de lElom agrave vocation
agricole (N03-=500 agrave lOOOkgj P043-=30 agrave 700kgj) Les concentrations dans cette zones
sont eacuteleveacutees et varient au cours de lanneacutee elles sont maximales lhiver (N03-=28-51 mgl
P043-=O67-137mgl NH4+=41-37mgl) La preacutesence de ces algues contribue agrave augmenter
et agrave diversifier les ressources trophiques disponibles elle favorise le deacuteveloppement dune faune
diversifieacutee de brouteurs
Sur le site de la pointe de lArmorique par contre le substrat est rocheux et les courants
forts Le couvert veacutegeacutetal y est au contraire clairsemeacute et composeacute dalgues essentiellement
saisonniegraveres La population de lArmorique se trouve donc dans des conditions de ressources
trophiques moins facilement accessibles et plus limiteacutees comme latteste le deacuteveloppement plus
important de lorgane masticateur (par effet compensateur) signaleacute lors dune eacutetude compareacutee
de ces deux populations (Lumingas amp Guillou SOIIS presse) Lanalyse des indices
physiologiques doit se faire en consideacuterant que le degreacute de prospeacuteriteacute dune population reacutesulte
dun compromis entre la nature et labondance des ressources trophiques dune part et dautre
part de leacutenergie que lanimal doit deacutepenser pour collecter digeacuterer et assimiler cette nourriture
27
(Reacutegis 1979) Les deux populations eacutetant au deacutepart placeacutees dans des conditions ineacutegales
lapparition de facteurs exteacuterieurs ne pourrait quamplifier cette diffeacuterence au deacutetriment de la
plus deacutefavoriseacutee
Lexamen comparatif des courbes deacutevolution de tempeacuterature entre le Dellec et la pointe de
lArmorique (stations fixes de mesures hydrologiques) montre un eacutecart de 05 agrave 1degC en faveur
de la partie la plus reculeacutee de la rade (cf Annexe V) En tenant compte de la profondeur on
peut en deacuteduire pour le site de Marloux ougrave la profondeur est faible un eacutecart de tempeacuterature
denviron + l5degC par rapport au Dellec Cette particulariteacute pourrait expliquer la preacutecociteacute de la
maturiteacute remarqueacutee chez la population de Marloux Plusieurs interpreacutetations peuvent expliquer
la chute de lindice gonadique observeacutee en mars interruption dans le deacuteveloppement des
gonades provoqueacutee par les preacutecipitations hivernales (Cochran amp Engelmann 1975 Starr et al
1993) une mobilisation des reacutesenles dues aux conditions climatiques (Guillou amp MicheL
1993) ou au contraire une gameacutetogeacutenegravese preacutecoce comme le laisse supposer la forte valeur de
lindice gonadique en janvier
Les tests de feacutecondation eacutetant reacutealiseacutes dans une eau de reacutefeacuterence les causes de perturbation
du deacuteveloppement larvaire sont intrinsegraveques aux gamegravetes il peut sagir soit de la qualiteacute du
vitellus soit dalteacuterations geacuteneacutetiques soit de laccumulation dans les gonades dun agent
contaminant preacutesent dans le mileu Gamegravetes et embryons doursins sont sensibles agrave un large
eacuteventail de facteurs physiques (tempeacuterature pH saliniteacute etc ) et chimiques (meacutetaux
pesticides PCBs hydrocarbures etc ) ils conviennent eacutegalement pour tester les effluents en
meacutelange (Kobayashi 1971 Dinnel et al 1981 Pagano et al 1987 Lassus et al 1991) ce qui
rend plus difficile la recherche des agents responsables des anomalies observeacutees
On peut tout de mecircme mentionner les fortes teneurs en meacutetaux lourds preacutesents dans toute la
partie Est de la rade (mine de plomb argentifegravere situeacutee agrave Huelgoat) Des mesures reacutecentes de
meacutetaux dans les seacutediments agrave proximiteacute de la pointe de lArmorique font eacutetat des concentrations
suivantes Cu=253 ppm Pb=230 ppm Zn=160 ppm (Troadec corn pers) Les oursins en
tant quorganismes infeacuteodeacutes au seacutediment et participant agrave leur bioturbation sont directement
exposeacutes agrave ce type de contamination Plusieurs eacutetudes in situ font eacutetat de laccumulation de
28
meacutetaux par les oursms notamment dans les gonades et lintestin (Augier et al 1987b
Albanedo et al 1990)
Les tests de toxiciteacute des meacutetaux lourds sur les larves de diffeacuterentes espegraveces doursins ont fait
lobjet de nombreux travaux et les effets de ces polluants sur la feacutecondation et le
deacuteveloppement des larves sont assez bien connus (Kobayashi 1984 Dinnel et al 1989) A
faibles doses les ions meacutetalliques peuvent exercer une action positive caracteacuterisant le
pheacutenomegravene d hormegravese observeacute par Stebbing (1981) sur des colonies dhydrozoaires Une
action semblable est rapporteacutee par Young au niveau du pouvoir fertilisant des spermatozoiumldes
doursins pour des concentrations en divers ions meacutetalliques allant de 10-5 agrave 10-6M (Young amp
Nelson 1974) Cependant il sagit de pheacutenomegravenes marginaux et la tendance geacuteneacuterale de ces
eacuteleacutements se manifeste bien eacutevidemment par un effet toxique Le cuivre le zinc le cadmium
provoquent agrave des seuils diffeacuterents des dommages sur les gamegravetes et leur descendance en
alteacuterant soit la croissance des larves soit la diffeacuterenciation squelettique des pluteus (Bougis
1961 1965 Khristoforova et al 1984 Pagano et al 1982 Hesllnga 1976) Les diffeacuterents
stades larvaires preacutesentent des sensibiliteacutes diffeacuterentes les travaux de Kobayashl (1980)
montrent une plus forte sensibiliteacute des spermatozoiumldes et des larves au stade gastmla ce qui
coincide avec les blocages embryonnaires observeacutes agrave ce stade sur le site de lAlmorique La
preacutesence de meacutetaux dans les gonades pourraient donc logiquement expliquer les reacutesultats
obtenus De plus de fortes preacutesomptions pegravesent sur les rejets de mateacuteriel provenant du service
pyrotechnique de la Marine Nationale sur la pointe de lArmorique
Les reacutesultats dune toute reacutecente analyse effectueacutee par le Laboratoire Municipal de Brest
(aoucirct 94) sur des gonades doursins provenant des trois stations de la rade confirme cette
hypothegravese (cf Annexe VI) Le site de lArmorique se distingue par des teneurs nettement plus
eacuteleveacutees en fer zinc plomb et en cadmium (Fe=263 ppm Zn=356 ppm Pb=075 ppm Cd=076
ppm cest agrave dire selon les meacutetaux entre 2 agrave 5 fois plus que dans les autres stations) Dans
lensemble une certaine contamination meacutetallique peut ecirctre remarqueacutee dont lorigine se situe
dans le trafflc maritime les rejets domestiques et portuaires et les peintures anti-foullng Les
fortes concentrations en zinc proviennent des toitures de lagglomeacuteration brestoise Les
nombreux eacutelevages porcins de la reacutegion peuvent aussi contribuer agrave la pollution en cuivre par
29
lalimentation fournie aux arumaux Cependant la forte contamination locale du site de
lArmorique en fer zinc plomb et cadmium ne peut avoir quune origine ponctuelle qui
confirme les soupccedilons pesant sur les activiteacutes militaires dans ce secteur Compareacutes aux chiffres
trouveacutes dans la litteacuterature les reacutesultats sont coheacuterents Augier et al(1987b) lors dune eacutetude
sur Paracentrotus ividus en baie de Port-Cros avance des concentrations dans les gonades
comparables (Cd=O52 agrave 231 ppm Cu=167 agrave 542 ppm Pb=O33 agrave 117 ppm) mais des
teneurs en mercure sensiblement plus faibles (Hg=003 agrave 004 ppm) Chez une autre espegravece
(Echinometra mathaei) les travaux dAlbanedo et al(1990) indiquent dans une station tregraves
pollueacutee du port de la Havane des concentrations eacuteleveacutees en meacutetaux Fe=l08 ppm Cu=473
ppm Zn=267 ppm chiffres qui sauf pour le cuivre restent infeacuterieurs aux mesures obselveacutees agrave
la pointe de lArmorique Ces auteurs montrent une accumulation des meacutetaux lourds
relativement importante dans les diffeacuterents organes des oursins notamment au niveau du tube
digestif (cas du plomb et du cuivre) il serait inteacuteressant de connaicirctre eacutegalement les doses dans
les autres parties de lorganisme Cette accumulation preacutesentant des fluctuations saisonniegraveres
lieacutees au meacutetabolisme de lanimal un suivi plus reacutegulier des concentrations en meacutetaux devrait
ecirctre envisageacute
Cependant les meacutetaux peuvent ne pas ecirctre les seuls agents agrave mettre en cause Les pesticides
et les hydrocarbures sont eacutegalement susceptibles de pouvoir provoquer des anomalies (cf
Annexe VU) Les PCBs employeacutes dans de nombreux secteurs industriels bien que quelquefois
signaleacutes dans les seacutediments de la zone portuaire agrave des taux importants (PCBs=183
ppbMarchand 1985) semblent agrave eacutecarter En effet Trieff et al (1 988) bien quil mette en
eacutevidence un effet spermiotoxique signale labsence daccumulation de ce type de produits dans
les organismes ce qui preacutesente comme impossible toute influence des PCBs dans les conditions
ougrave les expeacuteriences ont eacuteteacute meneacutees
La preacutesence dans le bassin Nord de rejets de deux stations deacutepuration situeacutees en amont de
la Penfeld exerce aussi une influence sur la qualiteacute bacteacuteriologique des eaux de ce secteur
Leurs apports sont estimeacutes agrave 1014CFIh Dautre part le ruisseau du Relecq Kerhuon situeacute pregraves
de lestuaire de lElom amegravene quant agrave lui jusquagrave 1012CFIh en hiver (source DDE rapport
Saunier eau et environnement) Ces chiffres peuvent apporter une explication aux mortaliteacute
30
des lalVes obselVeacutees pour le site de Marloux des bacteacuteries pathogegravenes preacutesentes dans les
gonades peuvent secirctre deacuteveloppeacutees pendant la peacuteriode dincubation
Les reacutesultats de lanalyse geacuteneacutetique trahissent un deacuteficit en heacuteteacuterozygotes important sur le
site de la pointe de lAnnorique Ce deacuteficit freacutequemment rencontreacute chez les mollusques
bivalves (Buroker 1983~ Singh amp Green 1984) et dautres inverteacutebreacutes marins (Murphy et al
1975 Day amp Bayne 1988) peut avoir plusieurs significations il sagit soit de la preacutesence
dallegraveles silencieux (1) soit dun pheacutenomegravene dinbreeding (2) soit dM effet Wahlund (3) ou
encore du reacutesultat de la pression de seacutelection exerceacutee par les facteurs eacutenonceacutes plus haut (4)
(1) Lhypothegravese de la preacutesence dallegraveles nuls lo est peu probable eacutetant donneacute le nombre de
loci preacutesentant un excegraves dhomozygotes
(2) Le pheacutenomegravene dautofeacutecondation nest pas agrave eacutecarter car des cas dhermaphrodisme
certes peu freacutequents ont deacutejagrave eacuteteacute rapporteacutes sur ce mecircme site (Neefs 1952) Leacuteventualiteacute que
les gegravenes impliqueacutes ne soient pas porteacutes par des chromosomes autosomaux na pas eacuteteacute veacuterifieacutee
(3) Les conditions dhydrodynamisme sexerccedilant sur cette zone peuvent ecirctre invoqueacutees pour
venir conforter la thegravese dun effet Wahlund (conseacutequence dun eacutechantillonnage effectueacute sur
deux sous-eacutechantillons dun mecircme site se comportant comme des populations Mendelliennes
seacutepareacutees)
(4) Une seacutelection exerceacutee par les conditions du milieu reste le)plication la plus probable
Cette influence des facteurs environnementaux comme la preacutesence de meacutetaux mentionneacutee
preacuteceacutedemment sexerce pendant la vie lalVaire peacutelagique mais surtout durant la phase critique
de la meacutetamorphose et les eacutetapes qui suivent le recrutement La meacutetamorphose chez les oursins
sulVient apregraves une peacuteriode variable de vie lalVaire pouvant durer selon les espegraveces et les
conditions entre 5 et 22 semaines (Strathmann 1987) ce qui expose les larves agrave de nombreux
aleacuteas Certains auteurs eacutevoquent limportance du recrutement comme facteur dheacuteteacuterogeacuteneacuteiteacute
geacuteneacutetique entre populations (Watts et al 1990) Or une eacutetude comparative des populations
des deux sites concerneacutes a montreacute une forte irreacutegulariteacute du recrutement dans la population de
Marloux par rapport agrave celle de la pointe de lAnnorique (Lumingas amp Guillou sous presse)
Ces auteurs imputent ce pheacutenomegravene au spectaculaire deacuteveloppement dalgues qui apparaicirct
IOallegravele nul (ou silencieux) est dit dun allegravele qui ne sexprime pas sur le gel
31
chaque anneacutee sur ce site agrave la faveur des apports fluviaux en eacuteleacutements nutritifs Dune part il
inhiberait laction attractive du maeumlrl dautre part la deacutecomposition de ces veacutegeacutetaux agrave
lautomne provoquerait la mortaliteacute des recrues en reacuteduisant la couche superficielle du seacutediment
et entraicircnerait le deacuteveloppement dun film bacteacuterien empecircchant 1a fixation des post~larves Le
site de la pointe de lArmorique semble au contraire avoir des recrutements reacuteguliers
Les groupes de recrues connaissent donc des destins diffeacuterents sur les deux sites ce qui
pourrait expliquer les diffeacuterences dheacuteteacuterozygotie observeacutees
Pour confirmer cette hypothegravese il conviendrait de comparer des eacutechantillons plus grands
dindividus de mecircme agravege correspondant agrave une peacuteriode ougrave le recrutement a eacuteteacute bon sur les deux
sites voire mecircme de comparer directement les geacutenotypes des jeunes individus recruteacutes dans les
deux sites Dautre part la comparaison du site de la pointe de lArmorique avec celui du
Dellec pourrait fournir des indications importantes pour confirmer lhypothegravese de lexistence
dune pression de seacutelection
V 1CONCLUSION
Leacutetude des phases de reproduction et deacuteveloppement larvaire des populations doursins de
la Rade de Brest met en eacutevidence des troubles fonctionnels chez les populations du bassin
Nord proches de la zone portuaire en particulier sur le site de la pointe de lArmorique qui
contraste avec les bons reacutesultats obtenus pour le site du Dellec sous influence oceacuteanique La
convergence des donneacutees de geacuteneacutetique avec les reacutesultats observeacutes confirme la validiteacute de la
meacutethode utiliseacutee et renforce la fiabiliteacute de Sgranularis comme bioindicateur
Les causes de ces deacuteregraveglements sont sans doute multiples aussi ce travail meacuterite-t-il un suivi
agrave plus long terme Leacuterude des diffeacuterents paramegravetres influenccedilant les conditions de vie des
oursins de la pointe de lArmorique (tempeacuterarure saliniteacute seacutedimentologie biomasse matiegravere
organique ) ainsi que des essais de transplantations in situ dindividus sains devraient
permettre de mieux preacuteciser les facteurs responsables de ces perturbations
Quant aux premiers reacutesultats danalyses des teneurs en meacutetaux lourds du Laboratoire
Municipal ils devraient ecirctre eacutetendus agrave dautres parties du corps (test intestin) et effectueacutes sur
un cycle annuel y compris sur le site des Gleacutenan
32
VI 1BffiLIOGRAPHIE
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38
ANNEXEI
SCHEIHA DU PROTOCOLE EXPERThlENTAL DES TESTS DE FECONDATION IN VITRO
oursin9 gonades
~ eau ae mer 1iltreacutee (045I-lm)
soies (200l-lm)
Dfiltration
eau de mer filtreacutee (045I-lm)
deacutecantation ovocytes
oursin ltJ ---+ gonades -
filtration soies (60~m) ~
D~
middot middot middot middot
30 ml bd
lavages et dilutions
1 1 1 1 1 1
bull bull bull bull bullbull ~
~~~ ~
env 1500 ovocytesml
m~ 1
env 50 ovocytesml
39
AtlNEXE II
ELECTROPHORESE
Installation des eacutechantillons
a coupe pratiqueacutee dans le gel b eacutechantillons
Montage du circuit
a tampon deacutelectrodes b eacuteponges c eacutelectrodes relieacutees au geacuteneacuterateur d ligne dinsertion des eacutechantillons
40
ANNEXEIll
PREPARATION DES SOLUfIONS DELECTROPHORESE
Tampon Tris Citrate pH 8 (TC 8)
- Electrodes Tris (062M) 756 g
Ac citrique (014M) 300 g eau distilleacutee qsp 1 l
- Gel 30 ml de tampon eacutelectrodes dans 900 ml deau distilleacutee
ajuster agrave pH 8 avec du Tris (lM) ou de lacide citrique (lM)
Tampon discontinu Tris Citrate pH 67 (TC 67)
- Electrodes pH 63 Tris (022M) 270 g
Ac citrique (008M) 180 g eau distilleacutee q sp 1 1
ajuster agrave pH 63 avec du Tris (lM) ou de lacide citrique (lM) - Gel pH 67
Tris (0008M) 097 g Ac citrique H20 (0003M) 063 g
eau distilleacutee qsp 1 1 ajuster agrave pH 67 avec du Tris (lM) ou de lacide citrique (lM)
Reacutesolution obtenue par systegraveme enzymatique
Muscle Tube Digestif Gonades Nbre Locus TCPH8 TC pH TC pH 8 1 TC pH li TC pH 8 1 TC pH dallegraveles
67 67 1 67
AAT-1 +
AAT-2 + 2
GPD-l IDH-1 + + + +
LAP-1
l1DH-1 ++ )
l1DH-2 +++ ++ 2 ME-l + 2 ME-2 + ++ 3
PGD-1 ++ + 6 PGI-1 +_
- ++ ++ 4
PGM-1 + + 3 PGM-2 +++ ++ 4
bull Faible ++ Bonne + Moyenne +++ Tregraves bonne
41
ANNEXE IV
SOLUTIONS DE COLORATIONS
AAT (Aspartate-aminotransfeacuterase)
Tris A 80 ml AccxCeacutetoGlutarique 100 mg Ac Aspartique 200 mg Phosphate de pyridoxal 10 mg dissoudre veacuterifier que pH lt 74 (ajuster avec Tris LM) verser et incuber agrave 37degC pendant 15 min puis ajouter Fast Blue BB 100 mg
IDH (Isocitrate deacuteshydrogeacutenase)
Tris A 70 ml Isocitrate (0 lM) 8 ml MnCl2 (025M) 06 ml MgC12 (OSM) 05 ml ajouter avant coloration Isocitrate (poudre) 10 mg NADP 1 2 ml PMS 1 ml NET 1 ml lvITT 05 ml
MDH (Malate Deacuteshydrogeacutenase)
Tris A 10 ml MgCl2 (OSM) 02 ml Ac Malique (2M) 3 ml NAD 1 15 ml puis ajouter avant coloration PMS 03 ml NET 07 ml MTT 07 ml +Agar dans Tris A tiegravede 10 ml
6PGD (6Phosphogluconate Deacuteshydrogeacutenase)
TrisA 10 ml MgC12 (OSM) 15 ml 6Phosphogluconate 20 mg puis ajouter avant coloration NADP 1 01 ml PMS 01 ml NET 02 ml tvm 02 ml +Agar dans Tris A tiegravede 10 ml
GPI (Glucose-Phosphate Isomeacuterase)
Tris A 10 ml MgC12 (O5Ivi) 1 ml Fructose 6P 10 mg puis ajouter avant coloration NADP 1 05 ml PMS 05 ml NET 05 ml MTT 05 ml G6PDH 6~Ll ou 17u +Agar dans Tris A tiegravede 10 ml
LAP (Leucine-aminopeptidase)
Tris-Malate 90 ml preacutechauffeacute agrave 30degC MnCl2 (01r1) 1 ml MgCl2 (05lvf) 1 ml Lleucilj3Naphthylamine 15 agrave 20 mg incubation 30 min agrave 37degC ajouter avant coloration Fast Gamet GBC 60 mg dilueacute dans quelques gouttes de Tris-Malate (manipuler ce produit avec des gants)
ME (Malice-Enzyme)
Tris A 10 ml MgCl2 (O5~1) 15 ml AcMalique (2tv1) 1 ml puis ajouter avant coloration NADP 1 01 ml PMS 03 ml NET 07 ml MTT 07 ml +Agar dans Tris A tiegravede 10 ml
PGM (phosphoglucoMutase)
Tris A 10 ml MgCl2 (05)11) 1 ml Glucose IP (+15 diP) 100 mg puis ajouter avant coloration NADP 1 05 ml PMS 05 ml NET 05 ml lvITT 05 ml G6PDH 6~1l ou 17u +Agar dans Tris A tiegravede 10 ml
42
9
----- - - - _----- - -
W~--shy
ANNEXEV
Tempeacutelllture il linterface eaumiddotseacutediment au site du Dlilec
17 T middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot-middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot-middot_middotmiddotmiddotmiddot-middot-middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot-middot--middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot-middotmiddot--- - -- ----_--- -- - shy
16 +--- ---------- --__--shy
15 --- -- ---- - --- middot - middot-middotmiddot-middotmiddotmiddot-middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot_-middot-middot -middotmiddotmiddotmiddot-middot-middot-middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot-middotmiddot middotTt~hl~ - ------ Ecirc 14 - - -- --------- ---middot---middot-middotmiddot-middot-middot-trrfo-r~~wbWljl~I~~~--------------t-------------iiiiJiI~i~L--_-----------------------8 12 YrljVWfAI--shy --shy - shy _-----------------------------
middotmiddot-middotmiddot~IImiddot middotmiddot-middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot-middotmiddotmiddotmiddot-middot --middotmiddot--shy - ------------_- ----------11 t-middot
10 ~~--shy --- ----_-- - -- - - ------------_-
~ ~ ~ ~ 3 5 = 3 -~ shy
~ ~ = ~ ~ ~ 7 ~ 7 7 ~ ~ lt lt jf ~ r- ~ C t- C ~ oA C 0 0 0 0 ~ shy0 0 N
~
Tempeacutelllture il linterfue eau-seacutediment il la pointe de lAnnorique
11 ~ li ~ ~ ~ ~ ~ of j ~ ~ i ~ f N M ~ M ecirc ~ M
(donneacutees LR-i CvRS D1513 Faculteacute des Sciences Brest)
43
ANNEXEVI
TENEURS EN QUELQUES METAUX LOURS DANS LES GONADES DOURSINS DE LA RADE DE BREST
1Armorique (n=7) lIurloux (n=8) Deliee (n=8) 1
Fer (Fe) mgfKg 2869plusmn141O 531plusmn438 410plusmn250 1
lt 02Plomb (Pb) mgfKg O75plusmnO24 026plusmnO18
Cuivre (Cu) mgfKg O76plusmnO33 030plusmnO Il 045plusmnO42
Cadmium (Cd) mgIKg 396plusmnO55464plusmn125 463+12
Zinc (Zn) mgfKg 3563plusmn2828 1811=1241 1528plusmn1506 i
1
Mercure (Hg) mgfKg 026plusmnO12 018plusmnO08 020plusmnO13 1
(donneacutees Laboratoire lvllmicipal de Brest 16 rue Alexandre Ribot - J928iuml BREST Cedex Ofi0894)
ANNEXE VII
Agents toxiques essayeacutes pour leur toxiciteacute sur le deacuteveloppement la reproduction
et pour leur toxiciteacute geacuteneacutetique sur les embryons et le sperme doursins
(dapregraves PAGAl~O et al 1987)
Classe d aogents___+-____Agent=-s____~r__---Reacute~feacuterences___--1
1 Agents Physiques Rayons X RUST AD 1959 Rayons r GIORDANO et al 1983 Lumiegravere visible PAUL et al 1970
SPECK et al 1980
II Agents chimiques A Inorganiques Arsenic PAGANO et al 1982a
Beacuteryllium GIORDAlIO et al 1983 Cadmium PAGANO et al 1982b Chrome PAGA1-iO et al 1983a Cuivre HESLINGA 1976
PAGANO et al 1986 Mercure KOBA YASHI 1980 Nickel GIORDANO et al 1982 Changements de pH PAGANO et al 1985a 1985b
CIPPOLARO et al 1986 DUBE et al 1985
Zinc GIORDANO et al 1983 PAGANO et al 1986
B 1 Organiques 1 - Polluants industriels Peacutetrole dispersants du peacutetrole HAGSTROM et LONNING 1976
Pesticides organochloreacutes FALK-PETERSEN1979 BRESCH-ARENDT 1977
Styregravene et deacuteriveacutes PAGANO et al 1978 Dipheacuteny1 dipheacutenyl ether PAGANO et al 1983b PCBs ADAMS 1983
PAGANO et al 1985c
2 - Canceacuterigegravenes Acridines BRACHET 1968 Benzo(a)pyregravenes DE ANGELIS et GIORDANO
1974 HOSE et al 1983
712 dimeacutethy1benz( a)anthracegravene DE ANGELIS et GIORDkIO 1974
TPA (phorbol ester) BRESCH--RENDT 1978 Urethane NAKASHIMA et ISHIKAWA
1978 3 - Composeacutes pharmaceutiques Agents antineacuteop1astiques REN1llLARD et al 1975
WANG et al 1977 Thalidomide HAGSTROM et LONNING 1973 Acide nalidixique CZ1TN etaI 1981 Povidone iodine ROZENKRANZ et al 1980
III Meacutelanges KOBAYASHl 1971 1984 KINAE et al 1981 OSHIDA et al 1981 DINNEL et al 1981
LES MEacuteTAUX LOURDS DES PRODUITS MAnlNS AUX CONSOMMATEURS
(Les v(Jlours m6us uang ce
Ooso quotishydienne
Il eacutecossai ro fi lhomme
(ell IlIl)
Dose toxique
pOUf lIl(Hl li)] Il
(1)
)OllS
adIJ1ilUuml
dan~ 1es al ililUlllS
(1l1Uk~raquo
EltlU ltIll Ilwr (111]1)
AlrJucs (lilgkJ )
Mollusques (IlIUkg)
Cfuslncocircs (11111111)
Poissons (muka)
Arsenic
001 ~O 02 mg
III 70 1119 1 SOllt mOrlols
0002-0001
014-1
7 -120
15 17 (rwvolln)
25-75 (oOndill)
LI ore
100 Illoi
I(i
04-20
1 (moulu)
025 15 (11111 l 1 IcircIl )
020
tilJlcilU sont les plus
CildmIcircUIll
30 mu so1l1 toxiquuumls
f()i~5()1l
1 Molluoque
rshy1
01
00006
01 i-3
Chromo
VI WO Ill) Cr ~()Ilt IIHHlelr
01
000005
002 -1
er1llllent rellcontreacutees dlIls les publications ctuel
Cuivre
2 mg
25 fi sont IllOrlel
Poisson li
Mollusqull 110
0003-001
17-124
GO-900 (Iluitru)
20-90 (convoi)
l5-G (1 lion)
Mercure
Poisson jusqul 07
0000 03
----_
O02G-O2
004
01 middot10
Plomb
moi
0000 03
05 9
28-6 (huicirctre)
~- ----shy01-23
(tHlllllnrl)
O3-G
Seacuteleacutenium
3
000009
02-01
Zinc
6- 10 mg
35
0001-001
il2-Hi)
100-1 GOO (lIl1illO)
122-18 1 (1Il1IrlllI)
02middot1 200 (llilrell~1 )
---------- ----shy
fi (JIIIIUIIIaS
Les doses admissibles dilfl~ les aliments sonl exprillleacutees en millilrammes par kilogramme daliment
Les concclltrations daJis les produits rnHIcirclls sont (ouloS oxprilllUcircfS CIl lllilliJtallHllCS pM kilonriltlHlw do Illnliegravero segravecho
Chnque (ois qlll cela a ugravet possillln on il if)diqur~ entre p1fef)lhegravesos dnns qllJllc csplco nvait ocirctri trouveacutee ln plus (orte dosn
(1) [n CilS diumlnDntioll Cil IIlle scule (ois (SOllfce Rapport du Groupe Irleflilinisteacuterid des prohl~llIes de Pollution de la Mer 1(73)
EXTRAITS DE lA CIRCUlAIRE DU 13 MAl 1991
Circulaire du Ministegravere de lEnvironnement creacuteant les contrats de baie
Les eaux inorales franccedilaises doivent se situer en permanence agrave un niveau de qualiteacute suffisant pour ne pas mettre en peacuteril les eacutecosystegravemes cocirctiers qui constituent un eacuteleacutement majeur du patrimoine eacutecologique national ()
Lapproche retenue rient compte de la diversiteacute et de la complexiteacute des situations rencontreacutees ie long des cocirctes franccedilaises Certains SeCIeurs son principalement affecteacutes par des pollutions chimiques (meacutetaux etou composeacutes organiques ( )
De plus les pheacutenoTregravenes regroupeacutes sous une mecircme appeiation (egraveystrophies marines par exemple) reacutesJltent r jait de meacutecanismes diffeacuterents dont les c1uses et les facteurs de maitrise dofent ecirctre deacutetermineacutes dans chaque cas particJpr afin decirctre certain de mettre en oeuvre au plus juste coucirct des remegravedes efficaces ( j
n apparaft au corraire que pour chaque secteur C littorc oi une action est neacutecessaire a soluor adeacutequate ne peut ecirctre trouveacutee cu au niveat loca~ en associant tous les resporsables co-erneacutes Un outil nouveau est proposeacute le Contrat de Baie dont linitiative peut br= prise par lEtat mais aussi par dautrs acteurs (collectiviteacutes locales cssociatiors rotamment) ()
Chaque Cartrat de 3aie doit correspondre agrave une uniteacute middot-orale rmogegravene ()
Puisque la lutte ccr-se la pollution des eaux littorales ne peut ecircrr= efficace que par la prise
en compte des apports de Jensemble du bassin versant le Contrat de Baie doit ecirctre eacutelaboreacute agrave ce niveau
Pour eacuteviter ces eacutecueils tout Contrat de Baie devra reposer sur une connaissance aussi preacutecise que possible
bull de lensemble des sources de poiJution affectant le secteur rejets coners (ponctuels ou diffus) apports par les cours deau immersions de deacuteblais de dragage etc
bull des meacutecanismes de transfert des pollutions au milieu marin
bull des caracteacuteristiques du milieu reacutecepteur (morphologie courants caracteacuteris-tiques hvdrochimiques et biologiques)
bull des USIlges agrave proteacuteger et des zones sensibles du point de vue eacutecologique
Puisque lameacutelioration de la qualiteacute des eaux dun secteur du littoral implique de deacutefinir un programme concernant lensemble du bassin versant la maicirctrise douvrage de leacutetude ne pourra en geacuteneacuteral ecirctre confieacutee qu acirc une collectiviteacute locale de niveau supra shycommunal ()
L finaii du Contrat de Baie est dinciter les divers panenaires concerneacutes en particuer es coliegrave-ivieacutes locales agrave deacutepasser le cadre des scheacutemas classiques dassainissement dans tcs les cas c des dispositions speacutecifiques doivent ecirctre prises pour restaurer la qualiteacute des eaux (
constant de 80 mA pendant 4 agrave 5 heures La seacuteparation des geacutenotypes des diffeacuterents systegravemes
enzymatiques est reacuteveacuteleacutee par des colorations speacutecifiques regroupeacutees par Pasteur et al (1987)
et adapteacutees de Shaw et Prasad (1970) Les solutions utiliseacutees pour la reacuteveacutelation des
eacuteleacutectrophoreacutegrammes sont deacutecrites en annexe IV Linterpreacutetation des reacutesultats neacutecessite la
connaissance de la structure quaternaire (le nombre de sous-uniteacutes) de lenzyme qui
conditionne le nombre de taches observables chez les heacuteteacuterozygotes correspondant aux
diffeacuterentes combinaisons possibles entre les sous-uniteacutes sous lhypothegravese que les loci soient
autosomaux2 et les allegraveles codominants3 Quand un systegraveme enzymatique possegravede plusieurs
loci ces derniers sont numeacuteroteacutes de 1 agrave n suivant leur vitesse de migration en commenccedilant par
le plus rapide Les allegraveles5 sont codeacutes en fonction de leur distance (mesureacutee en mm) par rapport
agrave lallegravele le plus freacutequent noteacute 100 qui sert de reacutefeacuterence
5deg - Traitement des donneacutees
Les reacutesultats des tests deacutecotoxicologie sur les larves doursins sont traiteacutes statistiquement
par analyse de variance agrave lm critegravere de classification qui permet de veacuterifier en un seul test si les
diffeacuterences observeacutees au niveau des moyennes dun ensemble deacutechantillons sont imputables
aux fluctuations deacutechantillonnage ou non Cette meacutethode analyse les sources de variation de
lensemble des donneacutes elle sous-entend leacutegaliteacute des variances et la normaliteacute des populations
dorigine Le respect des conditions dapplication est controcircleacute au moyen dun test de Bartlett
Les tests statistiques sont reacutealiseacutes agrave laide du logiciel STATGRAPHICS (Statistical Graphies
Corp Rockville Maryland USA) Les comparaisons inter-sites sont effectueacutees avec un seuil
de confiance de 95
Les donneacutees de geacuteneacutetique sont traiteacutees par le logiciel BIOSYS-l (Swofford et Selander
1981) qui calcule les freacutequences alleacuteliques et donne les eacutecarts par rapport agrave leacutequilibre dHardyshy
Weinberg dans la population consideacutereacutee Les freacutequences alleacuteliques sont calculeacutees agrave partir des
2autosome chromosome preacutesent en double dans les cenules diploiumldes agravees deux sexes Jcodominams allegraveles exprimeacutes de maniegravere semblable dans un geacutenOtype heacuteteacuterozygote 410cus portion de chromosome correspondam agrave un gegravene 5allegravele lune des expressions alternatives dun gegravene (lOCus)
15
effectifs directement observeacutes sur les zymogrammes Pour un locus posseacutedant k allegraveles et un
eacutechantillon de N individus la freacutequence du iegraveme allegravele est donneacutee par la formule 1shy
(2Nii +iNij) HXi =__---L-_
2N
Nuuml nombre dhomozygotes observeacutes pour lallegravele ~
Nij nombre dheacuteteacuterozygotes observeacutes pour lallegravele i
Les freacutequences geacutenotypiques sont recalculeacutees sous lhypothegravese de la loi dHardy-Weinberg
qui postule que les freacutequences alleacuteliques restent constantes dune geacuteneacuteration agrave lautre en
labsence de mutation seacutelection et de migration (dans le cas dune espegravece diploiumlde en
panmixie6) Etant donneacutee la faible taille des eacutechantillons les freacutequences geacutenotypiques attendues
par cette loi sont calculeacutees par la formule de Levene (1949) N = Nxi (2Nx i -1)
2N-l _ 4N2 XiXjN - -----shy
lJ 2N-l
Nuuml freacutequence geacutenotypique homozygote
Nij freacutequence geacutenotypique heacuteteacuterozygote7 ayec IkNij=l (pour k allegraveles)
Le test de conformiteacute des freacutequences geacutenorypiques calculeacutees avec les reacutesultats observeacutes fait
intervenir un X2 Certains effectifs geacutenotypiques eacutetant compris entre 5 et 10 le test utiliseacute est
celui du conigeacute de Yates j(~12 (1 Obil - At) _ 1~)2
y= w shyC i=1 Atif
Le nombre de degreacute de liberteacute est eacutegal agrave m-k m eacutetant le nombre de geacutenotypes et k le
nombre dallegraveles
Les eacutechantillons eacutetant de faible taille les loci multi-alleacuteliques ont eacuteteacute analyseacutes en regroupant
les geacutenotypes en trois classes la classe des geacutenotypes homozygotes posseacutedant lallegravele Je plus
freacutequent la classe des heacuteteacuterozygotes posseacutedant lallegravele le plus freacutequent et la classe regroupant
les autres geacutenotypes Comme dans le cas des loci di-alleacuteliques le test du X2 est agrave 1 degreacute de
6panmixie individus qui se croisent au hasard agrave limeacuterieur ct une population pour laqudle leacutequilibre de la loi dHardy-Weinberg est respecteacutee (degraveme) heacuteteacuterozygote individu qui possegravede deux allegraveles distincts aux locus homologues des chromosomes parents dun organisme diploiumlde
16
liberteacute lorsque toutes les classes ont un effectif supeacuterieur agrave cinq Dans le cas dun locus dishy
alleacutelique si lun des effectifs est infeacuterieur agrave 5 la probabiliteacute exacte p est calculeacutee suivant le test
de Fisher utiliseacute dans le tableau de contingence 2X2 (VithayasaIuml 1973)
Les descripteurs de variabiliteacute geacuteneacutetique des populations sont donneacutes par les relations
suivantes
a) - pourcentage de loci polymorphes8 P95 = 100x(npn)
avec n == nombre de loci eacutechantillonneacutes et ni nombre de loci polymorphes un locus est
polymorphe lorsque la freacutequence de lallegravele le plus rare est supeacuterieure agrave 005
b) - lheacuteteacuterozygotie correspond agrave la freacutequence moyenne dheacuteteacuterozygotes dans la
population on distingue lheacuteteacuterozygotie obseIVeacutee (ho) et celle attendue dapregraves la loi dHardy-
Weinberg (he)
1=1
Xuuml eacutetant la freacutequence obseIVeacutee du geacutenotype homozygote du iegraveme allegravele contenu dans le locus Ir
h == 1- x~ e iJ
=
x eacutetant la freacutequence attendue du geacutenotype homozygote du iegraveme allegravele
Pour les eacutechantillons de petite taille lutilisation de lindice non biaiseacute (Levene 1949) est
neacutecessaire Le calcul de lheacuteteacuterozygotie attendue seffectue de la faccedilon suivante k
2N(1- LX) he(nb) == __---i-=-=l~_
(2N -1)
ougrave N est le nombre dindividus eacutechantillonneacutes
sur lensemble des loci on effectue la moyenne
=1
c) - lindice de fixation de Wright (FIS) ou de Selander (D) permettent deacutevaluer le
deacuteficit ou lexcegraves dheacuteteacuterozygotes Pour le iegraveme locus ils sont deacutefinis par
8polymorphe un g~ne es dit polymorphe lorsquil preacute~me au moins deux eacutetats distinctS dun caractegravere donneacute
li
Les deux indices se comportent de faccedilon opposeacutee une valeur positive de D correspond agrave
excegraves dheacuteteacuterozygotes et une valeur neacutegatIcircve agrave un deacuteficit en heacuteteacuterozygotes
La diffeacuterentiation geacuteneacutetique des populations est appreacutecieacutee par le calcul dun indice de
fixation moyen FST (Wright 1965) deacutefini de la maniegravere suivante
I-FIT = (I-FIS)middot(I-FST)
ougrave FIT et FIS sont les indices de fixation respectivement des individus agrave la population totale et
agrave ces sous-populations
Les indices de fixation du iegraveme allegravele sont deacutefinis dapregraves Nei (1977) par
~Sj =(~ - P)(Pi - p)
Fm = (~ - p2i)(Pi _ p2j)
avec Pi=Sn wiXuuml Pi=Sn wixi ougrave wi repreacutesente le poids accordeacute agrave chaque sous populations
Les indices de fixation calculeacutes pour le jeme locus agrave k allegraveles sont donneacutes par k
Lx j (1- Xj)~Sj ~Sj =-=--------
Lx j (1- Xi) i=1
k
LX (1- xJFm
LxC1- x) 1-1
Lhypothegravese nulle Ho que la valeur du F ST seacutecarte significativement de zeacutero est testeacutee par
X2=2NFST pour n-1 degreacute de liberteacute (Workman et Niswander 1970) ougrave n est le nombre de
18
10
sous populations et N le nombre total dindividus eacutechantillonneacutes La variance autour de la
moyenne par preacutelegravevement est deacutetermineacutee par la meacutethode du jacknife (Weir et Cockerham
1984) Elle permet de tester la significativiteacute de la valeur moyenne agrave laide dun test-t
Le nombre dindividus migrants entre populations peuvent ecirctre estimeacutes par la relation
Nm = (_1__ 1)4 FST (Wright 1965)
avec N =nombre dindividus fertiles dans la population
m = taux de migration
III RESULTATS
- Indices Physiologiques
Lexamen des indices gonadiques fait apparaicirctre de fortes dispariteacutes entre stations (fig 2a)
Tout dabord le site de lArmorique se distingue par des valeurs tregraves faibles traduisant un
niveau de deacuteveloppement des gonades tregraves reacuteduit ne permettant pas de discerner une peacuteriode
de ponte Le site du DelIee preacutesente un deacuteveloppement des gonades moyen comparable au
teacutemoin (Gleacutenan) mais le pic de deacuteveloppement de printemps nest pas observeacutee bien que la
chute de lindice agrave partir du mois de mai permette dy deacuteceler une ponte La population de
MarIoux preacutesente une eacutevolution assez semblable agrave celle des Gleacutenan avec toutefois des valeurs
nettement plus eacuteleveacutees et deux peacuteriodes de chute dindice Uanvier-mars avril-juin)
Lanalyse des indices de reacutepleacutetion (fig2b) montre un comportement radicalement diffeacuterent
entre les oursins de la rade et ceux des Gleacutenan En effet alors que sur le site teacutemoin on observe
un maximum en hiver et une forte chute de lindice de reacutepleacutetion jusquen avril-ma~ soit un mois
avant la ponte le comportement alimentaire des oursins des sites de la rade semble beaucoup
plus anarchique sur le site de MarIoux les indices de reacutepleacutetion restent eacuteleveacutes mecircme en peacuteriode
de ponte et sur les deux autres sites les valeurs hivernales sont singuliegraverement faibles De
maniegravere geacuteneacuterale les indices de reacutepleacutetion des stations de la rade sont plus stables au cours de la
peacuteriode eacutetudieacutee et plus eacuteleveacutes pendant le printemps et leacuteteacute que sur le site de reacutefeacuterence des
Gleacutenan Ceci semble traduire un besoin eacutenergeacutetique plus constant agrave correacuteler avec la nature du
substrat et la disponibiliteacute des ressources trophiques (Comely amp Ansel 1989)
19
Fig 2 Evolution des indices phvsiologigues de Splzaerecltinus granularis UG et IR)
Indices Gonadiques
Mariaux
+ Armorique
-Q-- DeUee
- -r- - Gleacutenan
Fig2a
Indices de Reacutepleacutetion
25
1 tfi~__ plusmnl~middotmiddotmiddotmiddotmiddott~~-~-~
5 - -- - - ~~~~-TT-~ j ~----+-- ~~ l ~-middot-rgtfmiddotltmiddot J 1 shy
n------~ -t o 1 shy
o J FM AM J J
bullbull -tl- bullbullbull Marlou~
1
1 -+- Armorique 1
~ Dellee
- - - Gleacutenan l
Fig2b
2deg - Feacutecondation et deacuteveloppement larvaire
Les reacutesultats sont rassembleacutes sur le tableau l et les graphes preacutesenteacutes en figure 3 ougrave sont
pris en compte les moyennes de lensemble des expeacuteriences Les taux de feacutecondations moyens
sont eacuteleveacutes sur tous les sites (gt91) On note cependant une reacuteussite des feacutecondations (F)
leacutegegraverement meilleure pour le site des Gleacutenan (fig3a) sans pour autant que les diffeacuterences
soient statistiquement significatiyes sauf pour le site de MarIoux ougrave les valeurs sont
significatrvement infeacuterieures au site de reacutefeacuterence (seuil de confiance 95)
20
Les taux de pluteus normaux (N) obtenus pour les sites de lArmorique et de Marloux sont
significativement infeacuterieurs au site des Gleacutenan choisi comme reacutefeacuterence (respectivement 689
et 812 contre 869 auxiles Gleacutenan cf fig3d)
Le site de lArmorique se distingue des trois autres populations par un taux de blocage au
stade embryonnaire (P2=118) et de pluteus retardeacutes (R=143 fig3e) significativement
plus eacuteleveacutes de plus les tests sur les individus macircles montrent sur cette cateacutegorie des reacutesultats
statistiquement plus eacuteleveacutes que pour les femelles (t=249068 n=38 0=0005)
Le site de Marloux preacutesente un taux dembryons intermeacutediaire entre celui trouveacute agrave la pointe
de lArmorique et celui des Gleacutenan (58 fig3b) Le taux de mortaliteacute (M) y est
significativement supeacuterieur agrave toutes les autres stations (24 contre 08 agrave 12 fig3f)
En revanche aucune diffeacuterence statistique nIa eacuteteacute rencontreacutee en comparant les sites du
Dellec et des Gleacutenan agrave quelque stade de deacuteveloppement que ce soit bien que les reacutesultats
soient geacuteneacuteralement infeacuterieurs pour le site de la rade
Les pluteus pathologiques (Pl) sont du mecircme ordre de grandeur dans tous les sites (37)
et ne permettent pas deacutetablir de comparaison (fig3e)
TABLEAU 1 COllPARAISON DES RESUlJTATS DES TESTS DE FECONDATION
N() P2 ()1
i F() R() 1 Pl () M() 1rmoriq ue Macircles 922plusmn64 13+16689plusmnU5 82plusmn80178plusmn10S 1 38plusmn16
1
Femelles 93Oplusmn45 688plusmn166 108plusmn70 39+16 153plusmn177 L2plusmnL3 11
689plusmn145 Il8plusmnl43Total 1 922plusmn64 143plusmn9A 38plusmn22 12plusmn20 2larloux Macircles 800plusmn42 79plusmn34 41plusmn27928plusmn37 5 1plusmn3 1 28+8
Femelles 91Oplusmn94 824plusmn84 1 59plusmn3 1 33plusmn14 65plusmn61 L9plusmn22 69plusmn36 37plusmn21 58plusmn5O 24plusmn5Total 919+74 812plusmn69
27plusmn27Deliee Macircles 81plusmn3ocirc 33plusmn15 O9plusmnLO925plusmn57 i 850plusmn59 96plusmn56 1 45+16 27plusmn32Femelles l2plusmn24928plusmn61
1 82Oplusmn9O 27plusmn29 10plusmn18Total 89plusmn4iuml 39plusmn22926plusmn58 835plusmn771 1
27plusmn23 O6plusmnO777plusmn50 38plusmn23Gleacutenan Macircles 851plusmn69949plusmn45 - l+ 1)~_J_ 1 34plusmnl7 14plusmn13Femelles LOplusmn14887plusmn72943plusmn44
21plusmn2O 1 O8plusmn1l869+72 1 66+51 1 i 36plusmn2OTotal 946+44
mise en eacutevidence dune diffeacuterence significative entre ies reacutesultats des deux sexes
21
_________________ _
Fig 3 Preacutesentation graphique des reacutesultats des tests eacutecotoxicologigues
Taux de feacutecondation (F)
100
1 1 6 iuml 1 1
agrave~J 9 1
0
1
1~1 l i 1
80_
751 1
Armorique Marioux Deliee Gleacutenan
Fig 3a taux de feacutecondation observeacutes pour chaque station
Embrvons (P2) 00
1 1
11
15
10 T 5 shy
0 Armorique Marloux Deliee Gleacutenan
Fig 3b taux de blocage embryonnaire obseneacutes pour chaque station
Pluteus retardeacutes CR)
25CO
20CO
15CO o
10CO
5CO 1 9 i
OCO
Armorique Martoux Jallee Gleacutenan
Fig 3c taux de pluteus retardeacutes obsenes sur chaque statlon
22
__________________ _
Pluteus nomlaut (N)
100 T iuml ccedil 2751 iuml 2 l Q
l501 1
T251
1
0 Armorique Marloux Deliee Gleacutenan
Fig3d taux de pluteus normaux observeacutes sur chaque station
Pluteus pathologiques (Pl)
8
161
i T shy1l iuml
1 11 14 -
I r-
tJiuml t 1
1 2 1 1
omiddot Armorique Mariaux Deliee Gleacutenan
Fig 3e [mLC de plweus pathologiques observeacutes sur chaque station
Tault de mortaliteacute on
500
400
300 l
200
1
100 J J j J
000
Armorique Mariaux Deliee Gleacutenan
Fig 3 taux mortaliteacute observeacutes pour chaque station
30 - Geacuteneacutetique des populations
Les reacutesultats sont rassembleacutes sur les tableaux n02 et 3 Sur les Il loci eacutetudieacutes on remarque
que la population de lArmorique seacutecarte significativement de leacutequilibre de Hardy-Weinberg
pour 5 loci (PGM-l et 2 IDH-l PGD-l GPI-1) alors que lon observe seulement 2 cas pour
le site de MarIoux TI est agrave noter que dans chaque cas les indices de fLation de la population
de lArmorique sont plus eacuteleveacutes que ceux de MarIoux traduisant une deacuteviation plus
importante Cette observation est correacuteleacutee par une heacuteteacuterozygotie en moyenne plus eacuteleveacutee agrave
MarIoux quagrave lArmorique (0207plusmnO057 contre 0180plusmnO052) Le pourcentage de loci
polymorphes (seuil 95) est de 6364 agrave MarIoux contre 4545 agrave lArmorique
Lindicateur de diffeacuterenciation geacuteneacutetique moyen calculeacute selon la meacutethode de Weir et
Cockerham est faible (FST=00059plusmnO0048) et ne montre pas de diffeacuterence significative Dans
ces conditions lestimation du nombre dindividus eacutechangeacutes par geacuteneacuteration donne une valeur
eacuteleveacutee (Nm=42 12plusmn23 Il)
TABLEAU 2
RESUltŒ DES F-STATISTIQUES
Locus FIS FIT FST
PGM-1 0381 0384 0004 PGM-2 0359 0360 0001 IDH-l 0226 0233 0010 PGD-l 0351 0352 0002 MDH-1 -0013 -0009 0005 MDH-2 -0026 -0013 0013 GPI-1 0346 0352 0012 ME-1 0252 0253 0001 ME-2 -0034 -0030 0005
MT-1 -0051 -0040 0012 MT-2 0137 0137 0000
Moy 0273 0276 0006
24
TABLEAU 3
STRUCTURE GENETIQUE DE DEUX POPULATIONS DE Sgranillaris SUR UNE BASE DE 11 LOCI
Pointe de Marloux Pointe de lArmorigue 1
1 1
Locus allegravele freacuteq Ho He D Het freacuteq Ho He D Het
PGM-l 105 0013 2 1987 0006 0050 - 1 2924 -0658 0073
100 0975 0962
95 0013 0038
PGM-2 110 0025 15 22l77 -0324 0554 - 12 20468 -0414 0512
105 0262 0287
100 0613 0637
95 0087 0075
90 0013 shyIDH-l 105 0081 7 8260 -0153 0223 0015 3 4761 -0370 0140
100 0amp78 0926
95 0041 0059
PGD-l 110 0025 15 19392 -0227 0485 0038 9 18063 -0502 0452
107 0013 shy105 0213 0250
100 0688 0700
95 0050 0013
90 0013 shyltIDH-l 105 - 1 1000 0000 0025 0013 1 1000 0000 0025
100 0988 0988 95 0013 shy
MOH-2 110 - 0 - - - 0025 2 1975 0013 0 049
100 1000 0975
GPI-I 110 0112 Il 14620 -0148 0366 0175 6 11696 -0487 0292
105 0075 shy100 0788 0325
100 0850 0863
95 0025 -ltŒ-1 105 0050 2 3843 -0480 0096 0038 3 2924 0026 0073
100 0950 0962
rv1E-2 105 0013 3 2949 0017 0074 0038 3 2924 0026 0073
100 0962 0962
95 0025 -MT-1 105 0038 6 5734 0046 0143 0025 2 1975 0013 0049
100 0925 0975
95 0038 -MT-2 105 0150 10 10329 -0032 0258 0138 7 9608 -0271 0240 1
Heacuteteacutero~gotIcirce moyenne par locus (non biaiseacutee O207iO057 HeacuteteacuterozygOlIcirclt moyenne par locus (non biaiseacutee == O180iO05 Nombre moyen dallegraveles par locus = 309iO44 Nombre moyen dallegraveles par locus 236iO20 Pourcentage de loci polmorphes (criteacutere 95) == 6364 Po=uge de loci polymorphes (criteacutere 95) =4545
locus preacutesent8llt un deacuteficit en heacuteteacutero~gOles significltl lttest de 1 p$O05)
1
IV 1DISCUSSION
TI ressort de cette eacutetude une convergence des reacutesultats qui reacutevegravele la singulariteacute de la
population de la pointe de lArmorique En effet le cycle de reproduction y est agrave leacutevidence
perturbeacute les valeurs dindice gonadique sont extregravemement faibles et la ponte non deacutecelable Le
taux dingestion est faible Les tests de deacuteveloppement larvaire preacutesentent des anomalies
(blocage aux stades embryonnaires et retard des pluteus) et lanalyse geacuteneacutetique y reacutevegravele pour
pregraves de 50 des loci une deacuteficience en heacuteteacuterozygotes traduisant lagrave une baisse de variabiliteacute
geacuteneacutetique et une deacuteviation par rapport aux conditions dHardYMWeinberg9
Le site voisin de la pointe MarIoux semble beaucoup moins affecteacute le cycle de reproduction
sy deacuteroule tout agrave fait normalement (IG plus eacuteleveacutes que sur le site de reacutefeacuterence) et leacutequilibre
panmictique y est geacuteneacuteralement mieux respecteacute Cependant les tests eacutecotoxicologiques y
deacutecegravelent quelques indices de perturbation les taux de feacutecondations y sont infeacuterieurs au teacutemoin
les embryons preacutesentent quelques blocages et les taux de mortaliteacute des larves sont
statistiquement plus eacuteleveacutes
Les reacutesultats concernant le site du Deliec nindiquent p as de diffeacuterences remarquables par
rapport au site de reacutefeacuterence La peacuteriode de ponte y survient avec un leacuteger deacutecalage sans doute
agrave mettre agrave lactif dune diffeacuterence dans les conditions de tempeacuterature etou de deacuteveloppement
de blooms phytop1anctoniques certains auteurs faisant concorder le deacuteclenchement de la ponte
avec labondance de nourriture disponible pour les larves (Himmelman 1978)
Le comportement des indices de reacutepleacutetion des populations de la rade de Brest savegravere tregraves
distinct de celui de la population de reacutefeacuterence ce qui peut traduire une strateacutegie adaptative
diffeacuterente ou une couverture des besoins eacutenergeacutetiques insuffisante chez les populations de la
rade Cette observation meacuterite notre attention puisque dans le cas de la station de MarIoux le
substrat est semblable agrave celui du site teacutemoin et ne peut expliquer le maintien de lindice de
reacutepleacutetion agrave des niveaux eacuteleveacutes pendant la peacuteriode de reproduction
On peut deacuteduire de ces constatations une distinction entre les populations du fond de la
rade et la station du Deliee situeacutee dans le goulet qui semble a priori exempte de deacutegradation
9Hardy-Weinberg (loi de) loi dheacutereacutediteacute ougrave la preacutesence des gegravenes demeure constante de geacuteneacuteration en geacuteneacuteration en labsence de seacutelection de mutation daccouplements dirigeacutes ou daccidents deacutechantillonnage
26
Les deux populations du bassin Nord subissent agrave leacutevidence linfluence de facteurs
environnementaux qui perturbent leur deacuteveloppement Ces pheacutenomegravenes sont provoqueacutes par
diverses causes dorigine naturelle tout dabord auxquelles viennent sajouter les facteurs
anthropiques
Une certaine hieacuterarchisation dans leacutetat de deacutegradation des sites est agrave prendre en compte En
effet des deux zones perturbeacutees la pointe de lArmorique est celle ougrave les effets se font le plus
durement ressentir
Ces deux stations diffegraverent de par le substrat le reacutegime hydrodynamique et lintensiteacute de
linfluence estuarienne La nature du substrat agrave MarIoux est la mecircme que sur le site de
reacutefeacuterence des Gleacutenan il sagit de fonds meubles composeacutes de maeumlrl vivant recouvert
deacutepiphytes synonymes de ressources trophiques abondantes et disponibles toute lanneacutee ce qui
explique les indices gonadiques eacuteleveacutes observeacutes pour ces deux sites A MarIoux
lhydrodynamisme est calme favorable au deacuteveloppement dune veacutegeacutetation dense dalgues
macrophytes saisonniegraveres (Hily et al 1992) Cette couverture veacutegeacutetale est renforceacutee par
lenrichissement du milieu en sels nutritifs provenant du bassin versant de lElom agrave vocation
agricole (N03-=500 agrave lOOOkgj P043-=30 agrave 700kgj) Les concentrations dans cette zones
sont eacuteleveacutees et varient au cours de lanneacutee elles sont maximales lhiver (N03-=28-51 mgl
P043-=O67-137mgl NH4+=41-37mgl) La preacutesence de ces algues contribue agrave augmenter
et agrave diversifier les ressources trophiques disponibles elle favorise le deacuteveloppement dune faune
diversifieacutee de brouteurs
Sur le site de la pointe de lArmorique par contre le substrat est rocheux et les courants
forts Le couvert veacutegeacutetal y est au contraire clairsemeacute et composeacute dalgues essentiellement
saisonniegraveres La population de lArmorique se trouve donc dans des conditions de ressources
trophiques moins facilement accessibles et plus limiteacutees comme latteste le deacuteveloppement plus
important de lorgane masticateur (par effet compensateur) signaleacute lors dune eacutetude compareacutee
de ces deux populations (Lumingas amp Guillou SOIIS presse) Lanalyse des indices
physiologiques doit se faire en consideacuterant que le degreacute de prospeacuteriteacute dune population reacutesulte
dun compromis entre la nature et labondance des ressources trophiques dune part et dautre
part de leacutenergie que lanimal doit deacutepenser pour collecter digeacuterer et assimiler cette nourriture
27
(Reacutegis 1979) Les deux populations eacutetant au deacutepart placeacutees dans des conditions ineacutegales
lapparition de facteurs exteacuterieurs ne pourrait quamplifier cette diffeacuterence au deacutetriment de la
plus deacutefavoriseacutee
Lexamen comparatif des courbes deacutevolution de tempeacuterature entre le Dellec et la pointe de
lArmorique (stations fixes de mesures hydrologiques) montre un eacutecart de 05 agrave 1degC en faveur
de la partie la plus reculeacutee de la rade (cf Annexe V) En tenant compte de la profondeur on
peut en deacuteduire pour le site de Marloux ougrave la profondeur est faible un eacutecart de tempeacuterature
denviron + l5degC par rapport au Dellec Cette particulariteacute pourrait expliquer la preacutecociteacute de la
maturiteacute remarqueacutee chez la population de Marloux Plusieurs interpreacutetations peuvent expliquer
la chute de lindice gonadique observeacutee en mars interruption dans le deacuteveloppement des
gonades provoqueacutee par les preacutecipitations hivernales (Cochran amp Engelmann 1975 Starr et al
1993) une mobilisation des reacutesenles dues aux conditions climatiques (Guillou amp MicheL
1993) ou au contraire une gameacutetogeacutenegravese preacutecoce comme le laisse supposer la forte valeur de
lindice gonadique en janvier
Les tests de feacutecondation eacutetant reacutealiseacutes dans une eau de reacutefeacuterence les causes de perturbation
du deacuteveloppement larvaire sont intrinsegraveques aux gamegravetes il peut sagir soit de la qualiteacute du
vitellus soit dalteacuterations geacuteneacutetiques soit de laccumulation dans les gonades dun agent
contaminant preacutesent dans le mileu Gamegravetes et embryons doursins sont sensibles agrave un large
eacuteventail de facteurs physiques (tempeacuterature pH saliniteacute etc ) et chimiques (meacutetaux
pesticides PCBs hydrocarbures etc ) ils conviennent eacutegalement pour tester les effluents en
meacutelange (Kobayashi 1971 Dinnel et al 1981 Pagano et al 1987 Lassus et al 1991) ce qui
rend plus difficile la recherche des agents responsables des anomalies observeacutees
On peut tout de mecircme mentionner les fortes teneurs en meacutetaux lourds preacutesents dans toute la
partie Est de la rade (mine de plomb argentifegravere situeacutee agrave Huelgoat) Des mesures reacutecentes de
meacutetaux dans les seacutediments agrave proximiteacute de la pointe de lArmorique font eacutetat des concentrations
suivantes Cu=253 ppm Pb=230 ppm Zn=160 ppm (Troadec corn pers) Les oursins en
tant quorganismes infeacuteodeacutes au seacutediment et participant agrave leur bioturbation sont directement
exposeacutes agrave ce type de contamination Plusieurs eacutetudes in situ font eacutetat de laccumulation de
28
meacutetaux par les oursms notamment dans les gonades et lintestin (Augier et al 1987b
Albanedo et al 1990)
Les tests de toxiciteacute des meacutetaux lourds sur les larves de diffeacuterentes espegraveces doursins ont fait
lobjet de nombreux travaux et les effets de ces polluants sur la feacutecondation et le
deacuteveloppement des larves sont assez bien connus (Kobayashi 1984 Dinnel et al 1989) A
faibles doses les ions meacutetalliques peuvent exercer une action positive caracteacuterisant le
pheacutenomegravene d hormegravese observeacute par Stebbing (1981) sur des colonies dhydrozoaires Une
action semblable est rapporteacutee par Young au niveau du pouvoir fertilisant des spermatozoiumldes
doursins pour des concentrations en divers ions meacutetalliques allant de 10-5 agrave 10-6M (Young amp
Nelson 1974) Cependant il sagit de pheacutenomegravenes marginaux et la tendance geacuteneacuterale de ces
eacuteleacutements se manifeste bien eacutevidemment par un effet toxique Le cuivre le zinc le cadmium
provoquent agrave des seuils diffeacuterents des dommages sur les gamegravetes et leur descendance en
alteacuterant soit la croissance des larves soit la diffeacuterenciation squelettique des pluteus (Bougis
1961 1965 Khristoforova et al 1984 Pagano et al 1982 Hesllnga 1976) Les diffeacuterents
stades larvaires preacutesentent des sensibiliteacutes diffeacuterentes les travaux de Kobayashl (1980)
montrent une plus forte sensibiliteacute des spermatozoiumldes et des larves au stade gastmla ce qui
coincide avec les blocages embryonnaires observeacutes agrave ce stade sur le site de lAlmorique La
preacutesence de meacutetaux dans les gonades pourraient donc logiquement expliquer les reacutesultats
obtenus De plus de fortes preacutesomptions pegravesent sur les rejets de mateacuteriel provenant du service
pyrotechnique de la Marine Nationale sur la pointe de lArmorique
Les reacutesultats dune toute reacutecente analyse effectueacutee par le Laboratoire Municipal de Brest
(aoucirct 94) sur des gonades doursins provenant des trois stations de la rade confirme cette
hypothegravese (cf Annexe VI) Le site de lArmorique se distingue par des teneurs nettement plus
eacuteleveacutees en fer zinc plomb et en cadmium (Fe=263 ppm Zn=356 ppm Pb=075 ppm Cd=076
ppm cest agrave dire selon les meacutetaux entre 2 agrave 5 fois plus que dans les autres stations) Dans
lensemble une certaine contamination meacutetallique peut ecirctre remarqueacutee dont lorigine se situe
dans le trafflc maritime les rejets domestiques et portuaires et les peintures anti-foullng Les
fortes concentrations en zinc proviennent des toitures de lagglomeacuteration brestoise Les
nombreux eacutelevages porcins de la reacutegion peuvent aussi contribuer agrave la pollution en cuivre par
29
lalimentation fournie aux arumaux Cependant la forte contamination locale du site de
lArmorique en fer zinc plomb et cadmium ne peut avoir quune origine ponctuelle qui
confirme les soupccedilons pesant sur les activiteacutes militaires dans ce secteur Compareacutes aux chiffres
trouveacutes dans la litteacuterature les reacutesultats sont coheacuterents Augier et al(1987b) lors dune eacutetude
sur Paracentrotus ividus en baie de Port-Cros avance des concentrations dans les gonades
comparables (Cd=O52 agrave 231 ppm Cu=167 agrave 542 ppm Pb=O33 agrave 117 ppm) mais des
teneurs en mercure sensiblement plus faibles (Hg=003 agrave 004 ppm) Chez une autre espegravece
(Echinometra mathaei) les travaux dAlbanedo et al(1990) indiquent dans une station tregraves
pollueacutee du port de la Havane des concentrations eacuteleveacutees en meacutetaux Fe=l08 ppm Cu=473
ppm Zn=267 ppm chiffres qui sauf pour le cuivre restent infeacuterieurs aux mesures obselveacutees agrave
la pointe de lArmorique Ces auteurs montrent une accumulation des meacutetaux lourds
relativement importante dans les diffeacuterents organes des oursins notamment au niveau du tube
digestif (cas du plomb et du cuivre) il serait inteacuteressant de connaicirctre eacutegalement les doses dans
les autres parties de lorganisme Cette accumulation preacutesentant des fluctuations saisonniegraveres
lieacutees au meacutetabolisme de lanimal un suivi plus reacutegulier des concentrations en meacutetaux devrait
ecirctre envisageacute
Cependant les meacutetaux peuvent ne pas ecirctre les seuls agents agrave mettre en cause Les pesticides
et les hydrocarbures sont eacutegalement susceptibles de pouvoir provoquer des anomalies (cf
Annexe VU) Les PCBs employeacutes dans de nombreux secteurs industriels bien que quelquefois
signaleacutes dans les seacutediments de la zone portuaire agrave des taux importants (PCBs=183
ppbMarchand 1985) semblent agrave eacutecarter En effet Trieff et al (1 988) bien quil mette en
eacutevidence un effet spermiotoxique signale labsence daccumulation de ce type de produits dans
les organismes ce qui preacutesente comme impossible toute influence des PCBs dans les conditions
ougrave les expeacuteriences ont eacuteteacute meneacutees
La preacutesence dans le bassin Nord de rejets de deux stations deacutepuration situeacutees en amont de
la Penfeld exerce aussi une influence sur la qualiteacute bacteacuteriologique des eaux de ce secteur
Leurs apports sont estimeacutes agrave 1014CFIh Dautre part le ruisseau du Relecq Kerhuon situeacute pregraves
de lestuaire de lElom amegravene quant agrave lui jusquagrave 1012CFIh en hiver (source DDE rapport
Saunier eau et environnement) Ces chiffres peuvent apporter une explication aux mortaliteacute
30
des lalVes obselVeacutees pour le site de Marloux des bacteacuteries pathogegravenes preacutesentes dans les
gonades peuvent secirctre deacuteveloppeacutees pendant la peacuteriode dincubation
Les reacutesultats de lanalyse geacuteneacutetique trahissent un deacuteficit en heacuteteacuterozygotes important sur le
site de la pointe de lAnnorique Ce deacuteficit freacutequemment rencontreacute chez les mollusques
bivalves (Buroker 1983~ Singh amp Green 1984) et dautres inverteacutebreacutes marins (Murphy et al
1975 Day amp Bayne 1988) peut avoir plusieurs significations il sagit soit de la preacutesence
dallegraveles silencieux (1) soit dun pheacutenomegravene dinbreeding (2) soit dM effet Wahlund (3) ou
encore du reacutesultat de la pression de seacutelection exerceacutee par les facteurs eacutenonceacutes plus haut (4)
(1) Lhypothegravese de la preacutesence dallegraveles nuls lo est peu probable eacutetant donneacute le nombre de
loci preacutesentant un excegraves dhomozygotes
(2) Le pheacutenomegravene dautofeacutecondation nest pas agrave eacutecarter car des cas dhermaphrodisme
certes peu freacutequents ont deacutejagrave eacuteteacute rapporteacutes sur ce mecircme site (Neefs 1952) Leacuteventualiteacute que
les gegravenes impliqueacutes ne soient pas porteacutes par des chromosomes autosomaux na pas eacuteteacute veacuterifieacutee
(3) Les conditions dhydrodynamisme sexerccedilant sur cette zone peuvent ecirctre invoqueacutees pour
venir conforter la thegravese dun effet Wahlund (conseacutequence dun eacutechantillonnage effectueacute sur
deux sous-eacutechantillons dun mecircme site se comportant comme des populations Mendelliennes
seacutepareacutees)
(4) Une seacutelection exerceacutee par les conditions du milieu reste le)plication la plus probable
Cette influence des facteurs environnementaux comme la preacutesence de meacutetaux mentionneacutee
preacuteceacutedemment sexerce pendant la vie lalVaire peacutelagique mais surtout durant la phase critique
de la meacutetamorphose et les eacutetapes qui suivent le recrutement La meacutetamorphose chez les oursins
sulVient apregraves une peacuteriode variable de vie lalVaire pouvant durer selon les espegraveces et les
conditions entre 5 et 22 semaines (Strathmann 1987) ce qui expose les larves agrave de nombreux
aleacuteas Certains auteurs eacutevoquent limportance du recrutement comme facteur dheacuteteacuterogeacuteneacuteiteacute
geacuteneacutetique entre populations (Watts et al 1990) Or une eacutetude comparative des populations
des deux sites concerneacutes a montreacute une forte irreacutegulariteacute du recrutement dans la population de
Marloux par rapport agrave celle de la pointe de lAnnorique (Lumingas amp Guillou sous presse)
Ces auteurs imputent ce pheacutenomegravene au spectaculaire deacuteveloppement dalgues qui apparaicirct
IOallegravele nul (ou silencieux) est dit dun allegravele qui ne sexprime pas sur le gel
31
chaque anneacutee sur ce site agrave la faveur des apports fluviaux en eacuteleacutements nutritifs Dune part il
inhiberait laction attractive du maeumlrl dautre part la deacutecomposition de ces veacutegeacutetaux agrave
lautomne provoquerait la mortaliteacute des recrues en reacuteduisant la couche superficielle du seacutediment
et entraicircnerait le deacuteveloppement dun film bacteacuterien empecircchant 1a fixation des post~larves Le
site de la pointe de lArmorique semble au contraire avoir des recrutements reacuteguliers
Les groupes de recrues connaissent donc des destins diffeacuterents sur les deux sites ce qui
pourrait expliquer les diffeacuterences dheacuteteacuterozygotie observeacutees
Pour confirmer cette hypothegravese il conviendrait de comparer des eacutechantillons plus grands
dindividus de mecircme agravege correspondant agrave une peacuteriode ougrave le recrutement a eacuteteacute bon sur les deux
sites voire mecircme de comparer directement les geacutenotypes des jeunes individus recruteacutes dans les
deux sites Dautre part la comparaison du site de la pointe de lArmorique avec celui du
Dellec pourrait fournir des indications importantes pour confirmer lhypothegravese de lexistence
dune pression de seacutelection
V 1CONCLUSION
Leacutetude des phases de reproduction et deacuteveloppement larvaire des populations doursins de
la Rade de Brest met en eacutevidence des troubles fonctionnels chez les populations du bassin
Nord proches de la zone portuaire en particulier sur le site de la pointe de lArmorique qui
contraste avec les bons reacutesultats obtenus pour le site du Dellec sous influence oceacuteanique La
convergence des donneacutees de geacuteneacutetique avec les reacutesultats observeacutes confirme la validiteacute de la
meacutethode utiliseacutee et renforce la fiabiliteacute de Sgranularis comme bioindicateur
Les causes de ces deacuteregraveglements sont sans doute multiples aussi ce travail meacuterite-t-il un suivi
agrave plus long terme Leacuterude des diffeacuterents paramegravetres influenccedilant les conditions de vie des
oursins de la pointe de lArmorique (tempeacuterarure saliniteacute seacutedimentologie biomasse matiegravere
organique ) ainsi que des essais de transplantations in situ dindividus sains devraient
permettre de mieux preacuteciser les facteurs responsables de ces perturbations
Quant aux premiers reacutesultats danalyses des teneurs en meacutetaux lourds du Laboratoire
Municipal ils devraient ecirctre eacutetendus agrave dautres parties du corps (test intestin) et effectueacutes sur
un cycle annuel y compris sur le site des Gleacutenan
32
VI 1BffiLIOGRAPHIE
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ANNEXEI
SCHEIHA DU PROTOCOLE EXPERThlENTAL DES TESTS DE FECONDATION IN VITRO
oursin9 gonades
~ eau ae mer 1iltreacutee (045I-lm)
soies (200l-lm)
Dfiltration
eau de mer filtreacutee (045I-lm)
deacutecantation ovocytes
oursin ltJ ---+ gonades -
filtration soies (60~m) ~
D~
middot middot middot middot
30 ml bd
lavages et dilutions
1 1 1 1 1 1
bull bull bull bull bullbull ~
~~~ ~
env 1500 ovocytesml
m~ 1
env 50 ovocytesml
39
AtlNEXE II
ELECTROPHORESE
Installation des eacutechantillons
a coupe pratiqueacutee dans le gel b eacutechantillons
Montage du circuit
a tampon deacutelectrodes b eacuteponges c eacutelectrodes relieacutees au geacuteneacuterateur d ligne dinsertion des eacutechantillons
40
ANNEXEIll
PREPARATION DES SOLUfIONS DELECTROPHORESE
Tampon Tris Citrate pH 8 (TC 8)
- Electrodes Tris (062M) 756 g
Ac citrique (014M) 300 g eau distilleacutee qsp 1 l
- Gel 30 ml de tampon eacutelectrodes dans 900 ml deau distilleacutee
ajuster agrave pH 8 avec du Tris (lM) ou de lacide citrique (lM)
Tampon discontinu Tris Citrate pH 67 (TC 67)
- Electrodes pH 63 Tris (022M) 270 g
Ac citrique (008M) 180 g eau distilleacutee q sp 1 1
ajuster agrave pH 63 avec du Tris (lM) ou de lacide citrique (lM) - Gel pH 67
Tris (0008M) 097 g Ac citrique H20 (0003M) 063 g
eau distilleacutee qsp 1 1 ajuster agrave pH 67 avec du Tris (lM) ou de lacide citrique (lM)
Reacutesolution obtenue par systegraveme enzymatique
Muscle Tube Digestif Gonades Nbre Locus TCPH8 TC pH TC pH 8 1 TC pH li TC pH 8 1 TC pH dallegraveles
67 67 1 67
AAT-1 +
AAT-2 + 2
GPD-l IDH-1 + + + +
LAP-1
l1DH-1 ++ )
l1DH-2 +++ ++ 2 ME-l + 2 ME-2 + ++ 3
PGD-1 ++ + 6 PGI-1 +_
- ++ ++ 4
PGM-1 + + 3 PGM-2 +++ ++ 4
bull Faible ++ Bonne + Moyenne +++ Tregraves bonne
41
ANNEXE IV
SOLUTIONS DE COLORATIONS
AAT (Aspartate-aminotransfeacuterase)
Tris A 80 ml AccxCeacutetoGlutarique 100 mg Ac Aspartique 200 mg Phosphate de pyridoxal 10 mg dissoudre veacuterifier que pH lt 74 (ajuster avec Tris LM) verser et incuber agrave 37degC pendant 15 min puis ajouter Fast Blue BB 100 mg
IDH (Isocitrate deacuteshydrogeacutenase)
Tris A 70 ml Isocitrate (0 lM) 8 ml MnCl2 (025M) 06 ml MgC12 (OSM) 05 ml ajouter avant coloration Isocitrate (poudre) 10 mg NADP 1 2 ml PMS 1 ml NET 1 ml lvITT 05 ml
MDH (Malate Deacuteshydrogeacutenase)
Tris A 10 ml MgCl2 (OSM) 02 ml Ac Malique (2M) 3 ml NAD 1 15 ml puis ajouter avant coloration PMS 03 ml NET 07 ml MTT 07 ml +Agar dans Tris A tiegravede 10 ml
6PGD (6Phosphogluconate Deacuteshydrogeacutenase)
TrisA 10 ml MgC12 (OSM) 15 ml 6Phosphogluconate 20 mg puis ajouter avant coloration NADP 1 01 ml PMS 01 ml NET 02 ml tvm 02 ml +Agar dans Tris A tiegravede 10 ml
GPI (Glucose-Phosphate Isomeacuterase)
Tris A 10 ml MgC12 (O5Ivi) 1 ml Fructose 6P 10 mg puis ajouter avant coloration NADP 1 05 ml PMS 05 ml NET 05 ml MTT 05 ml G6PDH 6~Ll ou 17u +Agar dans Tris A tiegravede 10 ml
LAP (Leucine-aminopeptidase)
Tris-Malate 90 ml preacutechauffeacute agrave 30degC MnCl2 (01r1) 1 ml MgCl2 (05lvf) 1 ml Lleucilj3Naphthylamine 15 agrave 20 mg incubation 30 min agrave 37degC ajouter avant coloration Fast Gamet GBC 60 mg dilueacute dans quelques gouttes de Tris-Malate (manipuler ce produit avec des gants)
ME (Malice-Enzyme)
Tris A 10 ml MgCl2 (O5~1) 15 ml AcMalique (2tv1) 1 ml puis ajouter avant coloration NADP 1 01 ml PMS 03 ml NET 07 ml MTT 07 ml +Agar dans Tris A tiegravede 10 ml
PGM (phosphoglucoMutase)
Tris A 10 ml MgCl2 (05)11) 1 ml Glucose IP (+15 diP) 100 mg puis ajouter avant coloration NADP 1 05 ml PMS 05 ml NET 05 ml lvITT 05 ml G6PDH 6~1l ou 17u +Agar dans Tris A tiegravede 10 ml
42
9
----- - - - _----- - -
W~--shy
ANNEXEV
Tempeacutelllture il linterface eaumiddotseacutediment au site du Dlilec
17 T middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot-middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot-middot_middotmiddotmiddotmiddot-middot-middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot-middot--middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot-middotmiddot--- - -- ----_--- -- - shy
16 +--- ---------- --__--shy
15 --- -- ---- - --- middot - middot-middotmiddot-middotmiddotmiddot-middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot_-middot-middot -middotmiddotmiddotmiddot-middot-middot-middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot-middotmiddot middotTt~hl~ - ------ Ecirc 14 - - -- --------- ---middot---middot-middotmiddot-middot-middot-trrfo-r~~wbWljl~I~~~--------------t-------------iiiiJiI~i~L--_-----------------------8 12 YrljVWfAI--shy --shy - shy _-----------------------------
middotmiddot-middotmiddot~IImiddot middotmiddot-middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot-middotmiddotmiddotmiddot-middot --middotmiddot--shy - ------------_- ----------11 t-middot
10 ~~--shy --- ----_-- - -- - - ------------_-
~ ~ ~ ~ 3 5 = 3 -~ shy
~ ~ = ~ ~ ~ 7 ~ 7 7 ~ ~ lt lt jf ~ r- ~ C t- C ~ oA C 0 0 0 0 ~ shy0 0 N
~
Tempeacutelllture il linterfue eau-seacutediment il la pointe de lAnnorique
11 ~ li ~ ~ ~ ~ ~ of j ~ ~ i ~ f N M ~ M ecirc ~ M
(donneacutees LR-i CvRS D1513 Faculteacute des Sciences Brest)
43
ANNEXEVI
TENEURS EN QUELQUES METAUX LOURS DANS LES GONADES DOURSINS DE LA RADE DE BREST
1Armorique (n=7) lIurloux (n=8) Deliee (n=8) 1
Fer (Fe) mgfKg 2869plusmn141O 531plusmn438 410plusmn250 1
lt 02Plomb (Pb) mgfKg O75plusmnO24 026plusmnO18
Cuivre (Cu) mgfKg O76plusmnO33 030plusmnO Il 045plusmnO42
Cadmium (Cd) mgIKg 396plusmnO55464plusmn125 463+12
Zinc (Zn) mgfKg 3563plusmn2828 1811=1241 1528plusmn1506 i
1
Mercure (Hg) mgfKg 026plusmnO12 018plusmnO08 020plusmnO13 1
(donneacutees Laboratoire lvllmicipal de Brest 16 rue Alexandre Ribot - J928iuml BREST Cedex Ofi0894)
ANNEXE VII
Agents toxiques essayeacutes pour leur toxiciteacute sur le deacuteveloppement la reproduction
et pour leur toxiciteacute geacuteneacutetique sur les embryons et le sperme doursins
(dapregraves PAGAl~O et al 1987)
Classe d aogents___+-____Agent=-s____~r__---Reacute~feacuterences___--1
1 Agents Physiques Rayons X RUST AD 1959 Rayons r GIORDANO et al 1983 Lumiegravere visible PAUL et al 1970
SPECK et al 1980
II Agents chimiques A Inorganiques Arsenic PAGANO et al 1982a
Beacuteryllium GIORDAlIO et al 1983 Cadmium PAGANO et al 1982b Chrome PAGA1-iO et al 1983a Cuivre HESLINGA 1976
PAGANO et al 1986 Mercure KOBA YASHI 1980 Nickel GIORDANO et al 1982 Changements de pH PAGANO et al 1985a 1985b
CIPPOLARO et al 1986 DUBE et al 1985
Zinc GIORDANO et al 1983 PAGANO et al 1986
B 1 Organiques 1 - Polluants industriels Peacutetrole dispersants du peacutetrole HAGSTROM et LONNING 1976
Pesticides organochloreacutes FALK-PETERSEN1979 BRESCH-ARENDT 1977
Styregravene et deacuteriveacutes PAGANO et al 1978 Dipheacuteny1 dipheacutenyl ether PAGANO et al 1983b PCBs ADAMS 1983
PAGANO et al 1985c
2 - Canceacuterigegravenes Acridines BRACHET 1968 Benzo(a)pyregravenes DE ANGELIS et GIORDANO
1974 HOSE et al 1983
712 dimeacutethy1benz( a)anthracegravene DE ANGELIS et GIORDkIO 1974
TPA (phorbol ester) BRESCH--RENDT 1978 Urethane NAKASHIMA et ISHIKAWA
1978 3 - Composeacutes pharmaceutiques Agents antineacuteop1astiques REN1llLARD et al 1975
WANG et al 1977 Thalidomide HAGSTROM et LONNING 1973 Acide nalidixique CZ1TN etaI 1981 Povidone iodine ROZENKRANZ et al 1980
III Meacutelanges KOBAYASHl 1971 1984 KINAE et al 1981 OSHIDA et al 1981 DINNEL et al 1981
LES MEacuteTAUX LOURDS DES PRODUITS MAnlNS AUX CONSOMMATEURS
(Les v(Jlours m6us uang ce
Ooso quotishydienne
Il eacutecossai ro fi lhomme
(ell IlIl)
Dose toxique
pOUf lIl(Hl li)] Il
(1)
)OllS
adIJ1ilUuml
dan~ 1es al ililUlllS
(1l1Uk~raquo
EltlU ltIll Ilwr (111]1)
AlrJucs (lilgkJ )
Mollusques (IlIUkg)
Cfuslncocircs (11111111)
Poissons (muka)
Arsenic
001 ~O 02 mg
III 70 1119 1 SOllt mOrlols
0002-0001
014-1
7 -120
15 17 (rwvolln)
25-75 (oOndill)
LI ore
100 Illoi
I(i
04-20
1 (moulu)
025 15 (11111 l 1 IcircIl )
020
tilJlcilU sont les plus
CildmIcircUIll
30 mu so1l1 toxiquuumls
f()i~5()1l
1 Molluoque
rshy1
01
00006
01 i-3
Chromo
VI WO Ill) Cr ~()Ilt IIHHlelr
01
000005
002 -1
er1llllent rellcontreacutees dlIls les publications ctuel
Cuivre
2 mg
25 fi sont IllOrlel
Poisson li
Mollusqull 110
0003-001
17-124
GO-900 (Iluitru)
20-90 (convoi)
l5-G (1 lion)
Mercure
Poisson jusqul 07
0000 03
----_
O02G-O2
004
01 middot10
Plomb
moi
0000 03
05 9
28-6 (huicirctre)
~- ----shy01-23
(tHlllllnrl)
O3-G
Seacuteleacutenium
3
000009
02-01
Zinc
6- 10 mg
35
0001-001
il2-Hi)
100-1 GOO (lIl1illO)
122-18 1 (1Il1IrlllI)
02middot1 200 (llilrell~1 )
---------- ----shy
fi (JIIIIUIIIaS
Les doses admissibles dilfl~ les aliments sonl exprillleacutees en millilrammes par kilogramme daliment
Les concclltrations daJis les produits rnHIcirclls sont (ouloS oxprilllUcircfS CIl lllilliJtallHllCS pM kilonriltlHlw do Illnliegravero segravecho
Chnque (ois qlll cela a ugravet possillln on il if)diqur~ entre p1fef)lhegravesos dnns qllJllc csplco nvait ocirctri trouveacutee ln plus (orte dosn
(1) [n CilS diumlnDntioll Cil IIlle scule (ois (SOllfce Rapport du Groupe Irleflilinisteacuterid des prohl~llIes de Pollution de la Mer 1(73)
EXTRAITS DE lA CIRCUlAIRE DU 13 MAl 1991
Circulaire du Ministegravere de lEnvironnement creacuteant les contrats de baie
Les eaux inorales franccedilaises doivent se situer en permanence agrave un niveau de qualiteacute suffisant pour ne pas mettre en peacuteril les eacutecosystegravemes cocirctiers qui constituent un eacuteleacutement majeur du patrimoine eacutecologique national ()
Lapproche retenue rient compte de la diversiteacute et de la complexiteacute des situations rencontreacutees ie long des cocirctes franccedilaises Certains SeCIeurs son principalement affecteacutes par des pollutions chimiques (meacutetaux etou composeacutes organiques ( )
De plus les pheacutenoTregravenes regroupeacutes sous une mecircme appeiation (egraveystrophies marines par exemple) reacutesJltent r jait de meacutecanismes diffeacuterents dont les c1uses et les facteurs de maitrise dofent ecirctre deacutetermineacutes dans chaque cas particJpr afin decirctre certain de mettre en oeuvre au plus juste coucirct des remegravedes efficaces ( j
n apparaft au corraire que pour chaque secteur C littorc oi une action est neacutecessaire a soluor adeacutequate ne peut ecirctre trouveacutee cu au niveat loca~ en associant tous les resporsables co-erneacutes Un outil nouveau est proposeacute le Contrat de Baie dont linitiative peut br= prise par lEtat mais aussi par dautrs acteurs (collectiviteacutes locales cssociatiors rotamment) ()
Chaque Cartrat de 3aie doit correspondre agrave une uniteacute middot-orale rmogegravene ()
Puisque la lutte ccr-se la pollution des eaux littorales ne peut ecircrr= efficace que par la prise
en compte des apports de Jensemble du bassin versant le Contrat de Baie doit ecirctre eacutelaboreacute agrave ce niveau
Pour eacuteviter ces eacutecueils tout Contrat de Baie devra reposer sur une connaissance aussi preacutecise que possible
bull de lensemble des sources de poiJution affectant le secteur rejets coners (ponctuels ou diffus) apports par les cours deau immersions de deacuteblais de dragage etc
bull des meacutecanismes de transfert des pollutions au milieu marin
bull des caracteacuteristiques du milieu reacutecepteur (morphologie courants caracteacuteris-tiques hvdrochimiques et biologiques)
bull des USIlges agrave proteacuteger et des zones sensibles du point de vue eacutecologique
Puisque lameacutelioration de la qualiteacute des eaux dun secteur du littoral implique de deacutefinir un programme concernant lensemble du bassin versant la maicirctrise douvrage de leacutetude ne pourra en geacuteneacuteral ecirctre confieacutee qu acirc une collectiviteacute locale de niveau supra shycommunal ()
L finaii du Contrat de Baie est dinciter les divers panenaires concerneacutes en particuer es coliegrave-ivieacutes locales agrave deacutepasser le cadre des scheacutemas classiques dassainissement dans tcs les cas c des dispositions speacutecifiques doivent ecirctre prises pour restaurer la qualiteacute des eaux (
effectifs directement observeacutes sur les zymogrammes Pour un locus posseacutedant k allegraveles et un
eacutechantillon de N individus la freacutequence du iegraveme allegravele est donneacutee par la formule 1shy
(2Nii +iNij) HXi =__---L-_
2N
Nuuml nombre dhomozygotes observeacutes pour lallegravele ~
Nij nombre dheacuteteacuterozygotes observeacutes pour lallegravele i
Les freacutequences geacutenotypiques sont recalculeacutees sous lhypothegravese de la loi dHardy-Weinberg
qui postule que les freacutequences alleacuteliques restent constantes dune geacuteneacuteration agrave lautre en
labsence de mutation seacutelection et de migration (dans le cas dune espegravece diploiumlde en
panmixie6) Etant donneacutee la faible taille des eacutechantillons les freacutequences geacutenotypiques attendues
par cette loi sont calculeacutees par la formule de Levene (1949) N = Nxi (2Nx i -1)
2N-l _ 4N2 XiXjN - -----shy
lJ 2N-l
Nuuml freacutequence geacutenotypique homozygote
Nij freacutequence geacutenotypique heacuteteacuterozygote7 ayec IkNij=l (pour k allegraveles)
Le test de conformiteacute des freacutequences geacutenorypiques calculeacutees avec les reacutesultats observeacutes fait
intervenir un X2 Certains effectifs geacutenotypiques eacutetant compris entre 5 et 10 le test utiliseacute est
celui du conigeacute de Yates j(~12 (1 Obil - At) _ 1~)2
y= w shyC i=1 Atif
Le nombre de degreacute de liberteacute est eacutegal agrave m-k m eacutetant le nombre de geacutenotypes et k le
nombre dallegraveles
Les eacutechantillons eacutetant de faible taille les loci multi-alleacuteliques ont eacuteteacute analyseacutes en regroupant
les geacutenotypes en trois classes la classe des geacutenotypes homozygotes posseacutedant lallegravele Je plus
freacutequent la classe des heacuteteacuterozygotes posseacutedant lallegravele le plus freacutequent et la classe regroupant
les autres geacutenotypes Comme dans le cas des loci di-alleacuteliques le test du X2 est agrave 1 degreacute de
6panmixie individus qui se croisent au hasard agrave limeacuterieur ct une population pour laqudle leacutequilibre de la loi dHardy-Weinberg est respecteacutee (degraveme) heacuteteacuterozygote individu qui possegravede deux allegraveles distincts aux locus homologues des chromosomes parents dun organisme diploiumlde
16
liberteacute lorsque toutes les classes ont un effectif supeacuterieur agrave cinq Dans le cas dun locus dishy
alleacutelique si lun des effectifs est infeacuterieur agrave 5 la probabiliteacute exacte p est calculeacutee suivant le test
de Fisher utiliseacute dans le tableau de contingence 2X2 (VithayasaIuml 1973)
Les descripteurs de variabiliteacute geacuteneacutetique des populations sont donneacutes par les relations
suivantes
a) - pourcentage de loci polymorphes8 P95 = 100x(npn)
avec n == nombre de loci eacutechantillonneacutes et ni nombre de loci polymorphes un locus est
polymorphe lorsque la freacutequence de lallegravele le plus rare est supeacuterieure agrave 005
b) - lheacuteteacuterozygotie correspond agrave la freacutequence moyenne dheacuteteacuterozygotes dans la
population on distingue lheacuteteacuterozygotie obseIVeacutee (ho) et celle attendue dapregraves la loi dHardy-
Weinberg (he)
1=1
Xuuml eacutetant la freacutequence obseIVeacutee du geacutenotype homozygote du iegraveme allegravele contenu dans le locus Ir
h == 1- x~ e iJ
=
x eacutetant la freacutequence attendue du geacutenotype homozygote du iegraveme allegravele
Pour les eacutechantillons de petite taille lutilisation de lindice non biaiseacute (Levene 1949) est
neacutecessaire Le calcul de lheacuteteacuterozygotie attendue seffectue de la faccedilon suivante k
2N(1- LX) he(nb) == __---i-=-=l~_
(2N -1)
ougrave N est le nombre dindividus eacutechantillonneacutes
sur lensemble des loci on effectue la moyenne
=1
c) - lindice de fixation de Wright (FIS) ou de Selander (D) permettent deacutevaluer le
deacuteficit ou lexcegraves dheacuteteacuterozygotes Pour le iegraveme locus ils sont deacutefinis par
8polymorphe un g~ne es dit polymorphe lorsquil preacute~me au moins deux eacutetats distinctS dun caractegravere donneacute
li
Les deux indices se comportent de faccedilon opposeacutee une valeur positive de D correspond agrave
excegraves dheacuteteacuterozygotes et une valeur neacutegatIcircve agrave un deacuteficit en heacuteteacuterozygotes
La diffeacuterentiation geacuteneacutetique des populations est appreacutecieacutee par le calcul dun indice de
fixation moyen FST (Wright 1965) deacutefini de la maniegravere suivante
I-FIT = (I-FIS)middot(I-FST)
ougrave FIT et FIS sont les indices de fixation respectivement des individus agrave la population totale et
agrave ces sous-populations
Les indices de fixation du iegraveme allegravele sont deacutefinis dapregraves Nei (1977) par
~Sj =(~ - P)(Pi - p)
Fm = (~ - p2i)(Pi _ p2j)
avec Pi=Sn wiXuuml Pi=Sn wixi ougrave wi repreacutesente le poids accordeacute agrave chaque sous populations
Les indices de fixation calculeacutes pour le jeme locus agrave k allegraveles sont donneacutes par k
Lx j (1- Xj)~Sj ~Sj =-=--------
Lx j (1- Xi) i=1
k
LX (1- xJFm
LxC1- x) 1-1
Lhypothegravese nulle Ho que la valeur du F ST seacutecarte significativement de zeacutero est testeacutee par
X2=2NFST pour n-1 degreacute de liberteacute (Workman et Niswander 1970) ougrave n est le nombre de
18
10
sous populations et N le nombre total dindividus eacutechantillonneacutes La variance autour de la
moyenne par preacutelegravevement est deacutetermineacutee par la meacutethode du jacknife (Weir et Cockerham
1984) Elle permet de tester la significativiteacute de la valeur moyenne agrave laide dun test-t
Le nombre dindividus migrants entre populations peuvent ecirctre estimeacutes par la relation
Nm = (_1__ 1)4 FST (Wright 1965)
avec N =nombre dindividus fertiles dans la population
m = taux de migration
III RESULTATS
- Indices Physiologiques
Lexamen des indices gonadiques fait apparaicirctre de fortes dispariteacutes entre stations (fig 2a)
Tout dabord le site de lArmorique se distingue par des valeurs tregraves faibles traduisant un
niveau de deacuteveloppement des gonades tregraves reacuteduit ne permettant pas de discerner une peacuteriode
de ponte Le site du DelIee preacutesente un deacuteveloppement des gonades moyen comparable au
teacutemoin (Gleacutenan) mais le pic de deacuteveloppement de printemps nest pas observeacutee bien que la
chute de lindice agrave partir du mois de mai permette dy deacuteceler une ponte La population de
MarIoux preacutesente une eacutevolution assez semblable agrave celle des Gleacutenan avec toutefois des valeurs
nettement plus eacuteleveacutees et deux peacuteriodes de chute dindice Uanvier-mars avril-juin)
Lanalyse des indices de reacutepleacutetion (fig2b) montre un comportement radicalement diffeacuterent
entre les oursins de la rade et ceux des Gleacutenan En effet alors que sur le site teacutemoin on observe
un maximum en hiver et une forte chute de lindice de reacutepleacutetion jusquen avril-ma~ soit un mois
avant la ponte le comportement alimentaire des oursins des sites de la rade semble beaucoup
plus anarchique sur le site de MarIoux les indices de reacutepleacutetion restent eacuteleveacutes mecircme en peacuteriode
de ponte et sur les deux autres sites les valeurs hivernales sont singuliegraverement faibles De
maniegravere geacuteneacuterale les indices de reacutepleacutetion des stations de la rade sont plus stables au cours de la
peacuteriode eacutetudieacutee et plus eacuteleveacutes pendant le printemps et leacuteteacute que sur le site de reacutefeacuterence des
Gleacutenan Ceci semble traduire un besoin eacutenergeacutetique plus constant agrave correacuteler avec la nature du
substrat et la disponibiliteacute des ressources trophiques (Comely amp Ansel 1989)
19
Fig 2 Evolution des indices phvsiologigues de Splzaerecltinus granularis UG et IR)
Indices Gonadiques
Mariaux
+ Armorique
-Q-- DeUee
- -r- - Gleacutenan
Fig2a
Indices de Reacutepleacutetion
25
1 tfi~__ plusmnl~middotmiddotmiddotmiddotmiddott~~-~-~
5 - -- - - ~~~~-TT-~ j ~----+-- ~~ l ~-middot-rgtfmiddotltmiddot J 1 shy
n------~ -t o 1 shy
o J FM AM J J
bullbull -tl- bullbullbull Marlou~
1
1 -+- Armorique 1
~ Dellee
- - - Gleacutenan l
Fig2b
2deg - Feacutecondation et deacuteveloppement larvaire
Les reacutesultats sont rassembleacutes sur le tableau l et les graphes preacutesenteacutes en figure 3 ougrave sont
pris en compte les moyennes de lensemble des expeacuteriences Les taux de feacutecondations moyens
sont eacuteleveacutes sur tous les sites (gt91) On note cependant une reacuteussite des feacutecondations (F)
leacutegegraverement meilleure pour le site des Gleacutenan (fig3a) sans pour autant que les diffeacuterences
soient statistiquement significatiyes sauf pour le site de MarIoux ougrave les valeurs sont
significatrvement infeacuterieures au site de reacutefeacuterence (seuil de confiance 95)
20
Les taux de pluteus normaux (N) obtenus pour les sites de lArmorique et de Marloux sont
significativement infeacuterieurs au site des Gleacutenan choisi comme reacutefeacuterence (respectivement 689
et 812 contre 869 auxiles Gleacutenan cf fig3d)
Le site de lArmorique se distingue des trois autres populations par un taux de blocage au
stade embryonnaire (P2=118) et de pluteus retardeacutes (R=143 fig3e) significativement
plus eacuteleveacutes de plus les tests sur les individus macircles montrent sur cette cateacutegorie des reacutesultats
statistiquement plus eacuteleveacutes que pour les femelles (t=249068 n=38 0=0005)
Le site de Marloux preacutesente un taux dembryons intermeacutediaire entre celui trouveacute agrave la pointe
de lArmorique et celui des Gleacutenan (58 fig3b) Le taux de mortaliteacute (M) y est
significativement supeacuterieur agrave toutes les autres stations (24 contre 08 agrave 12 fig3f)
En revanche aucune diffeacuterence statistique nIa eacuteteacute rencontreacutee en comparant les sites du
Dellec et des Gleacutenan agrave quelque stade de deacuteveloppement que ce soit bien que les reacutesultats
soient geacuteneacuteralement infeacuterieurs pour le site de la rade
Les pluteus pathologiques (Pl) sont du mecircme ordre de grandeur dans tous les sites (37)
et ne permettent pas deacutetablir de comparaison (fig3e)
TABLEAU 1 COllPARAISON DES RESUlJTATS DES TESTS DE FECONDATION
N() P2 ()1
i F() R() 1 Pl () M() 1rmoriq ue Macircles 922plusmn64 13+16689plusmnU5 82plusmn80178plusmn10S 1 38plusmn16
1
Femelles 93Oplusmn45 688plusmn166 108plusmn70 39+16 153plusmn177 L2plusmnL3 11
689plusmn145 Il8plusmnl43Total 1 922plusmn64 143plusmn9A 38plusmn22 12plusmn20 2larloux Macircles 800plusmn42 79plusmn34 41plusmn27928plusmn37 5 1plusmn3 1 28+8
Femelles 91Oplusmn94 824plusmn84 1 59plusmn3 1 33plusmn14 65plusmn61 L9plusmn22 69plusmn36 37plusmn21 58plusmn5O 24plusmn5Total 919+74 812plusmn69
27plusmn27Deliee Macircles 81plusmn3ocirc 33plusmn15 O9plusmnLO925plusmn57 i 850plusmn59 96plusmn56 1 45+16 27plusmn32Femelles l2plusmn24928plusmn61
1 82Oplusmn9O 27plusmn29 10plusmn18Total 89plusmn4iuml 39plusmn22926plusmn58 835plusmn771 1
27plusmn23 O6plusmnO777plusmn50 38plusmn23Gleacutenan Macircles 851plusmn69949plusmn45 - l+ 1)~_J_ 1 34plusmnl7 14plusmn13Femelles LOplusmn14887plusmn72943plusmn44
21plusmn2O 1 O8plusmn1l869+72 1 66+51 1 i 36plusmn2OTotal 946+44
mise en eacutevidence dune diffeacuterence significative entre ies reacutesultats des deux sexes
21
_________________ _
Fig 3 Preacutesentation graphique des reacutesultats des tests eacutecotoxicologigues
Taux de feacutecondation (F)
100
1 1 6 iuml 1 1
agrave~J 9 1
0
1
1~1 l i 1
80_
751 1
Armorique Marioux Deliee Gleacutenan
Fig 3a taux de feacutecondation observeacutes pour chaque station
Embrvons (P2) 00
1 1
11
15
10 T 5 shy
0 Armorique Marloux Deliee Gleacutenan
Fig 3b taux de blocage embryonnaire obseneacutes pour chaque station
Pluteus retardeacutes CR)
25CO
20CO
15CO o
10CO
5CO 1 9 i
OCO
Armorique Martoux Jallee Gleacutenan
Fig 3c taux de pluteus retardeacutes obsenes sur chaque statlon
22
__________________ _
Pluteus nomlaut (N)
100 T iuml ccedil 2751 iuml 2 l Q
l501 1
T251
1
0 Armorique Marloux Deliee Gleacutenan
Fig3d taux de pluteus normaux observeacutes sur chaque station
Pluteus pathologiques (Pl)
8
161
i T shy1l iuml
1 11 14 -
I r-
tJiuml t 1
1 2 1 1
omiddot Armorique Mariaux Deliee Gleacutenan
Fig 3e [mLC de plweus pathologiques observeacutes sur chaque station
Tault de mortaliteacute on
500
400
300 l
200
1
100 J J j J
000
Armorique Mariaux Deliee Gleacutenan
Fig 3 taux mortaliteacute observeacutes pour chaque station
30 - Geacuteneacutetique des populations
Les reacutesultats sont rassembleacutes sur les tableaux n02 et 3 Sur les Il loci eacutetudieacutes on remarque
que la population de lArmorique seacutecarte significativement de leacutequilibre de Hardy-Weinberg
pour 5 loci (PGM-l et 2 IDH-l PGD-l GPI-1) alors que lon observe seulement 2 cas pour
le site de MarIoux TI est agrave noter que dans chaque cas les indices de fLation de la population
de lArmorique sont plus eacuteleveacutes que ceux de MarIoux traduisant une deacuteviation plus
importante Cette observation est correacuteleacutee par une heacuteteacuterozygotie en moyenne plus eacuteleveacutee agrave
MarIoux quagrave lArmorique (0207plusmnO057 contre 0180plusmnO052) Le pourcentage de loci
polymorphes (seuil 95) est de 6364 agrave MarIoux contre 4545 agrave lArmorique
Lindicateur de diffeacuterenciation geacuteneacutetique moyen calculeacute selon la meacutethode de Weir et
Cockerham est faible (FST=00059plusmnO0048) et ne montre pas de diffeacuterence significative Dans
ces conditions lestimation du nombre dindividus eacutechangeacutes par geacuteneacuteration donne une valeur
eacuteleveacutee (Nm=42 12plusmn23 Il)
TABLEAU 2
RESUltŒ DES F-STATISTIQUES
Locus FIS FIT FST
PGM-1 0381 0384 0004 PGM-2 0359 0360 0001 IDH-l 0226 0233 0010 PGD-l 0351 0352 0002 MDH-1 -0013 -0009 0005 MDH-2 -0026 -0013 0013 GPI-1 0346 0352 0012 ME-1 0252 0253 0001 ME-2 -0034 -0030 0005
MT-1 -0051 -0040 0012 MT-2 0137 0137 0000
Moy 0273 0276 0006
24
TABLEAU 3
STRUCTURE GENETIQUE DE DEUX POPULATIONS DE Sgranillaris SUR UNE BASE DE 11 LOCI
Pointe de Marloux Pointe de lArmorigue 1
1 1
Locus allegravele freacuteq Ho He D Het freacuteq Ho He D Het
PGM-l 105 0013 2 1987 0006 0050 - 1 2924 -0658 0073
100 0975 0962
95 0013 0038
PGM-2 110 0025 15 22l77 -0324 0554 - 12 20468 -0414 0512
105 0262 0287
100 0613 0637
95 0087 0075
90 0013 shyIDH-l 105 0081 7 8260 -0153 0223 0015 3 4761 -0370 0140
100 0amp78 0926
95 0041 0059
PGD-l 110 0025 15 19392 -0227 0485 0038 9 18063 -0502 0452
107 0013 shy105 0213 0250
100 0688 0700
95 0050 0013
90 0013 shyltIDH-l 105 - 1 1000 0000 0025 0013 1 1000 0000 0025
100 0988 0988 95 0013 shy
MOH-2 110 - 0 - - - 0025 2 1975 0013 0 049
100 1000 0975
GPI-I 110 0112 Il 14620 -0148 0366 0175 6 11696 -0487 0292
105 0075 shy100 0788 0325
100 0850 0863
95 0025 -ltŒ-1 105 0050 2 3843 -0480 0096 0038 3 2924 0026 0073
100 0950 0962
rv1E-2 105 0013 3 2949 0017 0074 0038 3 2924 0026 0073
100 0962 0962
95 0025 -MT-1 105 0038 6 5734 0046 0143 0025 2 1975 0013 0049
100 0925 0975
95 0038 -MT-2 105 0150 10 10329 -0032 0258 0138 7 9608 -0271 0240 1
Heacuteteacutero~gotIcirce moyenne par locus (non biaiseacutee O207iO057 HeacuteteacuterozygOlIcirclt moyenne par locus (non biaiseacutee == O180iO05 Nombre moyen dallegraveles par locus = 309iO44 Nombre moyen dallegraveles par locus 236iO20 Pourcentage de loci polmorphes (criteacutere 95) == 6364 Po=uge de loci polymorphes (criteacutere 95) =4545
locus preacutesent8llt un deacuteficit en heacuteteacutero~gOles significltl lttest de 1 p$O05)
1
IV 1DISCUSSION
TI ressort de cette eacutetude une convergence des reacutesultats qui reacutevegravele la singulariteacute de la
population de la pointe de lArmorique En effet le cycle de reproduction y est agrave leacutevidence
perturbeacute les valeurs dindice gonadique sont extregravemement faibles et la ponte non deacutecelable Le
taux dingestion est faible Les tests de deacuteveloppement larvaire preacutesentent des anomalies
(blocage aux stades embryonnaires et retard des pluteus) et lanalyse geacuteneacutetique y reacutevegravele pour
pregraves de 50 des loci une deacuteficience en heacuteteacuterozygotes traduisant lagrave une baisse de variabiliteacute
geacuteneacutetique et une deacuteviation par rapport aux conditions dHardYMWeinberg9
Le site voisin de la pointe MarIoux semble beaucoup moins affecteacute le cycle de reproduction
sy deacuteroule tout agrave fait normalement (IG plus eacuteleveacutes que sur le site de reacutefeacuterence) et leacutequilibre
panmictique y est geacuteneacuteralement mieux respecteacute Cependant les tests eacutecotoxicologiques y
deacutecegravelent quelques indices de perturbation les taux de feacutecondations y sont infeacuterieurs au teacutemoin
les embryons preacutesentent quelques blocages et les taux de mortaliteacute des larves sont
statistiquement plus eacuteleveacutes
Les reacutesultats concernant le site du Deliec nindiquent p as de diffeacuterences remarquables par
rapport au site de reacutefeacuterence La peacuteriode de ponte y survient avec un leacuteger deacutecalage sans doute
agrave mettre agrave lactif dune diffeacuterence dans les conditions de tempeacuterature etou de deacuteveloppement
de blooms phytop1anctoniques certains auteurs faisant concorder le deacuteclenchement de la ponte
avec labondance de nourriture disponible pour les larves (Himmelman 1978)
Le comportement des indices de reacutepleacutetion des populations de la rade de Brest savegravere tregraves
distinct de celui de la population de reacutefeacuterence ce qui peut traduire une strateacutegie adaptative
diffeacuterente ou une couverture des besoins eacutenergeacutetiques insuffisante chez les populations de la
rade Cette observation meacuterite notre attention puisque dans le cas de la station de MarIoux le
substrat est semblable agrave celui du site teacutemoin et ne peut expliquer le maintien de lindice de
reacutepleacutetion agrave des niveaux eacuteleveacutes pendant la peacuteriode de reproduction
On peut deacuteduire de ces constatations une distinction entre les populations du fond de la
rade et la station du Deliee situeacutee dans le goulet qui semble a priori exempte de deacutegradation
9Hardy-Weinberg (loi de) loi dheacutereacutediteacute ougrave la preacutesence des gegravenes demeure constante de geacuteneacuteration en geacuteneacuteration en labsence de seacutelection de mutation daccouplements dirigeacutes ou daccidents deacutechantillonnage
26
Les deux populations du bassin Nord subissent agrave leacutevidence linfluence de facteurs
environnementaux qui perturbent leur deacuteveloppement Ces pheacutenomegravenes sont provoqueacutes par
diverses causes dorigine naturelle tout dabord auxquelles viennent sajouter les facteurs
anthropiques
Une certaine hieacuterarchisation dans leacutetat de deacutegradation des sites est agrave prendre en compte En
effet des deux zones perturbeacutees la pointe de lArmorique est celle ougrave les effets se font le plus
durement ressentir
Ces deux stations diffegraverent de par le substrat le reacutegime hydrodynamique et lintensiteacute de
linfluence estuarienne La nature du substrat agrave MarIoux est la mecircme que sur le site de
reacutefeacuterence des Gleacutenan il sagit de fonds meubles composeacutes de maeumlrl vivant recouvert
deacutepiphytes synonymes de ressources trophiques abondantes et disponibles toute lanneacutee ce qui
explique les indices gonadiques eacuteleveacutes observeacutes pour ces deux sites A MarIoux
lhydrodynamisme est calme favorable au deacuteveloppement dune veacutegeacutetation dense dalgues
macrophytes saisonniegraveres (Hily et al 1992) Cette couverture veacutegeacutetale est renforceacutee par
lenrichissement du milieu en sels nutritifs provenant du bassin versant de lElom agrave vocation
agricole (N03-=500 agrave lOOOkgj P043-=30 agrave 700kgj) Les concentrations dans cette zones
sont eacuteleveacutees et varient au cours de lanneacutee elles sont maximales lhiver (N03-=28-51 mgl
P043-=O67-137mgl NH4+=41-37mgl) La preacutesence de ces algues contribue agrave augmenter
et agrave diversifier les ressources trophiques disponibles elle favorise le deacuteveloppement dune faune
diversifieacutee de brouteurs
Sur le site de la pointe de lArmorique par contre le substrat est rocheux et les courants
forts Le couvert veacutegeacutetal y est au contraire clairsemeacute et composeacute dalgues essentiellement
saisonniegraveres La population de lArmorique se trouve donc dans des conditions de ressources
trophiques moins facilement accessibles et plus limiteacutees comme latteste le deacuteveloppement plus
important de lorgane masticateur (par effet compensateur) signaleacute lors dune eacutetude compareacutee
de ces deux populations (Lumingas amp Guillou SOIIS presse) Lanalyse des indices
physiologiques doit se faire en consideacuterant que le degreacute de prospeacuteriteacute dune population reacutesulte
dun compromis entre la nature et labondance des ressources trophiques dune part et dautre
part de leacutenergie que lanimal doit deacutepenser pour collecter digeacuterer et assimiler cette nourriture
27
(Reacutegis 1979) Les deux populations eacutetant au deacutepart placeacutees dans des conditions ineacutegales
lapparition de facteurs exteacuterieurs ne pourrait quamplifier cette diffeacuterence au deacutetriment de la
plus deacutefavoriseacutee
Lexamen comparatif des courbes deacutevolution de tempeacuterature entre le Dellec et la pointe de
lArmorique (stations fixes de mesures hydrologiques) montre un eacutecart de 05 agrave 1degC en faveur
de la partie la plus reculeacutee de la rade (cf Annexe V) En tenant compte de la profondeur on
peut en deacuteduire pour le site de Marloux ougrave la profondeur est faible un eacutecart de tempeacuterature
denviron + l5degC par rapport au Dellec Cette particulariteacute pourrait expliquer la preacutecociteacute de la
maturiteacute remarqueacutee chez la population de Marloux Plusieurs interpreacutetations peuvent expliquer
la chute de lindice gonadique observeacutee en mars interruption dans le deacuteveloppement des
gonades provoqueacutee par les preacutecipitations hivernales (Cochran amp Engelmann 1975 Starr et al
1993) une mobilisation des reacutesenles dues aux conditions climatiques (Guillou amp MicheL
1993) ou au contraire une gameacutetogeacutenegravese preacutecoce comme le laisse supposer la forte valeur de
lindice gonadique en janvier
Les tests de feacutecondation eacutetant reacutealiseacutes dans une eau de reacutefeacuterence les causes de perturbation
du deacuteveloppement larvaire sont intrinsegraveques aux gamegravetes il peut sagir soit de la qualiteacute du
vitellus soit dalteacuterations geacuteneacutetiques soit de laccumulation dans les gonades dun agent
contaminant preacutesent dans le mileu Gamegravetes et embryons doursins sont sensibles agrave un large
eacuteventail de facteurs physiques (tempeacuterature pH saliniteacute etc ) et chimiques (meacutetaux
pesticides PCBs hydrocarbures etc ) ils conviennent eacutegalement pour tester les effluents en
meacutelange (Kobayashi 1971 Dinnel et al 1981 Pagano et al 1987 Lassus et al 1991) ce qui
rend plus difficile la recherche des agents responsables des anomalies observeacutees
On peut tout de mecircme mentionner les fortes teneurs en meacutetaux lourds preacutesents dans toute la
partie Est de la rade (mine de plomb argentifegravere situeacutee agrave Huelgoat) Des mesures reacutecentes de
meacutetaux dans les seacutediments agrave proximiteacute de la pointe de lArmorique font eacutetat des concentrations
suivantes Cu=253 ppm Pb=230 ppm Zn=160 ppm (Troadec corn pers) Les oursins en
tant quorganismes infeacuteodeacutes au seacutediment et participant agrave leur bioturbation sont directement
exposeacutes agrave ce type de contamination Plusieurs eacutetudes in situ font eacutetat de laccumulation de
28
meacutetaux par les oursms notamment dans les gonades et lintestin (Augier et al 1987b
Albanedo et al 1990)
Les tests de toxiciteacute des meacutetaux lourds sur les larves de diffeacuterentes espegraveces doursins ont fait
lobjet de nombreux travaux et les effets de ces polluants sur la feacutecondation et le
deacuteveloppement des larves sont assez bien connus (Kobayashi 1984 Dinnel et al 1989) A
faibles doses les ions meacutetalliques peuvent exercer une action positive caracteacuterisant le
pheacutenomegravene d hormegravese observeacute par Stebbing (1981) sur des colonies dhydrozoaires Une
action semblable est rapporteacutee par Young au niveau du pouvoir fertilisant des spermatozoiumldes
doursins pour des concentrations en divers ions meacutetalliques allant de 10-5 agrave 10-6M (Young amp
Nelson 1974) Cependant il sagit de pheacutenomegravenes marginaux et la tendance geacuteneacuterale de ces
eacuteleacutements se manifeste bien eacutevidemment par un effet toxique Le cuivre le zinc le cadmium
provoquent agrave des seuils diffeacuterents des dommages sur les gamegravetes et leur descendance en
alteacuterant soit la croissance des larves soit la diffeacuterenciation squelettique des pluteus (Bougis
1961 1965 Khristoforova et al 1984 Pagano et al 1982 Hesllnga 1976) Les diffeacuterents
stades larvaires preacutesentent des sensibiliteacutes diffeacuterentes les travaux de Kobayashl (1980)
montrent une plus forte sensibiliteacute des spermatozoiumldes et des larves au stade gastmla ce qui
coincide avec les blocages embryonnaires observeacutes agrave ce stade sur le site de lAlmorique La
preacutesence de meacutetaux dans les gonades pourraient donc logiquement expliquer les reacutesultats
obtenus De plus de fortes preacutesomptions pegravesent sur les rejets de mateacuteriel provenant du service
pyrotechnique de la Marine Nationale sur la pointe de lArmorique
Les reacutesultats dune toute reacutecente analyse effectueacutee par le Laboratoire Municipal de Brest
(aoucirct 94) sur des gonades doursins provenant des trois stations de la rade confirme cette
hypothegravese (cf Annexe VI) Le site de lArmorique se distingue par des teneurs nettement plus
eacuteleveacutees en fer zinc plomb et en cadmium (Fe=263 ppm Zn=356 ppm Pb=075 ppm Cd=076
ppm cest agrave dire selon les meacutetaux entre 2 agrave 5 fois plus que dans les autres stations) Dans
lensemble une certaine contamination meacutetallique peut ecirctre remarqueacutee dont lorigine se situe
dans le trafflc maritime les rejets domestiques et portuaires et les peintures anti-foullng Les
fortes concentrations en zinc proviennent des toitures de lagglomeacuteration brestoise Les
nombreux eacutelevages porcins de la reacutegion peuvent aussi contribuer agrave la pollution en cuivre par
29
lalimentation fournie aux arumaux Cependant la forte contamination locale du site de
lArmorique en fer zinc plomb et cadmium ne peut avoir quune origine ponctuelle qui
confirme les soupccedilons pesant sur les activiteacutes militaires dans ce secteur Compareacutes aux chiffres
trouveacutes dans la litteacuterature les reacutesultats sont coheacuterents Augier et al(1987b) lors dune eacutetude
sur Paracentrotus ividus en baie de Port-Cros avance des concentrations dans les gonades
comparables (Cd=O52 agrave 231 ppm Cu=167 agrave 542 ppm Pb=O33 agrave 117 ppm) mais des
teneurs en mercure sensiblement plus faibles (Hg=003 agrave 004 ppm) Chez une autre espegravece
(Echinometra mathaei) les travaux dAlbanedo et al(1990) indiquent dans une station tregraves
pollueacutee du port de la Havane des concentrations eacuteleveacutees en meacutetaux Fe=l08 ppm Cu=473
ppm Zn=267 ppm chiffres qui sauf pour le cuivre restent infeacuterieurs aux mesures obselveacutees agrave
la pointe de lArmorique Ces auteurs montrent une accumulation des meacutetaux lourds
relativement importante dans les diffeacuterents organes des oursins notamment au niveau du tube
digestif (cas du plomb et du cuivre) il serait inteacuteressant de connaicirctre eacutegalement les doses dans
les autres parties de lorganisme Cette accumulation preacutesentant des fluctuations saisonniegraveres
lieacutees au meacutetabolisme de lanimal un suivi plus reacutegulier des concentrations en meacutetaux devrait
ecirctre envisageacute
Cependant les meacutetaux peuvent ne pas ecirctre les seuls agents agrave mettre en cause Les pesticides
et les hydrocarbures sont eacutegalement susceptibles de pouvoir provoquer des anomalies (cf
Annexe VU) Les PCBs employeacutes dans de nombreux secteurs industriels bien que quelquefois
signaleacutes dans les seacutediments de la zone portuaire agrave des taux importants (PCBs=183
ppbMarchand 1985) semblent agrave eacutecarter En effet Trieff et al (1 988) bien quil mette en
eacutevidence un effet spermiotoxique signale labsence daccumulation de ce type de produits dans
les organismes ce qui preacutesente comme impossible toute influence des PCBs dans les conditions
ougrave les expeacuteriences ont eacuteteacute meneacutees
La preacutesence dans le bassin Nord de rejets de deux stations deacutepuration situeacutees en amont de
la Penfeld exerce aussi une influence sur la qualiteacute bacteacuteriologique des eaux de ce secteur
Leurs apports sont estimeacutes agrave 1014CFIh Dautre part le ruisseau du Relecq Kerhuon situeacute pregraves
de lestuaire de lElom amegravene quant agrave lui jusquagrave 1012CFIh en hiver (source DDE rapport
Saunier eau et environnement) Ces chiffres peuvent apporter une explication aux mortaliteacute
30
des lalVes obselVeacutees pour le site de Marloux des bacteacuteries pathogegravenes preacutesentes dans les
gonades peuvent secirctre deacuteveloppeacutees pendant la peacuteriode dincubation
Les reacutesultats de lanalyse geacuteneacutetique trahissent un deacuteficit en heacuteteacuterozygotes important sur le
site de la pointe de lAnnorique Ce deacuteficit freacutequemment rencontreacute chez les mollusques
bivalves (Buroker 1983~ Singh amp Green 1984) et dautres inverteacutebreacutes marins (Murphy et al
1975 Day amp Bayne 1988) peut avoir plusieurs significations il sagit soit de la preacutesence
dallegraveles silencieux (1) soit dun pheacutenomegravene dinbreeding (2) soit dM effet Wahlund (3) ou
encore du reacutesultat de la pression de seacutelection exerceacutee par les facteurs eacutenonceacutes plus haut (4)
(1) Lhypothegravese de la preacutesence dallegraveles nuls lo est peu probable eacutetant donneacute le nombre de
loci preacutesentant un excegraves dhomozygotes
(2) Le pheacutenomegravene dautofeacutecondation nest pas agrave eacutecarter car des cas dhermaphrodisme
certes peu freacutequents ont deacutejagrave eacuteteacute rapporteacutes sur ce mecircme site (Neefs 1952) Leacuteventualiteacute que
les gegravenes impliqueacutes ne soient pas porteacutes par des chromosomes autosomaux na pas eacuteteacute veacuterifieacutee
(3) Les conditions dhydrodynamisme sexerccedilant sur cette zone peuvent ecirctre invoqueacutees pour
venir conforter la thegravese dun effet Wahlund (conseacutequence dun eacutechantillonnage effectueacute sur
deux sous-eacutechantillons dun mecircme site se comportant comme des populations Mendelliennes
seacutepareacutees)
(4) Une seacutelection exerceacutee par les conditions du milieu reste le)plication la plus probable
Cette influence des facteurs environnementaux comme la preacutesence de meacutetaux mentionneacutee
preacuteceacutedemment sexerce pendant la vie lalVaire peacutelagique mais surtout durant la phase critique
de la meacutetamorphose et les eacutetapes qui suivent le recrutement La meacutetamorphose chez les oursins
sulVient apregraves une peacuteriode variable de vie lalVaire pouvant durer selon les espegraveces et les
conditions entre 5 et 22 semaines (Strathmann 1987) ce qui expose les larves agrave de nombreux
aleacuteas Certains auteurs eacutevoquent limportance du recrutement comme facteur dheacuteteacuterogeacuteneacuteiteacute
geacuteneacutetique entre populations (Watts et al 1990) Or une eacutetude comparative des populations
des deux sites concerneacutes a montreacute une forte irreacutegulariteacute du recrutement dans la population de
Marloux par rapport agrave celle de la pointe de lAnnorique (Lumingas amp Guillou sous presse)
Ces auteurs imputent ce pheacutenomegravene au spectaculaire deacuteveloppement dalgues qui apparaicirct
IOallegravele nul (ou silencieux) est dit dun allegravele qui ne sexprime pas sur le gel
31
chaque anneacutee sur ce site agrave la faveur des apports fluviaux en eacuteleacutements nutritifs Dune part il
inhiberait laction attractive du maeumlrl dautre part la deacutecomposition de ces veacutegeacutetaux agrave
lautomne provoquerait la mortaliteacute des recrues en reacuteduisant la couche superficielle du seacutediment
et entraicircnerait le deacuteveloppement dun film bacteacuterien empecircchant 1a fixation des post~larves Le
site de la pointe de lArmorique semble au contraire avoir des recrutements reacuteguliers
Les groupes de recrues connaissent donc des destins diffeacuterents sur les deux sites ce qui
pourrait expliquer les diffeacuterences dheacuteteacuterozygotie observeacutees
Pour confirmer cette hypothegravese il conviendrait de comparer des eacutechantillons plus grands
dindividus de mecircme agravege correspondant agrave une peacuteriode ougrave le recrutement a eacuteteacute bon sur les deux
sites voire mecircme de comparer directement les geacutenotypes des jeunes individus recruteacutes dans les
deux sites Dautre part la comparaison du site de la pointe de lArmorique avec celui du
Dellec pourrait fournir des indications importantes pour confirmer lhypothegravese de lexistence
dune pression de seacutelection
V 1CONCLUSION
Leacutetude des phases de reproduction et deacuteveloppement larvaire des populations doursins de
la Rade de Brest met en eacutevidence des troubles fonctionnels chez les populations du bassin
Nord proches de la zone portuaire en particulier sur le site de la pointe de lArmorique qui
contraste avec les bons reacutesultats obtenus pour le site du Dellec sous influence oceacuteanique La
convergence des donneacutees de geacuteneacutetique avec les reacutesultats observeacutes confirme la validiteacute de la
meacutethode utiliseacutee et renforce la fiabiliteacute de Sgranularis comme bioindicateur
Les causes de ces deacuteregraveglements sont sans doute multiples aussi ce travail meacuterite-t-il un suivi
agrave plus long terme Leacuterude des diffeacuterents paramegravetres influenccedilant les conditions de vie des
oursins de la pointe de lArmorique (tempeacuterarure saliniteacute seacutedimentologie biomasse matiegravere
organique ) ainsi que des essais de transplantations in situ dindividus sains devraient
permettre de mieux preacuteciser les facteurs responsables de ces perturbations
Quant aux premiers reacutesultats danalyses des teneurs en meacutetaux lourds du Laboratoire
Municipal ils devraient ecirctre eacutetendus agrave dautres parties du corps (test intestin) et effectueacutes sur
un cycle annuel y compris sur le site des Gleacutenan
32
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ANNEXEI
SCHEIHA DU PROTOCOLE EXPERThlENTAL DES TESTS DE FECONDATION IN VITRO
oursin9 gonades
~ eau ae mer 1iltreacutee (045I-lm)
soies (200l-lm)
Dfiltration
eau de mer filtreacutee (045I-lm)
deacutecantation ovocytes
oursin ltJ ---+ gonades -
filtration soies (60~m) ~
D~
middot middot middot middot
30 ml bd
lavages et dilutions
1 1 1 1 1 1
bull bull bull bull bullbull ~
~~~ ~
env 1500 ovocytesml
m~ 1
env 50 ovocytesml
39
AtlNEXE II
ELECTROPHORESE
Installation des eacutechantillons
a coupe pratiqueacutee dans le gel b eacutechantillons
Montage du circuit
a tampon deacutelectrodes b eacuteponges c eacutelectrodes relieacutees au geacuteneacuterateur d ligne dinsertion des eacutechantillons
40
ANNEXEIll
PREPARATION DES SOLUfIONS DELECTROPHORESE
Tampon Tris Citrate pH 8 (TC 8)
- Electrodes Tris (062M) 756 g
Ac citrique (014M) 300 g eau distilleacutee qsp 1 l
- Gel 30 ml de tampon eacutelectrodes dans 900 ml deau distilleacutee
ajuster agrave pH 8 avec du Tris (lM) ou de lacide citrique (lM)
Tampon discontinu Tris Citrate pH 67 (TC 67)
- Electrodes pH 63 Tris (022M) 270 g
Ac citrique (008M) 180 g eau distilleacutee q sp 1 1
ajuster agrave pH 63 avec du Tris (lM) ou de lacide citrique (lM) - Gel pH 67
Tris (0008M) 097 g Ac citrique H20 (0003M) 063 g
eau distilleacutee qsp 1 1 ajuster agrave pH 67 avec du Tris (lM) ou de lacide citrique (lM)
Reacutesolution obtenue par systegraveme enzymatique
Muscle Tube Digestif Gonades Nbre Locus TCPH8 TC pH TC pH 8 1 TC pH li TC pH 8 1 TC pH dallegraveles
67 67 1 67
AAT-1 +
AAT-2 + 2
GPD-l IDH-1 + + + +
LAP-1
l1DH-1 ++ )
l1DH-2 +++ ++ 2 ME-l + 2 ME-2 + ++ 3
PGD-1 ++ + 6 PGI-1 +_
- ++ ++ 4
PGM-1 + + 3 PGM-2 +++ ++ 4
bull Faible ++ Bonne + Moyenne +++ Tregraves bonne
41
ANNEXE IV
SOLUTIONS DE COLORATIONS
AAT (Aspartate-aminotransfeacuterase)
Tris A 80 ml AccxCeacutetoGlutarique 100 mg Ac Aspartique 200 mg Phosphate de pyridoxal 10 mg dissoudre veacuterifier que pH lt 74 (ajuster avec Tris LM) verser et incuber agrave 37degC pendant 15 min puis ajouter Fast Blue BB 100 mg
IDH (Isocitrate deacuteshydrogeacutenase)
Tris A 70 ml Isocitrate (0 lM) 8 ml MnCl2 (025M) 06 ml MgC12 (OSM) 05 ml ajouter avant coloration Isocitrate (poudre) 10 mg NADP 1 2 ml PMS 1 ml NET 1 ml lvITT 05 ml
MDH (Malate Deacuteshydrogeacutenase)
Tris A 10 ml MgCl2 (OSM) 02 ml Ac Malique (2M) 3 ml NAD 1 15 ml puis ajouter avant coloration PMS 03 ml NET 07 ml MTT 07 ml +Agar dans Tris A tiegravede 10 ml
6PGD (6Phosphogluconate Deacuteshydrogeacutenase)
TrisA 10 ml MgC12 (OSM) 15 ml 6Phosphogluconate 20 mg puis ajouter avant coloration NADP 1 01 ml PMS 01 ml NET 02 ml tvm 02 ml +Agar dans Tris A tiegravede 10 ml
GPI (Glucose-Phosphate Isomeacuterase)
Tris A 10 ml MgC12 (O5Ivi) 1 ml Fructose 6P 10 mg puis ajouter avant coloration NADP 1 05 ml PMS 05 ml NET 05 ml MTT 05 ml G6PDH 6~Ll ou 17u +Agar dans Tris A tiegravede 10 ml
LAP (Leucine-aminopeptidase)
Tris-Malate 90 ml preacutechauffeacute agrave 30degC MnCl2 (01r1) 1 ml MgCl2 (05lvf) 1 ml Lleucilj3Naphthylamine 15 agrave 20 mg incubation 30 min agrave 37degC ajouter avant coloration Fast Gamet GBC 60 mg dilueacute dans quelques gouttes de Tris-Malate (manipuler ce produit avec des gants)
ME (Malice-Enzyme)
Tris A 10 ml MgCl2 (O5~1) 15 ml AcMalique (2tv1) 1 ml puis ajouter avant coloration NADP 1 01 ml PMS 03 ml NET 07 ml MTT 07 ml +Agar dans Tris A tiegravede 10 ml
PGM (phosphoglucoMutase)
Tris A 10 ml MgCl2 (05)11) 1 ml Glucose IP (+15 diP) 100 mg puis ajouter avant coloration NADP 1 05 ml PMS 05 ml NET 05 ml lvITT 05 ml G6PDH 6~1l ou 17u +Agar dans Tris A tiegravede 10 ml
42
9
----- - - - _----- - -
W~--shy
ANNEXEV
Tempeacutelllture il linterface eaumiddotseacutediment au site du Dlilec
17 T middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot-middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot-middot_middotmiddotmiddotmiddot-middot-middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot-middot--middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot-middotmiddot--- - -- ----_--- -- - shy
16 +--- ---------- --__--shy
15 --- -- ---- - --- middot - middot-middotmiddot-middotmiddotmiddot-middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot_-middot-middot -middotmiddotmiddotmiddot-middot-middot-middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot-middotmiddot middotTt~hl~ - ------ Ecirc 14 - - -- --------- ---middot---middot-middotmiddot-middot-middot-trrfo-r~~wbWljl~I~~~--------------t-------------iiiiJiI~i~L--_-----------------------8 12 YrljVWfAI--shy --shy - shy _-----------------------------
middotmiddot-middotmiddot~IImiddot middotmiddot-middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot-middotmiddotmiddotmiddot-middot --middotmiddot--shy - ------------_- ----------11 t-middot
10 ~~--shy --- ----_-- - -- - - ------------_-
~ ~ ~ ~ 3 5 = 3 -~ shy
~ ~ = ~ ~ ~ 7 ~ 7 7 ~ ~ lt lt jf ~ r- ~ C t- C ~ oA C 0 0 0 0 ~ shy0 0 N
~
Tempeacutelllture il linterfue eau-seacutediment il la pointe de lAnnorique
11 ~ li ~ ~ ~ ~ ~ of j ~ ~ i ~ f N M ~ M ecirc ~ M
(donneacutees LR-i CvRS D1513 Faculteacute des Sciences Brest)
43
ANNEXEVI
TENEURS EN QUELQUES METAUX LOURS DANS LES GONADES DOURSINS DE LA RADE DE BREST
1Armorique (n=7) lIurloux (n=8) Deliee (n=8) 1
Fer (Fe) mgfKg 2869plusmn141O 531plusmn438 410plusmn250 1
lt 02Plomb (Pb) mgfKg O75plusmnO24 026plusmnO18
Cuivre (Cu) mgfKg O76plusmnO33 030plusmnO Il 045plusmnO42
Cadmium (Cd) mgIKg 396plusmnO55464plusmn125 463+12
Zinc (Zn) mgfKg 3563plusmn2828 1811=1241 1528plusmn1506 i
1
Mercure (Hg) mgfKg 026plusmnO12 018plusmnO08 020plusmnO13 1
(donneacutees Laboratoire lvllmicipal de Brest 16 rue Alexandre Ribot - J928iuml BREST Cedex Ofi0894)
ANNEXE VII
Agents toxiques essayeacutes pour leur toxiciteacute sur le deacuteveloppement la reproduction
et pour leur toxiciteacute geacuteneacutetique sur les embryons et le sperme doursins
(dapregraves PAGAl~O et al 1987)
Classe d aogents___+-____Agent=-s____~r__---Reacute~feacuterences___--1
1 Agents Physiques Rayons X RUST AD 1959 Rayons r GIORDANO et al 1983 Lumiegravere visible PAUL et al 1970
SPECK et al 1980
II Agents chimiques A Inorganiques Arsenic PAGANO et al 1982a
Beacuteryllium GIORDAlIO et al 1983 Cadmium PAGANO et al 1982b Chrome PAGA1-iO et al 1983a Cuivre HESLINGA 1976
PAGANO et al 1986 Mercure KOBA YASHI 1980 Nickel GIORDANO et al 1982 Changements de pH PAGANO et al 1985a 1985b
CIPPOLARO et al 1986 DUBE et al 1985
Zinc GIORDANO et al 1983 PAGANO et al 1986
B 1 Organiques 1 - Polluants industriels Peacutetrole dispersants du peacutetrole HAGSTROM et LONNING 1976
Pesticides organochloreacutes FALK-PETERSEN1979 BRESCH-ARENDT 1977
Styregravene et deacuteriveacutes PAGANO et al 1978 Dipheacuteny1 dipheacutenyl ether PAGANO et al 1983b PCBs ADAMS 1983
PAGANO et al 1985c
2 - Canceacuterigegravenes Acridines BRACHET 1968 Benzo(a)pyregravenes DE ANGELIS et GIORDANO
1974 HOSE et al 1983
712 dimeacutethy1benz( a)anthracegravene DE ANGELIS et GIORDkIO 1974
TPA (phorbol ester) BRESCH--RENDT 1978 Urethane NAKASHIMA et ISHIKAWA
1978 3 - Composeacutes pharmaceutiques Agents antineacuteop1astiques REN1llLARD et al 1975
WANG et al 1977 Thalidomide HAGSTROM et LONNING 1973 Acide nalidixique CZ1TN etaI 1981 Povidone iodine ROZENKRANZ et al 1980
III Meacutelanges KOBAYASHl 1971 1984 KINAE et al 1981 OSHIDA et al 1981 DINNEL et al 1981
LES MEacuteTAUX LOURDS DES PRODUITS MAnlNS AUX CONSOMMATEURS
(Les v(Jlours m6us uang ce
Ooso quotishydienne
Il eacutecossai ro fi lhomme
(ell IlIl)
Dose toxique
pOUf lIl(Hl li)] Il
(1)
)OllS
adIJ1ilUuml
dan~ 1es al ililUlllS
(1l1Uk~raquo
EltlU ltIll Ilwr (111]1)
AlrJucs (lilgkJ )
Mollusques (IlIUkg)
Cfuslncocircs (11111111)
Poissons (muka)
Arsenic
001 ~O 02 mg
III 70 1119 1 SOllt mOrlols
0002-0001
014-1
7 -120
15 17 (rwvolln)
25-75 (oOndill)
LI ore
100 Illoi
I(i
04-20
1 (moulu)
025 15 (11111 l 1 IcircIl )
020
tilJlcilU sont les plus
CildmIcircUIll
30 mu so1l1 toxiquuumls
f()i~5()1l
1 Molluoque
rshy1
01
00006
01 i-3
Chromo
VI WO Ill) Cr ~()Ilt IIHHlelr
01
000005
002 -1
er1llllent rellcontreacutees dlIls les publications ctuel
Cuivre
2 mg
25 fi sont IllOrlel
Poisson li
Mollusqull 110
0003-001
17-124
GO-900 (Iluitru)
20-90 (convoi)
l5-G (1 lion)
Mercure
Poisson jusqul 07
0000 03
----_
O02G-O2
004
01 middot10
Plomb
moi
0000 03
05 9
28-6 (huicirctre)
~- ----shy01-23
(tHlllllnrl)
O3-G
Seacuteleacutenium
3
000009
02-01
Zinc
6- 10 mg
35
0001-001
il2-Hi)
100-1 GOO (lIl1illO)
122-18 1 (1Il1IrlllI)
02middot1 200 (llilrell~1 )
---------- ----shy
fi (JIIIIUIIIaS
Les doses admissibles dilfl~ les aliments sonl exprillleacutees en millilrammes par kilogramme daliment
Les concclltrations daJis les produits rnHIcirclls sont (ouloS oxprilllUcircfS CIl lllilliJtallHllCS pM kilonriltlHlw do Illnliegravero segravecho
Chnque (ois qlll cela a ugravet possillln on il if)diqur~ entre p1fef)lhegravesos dnns qllJllc csplco nvait ocirctri trouveacutee ln plus (orte dosn
(1) [n CilS diumlnDntioll Cil IIlle scule (ois (SOllfce Rapport du Groupe Irleflilinisteacuterid des prohl~llIes de Pollution de la Mer 1(73)
EXTRAITS DE lA CIRCUlAIRE DU 13 MAl 1991
Circulaire du Ministegravere de lEnvironnement creacuteant les contrats de baie
Les eaux inorales franccedilaises doivent se situer en permanence agrave un niveau de qualiteacute suffisant pour ne pas mettre en peacuteril les eacutecosystegravemes cocirctiers qui constituent un eacuteleacutement majeur du patrimoine eacutecologique national ()
Lapproche retenue rient compte de la diversiteacute et de la complexiteacute des situations rencontreacutees ie long des cocirctes franccedilaises Certains SeCIeurs son principalement affecteacutes par des pollutions chimiques (meacutetaux etou composeacutes organiques ( )
De plus les pheacutenoTregravenes regroupeacutes sous une mecircme appeiation (egraveystrophies marines par exemple) reacutesJltent r jait de meacutecanismes diffeacuterents dont les c1uses et les facteurs de maitrise dofent ecirctre deacutetermineacutes dans chaque cas particJpr afin decirctre certain de mettre en oeuvre au plus juste coucirct des remegravedes efficaces ( j
n apparaft au corraire que pour chaque secteur C littorc oi une action est neacutecessaire a soluor adeacutequate ne peut ecirctre trouveacutee cu au niveat loca~ en associant tous les resporsables co-erneacutes Un outil nouveau est proposeacute le Contrat de Baie dont linitiative peut br= prise par lEtat mais aussi par dautrs acteurs (collectiviteacutes locales cssociatiors rotamment) ()
Chaque Cartrat de 3aie doit correspondre agrave une uniteacute middot-orale rmogegravene ()
Puisque la lutte ccr-se la pollution des eaux littorales ne peut ecircrr= efficace que par la prise
en compte des apports de Jensemble du bassin versant le Contrat de Baie doit ecirctre eacutelaboreacute agrave ce niveau
Pour eacuteviter ces eacutecueils tout Contrat de Baie devra reposer sur une connaissance aussi preacutecise que possible
bull de lensemble des sources de poiJution affectant le secteur rejets coners (ponctuels ou diffus) apports par les cours deau immersions de deacuteblais de dragage etc
bull des meacutecanismes de transfert des pollutions au milieu marin
bull des caracteacuteristiques du milieu reacutecepteur (morphologie courants caracteacuteris-tiques hvdrochimiques et biologiques)
bull des USIlges agrave proteacuteger et des zones sensibles du point de vue eacutecologique
Puisque lameacutelioration de la qualiteacute des eaux dun secteur du littoral implique de deacutefinir un programme concernant lensemble du bassin versant la maicirctrise douvrage de leacutetude ne pourra en geacuteneacuteral ecirctre confieacutee qu acirc une collectiviteacute locale de niveau supra shycommunal ()
L finaii du Contrat de Baie est dinciter les divers panenaires concerneacutes en particuer es coliegrave-ivieacutes locales agrave deacutepasser le cadre des scheacutemas classiques dassainissement dans tcs les cas c des dispositions speacutecifiques doivent ecirctre prises pour restaurer la qualiteacute des eaux (
liberteacute lorsque toutes les classes ont un effectif supeacuterieur agrave cinq Dans le cas dun locus dishy
alleacutelique si lun des effectifs est infeacuterieur agrave 5 la probabiliteacute exacte p est calculeacutee suivant le test
de Fisher utiliseacute dans le tableau de contingence 2X2 (VithayasaIuml 1973)
Les descripteurs de variabiliteacute geacuteneacutetique des populations sont donneacutes par les relations
suivantes
a) - pourcentage de loci polymorphes8 P95 = 100x(npn)
avec n == nombre de loci eacutechantillonneacutes et ni nombre de loci polymorphes un locus est
polymorphe lorsque la freacutequence de lallegravele le plus rare est supeacuterieure agrave 005
b) - lheacuteteacuterozygotie correspond agrave la freacutequence moyenne dheacuteteacuterozygotes dans la
population on distingue lheacuteteacuterozygotie obseIVeacutee (ho) et celle attendue dapregraves la loi dHardy-
Weinberg (he)
1=1
Xuuml eacutetant la freacutequence obseIVeacutee du geacutenotype homozygote du iegraveme allegravele contenu dans le locus Ir
h == 1- x~ e iJ
=
x eacutetant la freacutequence attendue du geacutenotype homozygote du iegraveme allegravele
Pour les eacutechantillons de petite taille lutilisation de lindice non biaiseacute (Levene 1949) est
neacutecessaire Le calcul de lheacuteteacuterozygotie attendue seffectue de la faccedilon suivante k
2N(1- LX) he(nb) == __---i-=-=l~_
(2N -1)
ougrave N est le nombre dindividus eacutechantillonneacutes
sur lensemble des loci on effectue la moyenne
=1
c) - lindice de fixation de Wright (FIS) ou de Selander (D) permettent deacutevaluer le
deacuteficit ou lexcegraves dheacuteteacuterozygotes Pour le iegraveme locus ils sont deacutefinis par
8polymorphe un g~ne es dit polymorphe lorsquil preacute~me au moins deux eacutetats distinctS dun caractegravere donneacute
li
Les deux indices se comportent de faccedilon opposeacutee une valeur positive de D correspond agrave
excegraves dheacuteteacuterozygotes et une valeur neacutegatIcircve agrave un deacuteficit en heacuteteacuterozygotes
La diffeacuterentiation geacuteneacutetique des populations est appreacutecieacutee par le calcul dun indice de
fixation moyen FST (Wright 1965) deacutefini de la maniegravere suivante
I-FIT = (I-FIS)middot(I-FST)
ougrave FIT et FIS sont les indices de fixation respectivement des individus agrave la population totale et
agrave ces sous-populations
Les indices de fixation du iegraveme allegravele sont deacutefinis dapregraves Nei (1977) par
~Sj =(~ - P)(Pi - p)
Fm = (~ - p2i)(Pi _ p2j)
avec Pi=Sn wiXuuml Pi=Sn wixi ougrave wi repreacutesente le poids accordeacute agrave chaque sous populations
Les indices de fixation calculeacutes pour le jeme locus agrave k allegraveles sont donneacutes par k
Lx j (1- Xj)~Sj ~Sj =-=--------
Lx j (1- Xi) i=1
k
LX (1- xJFm
LxC1- x) 1-1
Lhypothegravese nulle Ho que la valeur du F ST seacutecarte significativement de zeacutero est testeacutee par
X2=2NFST pour n-1 degreacute de liberteacute (Workman et Niswander 1970) ougrave n est le nombre de
18
10
sous populations et N le nombre total dindividus eacutechantillonneacutes La variance autour de la
moyenne par preacutelegravevement est deacutetermineacutee par la meacutethode du jacknife (Weir et Cockerham
1984) Elle permet de tester la significativiteacute de la valeur moyenne agrave laide dun test-t
Le nombre dindividus migrants entre populations peuvent ecirctre estimeacutes par la relation
Nm = (_1__ 1)4 FST (Wright 1965)
avec N =nombre dindividus fertiles dans la population
m = taux de migration
III RESULTATS
- Indices Physiologiques
Lexamen des indices gonadiques fait apparaicirctre de fortes dispariteacutes entre stations (fig 2a)
Tout dabord le site de lArmorique se distingue par des valeurs tregraves faibles traduisant un
niveau de deacuteveloppement des gonades tregraves reacuteduit ne permettant pas de discerner une peacuteriode
de ponte Le site du DelIee preacutesente un deacuteveloppement des gonades moyen comparable au
teacutemoin (Gleacutenan) mais le pic de deacuteveloppement de printemps nest pas observeacutee bien que la
chute de lindice agrave partir du mois de mai permette dy deacuteceler une ponte La population de
MarIoux preacutesente une eacutevolution assez semblable agrave celle des Gleacutenan avec toutefois des valeurs
nettement plus eacuteleveacutees et deux peacuteriodes de chute dindice Uanvier-mars avril-juin)
Lanalyse des indices de reacutepleacutetion (fig2b) montre un comportement radicalement diffeacuterent
entre les oursins de la rade et ceux des Gleacutenan En effet alors que sur le site teacutemoin on observe
un maximum en hiver et une forte chute de lindice de reacutepleacutetion jusquen avril-ma~ soit un mois
avant la ponte le comportement alimentaire des oursins des sites de la rade semble beaucoup
plus anarchique sur le site de MarIoux les indices de reacutepleacutetion restent eacuteleveacutes mecircme en peacuteriode
de ponte et sur les deux autres sites les valeurs hivernales sont singuliegraverement faibles De
maniegravere geacuteneacuterale les indices de reacutepleacutetion des stations de la rade sont plus stables au cours de la
peacuteriode eacutetudieacutee et plus eacuteleveacutes pendant le printemps et leacuteteacute que sur le site de reacutefeacuterence des
Gleacutenan Ceci semble traduire un besoin eacutenergeacutetique plus constant agrave correacuteler avec la nature du
substrat et la disponibiliteacute des ressources trophiques (Comely amp Ansel 1989)
19
Fig 2 Evolution des indices phvsiologigues de Splzaerecltinus granularis UG et IR)
Indices Gonadiques
Mariaux
+ Armorique
-Q-- DeUee
- -r- - Gleacutenan
Fig2a
Indices de Reacutepleacutetion
25
1 tfi~__ plusmnl~middotmiddotmiddotmiddotmiddott~~-~-~
5 - -- - - ~~~~-TT-~ j ~----+-- ~~ l ~-middot-rgtfmiddotltmiddot J 1 shy
n------~ -t o 1 shy
o J FM AM J J
bullbull -tl- bullbullbull Marlou~
1
1 -+- Armorique 1
~ Dellee
- - - Gleacutenan l
Fig2b
2deg - Feacutecondation et deacuteveloppement larvaire
Les reacutesultats sont rassembleacutes sur le tableau l et les graphes preacutesenteacutes en figure 3 ougrave sont
pris en compte les moyennes de lensemble des expeacuteriences Les taux de feacutecondations moyens
sont eacuteleveacutes sur tous les sites (gt91) On note cependant une reacuteussite des feacutecondations (F)
leacutegegraverement meilleure pour le site des Gleacutenan (fig3a) sans pour autant que les diffeacuterences
soient statistiquement significatiyes sauf pour le site de MarIoux ougrave les valeurs sont
significatrvement infeacuterieures au site de reacutefeacuterence (seuil de confiance 95)
20
Les taux de pluteus normaux (N) obtenus pour les sites de lArmorique et de Marloux sont
significativement infeacuterieurs au site des Gleacutenan choisi comme reacutefeacuterence (respectivement 689
et 812 contre 869 auxiles Gleacutenan cf fig3d)
Le site de lArmorique se distingue des trois autres populations par un taux de blocage au
stade embryonnaire (P2=118) et de pluteus retardeacutes (R=143 fig3e) significativement
plus eacuteleveacutes de plus les tests sur les individus macircles montrent sur cette cateacutegorie des reacutesultats
statistiquement plus eacuteleveacutes que pour les femelles (t=249068 n=38 0=0005)
Le site de Marloux preacutesente un taux dembryons intermeacutediaire entre celui trouveacute agrave la pointe
de lArmorique et celui des Gleacutenan (58 fig3b) Le taux de mortaliteacute (M) y est
significativement supeacuterieur agrave toutes les autres stations (24 contre 08 agrave 12 fig3f)
En revanche aucune diffeacuterence statistique nIa eacuteteacute rencontreacutee en comparant les sites du
Dellec et des Gleacutenan agrave quelque stade de deacuteveloppement que ce soit bien que les reacutesultats
soient geacuteneacuteralement infeacuterieurs pour le site de la rade
Les pluteus pathologiques (Pl) sont du mecircme ordre de grandeur dans tous les sites (37)
et ne permettent pas deacutetablir de comparaison (fig3e)
TABLEAU 1 COllPARAISON DES RESUlJTATS DES TESTS DE FECONDATION
N() P2 ()1
i F() R() 1 Pl () M() 1rmoriq ue Macircles 922plusmn64 13+16689plusmnU5 82plusmn80178plusmn10S 1 38plusmn16
1
Femelles 93Oplusmn45 688plusmn166 108plusmn70 39+16 153plusmn177 L2plusmnL3 11
689plusmn145 Il8plusmnl43Total 1 922plusmn64 143plusmn9A 38plusmn22 12plusmn20 2larloux Macircles 800plusmn42 79plusmn34 41plusmn27928plusmn37 5 1plusmn3 1 28+8
Femelles 91Oplusmn94 824plusmn84 1 59plusmn3 1 33plusmn14 65plusmn61 L9plusmn22 69plusmn36 37plusmn21 58plusmn5O 24plusmn5Total 919+74 812plusmn69
27plusmn27Deliee Macircles 81plusmn3ocirc 33plusmn15 O9plusmnLO925plusmn57 i 850plusmn59 96plusmn56 1 45+16 27plusmn32Femelles l2plusmn24928plusmn61
1 82Oplusmn9O 27plusmn29 10plusmn18Total 89plusmn4iuml 39plusmn22926plusmn58 835plusmn771 1
27plusmn23 O6plusmnO777plusmn50 38plusmn23Gleacutenan Macircles 851plusmn69949plusmn45 - l+ 1)~_J_ 1 34plusmnl7 14plusmn13Femelles LOplusmn14887plusmn72943plusmn44
21plusmn2O 1 O8plusmn1l869+72 1 66+51 1 i 36plusmn2OTotal 946+44
mise en eacutevidence dune diffeacuterence significative entre ies reacutesultats des deux sexes
21
_________________ _
Fig 3 Preacutesentation graphique des reacutesultats des tests eacutecotoxicologigues
Taux de feacutecondation (F)
100
1 1 6 iuml 1 1
agrave~J 9 1
0
1
1~1 l i 1
80_
751 1
Armorique Marioux Deliee Gleacutenan
Fig 3a taux de feacutecondation observeacutes pour chaque station
Embrvons (P2) 00
1 1
11
15
10 T 5 shy
0 Armorique Marloux Deliee Gleacutenan
Fig 3b taux de blocage embryonnaire obseneacutes pour chaque station
Pluteus retardeacutes CR)
25CO
20CO
15CO o
10CO
5CO 1 9 i
OCO
Armorique Martoux Jallee Gleacutenan
Fig 3c taux de pluteus retardeacutes obsenes sur chaque statlon
22
__________________ _
Pluteus nomlaut (N)
100 T iuml ccedil 2751 iuml 2 l Q
l501 1
T251
1
0 Armorique Marloux Deliee Gleacutenan
Fig3d taux de pluteus normaux observeacutes sur chaque station
Pluteus pathologiques (Pl)
8
161
i T shy1l iuml
1 11 14 -
I r-
tJiuml t 1
1 2 1 1
omiddot Armorique Mariaux Deliee Gleacutenan
Fig 3e [mLC de plweus pathologiques observeacutes sur chaque station
Tault de mortaliteacute on
500
400
300 l
200
1
100 J J j J
000
Armorique Mariaux Deliee Gleacutenan
Fig 3 taux mortaliteacute observeacutes pour chaque station
30 - Geacuteneacutetique des populations
Les reacutesultats sont rassembleacutes sur les tableaux n02 et 3 Sur les Il loci eacutetudieacutes on remarque
que la population de lArmorique seacutecarte significativement de leacutequilibre de Hardy-Weinberg
pour 5 loci (PGM-l et 2 IDH-l PGD-l GPI-1) alors que lon observe seulement 2 cas pour
le site de MarIoux TI est agrave noter que dans chaque cas les indices de fLation de la population
de lArmorique sont plus eacuteleveacutes que ceux de MarIoux traduisant une deacuteviation plus
importante Cette observation est correacuteleacutee par une heacuteteacuterozygotie en moyenne plus eacuteleveacutee agrave
MarIoux quagrave lArmorique (0207plusmnO057 contre 0180plusmnO052) Le pourcentage de loci
polymorphes (seuil 95) est de 6364 agrave MarIoux contre 4545 agrave lArmorique
Lindicateur de diffeacuterenciation geacuteneacutetique moyen calculeacute selon la meacutethode de Weir et
Cockerham est faible (FST=00059plusmnO0048) et ne montre pas de diffeacuterence significative Dans
ces conditions lestimation du nombre dindividus eacutechangeacutes par geacuteneacuteration donne une valeur
eacuteleveacutee (Nm=42 12plusmn23 Il)
TABLEAU 2
RESUltŒ DES F-STATISTIQUES
Locus FIS FIT FST
PGM-1 0381 0384 0004 PGM-2 0359 0360 0001 IDH-l 0226 0233 0010 PGD-l 0351 0352 0002 MDH-1 -0013 -0009 0005 MDH-2 -0026 -0013 0013 GPI-1 0346 0352 0012 ME-1 0252 0253 0001 ME-2 -0034 -0030 0005
MT-1 -0051 -0040 0012 MT-2 0137 0137 0000
Moy 0273 0276 0006
24
TABLEAU 3
STRUCTURE GENETIQUE DE DEUX POPULATIONS DE Sgranillaris SUR UNE BASE DE 11 LOCI
Pointe de Marloux Pointe de lArmorigue 1
1 1
Locus allegravele freacuteq Ho He D Het freacuteq Ho He D Het
PGM-l 105 0013 2 1987 0006 0050 - 1 2924 -0658 0073
100 0975 0962
95 0013 0038
PGM-2 110 0025 15 22l77 -0324 0554 - 12 20468 -0414 0512
105 0262 0287
100 0613 0637
95 0087 0075
90 0013 shyIDH-l 105 0081 7 8260 -0153 0223 0015 3 4761 -0370 0140
100 0amp78 0926
95 0041 0059
PGD-l 110 0025 15 19392 -0227 0485 0038 9 18063 -0502 0452
107 0013 shy105 0213 0250
100 0688 0700
95 0050 0013
90 0013 shyltIDH-l 105 - 1 1000 0000 0025 0013 1 1000 0000 0025
100 0988 0988 95 0013 shy
MOH-2 110 - 0 - - - 0025 2 1975 0013 0 049
100 1000 0975
GPI-I 110 0112 Il 14620 -0148 0366 0175 6 11696 -0487 0292
105 0075 shy100 0788 0325
100 0850 0863
95 0025 -ltŒ-1 105 0050 2 3843 -0480 0096 0038 3 2924 0026 0073
100 0950 0962
rv1E-2 105 0013 3 2949 0017 0074 0038 3 2924 0026 0073
100 0962 0962
95 0025 -MT-1 105 0038 6 5734 0046 0143 0025 2 1975 0013 0049
100 0925 0975
95 0038 -MT-2 105 0150 10 10329 -0032 0258 0138 7 9608 -0271 0240 1
Heacuteteacutero~gotIcirce moyenne par locus (non biaiseacutee O207iO057 HeacuteteacuterozygOlIcirclt moyenne par locus (non biaiseacutee == O180iO05 Nombre moyen dallegraveles par locus = 309iO44 Nombre moyen dallegraveles par locus 236iO20 Pourcentage de loci polmorphes (criteacutere 95) == 6364 Po=uge de loci polymorphes (criteacutere 95) =4545
locus preacutesent8llt un deacuteficit en heacuteteacutero~gOles significltl lttest de 1 p$O05)
1
IV 1DISCUSSION
TI ressort de cette eacutetude une convergence des reacutesultats qui reacutevegravele la singulariteacute de la
population de la pointe de lArmorique En effet le cycle de reproduction y est agrave leacutevidence
perturbeacute les valeurs dindice gonadique sont extregravemement faibles et la ponte non deacutecelable Le
taux dingestion est faible Les tests de deacuteveloppement larvaire preacutesentent des anomalies
(blocage aux stades embryonnaires et retard des pluteus) et lanalyse geacuteneacutetique y reacutevegravele pour
pregraves de 50 des loci une deacuteficience en heacuteteacuterozygotes traduisant lagrave une baisse de variabiliteacute
geacuteneacutetique et une deacuteviation par rapport aux conditions dHardYMWeinberg9
Le site voisin de la pointe MarIoux semble beaucoup moins affecteacute le cycle de reproduction
sy deacuteroule tout agrave fait normalement (IG plus eacuteleveacutes que sur le site de reacutefeacuterence) et leacutequilibre
panmictique y est geacuteneacuteralement mieux respecteacute Cependant les tests eacutecotoxicologiques y
deacutecegravelent quelques indices de perturbation les taux de feacutecondations y sont infeacuterieurs au teacutemoin
les embryons preacutesentent quelques blocages et les taux de mortaliteacute des larves sont
statistiquement plus eacuteleveacutes
Les reacutesultats concernant le site du Deliec nindiquent p as de diffeacuterences remarquables par
rapport au site de reacutefeacuterence La peacuteriode de ponte y survient avec un leacuteger deacutecalage sans doute
agrave mettre agrave lactif dune diffeacuterence dans les conditions de tempeacuterature etou de deacuteveloppement
de blooms phytop1anctoniques certains auteurs faisant concorder le deacuteclenchement de la ponte
avec labondance de nourriture disponible pour les larves (Himmelman 1978)
Le comportement des indices de reacutepleacutetion des populations de la rade de Brest savegravere tregraves
distinct de celui de la population de reacutefeacuterence ce qui peut traduire une strateacutegie adaptative
diffeacuterente ou une couverture des besoins eacutenergeacutetiques insuffisante chez les populations de la
rade Cette observation meacuterite notre attention puisque dans le cas de la station de MarIoux le
substrat est semblable agrave celui du site teacutemoin et ne peut expliquer le maintien de lindice de
reacutepleacutetion agrave des niveaux eacuteleveacutes pendant la peacuteriode de reproduction
On peut deacuteduire de ces constatations une distinction entre les populations du fond de la
rade et la station du Deliee situeacutee dans le goulet qui semble a priori exempte de deacutegradation
9Hardy-Weinberg (loi de) loi dheacutereacutediteacute ougrave la preacutesence des gegravenes demeure constante de geacuteneacuteration en geacuteneacuteration en labsence de seacutelection de mutation daccouplements dirigeacutes ou daccidents deacutechantillonnage
26
Les deux populations du bassin Nord subissent agrave leacutevidence linfluence de facteurs
environnementaux qui perturbent leur deacuteveloppement Ces pheacutenomegravenes sont provoqueacutes par
diverses causes dorigine naturelle tout dabord auxquelles viennent sajouter les facteurs
anthropiques
Une certaine hieacuterarchisation dans leacutetat de deacutegradation des sites est agrave prendre en compte En
effet des deux zones perturbeacutees la pointe de lArmorique est celle ougrave les effets se font le plus
durement ressentir
Ces deux stations diffegraverent de par le substrat le reacutegime hydrodynamique et lintensiteacute de
linfluence estuarienne La nature du substrat agrave MarIoux est la mecircme que sur le site de
reacutefeacuterence des Gleacutenan il sagit de fonds meubles composeacutes de maeumlrl vivant recouvert
deacutepiphytes synonymes de ressources trophiques abondantes et disponibles toute lanneacutee ce qui
explique les indices gonadiques eacuteleveacutes observeacutes pour ces deux sites A MarIoux
lhydrodynamisme est calme favorable au deacuteveloppement dune veacutegeacutetation dense dalgues
macrophytes saisonniegraveres (Hily et al 1992) Cette couverture veacutegeacutetale est renforceacutee par
lenrichissement du milieu en sels nutritifs provenant du bassin versant de lElom agrave vocation
agricole (N03-=500 agrave lOOOkgj P043-=30 agrave 700kgj) Les concentrations dans cette zones
sont eacuteleveacutees et varient au cours de lanneacutee elles sont maximales lhiver (N03-=28-51 mgl
P043-=O67-137mgl NH4+=41-37mgl) La preacutesence de ces algues contribue agrave augmenter
et agrave diversifier les ressources trophiques disponibles elle favorise le deacuteveloppement dune faune
diversifieacutee de brouteurs
Sur le site de la pointe de lArmorique par contre le substrat est rocheux et les courants
forts Le couvert veacutegeacutetal y est au contraire clairsemeacute et composeacute dalgues essentiellement
saisonniegraveres La population de lArmorique se trouve donc dans des conditions de ressources
trophiques moins facilement accessibles et plus limiteacutees comme latteste le deacuteveloppement plus
important de lorgane masticateur (par effet compensateur) signaleacute lors dune eacutetude compareacutee
de ces deux populations (Lumingas amp Guillou SOIIS presse) Lanalyse des indices
physiologiques doit se faire en consideacuterant que le degreacute de prospeacuteriteacute dune population reacutesulte
dun compromis entre la nature et labondance des ressources trophiques dune part et dautre
part de leacutenergie que lanimal doit deacutepenser pour collecter digeacuterer et assimiler cette nourriture
27
(Reacutegis 1979) Les deux populations eacutetant au deacutepart placeacutees dans des conditions ineacutegales
lapparition de facteurs exteacuterieurs ne pourrait quamplifier cette diffeacuterence au deacutetriment de la
plus deacutefavoriseacutee
Lexamen comparatif des courbes deacutevolution de tempeacuterature entre le Dellec et la pointe de
lArmorique (stations fixes de mesures hydrologiques) montre un eacutecart de 05 agrave 1degC en faveur
de la partie la plus reculeacutee de la rade (cf Annexe V) En tenant compte de la profondeur on
peut en deacuteduire pour le site de Marloux ougrave la profondeur est faible un eacutecart de tempeacuterature
denviron + l5degC par rapport au Dellec Cette particulariteacute pourrait expliquer la preacutecociteacute de la
maturiteacute remarqueacutee chez la population de Marloux Plusieurs interpreacutetations peuvent expliquer
la chute de lindice gonadique observeacutee en mars interruption dans le deacuteveloppement des
gonades provoqueacutee par les preacutecipitations hivernales (Cochran amp Engelmann 1975 Starr et al
1993) une mobilisation des reacutesenles dues aux conditions climatiques (Guillou amp MicheL
1993) ou au contraire une gameacutetogeacutenegravese preacutecoce comme le laisse supposer la forte valeur de
lindice gonadique en janvier
Les tests de feacutecondation eacutetant reacutealiseacutes dans une eau de reacutefeacuterence les causes de perturbation
du deacuteveloppement larvaire sont intrinsegraveques aux gamegravetes il peut sagir soit de la qualiteacute du
vitellus soit dalteacuterations geacuteneacutetiques soit de laccumulation dans les gonades dun agent
contaminant preacutesent dans le mileu Gamegravetes et embryons doursins sont sensibles agrave un large
eacuteventail de facteurs physiques (tempeacuterature pH saliniteacute etc ) et chimiques (meacutetaux
pesticides PCBs hydrocarbures etc ) ils conviennent eacutegalement pour tester les effluents en
meacutelange (Kobayashi 1971 Dinnel et al 1981 Pagano et al 1987 Lassus et al 1991) ce qui
rend plus difficile la recherche des agents responsables des anomalies observeacutees
On peut tout de mecircme mentionner les fortes teneurs en meacutetaux lourds preacutesents dans toute la
partie Est de la rade (mine de plomb argentifegravere situeacutee agrave Huelgoat) Des mesures reacutecentes de
meacutetaux dans les seacutediments agrave proximiteacute de la pointe de lArmorique font eacutetat des concentrations
suivantes Cu=253 ppm Pb=230 ppm Zn=160 ppm (Troadec corn pers) Les oursins en
tant quorganismes infeacuteodeacutes au seacutediment et participant agrave leur bioturbation sont directement
exposeacutes agrave ce type de contamination Plusieurs eacutetudes in situ font eacutetat de laccumulation de
28
meacutetaux par les oursms notamment dans les gonades et lintestin (Augier et al 1987b
Albanedo et al 1990)
Les tests de toxiciteacute des meacutetaux lourds sur les larves de diffeacuterentes espegraveces doursins ont fait
lobjet de nombreux travaux et les effets de ces polluants sur la feacutecondation et le
deacuteveloppement des larves sont assez bien connus (Kobayashi 1984 Dinnel et al 1989) A
faibles doses les ions meacutetalliques peuvent exercer une action positive caracteacuterisant le
pheacutenomegravene d hormegravese observeacute par Stebbing (1981) sur des colonies dhydrozoaires Une
action semblable est rapporteacutee par Young au niveau du pouvoir fertilisant des spermatozoiumldes
doursins pour des concentrations en divers ions meacutetalliques allant de 10-5 agrave 10-6M (Young amp
Nelson 1974) Cependant il sagit de pheacutenomegravenes marginaux et la tendance geacuteneacuterale de ces
eacuteleacutements se manifeste bien eacutevidemment par un effet toxique Le cuivre le zinc le cadmium
provoquent agrave des seuils diffeacuterents des dommages sur les gamegravetes et leur descendance en
alteacuterant soit la croissance des larves soit la diffeacuterenciation squelettique des pluteus (Bougis
1961 1965 Khristoforova et al 1984 Pagano et al 1982 Hesllnga 1976) Les diffeacuterents
stades larvaires preacutesentent des sensibiliteacutes diffeacuterentes les travaux de Kobayashl (1980)
montrent une plus forte sensibiliteacute des spermatozoiumldes et des larves au stade gastmla ce qui
coincide avec les blocages embryonnaires observeacutes agrave ce stade sur le site de lAlmorique La
preacutesence de meacutetaux dans les gonades pourraient donc logiquement expliquer les reacutesultats
obtenus De plus de fortes preacutesomptions pegravesent sur les rejets de mateacuteriel provenant du service
pyrotechnique de la Marine Nationale sur la pointe de lArmorique
Les reacutesultats dune toute reacutecente analyse effectueacutee par le Laboratoire Municipal de Brest
(aoucirct 94) sur des gonades doursins provenant des trois stations de la rade confirme cette
hypothegravese (cf Annexe VI) Le site de lArmorique se distingue par des teneurs nettement plus
eacuteleveacutees en fer zinc plomb et en cadmium (Fe=263 ppm Zn=356 ppm Pb=075 ppm Cd=076
ppm cest agrave dire selon les meacutetaux entre 2 agrave 5 fois plus que dans les autres stations) Dans
lensemble une certaine contamination meacutetallique peut ecirctre remarqueacutee dont lorigine se situe
dans le trafflc maritime les rejets domestiques et portuaires et les peintures anti-foullng Les
fortes concentrations en zinc proviennent des toitures de lagglomeacuteration brestoise Les
nombreux eacutelevages porcins de la reacutegion peuvent aussi contribuer agrave la pollution en cuivre par
29
lalimentation fournie aux arumaux Cependant la forte contamination locale du site de
lArmorique en fer zinc plomb et cadmium ne peut avoir quune origine ponctuelle qui
confirme les soupccedilons pesant sur les activiteacutes militaires dans ce secteur Compareacutes aux chiffres
trouveacutes dans la litteacuterature les reacutesultats sont coheacuterents Augier et al(1987b) lors dune eacutetude
sur Paracentrotus ividus en baie de Port-Cros avance des concentrations dans les gonades
comparables (Cd=O52 agrave 231 ppm Cu=167 agrave 542 ppm Pb=O33 agrave 117 ppm) mais des
teneurs en mercure sensiblement plus faibles (Hg=003 agrave 004 ppm) Chez une autre espegravece
(Echinometra mathaei) les travaux dAlbanedo et al(1990) indiquent dans une station tregraves
pollueacutee du port de la Havane des concentrations eacuteleveacutees en meacutetaux Fe=l08 ppm Cu=473
ppm Zn=267 ppm chiffres qui sauf pour le cuivre restent infeacuterieurs aux mesures obselveacutees agrave
la pointe de lArmorique Ces auteurs montrent une accumulation des meacutetaux lourds
relativement importante dans les diffeacuterents organes des oursins notamment au niveau du tube
digestif (cas du plomb et du cuivre) il serait inteacuteressant de connaicirctre eacutegalement les doses dans
les autres parties de lorganisme Cette accumulation preacutesentant des fluctuations saisonniegraveres
lieacutees au meacutetabolisme de lanimal un suivi plus reacutegulier des concentrations en meacutetaux devrait
ecirctre envisageacute
Cependant les meacutetaux peuvent ne pas ecirctre les seuls agents agrave mettre en cause Les pesticides
et les hydrocarbures sont eacutegalement susceptibles de pouvoir provoquer des anomalies (cf
Annexe VU) Les PCBs employeacutes dans de nombreux secteurs industriels bien que quelquefois
signaleacutes dans les seacutediments de la zone portuaire agrave des taux importants (PCBs=183
ppbMarchand 1985) semblent agrave eacutecarter En effet Trieff et al (1 988) bien quil mette en
eacutevidence un effet spermiotoxique signale labsence daccumulation de ce type de produits dans
les organismes ce qui preacutesente comme impossible toute influence des PCBs dans les conditions
ougrave les expeacuteriences ont eacuteteacute meneacutees
La preacutesence dans le bassin Nord de rejets de deux stations deacutepuration situeacutees en amont de
la Penfeld exerce aussi une influence sur la qualiteacute bacteacuteriologique des eaux de ce secteur
Leurs apports sont estimeacutes agrave 1014CFIh Dautre part le ruisseau du Relecq Kerhuon situeacute pregraves
de lestuaire de lElom amegravene quant agrave lui jusquagrave 1012CFIh en hiver (source DDE rapport
Saunier eau et environnement) Ces chiffres peuvent apporter une explication aux mortaliteacute
30
des lalVes obselVeacutees pour le site de Marloux des bacteacuteries pathogegravenes preacutesentes dans les
gonades peuvent secirctre deacuteveloppeacutees pendant la peacuteriode dincubation
Les reacutesultats de lanalyse geacuteneacutetique trahissent un deacuteficit en heacuteteacuterozygotes important sur le
site de la pointe de lAnnorique Ce deacuteficit freacutequemment rencontreacute chez les mollusques
bivalves (Buroker 1983~ Singh amp Green 1984) et dautres inverteacutebreacutes marins (Murphy et al
1975 Day amp Bayne 1988) peut avoir plusieurs significations il sagit soit de la preacutesence
dallegraveles silencieux (1) soit dun pheacutenomegravene dinbreeding (2) soit dM effet Wahlund (3) ou
encore du reacutesultat de la pression de seacutelection exerceacutee par les facteurs eacutenonceacutes plus haut (4)
(1) Lhypothegravese de la preacutesence dallegraveles nuls lo est peu probable eacutetant donneacute le nombre de
loci preacutesentant un excegraves dhomozygotes
(2) Le pheacutenomegravene dautofeacutecondation nest pas agrave eacutecarter car des cas dhermaphrodisme
certes peu freacutequents ont deacutejagrave eacuteteacute rapporteacutes sur ce mecircme site (Neefs 1952) Leacuteventualiteacute que
les gegravenes impliqueacutes ne soient pas porteacutes par des chromosomes autosomaux na pas eacuteteacute veacuterifieacutee
(3) Les conditions dhydrodynamisme sexerccedilant sur cette zone peuvent ecirctre invoqueacutees pour
venir conforter la thegravese dun effet Wahlund (conseacutequence dun eacutechantillonnage effectueacute sur
deux sous-eacutechantillons dun mecircme site se comportant comme des populations Mendelliennes
seacutepareacutees)
(4) Une seacutelection exerceacutee par les conditions du milieu reste le)plication la plus probable
Cette influence des facteurs environnementaux comme la preacutesence de meacutetaux mentionneacutee
preacuteceacutedemment sexerce pendant la vie lalVaire peacutelagique mais surtout durant la phase critique
de la meacutetamorphose et les eacutetapes qui suivent le recrutement La meacutetamorphose chez les oursins
sulVient apregraves une peacuteriode variable de vie lalVaire pouvant durer selon les espegraveces et les
conditions entre 5 et 22 semaines (Strathmann 1987) ce qui expose les larves agrave de nombreux
aleacuteas Certains auteurs eacutevoquent limportance du recrutement comme facteur dheacuteteacuterogeacuteneacuteiteacute
geacuteneacutetique entre populations (Watts et al 1990) Or une eacutetude comparative des populations
des deux sites concerneacutes a montreacute une forte irreacutegulariteacute du recrutement dans la population de
Marloux par rapport agrave celle de la pointe de lAnnorique (Lumingas amp Guillou sous presse)
Ces auteurs imputent ce pheacutenomegravene au spectaculaire deacuteveloppement dalgues qui apparaicirct
IOallegravele nul (ou silencieux) est dit dun allegravele qui ne sexprime pas sur le gel
31
chaque anneacutee sur ce site agrave la faveur des apports fluviaux en eacuteleacutements nutritifs Dune part il
inhiberait laction attractive du maeumlrl dautre part la deacutecomposition de ces veacutegeacutetaux agrave
lautomne provoquerait la mortaliteacute des recrues en reacuteduisant la couche superficielle du seacutediment
et entraicircnerait le deacuteveloppement dun film bacteacuterien empecircchant 1a fixation des post~larves Le
site de la pointe de lArmorique semble au contraire avoir des recrutements reacuteguliers
Les groupes de recrues connaissent donc des destins diffeacuterents sur les deux sites ce qui
pourrait expliquer les diffeacuterences dheacuteteacuterozygotie observeacutees
Pour confirmer cette hypothegravese il conviendrait de comparer des eacutechantillons plus grands
dindividus de mecircme agravege correspondant agrave une peacuteriode ougrave le recrutement a eacuteteacute bon sur les deux
sites voire mecircme de comparer directement les geacutenotypes des jeunes individus recruteacutes dans les
deux sites Dautre part la comparaison du site de la pointe de lArmorique avec celui du
Dellec pourrait fournir des indications importantes pour confirmer lhypothegravese de lexistence
dune pression de seacutelection
V 1CONCLUSION
Leacutetude des phases de reproduction et deacuteveloppement larvaire des populations doursins de
la Rade de Brest met en eacutevidence des troubles fonctionnels chez les populations du bassin
Nord proches de la zone portuaire en particulier sur le site de la pointe de lArmorique qui
contraste avec les bons reacutesultats obtenus pour le site du Dellec sous influence oceacuteanique La
convergence des donneacutees de geacuteneacutetique avec les reacutesultats observeacutes confirme la validiteacute de la
meacutethode utiliseacutee et renforce la fiabiliteacute de Sgranularis comme bioindicateur
Les causes de ces deacuteregraveglements sont sans doute multiples aussi ce travail meacuterite-t-il un suivi
agrave plus long terme Leacuterude des diffeacuterents paramegravetres influenccedilant les conditions de vie des
oursins de la pointe de lArmorique (tempeacuterarure saliniteacute seacutedimentologie biomasse matiegravere
organique ) ainsi que des essais de transplantations in situ dindividus sains devraient
permettre de mieux preacuteciser les facteurs responsables de ces perturbations
Quant aux premiers reacutesultats danalyses des teneurs en meacutetaux lourds du Laboratoire
Municipal ils devraient ecirctre eacutetendus agrave dautres parties du corps (test intestin) et effectueacutes sur
un cycle annuel y compris sur le site des Gleacutenan
32
VI 1BffiLIOGRAPHIE
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38
ANNEXEI
SCHEIHA DU PROTOCOLE EXPERThlENTAL DES TESTS DE FECONDATION IN VITRO
oursin9 gonades
~ eau ae mer 1iltreacutee (045I-lm)
soies (200l-lm)
Dfiltration
eau de mer filtreacutee (045I-lm)
deacutecantation ovocytes
oursin ltJ ---+ gonades -
filtration soies (60~m) ~
D~
middot middot middot middot
30 ml bd
lavages et dilutions
1 1 1 1 1 1
bull bull bull bull bullbull ~
~~~ ~
env 1500 ovocytesml
m~ 1
env 50 ovocytesml
39
AtlNEXE II
ELECTROPHORESE
Installation des eacutechantillons
a coupe pratiqueacutee dans le gel b eacutechantillons
Montage du circuit
a tampon deacutelectrodes b eacuteponges c eacutelectrodes relieacutees au geacuteneacuterateur d ligne dinsertion des eacutechantillons
40
ANNEXEIll
PREPARATION DES SOLUfIONS DELECTROPHORESE
Tampon Tris Citrate pH 8 (TC 8)
- Electrodes Tris (062M) 756 g
Ac citrique (014M) 300 g eau distilleacutee qsp 1 l
- Gel 30 ml de tampon eacutelectrodes dans 900 ml deau distilleacutee
ajuster agrave pH 8 avec du Tris (lM) ou de lacide citrique (lM)
Tampon discontinu Tris Citrate pH 67 (TC 67)
- Electrodes pH 63 Tris (022M) 270 g
Ac citrique (008M) 180 g eau distilleacutee q sp 1 1
ajuster agrave pH 63 avec du Tris (lM) ou de lacide citrique (lM) - Gel pH 67
Tris (0008M) 097 g Ac citrique H20 (0003M) 063 g
eau distilleacutee qsp 1 1 ajuster agrave pH 67 avec du Tris (lM) ou de lacide citrique (lM)
Reacutesolution obtenue par systegraveme enzymatique
Muscle Tube Digestif Gonades Nbre Locus TCPH8 TC pH TC pH 8 1 TC pH li TC pH 8 1 TC pH dallegraveles
67 67 1 67
AAT-1 +
AAT-2 + 2
GPD-l IDH-1 + + + +
LAP-1
l1DH-1 ++ )
l1DH-2 +++ ++ 2 ME-l + 2 ME-2 + ++ 3
PGD-1 ++ + 6 PGI-1 +_
- ++ ++ 4
PGM-1 + + 3 PGM-2 +++ ++ 4
bull Faible ++ Bonne + Moyenne +++ Tregraves bonne
41
ANNEXE IV
SOLUTIONS DE COLORATIONS
AAT (Aspartate-aminotransfeacuterase)
Tris A 80 ml AccxCeacutetoGlutarique 100 mg Ac Aspartique 200 mg Phosphate de pyridoxal 10 mg dissoudre veacuterifier que pH lt 74 (ajuster avec Tris LM) verser et incuber agrave 37degC pendant 15 min puis ajouter Fast Blue BB 100 mg
IDH (Isocitrate deacuteshydrogeacutenase)
Tris A 70 ml Isocitrate (0 lM) 8 ml MnCl2 (025M) 06 ml MgC12 (OSM) 05 ml ajouter avant coloration Isocitrate (poudre) 10 mg NADP 1 2 ml PMS 1 ml NET 1 ml lvITT 05 ml
MDH (Malate Deacuteshydrogeacutenase)
Tris A 10 ml MgCl2 (OSM) 02 ml Ac Malique (2M) 3 ml NAD 1 15 ml puis ajouter avant coloration PMS 03 ml NET 07 ml MTT 07 ml +Agar dans Tris A tiegravede 10 ml
6PGD (6Phosphogluconate Deacuteshydrogeacutenase)
TrisA 10 ml MgC12 (OSM) 15 ml 6Phosphogluconate 20 mg puis ajouter avant coloration NADP 1 01 ml PMS 01 ml NET 02 ml tvm 02 ml +Agar dans Tris A tiegravede 10 ml
GPI (Glucose-Phosphate Isomeacuterase)
Tris A 10 ml MgC12 (O5Ivi) 1 ml Fructose 6P 10 mg puis ajouter avant coloration NADP 1 05 ml PMS 05 ml NET 05 ml MTT 05 ml G6PDH 6~Ll ou 17u +Agar dans Tris A tiegravede 10 ml
LAP (Leucine-aminopeptidase)
Tris-Malate 90 ml preacutechauffeacute agrave 30degC MnCl2 (01r1) 1 ml MgCl2 (05lvf) 1 ml Lleucilj3Naphthylamine 15 agrave 20 mg incubation 30 min agrave 37degC ajouter avant coloration Fast Gamet GBC 60 mg dilueacute dans quelques gouttes de Tris-Malate (manipuler ce produit avec des gants)
ME (Malice-Enzyme)
Tris A 10 ml MgCl2 (O5~1) 15 ml AcMalique (2tv1) 1 ml puis ajouter avant coloration NADP 1 01 ml PMS 03 ml NET 07 ml MTT 07 ml +Agar dans Tris A tiegravede 10 ml
PGM (phosphoglucoMutase)
Tris A 10 ml MgCl2 (05)11) 1 ml Glucose IP (+15 diP) 100 mg puis ajouter avant coloration NADP 1 05 ml PMS 05 ml NET 05 ml lvITT 05 ml G6PDH 6~1l ou 17u +Agar dans Tris A tiegravede 10 ml
42
9
----- - - - _----- - -
W~--shy
ANNEXEV
Tempeacutelllture il linterface eaumiddotseacutediment au site du Dlilec
17 T middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot-middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot-middot_middotmiddotmiddotmiddot-middot-middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot-middot--middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot-middotmiddot--- - -- ----_--- -- - shy
16 +--- ---------- --__--shy
15 --- -- ---- - --- middot - middot-middotmiddot-middotmiddotmiddot-middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot_-middot-middot -middotmiddotmiddotmiddot-middot-middot-middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot-middotmiddot middotTt~hl~ - ------ Ecirc 14 - - -- --------- ---middot---middot-middotmiddot-middot-middot-trrfo-r~~wbWljl~I~~~--------------t-------------iiiiJiI~i~L--_-----------------------8 12 YrljVWfAI--shy --shy - shy _-----------------------------
middotmiddot-middotmiddot~IImiddot middotmiddot-middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot-middotmiddotmiddotmiddot-middot --middotmiddot--shy - ------------_- ----------11 t-middot
10 ~~--shy --- ----_-- - -- - - ------------_-
~ ~ ~ ~ 3 5 = 3 -~ shy
~ ~ = ~ ~ ~ 7 ~ 7 7 ~ ~ lt lt jf ~ r- ~ C t- C ~ oA C 0 0 0 0 ~ shy0 0 N
~
Tempeacutelllture il linterfue eau-seacutediment il la pointe de lAnnorique
11 ~ li ~ ~ ~ ~ ~ of j ~ ~ i ~ f N M ~ M ecirc ~ M
(donneacutees LR-i CvRS D1513 Faculteacute des Sciences Brest)
43
ANNEXEVI
TENEURS EN QUELQUES METAUX LOURS DANS LES GONADES DOURSINS DE LA RADE DE BREST
1Armorique (n=7) lIurloux (n=8) Deliee (n=8) 1
Fer (Fe) mgfKg 2869plusmn141O 531plusmn438 410plusmn250 1
lt 02Plomb (Pb) mgfKg O75plusmnO24 026plusmnO18
Cuivre (Cu) mgfKg O76plusmnO33 030plusmnO Il 045plusmnO42
Cadmium (Cd) mgIKg 396plusmnO55464plusmn125 463+12
Zinc (Zn) mgfKg 3563plusmn2828 1811=1241 1528plusmn1506 i
1
Mercure (Hg) mgfKg 026plusmnO12 018plusmnO08 020plusmnO13 1
(donneacutees Laboratoire lvllmicipal de Brest 16 rue Alexandre Ribot - J928iuml BREST Cedex Ofi0894)
ANNEXE VII
Agents toxiques essayeacutes pour leur toxiciteacute sur le deacuteveloppement la reproduction
et pour leur toxiciteacute geacuteneacutetique sur les embryons et le sperme doursins
(dapregraves PAGAl~O et al 1987)
Classe d aogents___+-____Agent=-s____~r__---Reacute~feacuterences___--1
1 Agents Physiques Rayons X RUST AD 1959 Rayons r GIORDANO et al 1983 Lumiegravere visible PAUL et al 1970
SPECK et al 1980
II Agents chimiques A Inorganiques Arsenic PAGANO et al 1982a
Beacuteryllium GIORDAlIO et al 1983 Cadmium PAGANO et al 1982b Chrome PAGA1-iO et al 1983a Cuivre HESLINGA 1976
PAGANO et al 1986 Mercure KOBA YASHI 1980 Nickel GIORDANO et al 1982 Changements de pH PAGANO et al 1985a 1985b
CIPPOLARO et al 1986 DUBE et al 1985
Zinc GIORDANO et al 1983 PAGANO et al 1986
B 1 Organiques 1 - Polluants industriels Peacutetrole dispersants du peacutetrole HAGSTROM et LONNING 1976
Pesticides organochloreacutes FALK-PETERSEN1979 BRESCH-ARENDT 1977
Styregravene et deacuteriveacutes PAGANO et al 1978 Dipheacuteny1 dipheacutenyl ether PAGANO et al 1983b PCBs ADAMS 1983
PAGANO et al 1985c
2 - Canceacuterigegravenes Acridines BRACHET 1968 Benzo(a)pyregravenes DE ANGELIS et GIORDANO
1974 HOSE et al 1983
712 dimeacutethy1benz( a)anthracegravene DE ANGELIS et GIORDkIO 1974
TPA (phorbol ester) BRESCH--RENDT 1978 Urethane NAKASHIMA et ISHIKAWA
1978 3 - Composeacutes pharmaceutiques Agents antineacuteop1astiques REN1llLARD et al 1975
WANG et al 1977 Thalidomide HAGSTROM et LONNING 1973 Acide nalidixique CZ1TN etaI 1981 Povidone iodine ROZENKRANZ et al 1980
III Meacutelanges KOBAYASHl 1971 1984 KINAE et al 1981 OSHIDA et al 1981 DINNEL et al 1981
LES MEacuteTAUX LOURDS DES PRODUITS MAnlNS AUX CONSOMMATEURS
(Les v(Jlours m6us uang ce
Ooso quotishydienne
Il eacutecossai ro fi lhomme
(ell IlIl)
Dose toxique
pOUf lIl(Hl li)] Il
(1)
)OllS
adIJ1ilUuml
dan~ 1es al ililUlllS
(1l1Uk~raquo
EltlU ltIll Ilwr (111]1)
AlrJucs (lilgkJ )
Mollusques (IlIUkg)
Cfuslncocircs (11111111)
Poissons (muka)
Arsenic
001 ~O 02 mg
III 70 1119 1 SOllt mOrlols
0002-0001
014-1
7 -120
15 17 (rwvolln)
25-75 (oOndill)
LI ore
100 Illoi
I(i
04-20
1 (moulu)
025 15 (11111 l 1 IcircIl )
020
tilJlcilU sont les plus
CildmIcircUIll
30 mu so1l1 toxiquuumls
f()i~5()1l
1 Molluoque
rshy1
01
00006
01 i-3
Chromo
VI WO Ill) Cr ~()Ilt IIHHlelr
01
000005
002 -1
er1llllent rellcontreacutees dlIls les publications ctuel
Cuivre
2 mg
25 fi sont IllOrlel
Poisson li
Mollusqull 110
0003-001
17-124
GO-900 (Iluitru)
20-90 (convoi)
l5-G (1 lion)
Mercure
Poisson jusqul 07
0000 03
----_
O02G-O2
004
01 middot10
Plomb
moi
0000 03
05 9
28-6 (huicirctre)
~- ----shy01-23
(tHlllllnrl)
O3-G
Seacuteleacutenium
3
000009
02-01
Zinc
6- 10 mg
35
0001-001
il2-Hi)
100-1 GOO (lIl1illO)
122-18 1 (1Il1IrlllI)
02middot1 200 (llilrell~1 )
---------- ----shy
fi (JIIIIUIIIaS
Les doses admissibles dilfl~ les aliments sonl exprillleacutees en millilrammes par kilogramme daliment
Les concclltrations daJis les produits rnHIcirclls sont (ouloS oxprilllUcircfS CIl lllilliJtallHllCS pM kilonriltlHlw do Illnliegravero segravecho
Chnque (ois qlll cela a ugravet possillln on il if)diqur~ entre p1fef)lhegravesos dnns qllJllc csplco nvait ocirctri trouveacutee ln plus (orte dosn
(1) [n CilS diumlnDntioll Cil IIlle scule (ois (SOllfce Rapport du Groupe Irleflilinisteacuterid des prohl~llIes de Pollution de la Mer 1(73)
EXTRAITS DE lA CIRCUlAIRE DU 13 MAl 1991
Circulaire du Ministegravere de lEnvironnement creacuteant les contrats de baie
Les eaux inorales franccedilaises doivent se situer en permanence agrave un niveau de qualiteacute suffisant pour ne pas mettre en peacuteril les eacutecosystegravemes cocirctiers qui constituent un eacuteleacutement majeur du patrimoine eacutecologique national ()
Lapproche retenue rient compte de la diversiteacute et de la complexiteacute des situations rencontreacutees ie long des cocirctes franccedilaises Certains SeCIeurs son principalement affecteacutes par des pollutions chimiques (meacutetaux etou composeacutes organiques ( )
De plus les pheacutenoTregravenes regroupeacutes sous une mecircme appeiation (egraveystrophies marines par exemple) reacutesJltent r jait de meacutecanismes diffeacuterents dont les c1uses et les facteurs de maitrise dofent ecirctre deacutetermineacutes dans chaque cas particJpr afin decirctre certain de mettre en oeuvre au plus juste coucirct des remegravedes efficaces ( j
n apparaft au corraire que pour chaque secteur C littorc oi une action est neacutecessaire a soluor adeacutequate ne peut ecirctre trouveacutee cu au niveat loca~ en associant tous les resporsables co-erneacutes Un outil nouveau est proposeacute le Contrat de Baie dont linitiative peut br= prise par lEtat mais aussi par dautrs acteurs (collectiviteacutes locales cssociatiors rotamment) ()
Chaque Cartrat de 3aie doit correspondre agrave une uniteacute middot-orale rmogegravene ()
Puisque la lutte ccr-se la pollution des eaux littorales ne peut ecircrr= efficace que par la prise
en compte des apports de Jensemble du bassin versant le Contrat de Baie doit ecirctre eacutelaboreacute agrave ce niveau
Pour eacuteviter ces eacutecueils tout Contrat de Baie devra reposer sur une connaissance aussi preacutecise que possible
bull de lensemble des sources de poiJution affectant le secteur rejets coners (ponctuels ou diffus) apports par les cours deau immersions de deacuteblais de dragage etc
bull des meacutecanismes de transfert des pollutions au milieu marin
bull des caracteacuteristiques du milieu reacutecepteur (morphologie courants caracteacuteris-tiques hvdrochimiques et biologiques)
bull des USIlges agrave proteacuteger et des zones sensibles du point de vue eacutecologique
Puisque lameacutelioration de la qualiteacute des eaux dun secteur du littoral implique de deacutefinir un programme concernant lensemble du bassin versant la maicirctrise douvrage de leacutetude ne pourra en geacuteneacuteral ecirctre confieacutee qu acirc une collectiviteacute locale de niveau supra shycommunal ()
L finaii du Contrat de Baie est dinciter les divers panenaires concerneacutes en particuer es coliegrave-ivieacutes locales agrave deacutepasser le cadre des scheacutemas classiques dassainissement dans tcs les cas c des dispositions speacutecifiques doivent ecirctre prises pour restaurer la qualiteacute des eaux (
Les deux indices se comportent de faccedilon opposeacutee une valeur positive de D correspond agrave
excegraves dheacuteteacuterozygotes et une valeur neacutegatIcircve agrave un deacuteficit en heacuteteacuterozygotes
La diffeacuterentiation geacuteneacutetique des populations est appreacutecieacutee par le calcul dun indice de
fixation moyen FST (Wright 1965) deacutefini de la maniegravere suivante
I-FIT = (I-FIS)middot(I-FST)
ougrave FIT et FIS sont les indices de fixation respectivement des individus agrave la population totale et
agrave ces sous-populations
Les indices de fixation du iegraveme allegravele sont deacutefinis dapregraves Nei (1977) par
~Sj =(~ - P)(Pi - p)
Fm = (~ - p2i)(Pi _ p2j)
avec Pi=Sn wiXuuml Pi=Sn wixi ougrave wi repreacutesente le poids accordeacute agrave chaque sous populations
Les indices de fixation calculeacutes pour le jeme locus agrave k allegraveles sont donneacutes par k
Lx j (1- Xj)~Sj ~Sj =-=--------
Lx j (1- Xi) i=1
k
LX (1- xJFm
LxC1- x) 1-1
Lhypothegravese nulle Ho que la valeur du F ST seacutecarte significativement de zeacutero est testeacutee par
X2=2NFST pour n-1 degreacute de liberteacute (Workman et Niswander 1970) ougrave n est le nombre de
18
10
sous populations et N le nombre total dindividus eacutechantillonneacutes La variance autour de la
moyenne par preacutelegravevement est deacutetermineacutee par la meacutethode du jacknife (Weir et Cockerham
1984) Elle permet de tester la significativiteacute de la valeur moyenne agrave laide dun test-t
Le nombre dindividus migrants entre populations peuvent ecirctre estimeacutes par la relation
Nm = (_1__ 1)4 FST (Wright 1965)
avec N =nombre dindividus fertiles dans la population
m = taux de migration
III RESULTATS
- Indices Physiologiques
Lexamen des indices gonadiques fait apparaicirctre de fortes dispariteacutes entre stations (fig 2a)
Tout dabord le site de lArmorique se distingue par des valeurs tregraves faibles traduisant un
niveau de deacuteveloppement des gonades tregraves reacuteduit ne permettant pas de discerner une peacuteriode
de ponte Le site du DelIee preacutesente un deacuteveloppement des gonades moyen comparable au
teacutemoin (Gleacutenan) mais le pic de deacuteveloppement de printemps nest pas observeacutee bien que la
chute de lindice agrave partir du mois de mai permette dy deacuteceler une ponte La population de
MarIoux preacutesente une eacutevolution assez semblable agrave celle des Gleacutenan avec toutefois des valeurs
nettement plus eacuteleveacutees et deux peacuteriodes de chute dindice Uanvier-mars avril-juin)
Lanalyse des indices de reacutepleacutetion (fig2b) montre un comportement radicalement diffeacuterent
entre les oursins de la rade et ceux des Gleacutenan En effet alors que sur le site teacutemoin on observe
un maximum en hiver et une forte chute de lindice de reacutepleacutetion jusquen avril-ma~ soit un mois
avant la ponte le comportement alimentaire des oursins des sites de la rade semble beaucoup
plus anarchique sur le site de MarIoux les indices de reacutepleacutetion restent eacuteleveacutes mecircme en peacuteriode
de ponte et sur les deux autres sites les valeurs hivernales sont singuliegraverement faibles De
maniegravere geacuteneacuterale les indices de reacutepleacutetion des stations de la rade sont plus stables au cours de la
peacuteriode eacutetudieacutee et plus eacuteleveacutes pendant le printemps et leacuteteacute que sur le site de reacutefeacuterence des
Gleacutenan Ceci semble traduire un besoin eacutenergeacutetique plus constant agrave correacuteler avec la nature du
substrat et la disponibiliteacute des ressources trophiques (Comely amp Ansel 1989)
19
Fig 2 Evolution des indices phvsiologigues de Splzaerecltinus granularis UG et IR)
Indices Gonadiques
Mariaux
+ Armorique
-Q-- DeUee
- -r- - Gleacutenan
Fig2a
Indices de Reacutepleacutetion
25
1 tfi~__ plusmnl~middotmiddotmiddotmiddotmiddott~~-~-~
5 - -- - - ~~~~-TT-~ j ~----+-- ~~ l ~-middot-rgtfmiddotltmiddot J 1 shy
n------~ -t o 1 shy
o J FM AM J J
bullbull -tl- bullbullbull Marlou~
1
1 -+- Armorique 1
~ Dellee
- - - Gleacutenan l
Fig2b
2deg - Feacutecondation et deacuteveloppement larvaire
Les reacutesultats sont rassembleacutes sur le tableau l et les graphes preacutesenteacutes en figure 3 ougrave sont
pris en compte les moyennes de lensemble des expeacuteriences Les taux de feacutecondations moyens
sont eacuteleveacutes sur tous les sites (gt91) On note cependant une reacuteussite des feacutecondations (F)
leacutegegraverement meilleure pour le site des Gleacutenan (fig3a) sans pour autant que les diffeacuterences
soient statistiquement significatiyes sauf pour le site de MarIoux ougrave les valeurs sont
significatrvement infeacuterieures au site de reacutefeacuterence (seuil de confiance 95)
20
Les taux de pluteus normaux (N) obtenus pour les sites de lArmorique et de Marloux sont
significativement infeacuterieurs au site des Gleacutenan choisi comme reacutefeacuterence (respectivement 689
et 812 contre 869 auxiles Gleacutenan cf fig3d)
Le site de lArmorique se distingue des trois autres populations par un taux de blocage au
stade embryonnaire (P2=118) et de pluteus retardeacutes (R=143 fig3e) significativement
plus eacuteleveacutes de plus les tests sur les individus macircles montrent sur cette cateacutegorie des reacutesultats
statistiquement plus eacuteleveacutes que pour les femelles (t=249068 n=38 0=0005)
Le site de Marloux preacutesente un taux dembryons intermeacutediaire entre celui trouveacute agrave la pointe
de lArmorique et celui des Gleacutenan (58 fig3b) Le taux de mortaliteacute (M) y est
significativement supeacuterieur agrave toutes les autres stations (24 contre 08 agrave 12 fig3f)
En revanche aucune diffeacuterence statistique nIa eacuteteacute rencontreacutee en comparant les sites du
Dellec et des Gleacutenan agrave quelque stade de deacuteveloppement que ce soit bien que les reacutesultats
soient geacuteneacuteralement infeacuterieurs pour le site de la rade
Les pluteus pathologiques (Pl) sont du mecircme ordre de grandeur dans tous les sites (37)
et ne permettent pas deacutetablir de comparaison (fig3e)
TABLEAU 1 COllPARAISON DES RESUlJTATS DES TESTS DE FECONDATION
N() P2 ()1
i F() R() 1 Pl () M() 1rmoriq ue Macircles 922plusmn64 13+16689plusmnU5 82plusmn80178plusmn10S 1 38plusmn16
1
Femelles 93Oplusmn45 688plusmn166 108plusmn70 39+16 153plusmn177 L2plusmnL3 11
689plusmn145 Il8plusmnl43Total 1 922plusmn64 143plusmn9A 38plusmn22 12plusmn20 2larloux Macircles 800plusmn42 79plusmn34 41plusmn27928plusmn37 5 1plusmn3 1 28+8
Femelles 91Oplusmn94 824plusmn84 1 59plusmn3 1 33plusmn14 65plusmn61 L9plusmn22 69plusmn36 37plusmn21 58plusmn5O 24plusmn5Total 919+74 812plusmn69
27plusmn27Deliee Macircles 81plusmn3ocirc 33plusmn15 O9plusmnLO925plusmn57 i 850plusmn59 96plusmn56 1 45+16 27plusmn32Femelles l2plusmn24928plusmn61
1 82Oplusmn9O 27plusmn29 10plusmn18Total 89plusmn4iuml 39plusmn22926plusmn58 835plusmn771 1
27plusmn23 O6plusmnO777plusmn50 38plusmn23Gleacutenan Macircles 851plusmn69949plusmn45 - l+ 1)~_J_ 1 34plusmnl7 14plusmn13Femelles LOplusmn14887plusmn72943plusmn44
21plusmn2O 1 O8plusmn1l869+72 1 66+51 1 i 36plusmn2OTotal 946+44
mise en eacutevidence dune diffeacuterence significative entre ies reacutesultats des deux sexes
21
_________________ _
Fig 3 Preacutesentation graphique des reacutesultats des tests eacutecotoxicologigues
Taux de feacutecondation (F)
100
1 1 6 iuml 1 1
agrave~J 9 1
0
1
1~1 l i 1
80_
751 1
Armorique Marioux Deliee Gleacutenan
Fig 3a taux de feacutecondation observeacutes pour chaque station
Embrvons (P2) 00
1 1
11
15
10 T 5 shy
0 Armorique Marloux Deliee Gleacutenan
Fig 3b taux de blocage embryonnaire obseneacutes pour chaque station
Pluteus retardeacutes CR)
25CO
20CO
15CO o
10CO
5CO 1 9 i
OCO
Armorique Martoux Jallee Gleacutenan
Fig 3c taux de pluteus retardeacutes obsenes sur chaque statlon
22
__________________ _
Pluteus nomlaut (N)
100 T iuml ccedil 2751 iuml 2 l Q
l501 1
T251
1
0 Armorique Marloux Deliee Gleacutenan
Fig3d taux de pluteus normaux observeacutes sur chaque station
Pluteus pathologiques (Pl)
8
161
i T shy1l iuml
1 11 14 -
I r-
tJiuml t 1
1 2 1 1
omiddot Armorique Mariaux Deliee Gleacutenan
Fig 3e [mLC de plweus pathologiques observeacutes sur chaque station
Tault de mortaliteacute on
500
400
300 l
200
1
100 J J j J
000
Armorique Mariaux Deliee Gleacutenan
Fig 3 taux mortaliteacute observeacutes pour chaque station
30 - Geacuteneacutetique des populations
Les reacutesultats sont rassembleacutes sur les tableaux n02 et 3 Sur les Il loci eacutetudieacutes on remarque
que la population de lArmorique seacutecarte significativement de leacutequilibre de Hardy-Weinberg
pour 5 loci (PGM-l et 2 IDH-l PGD-l GPI-1) alors que lon observe seulement 2 cas pour
le site de MarIoux TI est agrave noter que dans chaque cas les indices de fLation de la population
de lArmorique sont plus eacuteleveacutes que ceux de MarIoux traduisant une deacuteviation plus
importante Cette observation est correacuteleacutee par une heacuteteacuterozygotie en moyenne plus eacuteleveacutee agrave
MarIoux quagrave lArmorique (0207plusmnO057 contre 0180plusmnO052) Le pourcentage de loci
polymorphes (seuil 95) est de 6364 agrave MarIoux contre 4545 agrave lArmorique
Lindicateur de diffeacuterenciation geacuteneacutetique moyen calculeacute selon la meacutethode de Weir et
Cockerham est faible (FST=00059plusmnO0048) et ne montre pas de diffeacuterence significative Dans
ces conditions lestimation du nombre dindividus eacutechangeacutes par geacuteneacuteration donne une valeur
eacuteleveacutee (Nm=42 12plusmn23 Il)
TABLEAU 2
RESUltŒ DES F-STATISTIQUES
Locus FIS FIT FST
PGM-1 0381 0384 0004 PGM-2 0359 0360 0001 IDH-l 0226 0233 0010 PGD-l 0351 0352 0002 MDH-1 -0013 -0009 0005 MDH-2 -0026 -0013 0013 GPI-1 0346 0352 0012 ME-1 0252 0253 0001 ME-2 -0034 -0030 0005
MT-1 -0051 -0040 0012 MT-2 0137 0137 0000
Moy 0273 0276 0006
24
TABLEAU 3
STRUCTURE GENETIQUE DE DEUX POPULATIONS DE Sgranillaris SUR UNE BASE DE 11 LOCI
Pointe de Marloux Pointe de lArmorigue 1
1 1
Locus allegravele freacuteq Ho He D Het freacuteq Ho He D Het
PGM-l 105 0013 2 1987 0006 0050 - 1 2924 -0658 0073
100 0975 0962
95 0013 0038
PGM-2 110 0025 15 22l77 -0324 0554 - 12 20468 -0414 0512
105 0262 0287
100 0613 0637
95 0087 0075
90 0013 shyIDH-l 105 0081 7 8260 -0153 0223 0015 3 4761 -0370 0140
100 0amp78 0926
95 0041 0059
PGD-l 110 0025 15 19392 -0227 0485 0038 9 18063 -0502 0452
107 0013 shy105 0213 0250
100 0688 0700
95 0050 0013
90 0013 shyltIDH-l 105 - 1 1000 0000 0025 0013 1 1000 0000 0025
100 0988 0988 95 0013 shy
MOH-2 110 - 0 - - - 0025 2 1975 0013 0 049
100 1000 0975
GPI-I 110 0112 Il 14620 -0148 0366 0175 6 11696 -0487 0292
105 0075 shy100 0788 0325
100 0850 0863
95 0025 -ltŒ-1 105 0050 2 3843 -0480 0096 0038 3 2924 0026 0073
100 0950 0962
rv1E-2 105 0013 3 2949 0017 0074 0038 3 2924 0026 0073
100 0962 0962
95 0025 -MT-1 105 0038 6 5734 0046 0143 0025 2 1975 0013 0049
100 0925 0975
95 0038 -MT-2 105 0150 10 10329 -0032 0258 0138 7 9608 -0271 0240 1
Heacuteteacutero~gotIcirce moyenne par locus (non biaiseacutee O207iO057 HeacuteteacuterozygOlIcirclt moyenne par locus (non biaiseacutee == O180iO05 Nombre moyen dallegraveles par locus = 309iO44 Nombre moyen dallegraveles par locus 236iO20 Pourcentage de loci polmorphes (criteacutere 95) == 6364 Po=uge de loci polymorphes (criteacutere 95) =4545
locus preacutesent8llt un deacuteficit en heacuteteacutero~gOles significltl lttest de 1 p$O05)
1
IV 1DISCUSSION
TI ressort de cette eacutetude une convergence des reacutesultats qui reacutevegravele la singulariteacute de la
population de la pointe de lArmorique En effet le cycle de reproduction y est agrave leacutevidence
perturbeacute les valeurs dindice gonadique sont extregravemement faibles et la ponte non deacutecelable Le
taux dingestion est faible Les tests de deacuteveloppement larvaire preacutesentent des anomalies
(blocage aux stades embryonnaires et retard des pluteus) et lanalyse geacuteneacutetique y reacutevegravele pour
pregraves de 50 des loci une deacuteficience en heacuteteacuterozygotes traduisant lagrave une baisse de variabiliteacute
geacuteneacutetique et une deacuteviation par rapport aux conditions dHardYMWeinberg9
Le site voisin de la pointe MarIoux semble beaucoup moins affecteacute le cycle de reproduction
sy deacuteroule tout agrave fait normalement (IG plus eacuteleveacutes que sur le site de reacutefeacuterence) et leacutequilibre
panmictique y est geacuteneacuteralement mieux respecteacute Cependant les tests eacutecotoxicologiques y
deacutecegravelent quelques indices de perturbation les taux de feacutecondations y sont infeacuterieurs au teacutemoin
les embryons preacutesentent quelques blocages et les taux de mortaliteacute des larves sont
statistiquement plus eacuteleveacutes
Les reacutesultats concernant le site du Deliec nindiquent p as de diffeacuterences remarquables par
rapport au site de reacutefeacuterence La peacuteriode de ponte y survient avec un leacuteger deacutecalage sans doute
agrave mettre agrave lactif dune diffeacuterence dans les conditions de tempeacuterature etou de deacuteveloppement
de blooms phytop1anctoniques certains auteurs faisant concorder le deacuteclenchement de la ponte
avec labondance de nourriture disponible pour les larves (Himmelman 1978)
Le comportement des indices de reacutepleacutetion des populations de la rade de Brest savegravere tregraves
distinct de celui de la population de reacutefeacuterence ce qui peut traduire une strateacutegie adaptative
diffeacuterente ou une couverture des besoins eacutenergeacutetiques insuffisante chez les populations de la
rade Cette observation meacuterite notre attention puisque dans le cas de la station de MarIoux le
substrat est semblable agrave celui du site teacutemoin et ne peut expliquer le maintien de lindice de
reacutepleacutetion agrave des niveaux eacuteleveacutes pendant la peacuteriode de reproduction
On peut deacuteduire de ces constatations une distinction entre les populations du fond de la
rade et la station du Deliee situeacutee dans le goulet qui semble a priori exempte de deacutegradation
9Hardy-Weinberg (loi de) loi dheacutereacutediteacute ougrave la preacutesence des gegravenes demeure constante de geacuteneacuteration en geacuteneacuteration en labsence de seacutelection de mutation daccouplements dirigeacutes ou daccidents deacutechantillonnage
26
Les deux populations du bassin Nord subissent agrave leacutevidence linfluence de facteurs
environnementaux qui perturbent leur deacuteveloppement Ces pheacutenomegravenes sont provoqueacutes par
diverses causes dorigine naturelle tout dabord auxquelles viennent sajouter les facteurs
anthropiques
Une certaine hieacuterarchisation dans leacutetat de deacutegradation des sites est agrave prendre en compte En
effet des deux zones perturbeacutees la pointe de lArmorique est celle ougrave les effets se font le plus
durement ressentir
Ces deux stations diffegraverent de par le substrat le reacutegime hydrodynamique et lintensiteacute de
linfluence estuarienne La nature du substrat agrave MarIoux est la mecircme que sur le site de
reacutefeacuterence des Gleacutenan il sagit de fonds meubles composeacutes de maeumlrl vivant recouvert
deacutepiphytes synonymes de ressources trophiques abondantes et disponibles toute lanneacutee ce qui
explique les indices gonadiques eacuteleveacutes observeacutes pour ces deux sites A MarIoux
lhydrodynamisme est calme favorable au deacuteveloppement dune veacutegeacutetation dense dalgues
macrophytes saisonniegraveres (Hily et al 1992) Cette couverture veacutegeacutetale est renforceacutee par
lenrichissement du milieu en sels nutritifs provenant du bassin versant de lElom agrave vocation
agricole (N03-=500 agrave lOOOkgj P043-=30 agrave 700kgj) Les concentrations dans cette zones
sont eacuteleveacutees et varient au cours de lanneacutee elles sont maximales lhiver (N03-=28-51 mgl
P043-=O67-137mgl NH4+=41-37mgl) La preacutesence de ces algues contribue agrave augmenter
et agrave diversifier les ressources trophiques disponibles elle favorise le deacuteveloppement dune faune
diversifieacutee de brouteurs
Sur le site de la pointe de lArmorique par contre le substrat est rocheux et les courants
forts Le couvert veacutegeacutetal y est au contraire clairsemeacute et composeacute dalgues essentiellement
saisonniegraveres La population de lArmorique se trouve donc dans des conditions de ressources
trophiques moins facilement accessibles et plus limiteacutees comme latteste le deacuteveloppement plus
important de lorgane masticateur (par effet compensateur) signaleacute lors dune eacutetude compareacutee
de ces deux populations (Lumingas amp Guillou SOIIS presse) Lanalyse des indices
physiologiques doit se faire en consideacuterant que le degreacute de prospeacuteriteacute dune population reacutesulte
dun compromis entre la nature et labondance des ressources trophiques dune part et dautre
part de leacutenergie que lanimal doit deacutepenser pour collecter digeacuterer et assimiler cette nourriture
27
(Reacutegis 1979) Les deux populations eacutetant au deacutepart placeacutees dans des conditions ineacutegales
lapparition de facteurs exteacuterieurs ne pourrait quamplifier cette diffeacuterence au deacutetriment de la
plus deacutefavoriseacutee
Lexamen comparatif des courbes deacutevolution de tempeacuterature entre le Dellec et la pointe de
lArmorique (stations fixes de mesures hydrologiques) montre un eacutecart de 05 agrave 1degC en faveur
de la partie la plus reculeacutee de la rade (cf Annexe V) En tenant compte de la profondeur on
peut en deacuteduire pour le site de Marloux ougrave la profondeur est faible un eacutecart de tempeacuterature
denviron + l5degC par rapport au Dellec Cette particulariteacute pourrait expliquer la preacutecociteacute de la
maturiteacute remarqueacutee chez la population de Marloux Plusieurs interpreacutetations peuvent expliquer
la chute de lindice gonadique observeacutee en mars interruption dans le deacuteveloppement des
gonades provoqueacutee par les preacutecipitations hivernales (Cochran amp Engelmann 1975 Starr et al
1993) une mobilisation des reacutesenles dues aux conditions climatiques (Guillou amp MicheL
1993) ou au contraire une gameacutetogeacutenegravese preacutecoce comme le laisse supposer la forte valeur de
lindice gonadique en janvier
Les tests de feacutecondation eacutetant reacutealiseacutes dans une eau de reacutefeacuterence les causes de perturbation
du deacuteveloppement larvaire sont intrinsegraveques aux gamegravetes il peut sagir soit de la qualiteacute du
vitellus soit dalteacuterations geacuteneacutetiques soit de laccumulation dans les gonades dun agent
contaminant preacutesent dans le mileu Gamegravetes et embryons doursins sont sensibles agrave un large
eacuteventail de facteurs physiques (tempeacuterature pH saliniteacute etc ) et chimiques (meacutetaux
pesticides PCBs hydrocarbures etc ) ils conviennent eacutegalement pour tester les effluents en
meacutelange (Kobayashi 1971 Dinnel et al 1981 Pagano et al 1987 Lassus et al 1991) ce qui
rend plus difficile la recherche des agents responsables des anomalies observeacutees
On peut tout de mecircme mentionner les fortes teneurs en meacutetaux lourds preacutesents dans toute la
partie Est de la rade (mine de plomb argentifegravere situeacutee agrave Huelgoat) Des mesures reacutecentes de
meacutetaux dans les seacutediments agrave proximiteacute de la pointe de lArmorique font eacutetat des concentrations
suivantes Cu=253 ppm Pb=230 ppm Zn=160 ppm (Troadec corn pers) Les oursins en
tant quorganismes infeacuteodeacutes au seacutediment et participant agrave leur bioturbation sont directement
exposeacutes agrave ce type de contamination Plusieurs eacutetudes in situ font eacutetat de laccumulation de
28
meacutetaux par les oursms notamment dans les gonades et lintestin (Augier et al 1987b
Albanedo et al 1990)
Les tests de toxiciteacute des meacutetaux lourds sur les larves de diffeacuterentes espegraveces doursins ont fait
lobjet de nombreux travaux et les effets de ces polluants sur la feacutecondation et le
deacuteveloppement des larves sont assez bien connus (Kobayashi 1984 Dinnel et al 1989) A
faibles doses les ions meacutetalliques peuvent exercer une action positive caracteacuterisant le
pheacutenomegravene d hormegravese observeacute par Stebbing (1981) sur des colonies dhydrozoaires Une
action semblable est rapporteacutee par Young au niveau du pouvoir fertilisant des spermatozoiumldes
doursins pour des concentrations en divers ions meacutetalliques allant de 10-5 agrave 10-6M (Young amp
Nelson 1974) Cependant il sagit de pheacutenomegravenes marginaux et la tendance geacuteneacuterale de ces
eacuteleacutements se manifeste bien eacutevidemment par un effet toxique Le cuivre le zinc le cadmium
provoquent agrave des seuils diffeacuterents des dommages sur les gamegravetes et leur descendance en
alteacuterant soit la croissance des larves soit la diffeacuterenciation squelettique des pluteus (Bougis
1961 1965 Khristoforova et al 1984 Pagano et al 1982 Hesllnga 1976) Les diffeacuterents
stades larvaires preacutesentent des sensibiliteacutes diffeacuterentes les travaux de Kobayashl (1980)
montrent une plus forte sensibiliteacute des spermatozoiumldes et des larves au stade gastmla ce qui
coincide avec les blocages embryonnaires observeacutes agrave ce stade sur le site de lAlmorique La
preacutesence de meacutetaux dans les gonades pourraient donc logiquement expliquer les reacutesultats
obtenus De plus de fortes preacutesomptions pegravesent sur les rejets de mateacuteriel provenant du service
pyrotechnique de la Marine Nationale sur la pointe de lArmorique
Les reacutesultats dune toute reacutecente analyse effectueacutee par le Laboratoire Municipal de Brest
(aoucirct 94) sur des gonades doursins provenant des trois stations de la rade confirme cette
hypothegravese (cf Annexe VI) Le site de lArmorique se distingue par des teneurs nettement plus
eacuteleveacutees en fer zinc plomb et en cadmium (Fe=263 ppm Zn=356 ppm Pb=075 ppm Cd=076
ppm cest agrave dire selon les meacutetaux entre 2 agrave 5 fois plus que dans les autres stations) Dans
lensemble une certaine contamination meacutetallique peut ecirctre remarqueacutee dont lorigine se situe
dans le trafflc maritime les rejets domestiques et portuaires et les peintures anti-foullng Les
fortes concentrations en zinc proviennent des toitures de lagglomeacuteration brestoise Les
nombreux eacutelevages porcins de la reacutegion peuvent aussi contribuer agrave la pollution en cuivre par
29
lalimentation fournie aux arumaux Cependant la forte contamination locale du site de
lArmorique en fer zinc plomb et cadmium ne peut avoir quune origine ponctuelle qui
confirme les soupccedilons pesant sur les activiteacutes militaires dans ce secteur Compareacutes aux chiffres
trouveacutes dans la litteacuterature les reacutesultats sont coheacuterents Augier et al(1987b) lors dune eacutetude
sur Paracentrotus ividus en baie de Port-Cros avance des concentrations dans les gonades
comparables (Cd=O52 agrave 231 ppm Cu=167 agrave 542 ppm Pb=O33 agrave 117 ppm) mais des
teneurs en mercure sensiblement plus faibles (Hg=003 agrave 004 ppm) Chez une autre espegravece
(Echinometra mathaei) les travaux dAlbanedo et al(1990) indiquent dans une station tregraves
pollueacutee du port de la Havane des concentrations eacuteleveacutees en meacutetaux Fe=l08 ppm Cu=473
ppm Zn=267 ppm chiffres qui sauf pour le cuivre restent infeacuterieurs aux mesures obselveacutees agrave
la pointe de lArmorique Ces auteurs montrent une accumulation des meacutetaux lourds
relativement importante dans les diffeacuterents organes des oursins notamment au niveau du tube
digestif (cas du plomb et du cuivre) il serait inteacuteressant de connaicirctre eacutegalement les doses dans
les autres parties de lorganisme Cette accumulation preacutesentant des fluctuations saisonniegraveres
lieacutees au meacutetabolisme de lanimal un suivi plus reacutegulier des concentrations en meacutetaux devrait
ecirctre envisageacute
Cependant les meacutetaux peuvent ne pas ecirctre les seuls agents agrave mettre en cause Les pesticides
et les hydrocarbures sont eacutegalement susceptibles de pouvoir provoquer des anomalies (cf
Annexe VU) Les PCBs employeacutes dans de nombreux secteurs industriels bien que quelquefois
signaleacutes dans les seacutediments de la zone portuaire agrave des taux importants (PCBs=183
ppbMarchand 1985) semblent agrave eacutecarter En effet Trieff et al (1 988) bien quil mette en
eacutevidence un effet spermiotoxique signale labsence daccumulation de ce type de produits dans
les organismes ce qui preacutesente comme impossible toute influence des PCBs dans les conditions
ougrave les expeacuteriences ont eacuteteacute meneacutees
La preacutesence dans le bassin Nord de rejets de deux stations deacutepuration situeacutees en amont de
la Penfeld exerce aussi une influence sur la qualiteacute bacteacuteriologique des eaux de ce secteur
Leurs apports sont estimeacutes agrave 1014CFIh Dautre part le ruisseau du Relecq Kerhuon situeacute pregraves
de lestuaire de lElom amegravene quant agrave lui jusquagrave 1012CFIh en hiver (source DDE rapport
Saunier eau et environnement) Ces chiffres peuvent apporter une explication aux mortaliteacute
30
des lalVes obselVeacutees pour le site de Marloux des bacteacuteries pathogegravenes preacutesentes dans les
gonades peuvent secirctre deacuteveloppeacutees pendant la peacuteriode dincubation
Les reacutesultats de lanalyse geacuteneacutetique trahissent un deacuteficit en heacuteteacuterozygotes important sur le
site de la pointe de lAnnorique Ce deacuteficit freacutequemment rencontreacute chez les mollusques
bivalves (Buroker 1983~ Singh amp Green 1984) et dautres inverteacutebreacutes marins (Murphy et al
1975 Day amp Bayne 1988) peut avoir plusieurs significations il sagit soit de la preacutesence
dallegraveles silencieux (1) soit dun pheacutenomegravene dinbreeding (2) soit dM effet Wahlund (3) ou
encore du reacutesultat de la pression de seacutelection exerceacutee par les facteurs eacutenonceacutes plus haut (4)
(1) Lhypothegravese de la preacutesence dallegraveles nuls lo est peu probable eacutetant donneacute le nombre de
loci preacutesentant un excegraves dhomozygotes
(2) Le pheacutenomegravene dautofeacutecondation nest pas agrave eacutecarter car des cas dhermaphrodisme
certes peu freacutequents ont deacutejagrave eacuteteacute rapporteacutes sur ce mecircme site (Neefs 1952) Leacuteventualiteacute que
les gegravenes impliqueacutes ne soient pas porteacutes par des chromosomes autosomaux na pas eacuteteacute veacuterifieacutee
(3) Les conditions dhydrodynamisme sexerccedilant sur cette zone peuvent ecirctre invoqueacutees pour
venir conforter la thegravese dun effet Wahlund (conseacutequence dun eacutechantillonnage effectueacute sur
deux sous-eacutechantillons dun mecircme site se comportant comme des populations Mendelliennes
seacutepareacutees)
(4) Une seacutelection exerceacutee par les conditions du milieu reste le)plication la plus probable
Cette influence des facteurs environnementaux comme la preacutesence de meacutetaux mentionneacutee
preacuteceacutedemment sexerce pendant la vie lalVaire peacutelagique mais surtout durant la phase critique
de la meacutetamorphose et les eacutetapes qui suivent le recrutement La meacutetamorphose chez les oursins
sulVient apregraves une peacuteriode variable de vie lalVaire pouvant durer selon les espegraveces et les
conditions entre 5 et 22 semaines (Strathmann 1987) ce qui expose les larves agrave de nombreux
aleacuteas Certains auteurs eacutevoquent limportance du recrutement comme facteur dheacuteteacuterogeacuteneacuteiteacute
geacuteneacutetique entre populations (Watts et al 1990) Or une eacutetude comparative des populations
des deux sites concerneacutes a montreacute une forte irreacutegulariteacute du recrutement dans la population de
Marloux par rapport agrave celle de la pointe de lAnnorique (Lumingas amp Guillou sous presse)
Ces auteurs imputent ce pheacutenomegravene au spectaculaire deacuteveloppement dalgues qui apparaicirct
IOallegravele nul (ou silencieux) est dit dun allegravele qui ne sexprime pas sur le gel
31
chaque anneacutee sur ce site agrave la faveur des apports fluviaux en eacuteleacutements nutritifs Dune part il
inhiberait laction attractive du maeumlrl dautre part la deacutecomposition de ces veacutegeacutetaux agrave
lautomne provoquerait la mortaliteacute des recrues en reacuteduisant la couche superficielle du seacutediment
et entraicircnerait le deacuteveloppement dun film bacteacuterien empecircchant 1a fixation des post~larves Le
site de la pointe de lArmorique semble au contraire avoir des recrutements reacuteguliers
Les groupes de recrues connaissent donc des destins diffeacuterents sur les deux sites ce qui
pourrait expliquer les diffeacuterences dheacuteteacuterozygotie observeacutees
Pour confirmer cette hypothegravese il conviendrait de comparer des eacutechantillons plus grands
dindividus de mecircme agravege correspondant agrave une peacuteriode ougrave le recrutement a eacuteteacute bon sur les deux
sites voire mecircme de comparer directement les geacutenotypes des jeunes individus recruteacutes dans les
deux sites Dautre part la comparaison du site de la pointe de lArmorique avec celui du
Dellec pourrait fournir des indications importantes pour confirmer lhypothegravese de lexistence
dune pression de seacutelection
V 1CONCLUSION
Leacutetude des phases de reproduction et deacuteveloppement larvaire des populations doursins de
la Rade de Brest met en eacutevidence des troubles fonctionnels chez les populations du bassin
Nord proches de la zone portuaire en particulier sur le site de la pointe de lArmorique qui
contraste avec les bons reacutesultats obtenus pour le site du Dellec sous influence oceacuteanique La
convergence des donneacutees de geacuteneacutetique avec les reacutesultats observeacutes confirme la validiteacute de la
meacutethode utiliseacutee et renforce la fiabiliteacute de Sgranularis comme bioindicateur
Les causes de ces deacuteregraveglements sont sans doute multiples aussi ce travail meacuterite-t-il un suivi
agrave plus long terme Leacuterude des diffeacuterents paramegravetres influenccedilant les conditions de vie des
oursins de la pointe de lArmorique (tempeacuterarure saliniteacute seacutedimentologie biomasse matiegravere
organique ) ainsi que des essais de transplantations in situ dindividus sains devraient
permettre de mieux preacuteciser les facteurs responsables de ces perturbations
Quant aux premiers reacutesultats danalyses des teneurs en meacutetaux lourds du Laboratoire
Municipal ils devraient ecirctre eacutetendus agrave dautres parties du corps (test intestin) et effectueacutes sur
un cycle annuel y compris sur le site des Gleacutenan
32
VI 1BffiLIOGRAPHIE
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ANNEXEI
SCHEIHA DU PROTOCOLE EXPERThlENTAL DES TESTS DE FECONDATION IN VITRO
oursin9 gonades
~ eau ae mer 1iltreacutee (045I-lm)
soies (200l-lm)
Dfiltration
eau de mer filtreacutee (045I-lm)
deacutecantation ovocytes
oursin ltJ ---+ gonades -
filtration soies (60~m) ~
D~
middot middot middot middot
30 ml bd
lavages et dilutions
1 1 1 1 1 1
bull bull bull bull bullbull ~
~~~ ~
env 1500 ovocytesml
m~ 1
env 50 ovocytesml
39
AtlNEXE II
ELECTROPHORESE
Installation des eacutechantillons
a coupe pratiqueacutee dans le gel b eacutechantillons
Montage du circuit
a tampon deacutelectrodes b eacuteponges c eacutelectrodes relieacutees au geacuteneacuterateur d ligne dinsertion des eacutechantillons
40
ANNEXEIll
PREPARATION DES SOLUfIONS DELECTROPHORESE
Tampon Tris Citrate pH 8 (TC 8)
- Electrodes Tris (062M) 756 g
Ac citrique (014M) 300 g eau distilleacutee qsp 1 l
- Gel 30 ml de tampon eacutelectrodes dans 900 ml deau distilleacutee
ajuster agrave pH 8 avec du Tris (lM) ou de lacide citrique (lM)
Tampon discontinu Tris Citrate pH 67 (TC 67)
- Electrodes pH 63 Tris (022M) 270 g
Ac citrique (008M) 180 g eau distilleacutee q sp 1 1
ajuster agrave pH 63 avec du Tris (lM) ou de lacide citrique (lM) - Gel pH 67
Tris (0008M) 097 g Ac citrique H20 (0003M) 063 g
eau distilleacutee qsp 1 1 ajuster agrave pH 67 avec du Tris (lM) ou de lacide citrique (lM)
Reacutesolution obtenue par systegraveme enzymatique
Muscle Tube Digestif Gonades Nbre Locus TCPH8 TC pH TC pH 8 1 TC pH li TC pH 8 1 TC pH dallegraveles
67 67 1 67
AAT-1 +
AAT-2 + 2
GPD-l IDH-1 + + + +
LAP-1
l1DH-1 ++ )
l1DH-2 +++ ++ 2 ME-l + 2 ME-2 + ++ 3
PGD-1 ++ + 6 PGI-1 +_
- ++ ++ 4
PGM-1 + + 3 PGM-2 +++ ++ 4
bull Faible ++ Bonne + Moyenne +++ Tregraves bonne
41
ANNEXE IV
SOLUTIONS DE COLORATIONS
AAT (Aspartate-aminotransfeacuterase)
Tris A 80 ml AccxCeacutetoGlutarique 100 mg Ac Aspartique 200 mg Phosphate de pyridoxal 10 mg dissoudre veacuterifier que pH lt 74 (ajuster avec Tris LM) verser et incuber agrave 37degC pendant 15 min puis ajouter Fast Blue BB 100 mg
IDH (Isocitrate deacuteshydrogeacutenase)
Tris A 70 ml Isocitrate (0 lM) 8 ml MnCl2 (025M) 06 ml MgC12 (OSM) 05 ml ajouter avant coloration Isocitrate (poudre) 10 mg NADP 1 2 ml PMS 1 ml NET 1 ml lvITT 05 ml
MDH (Malate Deacuteshydrogeacutenase)
Tris A 10 ml MgCl2 (OSM) 02 ml Ac Malique (2M) 3 ml NAD 1 15 ml puis ajouter avant coloration PMS 03 ml NET 07 ml MTT 07 ml +Agar dans Tris A tiegravede 10 ml
6PGD (6Phosphogluconate Deacuteshydrogeacutenase)
TrisA 10 ml MgC12 (OSM) 15 ml 6Phosphogluconate 20 mg puis ajouter avant coloration NADP 1 01 ml PMS 01 ml NET 02 ml tvm 02 ml +Agar dans Tris A tiegravede 10 ml
GPI (Glucose-Phosphate Isomeacuterase)
Tris A 10 ml MgC12 (O5Ivi) 1 ml Fructose 6P 10 mg puis ajouter avant coloration NADP 1 05 ml PMS 05 ml NET 05 ml MTT 05 ml G6PDH 6~Ll ou 17u +Agar dans Tris A tiegravede 10 ml
LAP (Leucine-aminopeptidase)
Tris-Malate 90 ml preacutechauffeacute agrave 30degC MnCl2 (01r1) 1 ml MgCl2 (05lvf) 1 ml Lleucilj3Naphthylamine 15 agrave 20 mg incubation 30 min agrave 37degC ajouter avant coloration Fast Gamet GBC 60 mg dilueacute dans quelques gouttes de Tris-Malate (manipuler ce produit avec des gants)
ME (Malice-Enzyme)
Tris A 10 ml MgCl2 (O5~1) 15 ml AcMalique (2tv1) 1 ml puis ajouter avant coloration NADP 1 01 ml PMS 03 ml NET 07 ml MTT 07 ml +Agar dans Tris A tiegravede 10 ml
PGM (phosphoglucoMutase)
Tris A 10 ml MgCl2 (05)11) 1 ml Glucose IP (+15 diP) 100 mg puis ajouter avant coloration NADP 1 05 ml PMS 05 ml NET 05 ml lvITT 05 ml G6PDH 6~1l ou 17u +Agar dans Tris A tiegravede 10 ml
42
9
----- - - - _----- - -
W~--shy
ANNEXEV
Tempeacutelllture il linterface eaumiddotseacutediment au site du Dlilec
17 T middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot-middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot-middot_middotmiddotmiddotmiddot-middot-middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot-middot--middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot-middotmiddot--- - -- ----_--- -- - shy
16 +--- ---------- --__--shy
15 --- -- ---- - --- middot - middot-middotmiddot-middotmiddotmiddot-middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot_-middot-middot -middotmiddotmiddotmiddot-middot-middot-middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot-middotmiddot middotTt~hl~ - ------ Ecirc 14 - - -- --------- ---middot---middot-middotmiddot-middot-middot-trrfo-r~~wbWljl~I~~~--------------t-------------iiiiJiI~i~L--_-----------------------8 12 YrljVWfAI--shy --shy - shy _-----------------------------
middotmiddot-middotmiddot~IImiddot middotmiddot-middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot-middotmiddotmiddotmiddot-middot --middotmiddot--shy - ------------_- ----------11 t-middot
10 ~~--shy --- ----_-- - -- - - ------------_-
~ ~ ~ ~ 3 5 = 3 -~ shy
~ ~ = ~ ~ ~ 7 ~ 7 7 ~ ~ lt lt jf ~ r- ~ C t- C ~ oA C 0 0 0 0 ~ shy0 0 N
~
Tempeacutelllture il linterfue eau-seacutediment il la pointe de lAnnorique
11 ~ li ~ ~ ~ ~ ~ of j ~ ~ i ~ f N M ~ M ecirc ~ M
(donneacutees LR-i CvRS D1513 Faculteacute des Sciences Brest)
43
ANNEXEVI
TENEURS EN QUELQUES METAUX LOURS DANS LES GONADES DOURSINS DE LA RADE DE BREST
1Armorique (n=7) lIurloux (n=8) Deliee (n=8) 1
Fer (Fe) mgfKg 2869plusmn141O 531plusmn438 410plusmn250 1
lt 02Plomb (Pb) mgfKg O75plusmnO24 026plusmnO18
Cuivre (Cu) mgfKg O76plusmnO33 030plusmnO Il 045plusmnO42
Cadmium (Cd) mgIKg 396plusmnO55464plusmn125 463+12
Zinc (Zn) mgfKg 3563plusmn2828 1811=1241 1528plusmn1506 i
1
Mercure (Hg) mgfKg 026plusmnO12 018plusmnO08 020plusmnO13 1
(donneacutees Laboratoire lvllmicipal de Brest 16 rue Alexandre Ribot - J928iuml BREST Cedex Ofi0894)
ANNEXE VII
Agents toxiques essayeacutes pour leur toxiciteacute sur le deacuteveloppement la reproduction
et pour leur toxiciteacute geacuteneacutetique sur les embryons et le sperme doursins
(dapregraves PAGAl~O et al 1987)
Classe d aogents___+-____Agent=-s____~r__---Reacute~feacuterences___--1
1 Agents Physiques Rayons X RUST AD 1959 Rayons r GIORDANO et al 1983 Lumiegravere visible PAUL et al 1970
SPECK et al 1980
II Agents chimiques A Inorganiques Arsenic PAGANO et al 1982a
Beacuteryllium GIORDAlIO et al 1983 Cadmium PAGANO et al 1982b Chrome PAGA1-iO et al 1983a Cuivre HESLINGA 1976
PAGANO et al 1986 Mercure KOBA YASHI 1980 Nickel GIORDANO et al 1982 Changements de pH PAGANO et al 1985a 1985b
CIPPOLARO et al 1986 DUBE et al 1985
Zinc GIORDANO et al 1983 PAGANO et al 1986
B 1 Organiques 1 - Polluants industriels Peacutetrole dispersants du peacutetrole HAGSTROM et LONNING 1976
Pesticides organochloreacutes FALK-PETERSEN1979 BRESCH-ARENDT 1977
Styregravene et deacuteriveacutes PAGANO et al 1978 Dipheacuteny1 dipheacutenyl ether PAGANO et al 1983b PCBs ADAMS 1983
PAGANO et al 1985c
2 - Canceacuterigegravenes Acridines BRACHET 1968 Benzo(a)pyregravenes DE ANGELIS et GIORDANO
1974 HOSE et al 1983
712 dimeacutethy1benz( a)anthracegravene DE ANGELIS et GIORDkIO 1974
TPA (phorbol ester) BRESCH--RENDT 1978 Urethane NAKASHIMA et ISHIKAWA
1978 3 - Composeacutes pharmaceutiques Agents antineacuteop1astiques REN1llLARD et al 1975
WANG et al 1977 Thalidomide HAGSTROM et LONNING 1973 Acide nalidixique CZ1TN etaI 1981 Povidone iodine ROZENKRANZ et al 1980
III Meacutelanges KOBAYASHl 1971 1984 KINAE et al 1981 OSHIDA et al 1981 DINNEL et al 1981
LES MEacuteTAUX LOURDS DES PRODUITS MAnlNS AUX CONSOMMATEURS
(Les v(Jlours m6us uang ce
Ooso quotishydienne
Il eacutecossai ro fi lhomme
(ell IlIl)
Dose toxique
pOUf lIl(Hl li)] Il
(1)
)OllS
adIJ1ilUuml
dan~ 1es al ililUlllS
(1l1Uk~raquo
EltlU ltIll Ilwr (111]1)
AlrJucs (lilgkJ )
Mollusques (IlIUkg)
Cfuslncocircs (11111111)
Poissons (muka)
Arsenic
001 ~O 02 mg
III 70 1119 1 SOllt mOrlols
0002-0001
014-1
7 -120
15 17 (rwvolln)
25-75 (oOndill)
LI ore
100 Illoi
I(i
04-20
1 (moulu)
025 15 (11111 l 1 IcircIl )
020
tilJlcilU sont les plus
CildmIcircUIll
30 mu so1l1 toxiquuumls
f()i~5()1l
1 Molluoque
rshy1
01
00006
01 i-3
Chromo
VI WO Ill) Cr ~()Ilt IIHHlelr
01
000005
002 -1
er1llllent rellcontreacutees dlIls les publications ctuel
Cuivre
2 mg
25 fi sont IllOrlel
Poisson li
Mollusqull 110
0003-001
17-124
GO-900 (Iluitru)
20-90 (convoi)
l5-G (1 lion)
Mercure
Poisson jusqul 07
0000 03
----_
O02G-O2
004
01 middot10
Plomb
moi
0000 03
05 9
28-6 (huicirctre)
~- ----shy01-23
(tHlllllnrl)
O3-G
Seacuteleacutenium
3
000009
02-01
Zinc
6- 10 mg
35
0001-001
il2-Hi)
100-1 GOO (lIl1illO)
122-18 1 (1Il1IrlllI)
02middot1 200 (llilrell~1 )
---------- ----shy
fi (JIIIIUIIIaS
Les doses admissibles dilfl~ les aliments sonl exprillleacutees en millilrammes par kilogramme daliment
Les concclltrations daJis les produits rnHIcirclls sont (ouloS oxprilllUcircfS CIl lllilliJtallHllCS pM kilonriltlHlw do Illnliegravero segravecho
Chnque (ois qlll cela a ugravet possillln on il if)diqur~ entre p1fef)lhegravesos dnns qllJllc csplco nvait ocirctri trouveacutee ln plus (orte dosn
(1) [n CilS diumlnDntioll Cil IIlle scule (ois (SOllfce Rapport du Groupe Irleflilinisteacuterid des prohl~llIes de Pollution de la Mer 1(73)
EXTRAITS DE lA CIRCUlAIRE DU 13 MAl 1991
Circulaire du Ministegravere de lEnvironnement creacuteant les contrats de baie
Les eaux inorales franccedilaises doivent se situer en permanence agrave un niveau de qualiteacute suffisant pour ne pas mettre en peacuteril les eacutecosystegravemes cocirctiers qui constituent un eacuteleacutement majeur du patrimoine eacutecologique national ()
Lapproche retenue rient compte de la diversiteacute et de la complexiteacute des situations rencontreacutees ie long des cocirctes franccedilaises Certains SeCIeurs son principalement affecteacutes par des pollutions chimiques (meacutetaux etou composeacutes organiques ( )
De plus les pheacutenoTregravenes regroupeacutes sous une mecircme appeiation (egraveystrophies marines par exemple) reacutesJltent r jait de meacutecanismes diffeacuterents dont les c1uses et les facteurs de maitrise dofent ecirctre deacutetermineacutes dans chaque cas particJpr afin decirctre certain de mettre en oeuvre au plus juste coucirct des remegravedes efficaces ( j
n apparaft au corraire que pour chaque secteur C littorc oi une action est neacutecessaire a soluor adeacutequate ne peut ecirctre trouveacutee cu au niveat loca~ en associant tous les resporsables co-erneacutes Un outil nouveau est proposeacute le Contrat de Baie dont linitiative peut br= prise par lEtat mais aussi par dautrs acteurs (collectiviteacutes locales cssociatiors rotamment) ()
Chaque Cartrat de 3aie doit correspondre agrave une uniteacute middot-orale rmogegravene ()
Puisque la lutte ccr-se la pollution des eaux littorales ne peut ecircrr= efficace que par la prise
en compte des apports de Jensemble du bassin versant le Contrat de Baie doit ecirctre eacutelaboreacute agrave ce niveau
Pour eacuteviter ces eacutecueils tout Contrat de Baie devra reposer sur une connaissance aussi preacutecise que possible
bull de lensemble des sources de poiJution affectant le secteur rejets coners (ponctuels ou diffus) apports par les cours deau immersions de deacuteblais de dragage etc
bull des meacutecanismes de transfert des pollutions au milieu marin
bull des caracteacuteristiques du milieu reacutecepteur (morphologie courants caracteacuteris-tiques hvdrochimiques et biologiques)
bull des USIlges agrave proteacuteger et des zones sensibles du point de vue eacutecologique
Puisque lameacutelioration de la qualiteacute des eaux dun secteur du littoral implique de deacutefinir un programme concernant lensemble du bassin versant la maicirctrise douvrage de leacutetude ne pourra en geacuteneacuteral ecirctre confieacutee qu acirc une collectiviteacute locale de niveau supra shycommunal ()
L finaii du Contrat de Baie est dinciter les divers panenaires concerneacutes en particuer es coliegrave-ivieacutes locales agrave deacutepasser le cadre des scheacutemas classiques dassainissement dans tcs les cas c des dispositions speacutecifiques doivent ecirctre prises pour restaurer la qualiteacute des eaux (
10
sous populations et N le nombre total dindividus eacutechantillonneacutes La variance autour de la
moyenne par preacutelegravevement est deacutetermineacutee par la meacutethode du jacknife (Weir et Cockerham
1984) Elle permet de tester la significativiteacute de la valeur moyenne agrave laide dun test-t
Le nombre dindividus migrants entre populations peuvent ecirctre estimeacutes par la relation
Nm = (_1__ 1)4 FST (Wright 1965)
avec N =nombre dindividus fertiles dans la population
m = taux de migration
III RESULTATS
- Indices Physiologiques
Lexamen des indices gonadiques fait apparaicirctre de fortes dispariteacutes entre stations (fig 2a)
Tout dabord le site de lArmorique se distingue par des valeurs tregraves faibles traduisant un
niveau de deacuteveloppement des gonades tregraves reacuteduit ne permettant pas de discerner une peacuteriode
de ponte Le site du DelIee preacutesente un deacuteveloppement des gonades moyen comparable au
teacutemoin (Gleacutenan) mais le pic de deacuteveloppement de printemps nest pas observeacutee bien que la
chute de lindice agrave partir du mois de mai permette dy deacuteceler une ponte La population de
MarIoux preacutesente une eacutevolution assez semblable agrave celle des Gleacutenan avec toutefois des valeurs
nettement plus eacuteleveacutees et deux peacuteriodes de chute dindice Uanvier-mars avril-juin)
Lanalyse des indices de reacutepleacutetion (fig2b) montre un comportement radicalement diffeacuterent
entre les oursins de la rade et ceux des Gleacutenan En effet alors que sur le site teacutemoin on observe
un maximum en hiver et une forte chute de lindice de reacutepleacutetion jusquen avril-ma~ soit un mois
avant la ponte le comportement alimentaire des oursins des sites de la rade semble beaucoup
plus anarchique sur le site de MarIoux les indices de reacutepleacutetion restent eacuteleveacutes mecircme en peacuteriode
de ponte et sur les deux autres sites les valeurs hivernales sont singuliegraverement faibles De
maniegravere geacuteneacuterale les indices de reacutepleacutetion des stations de la rade sont plus stables au cours de la
peacuteriode eacutetudieacutee et plus eacuteleveacutes pendant le printemps et leacuteteacute que sur le site de reacutefeacuterence des
Gleacutenan Ceci semble traduire un besoin eacutenergeacutetique plus constant agrave correacuteler avec la nature du
substrat et la disponibiliteacute des ressources trophiques (Comely amp Ansel 1989)
19
Fig 2 Evolution des indices phvsiologigues de Splzaerecltinus granularis UG et IR)
Indices Gonadiques
Mariaux
+ Armorique
-Q-- DeUee
- -r- - Gleacutenan
Fig2a
Indices de Reacutepleacutetion
25
1 tfi~__ plusmnl~middotmiddotmiddotmiddotmiddott~~-~-~
5 - -- - - ~~~~-TT-~ j ~----+-- ~~ l ~-middot-rgtfmiddotltmiddot J 1 shy
n------~ -t o 1 shy
o J FM AM J J
bullbull -tl- bullbullbull Marlou~
1
1 -+- Armorique 1
~ Dellee
- - - Gleacutenan l
Fig2b
2deg - Feacutecondation et deacuteveloppement larvaire
Les reacutesultats sont rassembleacutes sur le tableau l et les graphes preacutesenteacutes en figure 3 ougrave sont
pris en compte les moyennes de lensemble des expeacuteriences Les taux de feacutecondations moyens
sont eacuteleveacutes sur tous les sites (gt91) On note cependant une reacuteussite des feacutecondations (F)
leacutegegraverement meilleure pour le site des Gleacutenan (fig3a) sans pour autant que les diffeacuterences
soient statistiquement significatiyes sauf pour le site de MarIoux ougrave les valeurs sont
significatrvement infeacuterieures au site de reacutefeacuterence (seuil de confiance 95)
20
Les taux de pluteus normaux (N) obtenus pour les sites de lArmorique et de Marloux sont
significativement infeacuterieurs au site des Gleacutenan choisi comme reacutefeacuterence (respectivement 689
et 812 contre 869 auxiles Gleacutenan cf fig3d)
Le site de lArmorique se distingue des trois autres populations par un taux de blocage au
stade embryonnaire (P2=118) et de pluteus retardeacutes (R=143 fig3e) significativement
plus eacuteleveacutes de plus les tests sur les individus macircles montrent sur cette cateacutegorie des reacutesultats
statistiquement plus eacuteleveacutes que pour les femelles (t=249068 n=38 0=0005)
Le site de Marloux preacutesente un taux dembryons intermeacutediaire entre celui trouveacute agrave la pointe
de lArmorique et celui des Gleacutenan (58 fig3b) Le taux de mortaliteacute (M) y est
significativement supeacuterieur agrave toutes les autres stations (24 contre 08 agrave 12 fig3f)
En revanche aucune diffeacuterence statistique nIa eacuteteacute rencontreacutee en comparant les sites du
Dellec et des Gleacutenan agrave quelque stade de deacuteveloppement que ce soit bien que les reacutesultats
soient geacuteneacuteralement infeacuterieurs pour le site de la rade
Les pluteus pathologiques (Pl) sont du mecircme ordre de grandeur dans tous les sites (37)
et ne permettent pas deacutetablir de comparaison (fig3e)
TABLEAU 1 COllPARAISON DES RESUlJTATS DES TESTS DE FECONDATION
N() P2 ()1
i F() R() 1 Pl () M() 1rmoriq ue Macircles 922plusmn64 13+16689plusmnU5 82plusmn80178plusmn10S 1 38plusmn16
1
Femelles 93Oplusmn45 688plusmn166 108plusmn70 39+16 153plusmn177 L2plusmnL3 11
689plusmn145 Il8plusmnl43Total 1 922plusmn64 143plusmn9A 38plusmn22 12plusmn20 2larloux Macircles 800plusmn42 79plusmn34 41plusmn27928plusmn37 5 1plusmn3 1 28+8
Femelles 91Oplusmn94 824plusmn84 1 59plusmn3 1 33plusmn14 65plusmn61 L9plusmn22 69plusmn36 37plusmn21 58plusmn5O 24plusmn5Total 919+74 812plusmn69
27plusmn27Deliee Macircles 81plusmn3ocirc 33plusmn15 O9plusmnLO925plusmn57 i 850plusmn59 96plusmn56 1 45+16 27plusmn32Femelles l2plusmn24928plusmn61
1 82Oplusmn9O 27plusmn29 10plusmn18Total 89plusmn4iuml 39plusmn22926plusmn58 835plusmn771 1
27plusmn23 O6plusmnO777plusmn50 38plusmn23Gleacutenan Macircles 851plusmn69949plusmn45 - l+ 1)~_J_ 1 34plusmnl7 14plusmn13Femelles LOplusmn14887plusmn72943plusmn44
21plusmn2O 1 O8plusmn1l869+72 1 66+51 1 i 36plusmn2OTotal 946+44
mise en eacutevidence dune diffeacuterence significative entre ies reacutesultats des deux sexes
21
_________________ _
Fig 3 Preacutesentation graphique des reacutesultats des tests eacutecotoxicologigues
Taux de feacutecondation (F)
100
1 1 6 iuml 1 1
agrave~J 9 1
0
1
1~1 l i 1
80_
751 1
Armorique Marioux Deliee Gleacutenan
Fig 3a taux de feacutecondation observeacutes pour chaque station
Embrvons (P2) 00
1 1
11
15
10 T 5 shy
0 Armorique Marloux Deliee Gleacutenan
Fig 3b taux de blocage embryonnaire obseneacutes pour chaque station
Pluteus retardeacutes CR)
25CO
20CO
15CO o
10CO
5CO 1 9 i
OCO
Armorique Martoux Jallee Gleacutenan
Fig 3c taux de pluteus retardeacutes obsenes sur chaque statlon
22
__________________ _
Pluteus nomlaut (N)
100 T iuml ccedil 2751 iuml 2 l Q
l501 1
T251
1
0 Armorique Marloux Deliee Gleacutenan
Fig3d taux de pluteus normaux observeacutes sur chaque station
Pluteus pathologiques (Pl)
8
161
i T shy1l iuml
1 11 14 -
I r-
tJiuml t 1
1 2 1 1
omiddot Armorique Mariaux Deliee Gleacutenan
Fig 3e [mLC de plweus pathologiques observeacutes sur chaque station
Tault de mortaliteacute on
500
400
300 l
200
1
100 J J j J
000
Armorique Mariaux Deliee Gleacutenan
Fig 3 taux mortaliteacute observeacutes pour chaque station
30 - Geacuteneacutetique des populations
Les reacutesultats sont rassembleacutes sur les tableaux n02 et 3 Sur les Il loci eacutetudieacutes on remarque
que la population de lArmorique seacutecarte significativement de leacutequilibre de Hardy-Weinberg
pour 5 loci (PGM-l et 2 IDH-l PGD-l GPI-1) alors que lon observe seulement 2 cas pour
le site de MarIoux TI est agrave noter que dans chaque cas les indices de fLation de la population
de lArmorique sont plus eacuteleveacutes que ceux de MarIoux traduisant une deacuteviation plus
importante Cette observation est correacuteleacutee par une heacuteteacuterozygotie en moyenne plus eacuteleveacutee agrave
MarIoux quagrave lArmorique (0207plusmnO057 contre 0180plusmnO052) Le pourcentage de loci
polymorphes (seuil 95) est de 6364 agrave MarIoux contre 4545 agrave lArmorique
Lindicateur de diffeacuterenciation geacuteneacutetique moyen calculeacute selon la meacutethode de Weir et
Cockerham est faible (FST=00059plusmnO0048) et ne montre pas de diffeacuterence significative Dans
ces conditions lestimation du nombre dindividus eacutechangeacutes par geacuteneacuteration donne une valeur
eacuteleveacutee (Nm=42 12plusmn23 Il)
TABLEAU 2
RESUltŒ DES F-STATISTIQUES
Locus FIS FIT FST
PGM-1 0381 0384 0004 PGM-2 0359 0360 0001 IDH-l 0226 0233 0010 PGD-l 0351 0352 0002 MDH-1 -0013 -0009 0005 MDH-2 -0026 -0013 0013 GPI-1 0346 0352 0012 ME-1 0252 0253 0001 ME-2 -0034 -0030 0005
MT-1 -0051 -0040 0012 MT-2 0137 0137 0000
Moy 0273 0276 0006
24
TABLEAU 3
STRUCTURE GENETIQUE DE DEUX POPULATIONS DE Sgranillaris SUR UNE BASE DE 11 LOCI
Pointe de Marloux Pointe de lArmorigue 1
1 1
Locus allegravele freacuteq Ho He D Het freacuteq Ho He D Het
PGM-l 105 0013 2 1987 0006 0050 - 1 2924 -0658 0073
100 0975 0962
95 0013 0038
PGM-2 110 0025 15 22l77 -0324 0554 - 12 20468 -0414 0512
105 0262 0287
100 0613 0637
95 0087 0075
90 0013 shyIDH-l 105 0081 7 8260 -0153 0223 0015 3 4761 -0370 0140
100 0amp78 0926
95 0041 0059
PGD-l 110 0025 15 19392 -0227 0485 0038 9 18063 -0502 0452
107 0013 shy105 0213 0250
100 0688 0700
95 0050 0013
90 0013 shyltIDH-l 105 - 1 1000 0000 0025 0013 1 1000 0000 0025
100 0988 0988 95 0013 shy
MOH-2 110 - 0 - - - 0025 2 1975 0013 0 049
100 1000 0975
GPI-I 110 0112 Il 14620 -0148 0366 0175 6 11696 -0487 0292
105 0075 shy100 0788 0325
100 0850 0863
95 0025 -ltŒ-1 105 0050 2 3843 -0480 0096 0038 3 2924 0026 0073
100 0950 0962
rv1E-2 105 0013 3 2949 0017 0074 0038 3 2924 0026 0073
100 0962 0962
95 0025 -MT-1 105 0038 6 5734 0046 0143 0025 2 1975 0013 0049
100 0925 0975
95 0038 -MT-2 105 0150 10 10329 -0032 0258 0138 7 9608 -0271 0240 1
Heacuteteacutero~gotIcirce moyenne par locus (non biaiseacutee O207iO057 HeacuteteacuterozygOlIcirclt moyenne par locus (non biaiseacutee == O180iO05 Nombre moyen dallegraveles par locus = 309iO44 Nombre moyen dallegraveles par locus 236iO20 Pourcentage de loci polmorphes (criteacutere 95) == 6364 Po=uge de loci polymorphes (criteacutere 95) =4545
locus preacutesent8llt un deacuteficit en heacuteteacutero~gOles significltl lttest de 1 p$O05)
1
IV 1DISCUSSION
TI ressort de cette eacutetude une convergence des reacutesultats qui reacutevegravele la singulariteacute de la
population de la pointe de lArmorique En effet le cycle de reproduction y est agrave leacutevidence
perturbeacute les valeurs dindice gonadique sont extregravemement faibles et la ponte non deacutecelable Le
taux dingestion est faible Les tests de deacuteveloppement larvaire preacutesentent des anomalies
(blocage aux stades embryonnaires et retard des pluteus) et lanalyse geacuteneacutetique y reacutevegravele pour
pregraves de 50 des loci une deacuteficience en heacuteteacuterozygotes traduisant lagrave une baisse de variabiliteacute
geacuteneacutetique et une deacuteviation par rapport aux conditions dHardYMWeinberg9
Le site voisin de la pointe MarIoux semble beaucoup moins affecteacute le cycle de reproduction
sy deacuteroule tout agrave fait normalement (IG plus eacuteleveacutes que sur le site de reacutefeacuterence) et leacutequilibre
panmictique y est geacuteneacuteralement mieux respecteacute Cependant les tests eacutecotoxicologiques y
deacutecegravelent quelques indices de perturbation les taux de feacutecondations y sont infeacuterieurs au teacutemoin
les embryons preacutesentent quelques blocages et les taux de mortaliteacute des larves sont
statistiquement plus eacuteleveacutes
Les reacutesultats concernant le site du Deliec nindiquent p as de diffeacuterences remarquables par
rapport au site de reacutefeacuterence La peacuteriode de ponte y survient avec un leacuteger deacutecalage sans doute
agrave mettre agrave lactif dune diffeacuterence dans les conditions de tempeacuterature etou de deacuteveloppement
de blooms phytop1anctoniques certains auteurs faisant concorder le deacuteclenchement de la ponte
avec labondance de nourriture disponible pour les larves (Himmelman 1978)
Le comportement des indices de reacutepleacutetion des populations de la rade de Brest savegravere tregraves
distinct de celui de la population de reacutefeacuterence ce qui peut traduire une strateacutegie adaptative
diffeacuterente ou une couverture des besoins eacutenergeacutetiques insuffisante chez les populations de la
rade Cette observation meacuterite notre attention puisque dans le cas de la station de MarIoux le
substrat est semblable agrave celui du site teacutemoin et ne peut expliquer le maintien de lindice de
reacutepleacutetion agrave des niveaux eacuteleveacutes pendant la peacuteriode de reproduction
On peut deacuteduire de ces constatations une distinction entre les populations du fond de la
rade et la station du Deliee situeacutee dans le goulet qui semble a priori exempte de deacutegradation
9Hardy-Weinberg (loi de) loi dheacutereacutediteacute ougrave la preacutesence des gegravenes demeure constante de geacuteneacuteration en geacuteneacuteration en labsence de seacutelection de mutation daccouplements dirigeacutes ou daccidents deacutechantillonnage
26
Les deux populations du bassin Nord subissent agrave leacutevidence linfluence de facteurs
environnementaux qui perturbent leur deacuteveloppement Ces pheacutenomegravenes sont provoqueacutes par
diverses causes dorigine naturelle tout dabord auxquelles viennent sajouter les facteurs
anthropiques
Une certaine hieacuterarchisation dans leacutetat de deacutegradation des sites est agrave prendre en compte En
effet des deux zones perturbeacutees la pointe de lArmorique est celle ougrave les effets se font le plus
durement ressentir
Ces deux stations diffegraverent de par le substrat le reacutegime hydrodynamique et lintensiteacute de
linfluence estuarienne La nature du substrat agrave MarIoux est la mecircme que sur le site de
reacutefeacuterence des Gleacutenan il sagit de fonds meubles composeacutes de maeumlrl vivant recouvert
deacutepiphytes synonymes de ressources trophiques abondantes et disponibles toute lanneacutee ce qui
explique les indices gonadiques eacuteleveacutes observeacutes pour ces deux sites A MarIoux
lhydrodynamisme est calme favorable au deacuteveloppement dune veacutegeacutetation dense dalgues
macrophytes saisonniegraveres (Hily et al 1992) Cette couverture veacutegeacutetale est renforceacutee par
lenrichissement du milieu en sels nutritifs provenant du bassin versant de lElom agrave vocation
agricole (N03-=500 agrave lOOOkgj P043-=30 agrave 700kgj) Les concentrations dans cette zones
sont eacuteleveacutees et varient au cours de lanneacutee elles sont maximales lhiver (N03-=28-51 mgl
P043-=O67-137mgl NH4+=41-37mgl) La preacutesence de ces algues contribue agrave augmenter
et agrave diversifier les ressources trophiques disponibles elle favorise le deacuteveloppement dune faune
diversifieacutee de brouteurs
Sur le site de la pointe de lArmorique par contre le substrat est rocheux et les courants
forts Le couvert veacutegeacutetal y est au contraire clairsemeacute et composeacute dalgues essentiellement
saisonniegraveres La population de lArmorique se trouve donc dans des conditions de ressources
trophiques moins facilement accessibles et plus limiteacutees comme latteste le deacuteveloppement plus
important de lorgane masticateur (par effet compensateur) signaleacute lors dune eacutetude compareacutee
de ces deux populations (Lumingas amp Guillou SOIIS presse) Lanalyse des indices
physiologiques doit se faire en consideacuterant que le degreacute de prospeacuteriteacute dune population reacutesulte
dun compromis entre la nature et labondance des ressources trophiques dune part et dautre
part de leacutenergie que lanimal doit deacutepenser pour collecter digeacuterer et assimiler cette nourriture
27
(Reacutegis 1979) Les deux populations eacutetant au deacutepart placeacutees dans des conditions ineacutegales
lapparition de facteurs exteacuterieurs ne pourrait quamplifier cette diffeacuterence au deacutetriment de la
plus deacutefavoriseacutee
Lexamen comparatif des courbes deacutevolution de tempeacuterature entre le Dellec et la pointe de
lArmorique (stations fixes de mesures hydrologiques) montre un eacutecart de 05 agrave 1degC en faveur
de la partie la plus reculeacutee de la rade (cf Annexe V) En tenant compte de la profondeur on
peut en deacuteduire pour le site de Marloux ougrave la profondeur est faible un eacutecart de tempeacuterature
denviron + l5degC par rapport au Dellec Cette particulariteacute pourrait expliquer la preacutecociteacute de la
maturiteacute remarqueacutee chez la population de Marloux Plusieurs interpreacutetations peuvent expliquer
la chute de lindice gonadique observeacutee en mars interruption dans le deacuteveloppement des
gonades provoqueacutee par les preacutecipitations hivernales (Cochran amp Engelmann 1975 Starr et al
1993) une mobilisation des reacutesenles dues aux conditions climatiques (Guillou amp MicheL
1993) ou au contraire une gameacutetogeacutenegravese preacutecoce comme le laisse supposer la forte valeur de
lindice gonadique en janvier
Les tests de feacutecondation eacutetant reacutealiseacutes dans une eau de reacutefeacuterence les causes de perturbation
du deacuteveloppement larvaire sont intrinsegraveques aux gamegravetes il peut sagir soit de la qualiteacute du
vitellus soit dalteacuterations geacuteneacutetiques soit de laccumulation dans les gonades dun agent
contaminant preacutesent dans le mileu Gamegravetes et embryons doursins sont sensibles agrave un large
eacuteventail de facteurs physiques (tempeacuterature pH saliniteacute etc ) et chimiques (meacutetaux
pesticides PCBs hydrocarbures etc ) ils conviennent eacutegalement pour tester les effluents en
meacutelange (Kobayashi 1971 Dinnel et al 1981 Pagano et al 1987 Lassus et al 1991) ce qui
rend plus difficile la recherche des agents responsables des anomalies observeacutees
On peut tout de mecircme mentionner les fortes teneurs en meacutetaux lourds preacutesents dans toute la
partie Est de la rade (mine de plomb argentifegravere situeacutee agrave Huelgoat) Des mesures reacutecentes de
meacutetaux dans les seacutediments agrave proximiteacute de la pointe de lArmorique font eacutetat des concentrations
suivantes Cu=253 ppm Pb=230 ppm Zn=160 ppm (Troadec corn pers) Les oursins en
tant quorganismes infeacuteodeacutes au seacutediment et participant agrave leur bioturbation sont directement
exposeacutes agrave ce type de contamination Plusieurs eacutetudes in situ font eacutetat de laccumulation de
28
meacutetaux par les oursms notamment dans les gonades et lintestin (Augier et al 1987b
Albanedo et al 1990)
Les tests de toxiciteacute des meacutetaux lourds sur les larves de diffeacuterentes espegraveces doursins ont fait
lobjet de nombreux travaux et les effets de ces polluants sur la feacutecondation et le
deacuteveloppement des larves sont assez bien connus (Kobayashi 1984 Dinnel et al 1989) A
faibles doses les ions meacutetalliques peuvent exercer une action positive caracteacuterisant le
pheacutenomegravene d hormegravese observeacute par Stebbing (1981) sur des colonies dhydrozoaires Une
action semblable est rapporteacutee par Young au niveau du pouvoir fertilisant des spermatozoiumldes
doursins pour des concentrations en divers ions meacutetalliques allant de 10-5 agrave 10-6M (Young amp
Nelson 1974) Cependant il sagit de pheacutenomegravenes marginaux et la tendance geacuteneacuterale de ces
eacuteleacutements se manifeste bien eacutevidemment par un effet toxique Le cuivre le zinc le cadmium
provoquent agrave des seuils diffeacuterents des dommages sur les gamegravetes et leur descendance en
alteacuterant soit la croissance des larves soit la diffeacuterenciation squelettique des pluteus (Bougis
1961 1965 Khristoforova et al 1984 Pagano et al 1982 Hesllnga 1976) Les diffeacuterents
stades larvaires preacutesentent des sensibiliteacutes diffeacuterentes les travaux de Kobayashl (1980)
montrent une plus forte sensibiliteacute des spermatozoiumldes et des larves au stade gastmla ce qui
coincide avec les blocages embryonnaires observeacutes agrave ce stade sur le site de lAlmorique La
preacutesence de meacutetaux dans les gonades pourraient donc logiquement expliquer les reacutesultats
obtenus De plus de fortes preacutesomptions pegravesent sur les rejets de mateacuteriel provenant du service
pyrotechnique de la Marine Nationale sur la pointe de lArmorique
Les reacutesultats dune toute reacutecente analyse effectueacutee par le Laboratoire Municipal de Brest
(aoucirct 94) sur des gonades doursins provenant des trois stations de la rade confirme cette
hypothegravese (cf Annexe VI) Le site de lArmorique se distingue par des teneurs nettement plus
eacuteleveacutees en fer zinc plomb et en cadmium (Fe=263 ppm Zn=356 ppm Pb=075 ppm Cd=076
ppm cest agrave dire selon les meacutetaux entre 2 agrave 5 fois plus que dans les autres stations) Dans
lensemble une certaine contamination meacutetallique peut ecirctre remarqueacutee dont lorigine se situe
dans le trafflc maritime les rejets domestiques et portuaires et les peintures anti-foullng Les
fortes concentrations en zinc proviennent des toitures de lagglomeacuteration brestoise Les
nombreux eacutelevages porcins de la reacutegion peuvent aussi contribuer agrave la pollution en cuivre par
29
lalimentation fournie aux arumaux Cependant la forte contamination locale du site de
lArmorique en fer zinc plomb et cadmium ne peut avoir quune origine ponctuelle qui
confirme les soupccedilons pesant sur les activiteacutes militaires dans ce secteur Compareacutes aux chiffres
trouveacutes dans la litteacuterature les reacutesultats sont coheacuterents Augier et al(1987b) lors dune eacutetude
sur Paracentrotus ividus en baie de Port-Cros avance des concentrations dans les gonades
comparables (Cd=O52 agrave 231 ppm Cu=167 agrave 542 ppm Pb=O33 agrave 117 ppm) mais des
teneurs en mercure sensiblement plus faibles (Hg=003 agrave 004 ppm) Chez une autre espegravece
(Echinometra mathaei) les travaux dAlbanedo et al(1990) indiquent dans une station tregraves
pollueacutee du port de la Havane des concentrations eacuteleveacutees en meacutetaux Fe=l08 ppm Cu=473
ppm Zn=267 ppm chiffres qui sauf pour le cuivre restent infeacuterieurs aux mesures obselveacutees agrave
la pointe de lArmorique Ces auteurs montrent une accumulation des meacutetaux lourds
relativement importante dans les diffeacuterents organes des oursins notamment au niveau du tube
digestif (cas du plomb et du cuivre) il serait inteacuteressant de connaicirctre eacutegalement les doses dans
les autres parties de lorganisme Cette accumulation preacutesentant des fluctuations saisonniegraveres
lieacutees au meacutetabolisme de lanimal un suivi plus reacutegulier des concentrations en meacutetaux devrait
ecirctre envisageacute
Cependant les meacutetaux peuvent ne pas ecirctre les seuls agents agrave mettre en cause Les pesticides
et les hydrocarbures sont eacutegalement susceptibles de pouvoir provoquer des anomalies (cf
Annexe VU) Les PCBs employeacutes dans de nombreux secteurs industriels bien que quelquefois
signaleacutes dans les seacutediments de la zone portuaire agrave des taux importants (PCBs=183
ppbMarchand 1985) semblent agrave eacutecarter En effet Trieff et al (1 988) bien quil mette en
eacutevidence un effet spermiotoxique signale labsence daccumulation de ce type de produits dans
les organismes ce qui preacutesente comme impossible toute influence des PCBs dans les conditions
ougrave les expeacuteriences ont eacuteteacute meneacutees
La preacutesence dans le bassin Nord de rejets de deux stations deacutepuration situeacutees en amont de
la Penfeld exerce aussi une influence sur la qualiteacute bacteacuteriologique des eaux de ce secteur
Leurs apports sont estimeacutes agrave 1014CFIh Dautre part le ruisseau du Relecq Kerhuon situeacute pregraves
de lestuaire de lElom amegravene quant agrave lui jusquagrave 1012CFIh en hiver (source DDE rapport
Saunier eau et environnement) Ces chiffres peuvent apporter une explication aux mortaliteacute
30
des lalVes obselVeacutees pour le site de Marloux des bacteacuteries pathogegravenes preacutesentes dans les
gonades peuvent secirctre deacuteveloppeacutees pendant la peacuteriode dincubation
Les reacutesultats de lanalyse geacuteneacutetique trahissent un deacuteficit en heacuteteacuterozygotes important sur le
site de la pointe de lAnnorique Ce deacuteficit freacutequemment rencontreacute chez les mollusques
bivalves (Buroker 1983~ Singh amp Green 1984) et dautres inverteacutebreacutes marins (Murphy et al
1975 Day amp Bayne 1988) peut avoir plusieurs significations il sagit soit de la preacutesence
dallegraveles silencieux (1) soit dun pheacutenomegravene dinbreeding (2) soit dM effet Wahlund (3) ou
encore du reacutesultat de la pression de seacutelection exerceacutee par les facteurs eacutenonceacutes plus haut (4)
(1) Lhypothegravese de la preacutesence dallegraveles nuls lo est peu probable eacutetant donneacute le nombre de
loci preacutesentant un excegraves dhomozygotes
(2) Le pheacutenomegravene dautofeacutecondation nest pas agrave eacutecarter car des cas dhermaphrodisme
certes peu freacutequents ont deacutejagrave eacuteteacute rapporteacutes sur ce mecircme site (Neefs 1952) Leacuteventualiteacute que
les gegravenes impliqueacutes ne soient pas porteacutes par des chromosomes autosomaux na pas eacuteteacute veacuterifieacutee
(3) Les conditions dhydrodynamisme sexerccedilant sur cette zone peuvent ecirctre invoqueacutees pour
venir conforter la thegravese dun effet Wahlund (conseacutequence dun eacutechantillonnage effectueacute sur
deux sous-eacutechantillons dun mecircme site se comportant comme des populations Mendelliennes
seacutepareacutees)
(4) Une seacutelection exerceacutee par les conditions du milieu reste le)plication la plus probable
Cette influence des facteurs environnementaux comme la preacutesence de meacutetaux mentionneacutee
preacuteceacutedemment sexerce pendant la vie lalVaire peacutelagique mais surtout durant la phase critique
de la meacutetamorphose et les eacutetapes qui suivent le recrutement La meacutetamorphose chez les oursins
sulVient apregraves une peacuteriode variable de vie lalVaire pouvant durer selon les espegraveces et les
conditions entre 5 et 22 semaines (Strathmann 1987) ce qui expose les larves agrave de nombreux
aleacuteas Certains auteurs eacutevoquent limportance du recrutement comme facteur dheacuteteacuterogeacuteneacuteiteacute
geacuteneacutetique entre populations (Watts et al 1990) Or une eacutetude comparative des populations
des deux sites concerneacutes a montreacute une forte irreacutegulariteacute du recrutement dans la population de
Marloux par rapport agrave celle de la pointe de lAnnorique (Lumingas amp Guillou sous presse)
Ces auteurs imputent ce pheacutenomegravene au spectaculaire deacuteveloppement dalgues qui apparaicirct
IOallegravele nul (ou silencieux) est dit dun allegravele qui ne sexprime pas sur le gel
31
chaque anneacutee sur ce site agrave la faveur des apports fluviaux en eacuteleacutements nutritifs Dune part il
inhiberait laction attractive du maeumlrl dautre part la deacutecomposition de ces veacutegeacutetaux agrave
lautomne provoquerait la mortaliteacute des recrues en reacuteduisant la couche superficielle du seacutediment
et entraicircnerait le deacuteveloppement dun film bacteacuterien empecircchant 1a fixation des post~larves Le
site de la pointe de lArmorique semble au contraire avoir des recrutements reacuteguliers
Les groupes de recrues connaissent donc des destins diffeacuterents sur les deux sites ce qui
pourrait expliquer les diffeacuterences dheacuteteacuterozygotie observeacutees
Pour confirmer cette hypothegravese il conviendrait de comparer des eacutechantillons plus grands
dindividus de mecircme agravege correspondant agrave une peacuteriode ougrave le recrutement a eacuteteacute bon sur les deux
sites voire mecircme de comparer directement les geacutenotypes des jeunes individus recruteacutes dans les
deux sites Dautre part la comparaison du site de la pointe de lArmorique avec celui du
Dellec pourrait fournir des indications importantes pour confirmer lhypothegravese de lexistence
dune pression de seacutelection
V 1CONCLUSION
Leacutetude des phases de reproduction et deacuteveloppement larvaire des populations doursins de
la Rade de Brest met en eacutevidence des troubles fonctionnels chez les populations du bassin
Nord proches de la zone portuaire en particulier sur le site de la pointe de lArmorique qui
contraste avec les bons reacutesultats obtenus pour le site du Dellec sous influence oceacuteanique La
convergence des donneacutees de geacuteneacutetique avec les reacutesultats observeacutes confirme la validiteacute de la
meacutethode utiliseacutee et renforce la fiabiliteacute de Sgranularis comme bioindicateur
Les causes de ces deacuteregraveglements sont sans doute multiples aussi ce travail meacuterite-t-il un suivi
agrave plus long terme Leacuterude des diffeacuterents paramegravetres influenccedilant les conditions de vie des
oursins de la pointe de lArmorique (tempeacuterarure saliniteacute seacutedimentologie biomasse matiegravere
organique ) ainsi que des essais de transplantations in situ dindividus sains devraient
permettre de mieux preacuteciser les facteurs responsables de ces perturbations
Quant aux premiers reacutesultats danalyses des teneurs en meacutetaux lourds du Laboratoire
Municipal ils devraient ecirctre eacutetendus agrave dautres parties du corps (test intestin) et effectueacutes sur
un cycle annuel y compris sur le site des Gleacutenan
32
VI 1BffiLIOGRAPHIE
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ANNEXEI
SCHEIHA DU PROTOCOLE EXPERThlENTAL DES TESTS DE FECONDATION IN VITRO
oursin9 gonades
~ eau ae mer 1iltreacutee (045I-lm)
soies (200l-lm)
Dfiltration
eau de mer filtreacutee (045I-lm)
deacutecantation ovocytes
oursin ltJ ---+ gonades -
filtration soies (60~m) ~
D~
middot middot middot middot
30 ml bd
lavages et dilutions
1 1 1 1 1 1
bull bull bull bull bullbull ~
~~~ ~
env 1500 ovocytesml
m~ 1
env 50 ovocytesml
39
AtlNEXE II
ELECTROPHORESE
Installation des eacutechantillons
a coupe pratiqueacutee dans le gel b eacutechantillons
Montage du circuit
a tampon deacutelectrodes b eacuteponges c eacutelectrodes relieacutees au geacuteneacuterateur d ligne dinsertion des eacutechantillons
40
ANNEXEIll
PREPARATION DES SOLUfIONS DELECTROPHORESE
Tampon Tris Citrate pH 8 (TC 8)
- Electrodes Tris (062M) 756 g
Ac citrique (014M) 300 g eau distilleacutee qsp 1 l
- Gel 30 ml de tampon eacutelectrodes dans 900 ml deau distilleacutee
ajuster agrave pH 8 avec du Tris (lM) ou de lacide citrique (lM)
Tampon discontinu Tris Citrate pH 67 (TC 67)
- Electrodes pH 63 Tris (022M) 270 g
Ac citrique (008M) 180 g eau distilleacutee q sp 1 1
ajuster agrave pH 63 avec du Tris (lM) ou de lacide citrique (lM) - Gel pH 67
Tris (0008M) 097 g Ac citrique H20 (0003M) 063 g
eau distilleacutee qsp 1 1 ajuster agrave pH 67 avec du Tris (lM) ou de lacide citrique (lM)
Reacutesolution obtenue par systegraveme enzymatique
Muscle Tube Digestif Gonades Nbre Locus TCPH8 TC pH TC pH 8 1 TC pH li TC pH 8 1 TC pH dallegraveles
67 67 1 67
AAT-1 +
AAT-2 + 2
GPD-l IDH-1 + + + +
LAP-1
l1DH-1 ++ )
l1DH-2 +++ ++ 2 ME-l + 2 ME-2 + ++ 3
PGD-1 ++ + 6 PGI-1 +_
- ++ ++ 4
PGM-1 + + 3 PGM-2 +++ ++ 4
bull Faible ++ Bonne + Moyenne +++ Tregraves bonne
41
ANNEXE IV
SOLUTIONS DE COLORATIONS
AAT (Aspartate-aminotransfeacuterase)
Tris A 80 ml AccxCeacutetoGlutarique 100 mg Ac Aspartique 200 mg Phosphate de pyridoxal 10 mg dissoudre veacuterifier que pH lt 74 (ajuster avec Tris LM) verser et incuber agrave 37degC pendant 15 min puis ajouter Fast Blue BB 100 mg
IDH (Isocitrate deacuteshydrogeacutenase)
Tris A 70 ml Isocitrate (0 lM) 8 ml MnCl2 (025M) 06 ml MgC12 (OSM) 05 ml ajouter avant coloration Isocitrate (poudre) 10 mg NADP 1 2 ml PMS 1 ml NET 1 ml lvITT 05 ml
MDH (Malate Deacuteshydrogeacutenase)
Tris A 10 ml MgCl2 (OSM) 02 ml Ac Malique (2M) 3 ml NAD 1 15 ml puis ajouter avant coloration PMS 03 ml NET 07 ml MTT 07 ml +Agar dans Tris A tiegravede 10 ml
6PGD (6Phosphogluconate Deacuteshydrogeacutenase)
TrisA 10 ml MgC12 (OSM) 15 ml 6Phosphogluconate 20 mg puis ajouter avant coloration NADP 1 01 ml PMS 01 ml NET 02 ml tvm 02 ml +Agar dans Tris A tiegravede 10 ml
GPI (Glucose-Phosphate Isomeacuterase)
Tris A 10 ml MgC12 (O5Ivi) 1 ml Fructose 6P 10 mg puis ajouter avant coloration NADP 1 05 ml PMS 05 ml NET 05 ml MTT 05 ml G6PDH 6~Ll ou 17u +Agar dans Tris A tiegravede 10 ml
LAP (Leucine-aminopeptidase)
Tris-Malate 90 ml preacutechauffeacute agrave 30degC MnCl2 (01r1) 1 ml MgCl2 (05lvf) 1 ml Lleucilj3Naphthylamine 15 agrave 20 mg incubation 30 min agrave 37degC ajouter avant coloration Fast Gamet GBC 60 mg dilueacute dans quelques gouttes de Tris-Malate (manipuler ce produit avec des gants)
ME (Malice-Enzyme)
Tris A 10 ml MgCl2 (O5~1) 15 ml AcMalique (2tv1) 1 ml puis ajouter avant coloration NADP 1 01 ml PMS 03 ml NET 07 ml MTT 07 ml +Agar dans Tris A tiegravede 10 ml
PGM (phosphoglucoMutase)
Tris A 10 ml MgCl2 (05)11) 1 ml Glucose IP (+15 diP) 100 mg puis ajouter avant coloration NADP 1 05 ml PMS 05 ml NET 05 ml lvITT 05 ml G6PDH 6~1l ou 17u +Agar dans Tris A tiegravede 10 ml
42
9
----- - - - _----- - -
W~--shy
ANNEXEV
Tempeacutelllture il linterface eaumiddotseacutediment au site du Dlilec
17 T middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot-middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot-middot_middotmiddotmiddotmiddot-middot-middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot-middot--middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot-middotmiddot--- - -- ----_--- -- - shy
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15 --- -- ---- - --- middot - middot-middotmiddot-middotmiddotmiddot-middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot_-middot-middot -middotmiddotmiddotmiddot-middot-middot-middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot-middotmiddot middotTt~hl~ - ------ Ecirc 14 - - -- --------- ---middot---middot-middotmiddot-middot-middot-trrfo-r~~wbWljl~I~~~--------------t-------------iiiiJiI~i~L--_-----------------------8 12 YrljVWfAI--shy --shy - shy _-----------------------------
middotmiddot-middotmiddot~IImiddot middotmiddot-middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot-middotmiddotmiddotmiddot-middot --middotmiddot--shy - ------------_- ----------11 t-middot
10 ~~--shy --- ----_-- - -- - - ------------_-
~ ~ ~ ~ 3 5 = 3 -~ shy
~ ~ = ~ ~ ~ 7 ~ 7 7 ~ ~ lt lt jf ~ r- ~ C t- C ~ oA C 0 0 0 0 ~ shy0 0 N
~
Tempeacutelllture il linterfue eau-seacutediment il la pointe de lAnnorique
11 ~ li ~ ~ ~ ~ ~ of j ~ ~ i ~ f N M ~ M ecirc ~ M
(donneacutees LR-i CvRS D1513 Faculteacute des Sciences Brest)
43
ANNEXEVI
TENEURS EN QUELQUES METAUX LOURS DANS LES GONADES DOURSINS DE LA RADE DE BREST
1Armorique (n=7) lIurloux (n=8) Deliee (n=8) 1
Fer (Fe) mgfKg 2869plusmn141O 531plusmn438 410plusmn250 1
lt 02Plomb (Pb) mgfKg O75plusmnO24 026plusmnO18
Cuivre (Cu) mgfKg O76plusmnO33 030plusmnO Il 045plusmnO42
Cadmium (Cd) mgIKg 396plusmnO55464plusmn125 463+12
Zinc (Zn) mgfKg 3563plusmn2828 1811=1241 1528plusmn1506 i
1
Mercure (Hg) mgfKg 026plusmnO12 018plusmnO08 020plusmnO13 1
(donneacutees Laboratoire lvllmicipal de Brest 16 rue Alexandre Ribot - J928iuml BREST Cedex Ofi0894)
ANNEXE VII
Agents toxiques essayeacutes pour leur toxiciteacute sur le deacuteveloppement la reproduction
et pour leur toxiciteacute geacuteneacutetique sur les embryons et le sperme doursins
(dapregraves PAGAl~O et al 1987)
Classe d aogents___+-____Agent=-s____~r__---Reacute~feacuterences___--1
1 Agents Physiques Rayons X RUST AD 1959 Rayons r GIORDANO et al 1983 Lumiegravere visible PAUL et al 1970
SPECK et al 1980
II Agents chimiques A Inorganiques Arsenic PAGANO et al 1982a
Beacuteryllium GIORDAlIO et al 1983 Cadmium PAGANO et al 1982b Chrome PAGA1-iO et al 1983a Cuivre HESLINGA 1976
PAGANO et al 1986 Mercure KOBA YASHI 1980 Nickel GIORDANO et al 1982 Changements de pH PAGANO et al 1985a 1985b
CIPPOLARO et al 1986 DUBE et al 1985
Zinc GIORDANO et al 1983 PAGANO et al 1986
B 1 Organiques 1 - Polluants industriels Peacutetrole dispersants du peacutetrole HAGSTROM et LONNING 1976
Pesticides organochloreacutes FALK-PETERSEN1979 BRESCH-ARENDT 1977
Styregravene et deacuteriveacutes PAGANO et al 1978 Dipheacuteny1 dipheacutenyl ether PAGANO et al 1983b PCBs ADAMS 1983
PAGANO et al 1985c
2 - Canceacuterigegravenes Acridines BRACHET 1968 Benzo(a)pyregravenes DE ANGELIS et GIORDANO
1974 HOSE et al 1983
712 dimeacutethy1benz( a)anthracegravene DE ANGELIS et GIORDkIO 1974
TPA (phorbol ester) BRESCH--RENDT 1978 Urethane NAKASHIMA et ISHIKAWA
1978 3 - Composeacutes pharmaceutiques Agents antineacuteop1astiques REN1llLARD et al 1975
WANG et al 1977 Thalidomide HAGSTROM et LONNING 1973 Acide nalidixique CZ1TN etaI 1981 Povidone iodine ROZENKRANZ et al 1980
III Meacutelanges KOBAYASHl 1971 1984 KINAE et al 1981 OSHIDA et al 1981 DINNEL et al 1981
LES MEacuteTAUX LOURDS DES PRODUITS MAnlNS AUX CONSOMMATEURS
(Les v(Jlours m6us uang ce
Ooso quotishydienne
Il eacutecossai ro fi lhomme
(ell IlIl)
Dose toxique
pOUf lIl(Hl li)] Il
(1)
)OllS
adIJ1ilUuml
dan~ 1es al ililUlllS
(1l1Uk~raquo
EltlU ltIll Ilwr (111]1)
AlrJucs (lilgkJ )
Mollusques (IlIUkg)
Cfuslncocircs (11111111)
Poissons (muka)
Arsenic
001 ~O 02 mg
III 70 1119 1 SOllt mOrlols
0002-0001
014-1
7 -120
15 17 (rwvolln)
25-75 (oOndill)
LI ore
100 Illoi
I(i
04-20
1 (moulu)
025 15 (11111 l 1 IcircIl )
020
tilJlcilU sont les plus
CildmIcircUIll
30 mu so1l1 toxiquuumls
f()i~5()1l
1 Molluoque
rshy1
01
00006
01 i-3
Chromo
VI WO Ill) Cr ~()Ilt IIHHlelr
01
000005
002 -1
er1llllent rellcontreacutees dlIls les publications ctuel
Cuivre
2 mg
25 fi sont IllOrlel
Poisson li
Mollusqull 110
0003-001
17-124
GO-900 (Iluitru)
20-90 (convoi)
l5-G (1 lion)
Mercure
Poisson jusqul 07
0000 03
----_
O02G-O2
004
01 middot10
Plomb
moi
0000 03
05 9
28-6 (huicirctre)
~- ----shy01-23
(tHlllllnrl)
O3-G
Seacuteleacutenium
3
000009
02-01
Zinc
6- 10 mg
35
0001-001
il2-Hi)
100-1 GOO (lIl1illO)
122-18 1 (1Il1IrlllI)
02middot1 200 (llilrell~1 )
---------- ----shy
fi (JIIIIUIIIaS
Les doses admissibles dilfl~ les aliments sonl exprillleacutees en millilrammes par kilogramme daliment
Les concclltrations daJis les produits rnHIcirclls sont (ouloS oxprilllUcircfS CIl lllilliJtallHllCS pM kilonriltlHlw do Illnliegravero segravecho
Chnque (ois qlll cela a ugravet possillln on il if)diqur~ entre p1fef)lhegravesos dnns qllJllc csplco nvait ocirctri trouveacutee ln plus (orte dosn
(1) [n CilS diumlnDntioll Cil IIlle scule (ois (SOllfce Rapport du Groupe Irleflilinisteacuterid des prohl~llIes de Pollution de la Mer 1(73)
EXTRAITS DE lA CIRCUlAIRE DU 13 MAl 1991
Circulaire du Ministegravere de lEnvironnement creacuteant les contrats de baie
Les eaux inorales franccedilaises doivent se situer en permanence agrave un niveau de qualiteacute suffisant pour ne pas mettre en peacuteril les eacutecosystegravemes cocirctiers qui constituent un eacuteleacutement majeur du patrimoine eacutecologique national ()
Lapproche retenue rient compte de la diversiteacute et de la complexiteacute des situations rencontreacutees ie long des cocirctes franccedilaises Certains SeCIeurs son principalement affecteacutes par des pollutions chimiques (meacutetaux etou composeacutes organiques ( )
De plus les pheacutenoTregravenes regroupeacutes sous une mecircme appeiation (egraveystrophies marines par exemple) reacutesJltent r jait de meacutecanismes diffeacuterents dont les c1uses et les facteurs de maitrise dofent ecirctre deacutetermineacutes dans chaque cas particJpr afin decirctre certain de mettre en oeuvre au plus juste coucirct des remegravedes efficaces ( j
n apparaft au corraire que pour chaque secteur C littorc oi une action est neacutecessaire a soluor adeacutequate ne peut ecirctre trouveacutee cu au niveat loca~ en associant tous les resporsables co-erneacutes Un outil nouveau est proposeacute le Contrat de Baie dont linitiative peut br= prise par lEtat mais aussi par dautrs acteurs (collectiviteacutes locales cssociatiors rotamment) ()
Chaque Cartrat de 3aie doit correspondre agrave une uniteacute middot-orale rmogegravene ()
Puisque la lutte ccr-se la pollution des eaux littorales ne peut ecircrr= efficace que par la prise
en compte des apports de Jensemble du bassin versant le Contrat de Baie doit ecirctre eacutelaboreacute agrave ce niveau
Pour eacuteviter ces eacutecueils tout Contrat de Baie devra reposer sur une connaissance aussi preacutecise que possible
bull de lensemble des sources de poiJution affectant le secteur rejets coners (ponctuels ou diffus) apports par les cours deau immersions de deacuteblais de dragage etc
bull des meacutecanismes de transfert des pollutions au milieu marin
bull des caracteacuteristiques du milieu reacutecepteur (morphologie courants caracteacuteris-tiques hvdrochimiques et biologiques)
bull des USIlges agrave proteacuteger et des zones sensibles du point de vue eacutecologique
Puisque lameacutelioration de la qualiteacute des eaux dun secteur du littoral implique de deacutefinir un programme concernant lensemble du bassin versant la maicirctrise douvrage de leacutetude ne pourra en geacuteneacuteral ecirctre confieacutee qu acirc une collectiviteacute locale de niveau supra shycommunal ()
L finaii du Contrat de Baie est dinciter les divers panenaires concerneacutes en particuer es coliegrave-ivieacutes locales agrave deacutepasser le cadre des scheacutemas classiques dassainissement dans tcs les cas c des dispositions speacutecifiques doivent ecirctre prises pour restaurer la qualiteacute des eaux (
Fig 2 Evolution des indices phvsiologigues de Splzaerecltinus granularis UG et IR)
Indices Gonadiques
Mariaux
+ Armorique
-Q-- DeUee
- -r- - Gleacutenan
Fig2a
Indices de Reacutepleacutetion
25
1 tfi~__ plusmnl~middotmiddotmiddotmiddotmiddott~~-~-~
5 - -- - - ~~~~-TT-~ j ~----+-- ~~ l ~-middot-rgtfmiddotltmiddot J 1 shy
n------~ -t o 1 shy
o J FM AM J J
bullbull -tl- bullbullbull Marlou~
1
1 -+- Armorique 1
~ Dellee
- - - Gleacutenan l
Fig2b
2deg - Feacutecondation et deacuteveloppement larvaire
Les reacutesultats sont rassembleacutes sur le tableau l et les graphes preacutesenteacutes en figure 3 ougrave sont
pris en compte les moyennes de lensemble des expeacuteriences Les taux de feacutecondations moyens
sont eacuteleveacutes sur tous les sites (gt91) On note cependant une reacuteussite des feacutecondations (F)
leacutegegraverement meilleure pour le site des Gleacutenan (fig3a) sans pour autant que les diffeacuterences
soient statistiquement significatiyes sauf pour le site de MarIoux ougrave les valeurs sont
significatrvement infeacuterieures au site de reacutefeacuterence (seuil de confiance 95)
20
Les taux de pluteus normaux (N) obtenus pour les sites de lArmorique et de Marloux sont
significativement infeacuterieurs au site des Gleacutenan choisi comme reacutefeacuterence (respectivement 689
et 812 contre 869 auxiles Gleacutenan cf fig3d)
Le site de lArmorique se distingue des trois autres populations par un taux de blocage au
stade embryonnaire (P2=118) et de pluteus retardeacutes (R=143 fig3e) significativement
plus eacuteleveacutes de plus les tests sur les individus macircles montrent sur cette cateacutegorie des reacutesultats
statistiquement plus eacuteleveacutes que pour les femelles (t=249068 n=38 0=0005)
Le site de Marloux preacutesente un taux dembryons intermeacutediaire entre celui trouveacute agrave la pointe
de lArmorique et celui des Gleacutenan (58 fig3b) Le taux de mortaliteacute (M) y est
significativement supeacuterieur agrave toutes les autres stations (24 contre 08 agrave 12 fig3f)
En revanche aucune diffeacuterence statistique nIa eacuteteacute rencontreacutee en comparant les sites du
Dellec et des Gleacutenan agrave quelque stade de deacuteveloppement que ce soit bien que les reacutesultats
soient geacuteneacuteralement infeacuterieurs pour le site de la rade
Les pluteus pathologiques (Pl) sont du mecircme ordre de grandeur dans tous les sites (37)
et ne permettent pas deacutetablir de comparaison (fig3e)
TABLEAU 1 COllPARAISON DES RESUlJTATS DES TESTS DE FECONDATION
N() P2 ()1
i F() R() 1 Pl () M() 1rmoriq ue Macircles 922plusmn64 13+16689plusmnU5 82plusmn80178plusmn10S 1 38plusmn16
1
Femelles 93Oplusmn45 688plusmn166 108plusmn70 39+16 153plusmn177 L2plusmnL3 11
689plusmn145 Il8plusmnl43Total 1 922plusmn64 143plusmn9A 38plusmn22 12plusmn20 2larloux Macircles 800plusmn42 79plusmn34 41plusmn27928plusmn37 5 1plusmn3 1 28+8
Femelles 91Oplusmn94 824plusmn84 1 59plusmn3 1 33plusmn14 65plusmn61 L9plusmn22 69plusmn36 37plusmn21 58plusmn5O 24plusmn5Total 919+74 812plusmn69
27plusmn27Deliee Macircles 81plusmn3ocirc 33plusmn15 O9plusmnLO925plusmn57 i 850plusmn59 96plusmn56 1 45+16 27plusmn32Femelles l2plusmn24928plusmn61
1 82Oplusmn9O 27plusmn29 10plusmn18Total 89plusmn4iuml 39plusmn22926plusmn58 835plusmn771 1
27plusmn23 O6plusmnO777plusmn50 38plusmn23Gleacutenan Macircles 851plusmn69949plusmn45 - l+ 1)~_J_ 1 34plusmnl7 14plusmn13Femelles LOplusmn14887plusmn72943plusmn44
21plusmn2O 1 O8plusmn1l869+72 1 66+51 1 i 36plusmn2OTotal 946+44
mise en eacutevidence dune diffeacuterence significative entre ies reacutesultats des deux sexes
21
_________________ _
Fig 3 Preacutesentation graphique des reacutesultats des tests eacutecotoxicologigues
Taux de feacutecondation (F)
100
1 1 6 iuml 1 1
agrave~J 9 1
0
1
1~1 l i 1
80_
751 1
Armorique Marioux Deliee Gleacutenan
Fig 3a taux de feacutecondation observeacutes pour chaque station
Embrvons (P2) 00
1 1
11
15
10 T 5 shy
0 Armorique Marloux Deliee Gleacutenan
Fig 3b taux de blocage embryonnaire obseneacutes pour chaque station
Pluteus retardeacutes CR)
25CO
20CO
15CO o
10CO
5CO 1 9 i
OCO
Armorique Martoux Jallee Gleacutenan
Fig 3c taux de pluteus retardeacutes obsenes sur chaque statlon
22
__________________ _
Pluteus nomlaut (N)
100 T iuml ccedil 2751 iuml 2 l Q
l501 1
T251
1
0 Armorique Marloux Deliee Gleacutenan
Fig3d taux de pluteus normaux observeacutes sur chaque station
Pluteus pathologiques (Pl)
8
161
i T shy1l iuml
1 11 14 -
I r-
tJiuml t 1
1 2 1 1
omiddot Armorique Mariaux Deliee Gleacutenan
Fig 3e [mLC de plweus pathologiques observeacutes sur chaque station
Tault de mortaliteacute on
500
400
300 l
200
1
100 J J j J
000
Armorique Mariaux Deliee Gleacutenan
Fig 3 taux mortaliteacute observeacutes pour chaque station
30 - Geacuteneacutetique des populations
Les reacutesultats sont rassembleacutes sur les tableaux n02 et 3 Sur les Il loci eacutetudieacutes on remarque
que la population de lArmorique seacutecarte significativement de leacutequilibre de Hardy-Weinberg
pour 5 loci (PGM-l et 2 IDH-l PGD-l GPI-1) alors que lon observe seulement 2 cas pour
le site de MarIoux TI est agrave noter que dans chaque cas les indices de fLation de la population
de lArmorique sont plus eacuteleveacutes que ceux de MarIoux traduisant une deacuteviation plus
importante Cette observation est correacuteleacutee par une heacuteteacuterozygotie en moyenne plus eacuteleveacutee agrave
MarIoux quagrave lArmorique (0207plusmnO057 contre 0180plusmnO052) Le pourcentage de loci
polymorphes (seuil 95) est de 6364 agrave MarIoux contre 4545 agrave lArmorique
Lindicateur de diffeacuterenciation geacuteneacutetique moyen calculeacute selon la meacutethode de Weir et
Cockerham est faible (FST=00059plusmnO0048) et ne montre pas de diffeacuterence significative Dans
ces conditions lestimation du nombre dindividus eacutechangeacutes par geacuteneacuteration donne une valeur
eacuteleveacutee (Nm=42 12plusmn23 Il)
TABLEAU 2
RESUltŒ DES F-STATISTIQUES
Locus FIS FIT FST
PGM-1 0381 0384 0004 PGM-2 0359 0360 0001 IDH-l 0226 0233 0010 PGD-l 0351 0352 0002 MDH-1 -0013 -0009 0005 MDH-2 -0026 -0013 0013 GPI-1 0346 0352 0012 ME-1 0252 0253 0001 ME-2 -0034 -0030 0005
MT-1 -0051 -0040 0012 MT-2 0137 0137 0000
Moy 0273 0276 0006
24
TABLEAU 3
STRUCTURE GENETIQUE DE DEUX POPULATIONS DE Sgranillaris SUR UNE BASE DE 11 LOCI
Pointe de Marloux Pointe de lArmorigue 1
1 1
Locus allegravele freacuteq Ho He D Het freacuteq Ho He D Het
PGM-l 105 0013 2 1987 0006 0050 - 1 2924 -0658 0073
100 0975 0962
95 0013 0038
PGM-2 110 0025 15 22l77 -0324 0554 - 12 20468 -0414 0512
105 0262 0287
100 0613 0637
95 0087 0075
90 0013 shyIDH-l 105 0081 7 8260 -0153 0223 0015 3 4761 -0370 0140
100 0amp78 0926
95 0041 0059
PGD-l 110 0025 15 19392 -0227 0485 0038 9 18063 -0502 0452
107 0013 shy105 0213 0250
100 0688 0700
95 0050 0013
90 0013 shyltIDH-l 105 - 1 1000 0000 0025 0013 1 1000 0000 0025
100 0988 0988 95 0013 shy
MOH-2 110 - 0 - - - 0025 2 1975 0013 0 049
100 1000 0975
GPI-I 110 0112 Il 14620 -0148 0366 0175 6 11696 -0487 0292
105 0075 shy100 0788 0325
100 0850 0863
95 0025 -ltŒ-1 105 0050 2 3843 -0480 0096 0038 3 2924 0026 0073
100 0950 0962
rv1E-2 105 0013 3 2949 0017 0074 0038 3 2924 0026 0073
100 0962 0962
95 0025 -MT-1 105 0038 6 5734 0046 0143 0025 2 1975 0013 0049
100 0925 0975
95 0038 -MT-2 105 0150 10 10329 -0032 0258 0138 7 9608 -0271 0240 1
Heacuteteacutero~gotIcirce moyenne par locus (non biaiseacutee O207iO057 HeacuteteacuterozygOlIcirclt moyenne par locus (non biaiseacutee == O180iO05 Nombre moyen dallegraveles par locus = 309iO44 Nombre moyen dallegraveles par locus 236iO20 Pourcentage de loci polmorphes (criteacutere 95) == 6364 Po=uge de loci polymorphes (criteacutere 95) =4545
locus preacutesent8llt un deacuteficit en heacuteteacutero~gOles significltl lttest de 1 p$O05)
1
IV 1DISCUSSION
TI ressort de cette eacutetude une convergence des reacutesultats qui reacutevegravele la singulariteacute de la
population de la pointe de lArmorique En effet le cycle de reproduction y est agrave leacutevidence
perturbeacute les valeurs dindice gonadique sont extregravemement faibles et la ponte non deacutecelable Le
taux dingestion est faible Les tests de deacuteveloppement larvaire preacutesentent des anomalies
(blocage aux stades embryonnaires et retard des pluteus) et lanalyse geacuteneacutetique y reacutevegravele pour
pregraves de 50 des loci une deacuteficience en heacuteteacuterozygotes traduisant lagrave une baisse de variabiliteacute
geacuteneacutetique et une deacuteviation par rapport aux conditions dHardYMWeinberg9
Le site voisin de la pointe MarIoux semble beaucoup moins affecteacute le cycle de reproduction
sy deacuteroule tout agrave fait normalement (IG plus eacuteleveacutes que sur le site de reacutefeacuterence) et leacutequilibre
panmictique y est geacuteneacuteralement mieux respecteacute Cependant les tests eacutecotoxicologiques y
deacutecegravelent quelques indices de perturbation les taux de feacutecondations y sont infeacuterieurs au teacutemoin
les embryons preacutesentent quelques blocages et les taux de mortaliteacute des larves sont
statistiquement plus eacuteleveacutes
Les reacutesultats concernant le site du Deliec nindiquent p as de diffeacuterences remarquables par
rapport au site de reacutefeacuterence La peacuteriode de ponte y survient avec un leacuteger deacutecalage sans doute
agrave mettre agrave lactif dune diffeacuterence dans les conditions de tempeacuterature etou de deacuteveloppement
de blooms phytop1anctoniques certains auteurs faisant concorder le deacuteclenchement de la ponte
avec labondance de nourriture disponible pour les larves (Himmelman 1978)
Le comportement des indices de reacutepleacutetion des populations de la rade de Brest savegravere tregraves
distinct de celui de la population de reacutefeacuterence ce qui peut traduire une strateacutegie adaptative
diffeacuterente ou une couverture des besoins eacutenergeacutetiques insuffisante chez les populations de la
rade Cette observation meacuterite notre attention puisque dans le cas de la station de MarIoux le
substrat est semblable agrave celui du site teacutemoin et ne peut expliquer le maintien de lindice de
reacutepleacutetion agrave des niveaux eacuteleveacutes pendant la peacuteriode de reproduction
On peut deacuteduire de ces constatations une distinction entre les populations du fond de la
rade et la station du Deliee situeacutee dans le goulet qui semble a priori exempte de deacutegradation
9Hardy-Weinberg (loi de) loi dheacutereacutediteacute ougrave la preacutesence des gegravenes demeure constante de geacuteneacuteration en geacuteneacuteration en labsence de seacutelection de mutation daccouplements dirigeacutes ou daccidents deacutechantillonnage
26
Les deux populations du bassin Nord subissent agrave leacutevidence linfluence de facteurs
environnementaux qui perturbent leur deacuteveloppement Ces pheacutenomegravenes sont provoqueacutes par
diverses causes dorigine naturelle tout dabord auxquelles viennent sajouter les facteurs
anthropiques
Une certaine hieacuterarchisation dans leacutetat de deacutegradation des sites est agrave prendre en compte En
effet des deux zones perturbeacutees la pointe de lArmorique est celle ougrave les effets se font le plus
durement ressentir
Ces deux stations diffegraverent de par le substrat le reacutegime hydrodynamique et lintensiteacute de
linfluence estuarienne La nature du substrat agrave MarIoux est la mecircme que sur le site de
reacutefeacuterence des Gleacutenan il sagit de fonds meubles composeacutes de maeumlrl vivant recouvert
deacutepiphytes synonymes de ressources trophiques abondantes et disponibles toute lanneacutee ce qui
explique les indices gonadiques eacuteleveacutes observeacutes pour ces deux sites A MarIoux
lhydrodynamisme est calme favorable au deacuteveloppement dune veacutegeacutetation dense dalgues
macrophytes saisonniegraveres (Hily et al 1992) Cette couverture veacutegeacutetale est renforceacutee par
lenrichissement du milieu en sels nutritifs provenant du bassin versant de lElom agrave vocation
agricole (N03-=500 agrave lOOOkgj P043-=30 agrave 700kgj) Les concentrations dans cette zones
sont eacuteleveacutees et varient au cours de lanneacutee elles sont maximales lhiver (N03-=28-51 mgl
P043-=O67-137mgl NH4+=41-37mgl) La preacutesence de ces algues contribue agrave augmenter
et agrave diversifier les ressources trophiques disponibles elle favorise le deacuteveloppement dune faune
diversifieacutee de brouteurs
Sur le site de la pointe de lArmorique par contre le substrat est rocheux et les courants
forts Le couvert veacutegeacutetal y est au contraire clairsemeacute et composeacute dalgues essentiellement
saisonniegraveres La population de lArmorique se trouve donc dans des conditions de ressources
trophiques moins facilement accessibles et plus limiteacutees comme latteste le deacuteveloppement plus
important de lorgane masticateur (par effet compensateur) signaleacute lors dune eacutetude compareacutee
de ces deux populations (Lumingas amp Guillou SOIIS presse) Lanalyse des indices
physiologiques doit se faire en consideacuterant que le degreacute de prospeacuteriteacute dune population reacutesulte
dun compromis entre la nature et labondance des ressources trophiques dune part et dautre
part de leacutenergie que lanimal doit deacutepenser pour collecter digeacuterer et assimiler cette nourriture
27
(Reacutegis 1979) Les deux populations eacutetant au deacutepart placeacutees dans des conditions ineacutegales
lapparition de facteurs exteacuterieurs ne pourrait quamplifier cette diffeacuterence au deacutetriment de la
plus deacutefavoriseacutee
Lexamen comparatif des courbes deacutevolution de tempeacuterature entre le Dellec et la pointe de
lArmorique (stations fixes de mesures hydrologiques) montre un eacutecart de 05 agrave 1degC en faveur
de la partie la plus reculeacutee de la rade (cf Annexe V) En tenant compte de la profondeur on
peut en deacuteduire pour le site de Marloux ougrave la profondeur est faible un eacutecart de tempeacuterature
denviron + l5degC par rapport au Dellec Cette particulariteacute pourrait expliquer la preacutecociteacute de la
maturiteacute remarqueacutee chez la population de Marloux Plusieurs interpreacutetations peuvent expliquer
la chute de lindice gonadique observeacutee en mars interruption dans le deacuteveloppement des
gonades provoqueacutee par les preacutecipitations hivernales (Cochran amp Engelmann 1975 Starr et al
1993) une mobilisation des reacutesenles dues aux conditions climatiques (Guillou amp MicheL
1993) ou au contraire une gameacutetogeacutenegravese preacutecoce comme le laisse supposer la forte valeur de
lindice gonadique en janvier
Les tests de feacutecondation eacutetant reacutealiseacutes dans une eau de reacutefeacuterence les causes de perturbation
du deacuteveloppement larvaire sont intrinsegraveques aux gamegravetes il peut sagir soit de la qualiteacute du
vitellus soit dalteacuterations geacuteneacutetiques soit de laccumulation dans les gonades dun agent
contaminant preacutesent dans le mileu Gamegravetes et embryons doursins sont sensibles agrave un large
eacuteventail de facteurs physiques (tempeacuterature pH saliniteacute etc ) et chimiques (meacutetaux
pesticides PCBs hydrocarbures etc ) ils conviennent eacutegalement pour tester les effluents en
meacutelange (Kobayashi 1971 Dinnel et al 1981 Pagano et al 1987 Lassus et al 1991) ce qui
rend plus difficile la recherche des agents responsables des anomalies observeacutees
On peut tout de mecircme mentionner les fortes teneurs en meacutetaux lourds preacutesents dans toute la
partie Est de la rade (mine de plomb argentifegravere situeacutee agrave Huelgoat) Des mesures reacutecentes de
meacutetaux dans les seacutediments agrave proximiteacute de la pointe de lArmorique font eacutetat des concentrations
suivantes Cu=253 ppm Pb=230 ppm Zn=160 ppm (Troadec corn pers) Les oursins en
tant quorganismes infeacuteodeacutes au seacutediment et participant agrave leur bioturbation sont directement
exposeacutes agrave ce type de contamination Plusieurs eacutetudes in situ font eacutetat de laccumulation de
28
meacutetaux par les oursms notamment dans les gonades et lintestin (Augier et al 1987b
Albanedo et al 1990)
Les tests de toxiciteacute des meacutetaux lourds sur les larves de diffeacuterentes espegraveces doursins ont fait
lobjet de nombreux travaux et les effets de ces polluants sur la feacutecondation et le
deacuteveloppement des larves sont assez bien connus (Kobayashi 1984 Dinnel et al 1989) A
faibles doses les ions meacutetalliques peuvent exercer une action positive caracteacuterisant le
pheacutenomegravene d hormegravese observeacute par Stebbing (1981) sur des colonies dhydrozoaires Une
action semblable est rapporteacutee par Young au niveau du pouvoir fertilisant des spermatozoiumldes
doursins pour des concentrations en divers ions meacutetalliques allant de 10-5 agrave 10-6M (Young amp
Nelson 1974) Cependant il sagit de pheacutenomegravenes marginaux et la tendance geacuteneacuterale de ces
eacuteleacutements se manifeste bien eacutevidemment par un effet toxique Le cuivre le zinc le cadmium
provoquent agrave des seuils diffeacuterents des dommages sur les gamegravetes et leur descendance en
alteacuterant soit la croissance des larves soit la diffeacuterenciation squelettique des pluteus (Bougis
1961 1965 Khristoforova et al 1984 Pagano et al 1982 Hesllnga 1976) Les diffeacuterents
stades larvaires preacutesentent des sensibiliteacutes diffeacuterentes les travaux de Kobayashl (1980)
montrent une plus forte sensibiliteacute des spermatozoiumldes et des larves au stade gastmla ce qui
coincide avec les blocages embryonnaires observeacutes agrave ce stade sur le site de lAlmorique La
preacutesence de meacutetaux dans les gonades pourraient donc logiquement expliquer les reacutesultats
obtenus De plus de fortes preacutesomptions pegravesent sur les rejets de mateacuteriel provenant du service
pyrotechnique de la Marine Nationale sur la pointe de lArmorique
Les reacutesultats dune toute reacutecente analyse effectueacutee par le Laboratoire Municipal de Brest
(aoucirct 94) sur des gonades doursins provenant des trois stations de la rade confirme cette
hypothegravese (cf Annexe VI) Le site de lArmorique se distingue par des teneurs nettement plus
eacuteleveacutees en fer zinc plomb et en cadmium (Fe=263 ppm Zn=356 ppm Pb=075 ppm Cd=076
ppm cest agrave dire selon les meacutetaux entre 2 agrave 5 fois plus que dans les autres stations) Dans
lensemble une certaine contamination meacutetallique peut ecirctre remarqueacutee dont lorigine se situe
dans le trafflc maritime les rejets domestiques et portuaires et les peintures anti-foullng Les
fortes concentrations en zinc proviennent des toitures de lagglomeacuteration brestoise Les
nombreux eacutelevages porcins de la reacutegion peuvent aussi contribuer agrave la pollution en cuivre par
29
lalimentation fournie aux arumaux Cependant la forte contamination locale du site de
lArmorique en fer zinc plomb et cadmium ne peut avoir quune origine ponctuelle qui
confirme les soupccedilons pesant sur les activiteacutes militaires dans ce secteur Compareacutes aux chiffres
trouveacutes dans la litteacuterature les reacutesultats sont coheacuterents Augier et al(1987b) lors dune eacutetude
sur Paracentrotus ividus en baie de Port-Cros avance des concentrations dans les gonades
comparables (Cd=O52 agrave 231 ppm Cu=167 agrave 542 ppm Pb=O33 agrave 117 ppm) mais des
teneurs en mercure sensiblement plus faibles (Hg=003 agrave 004 ppm) Chez une autre espegravece
(Echinometra mathaei) les travaux dAlbanedo et al(1990) indiquent dans une station tregraves
pollueacutee du port de la Havane des concentrations eacuteleveacutees en meacutetaux Fe=l08 ppm Cu=473
ppm Zn=267 ppm chiffres qui sauf pour le cuivre restent infeacuterieurs aux mesures obselveacutees agrave
la pointe de lArmorique Ces auteurs montrent une accumulation des meacutetaux lourds
relativement importante dans les diffeacuterents organes des oursins notamment au niveau du tube
digestif (cas du plomb et du cuivre) il serait inteacuteressant de connaicirctre eacutegalement les doses dans
les autres parties de lorganisme Cette accumulation preacutesentant des fluctuations saisonniegraveres
lieacutees au meacutetabolisme de lanimal un suivi plus reacutegulier des concentrations en meacutetaux devrait
ecirctre envisageacute
Cependant les meacutetaux peuvent ne pas ecirctre les seuls agents agrave mettre en cause Les pesticides
et les hydrocarbures sont eacutegalement susceptibles de pouvoir provoquer des anomalies (cf
Annexe VU) Les PCBs employeacutes dans de nombreux secteurs industriels bien que quelquefois
signaleacutes dans les seacutediments de la zone portuaire agrave des taux importants (PCBs=183
ppbMarchand 1985) semblent agrave eacutecarter En effet Trieff et al (1 988) bien quil mette en
eacutevidence un effet spermiotoxique signale labsence daccumulation de ce type de produits dans
les organismes ce qui preacutesente comme impossible toute influence des PCBs dans les conditions
ougrave les expeacuteriences ont eacuteteacute meneacutees
La preacutesence dans le bassin Nord de rejets de deux stations deacutepuration situeacutees en amont de
la Penfeld exerce aussi une influence sur la qualiteacute bacteacuteriologique des eaux de ce secteur
Leurs apports sont estimeacutes agrave 1014CFIh Dautre part le ruisseau du Relecq Kerhuon situeacute pregraves
de lestuaire de lElom amegravene quant agrave lui jusquagrave 1012CFIh en hiver (source DDE rapport
Saunier eau et environnement) Ces chiffres peuvent apporter une explication aux mortaliteacute
30
des lalVes obselVeacutees pour le site de Marloux des bacteacuteries pathogegravenes preacutesentes dans les
gonades peuvent secirctre deacuteveloppeacutees pendant la peacuteriode dincubation
Les reacutesultats de lanalyse geacuteneacutetique trahissent un deacuteficit en heacuteteacuterozygotes important sur le
site de la pointe de lAnnorique Ce deacuteficit freacutequemment rencontreacute chez les mollusques
bivalves (Buroker 1983~ Singh amp Green 1984) et dautres inverteacutebreacutes marins (Murphy et al
1975 Day amp Bayne 1988) peut avoir plusieurs significations il sagit soit de la preacutesence
dallegraveles silencieux (1) soit dun pheacutenomegravene dinbreeding (2) soit dM effet Wahlund (3) ou
encore du reacutesultat de la pression de seacutelection exerceacutee par les facteurs eacutenonceacutes plus haut (4)
(1) Lhypothegravese de la preacutesence dallegraveles nuls lo est peu probable eacutetant donneacute le nombre de
loci preacutesentant un excegraves dhomozygotes
(2) Le pheacutenomegravene dautofeacutecondation nest pas agrave eacutecarter car des cas dhermaphrodisme
certes peu freacutequents ont deacutejagrave eacuteteacute rapporteacutes sur ce mecircme site (Neefs 1952) Leacuteventualiteacute que
les gegravenes impliqueacutes ne soient pas porteacutes par des chromosomes autosomaux na pas eacuteteacute veacuterifieacutee
(3) Les conditions dhydrodynamisme sexerccedilant sur cette zone peuvent ecirctre invoqueacutees pour
venir conforter la thegravese dun effet Wahlund (conseacutequence dun eacutechantillonnage effectueacute sur
deux sous-eacutechantillons dun mecircme site se comportant comme des populations Mendelliennes
seacutepareacutees)
(4) Une seacutelection exerceacutee par les conditions du milieu reste le)plication la plus probable
Cette influence des facteurs environnementaux comme la preacutesence de meacutetaux mentionneacutee
preacuteceacutedemment sexerce pendant la vie lalVaire peacutelagique mais surtout durant la phase critique
de la meacutetamorphose et les eacutetapes qui suivent le recrutement La meacutetamorphose chez les oursins
sulVient apregraves une peacuteriode variable de vie lalVaire pouvant durer selon les espegraveces et les
conditions entre 5 et 22 semaines (Strathmann 1987) ce qui expose les larves agrave de nombreux
aleacuteas Certains auteurs eacutevoquent limportance du recrutement comme facteur dheacuteteacuterogeacuteneacuteiteacute
geacuteneacutetique entre populations (Watts et al 1990) Or une eacutetude comparative des populations
des deux sites concerneacutes a montreacute une forte irreacutegulariteacute du recrutement dans la population de
Marloux par rapport agrave celle de la pointe de lAnnorique (Lumingas amp Guillou sous presse)
Ces auteurs imputent ce pheacutenomegravene au spectaculaire deacuteveloppement dalgues qui apparaicirct
IOallegravele nul (ou silencieux) est dit dun allegravele qui ne sexprime pas sur le gel
31
chaque anneacutee sur ce site agrave la faveur des apports fluviaux en eacuteleacutements nutritifs Dune part il
inhiberait laction attractive du maeumlrl dautre part la deacutecomposition de ces veacutegeacutetaux agrave
lautomne provoquerait la mortaliteacute des recrues en reacuteduisant la couche superficielle du seacutediment
et entraicircnerait le deacuteveloppement dun film bacteacuterien empecircchant 1a fixation des post~larves Le
site de la pointe de lArmorique semble au contraire avoir des recrutements reacuteguliers
Les groupes de recrues connaissent donc des destins diffeacuterents sur les deux sites ce qui
pourrait expliquer les diffeacuterences dheacuteteacuterozygotie observeacutees
Pour confirmer cette hypothegravese il conviendrait de comparer des eacutechantillons plus grands
dindividus de mecircme agravege correspondant agrave une peacuteriode ougrave le recrutement a eacuteteacute bon sur les deux
sites voire mecircme de comparer directement les geacutenotypes des jeunes individus recruteacutes dans les
deux sites Dautre part la comparaison du site de la pointe de lArmorique avec celui du
Dellec pourrait fournir des indications importantes pour confirmer lhypothegravese de lexistence
dune pression de seacutelection
V 1CONCLUSION
Leacutetude des phases de reproduction et deacuteveloppement larvaire des populations doursins de
la Rade de Brest met en eacutevidence des troubles fonctionnels chez les populations du bassin
Nord proches de la zone portuaire en particulier sur le site de la pointe de lArmorique qui
contraste avec les bons reacutesultats obtenus pour le site du Dellec sous influence oceacuteanique La
convergence des donneacutees de geacuteneacutetique avec les reacutesultats observeacutes confirme la validiteacute de la
meacutethode utiliseacutee et renforce la fiabiliteacute de Sgranularis comme bioindicateur
Les causes de ces deacuteregraveglements sont sans doute multiples aussi ce travail meacuterite-t-il un suivi
agrave plus long terme Leacuterude des diffeacuterents paramegravetres influenccedilant les conditions de vie des
oursins de la pointe de lArmorique (tempeacuterarure saliniteacute seacutedimentologie biomasse matiegravere
organique ) ainsi que des essais de transplantations in situ dindividus sains devraient
permettre de mieux preacuteciser les facteurs responsables de ces perturbations
Quant aux premiers reacutesultats danalyses des teneurs en meacutetaux lourds du Laboratoire
Municipal ils devraient ecirctre eacutetendus agrave dautres parties du corps (test intestin) et effectueacutes sur
un cycle annuel y compris sur le site des Gleacutenan
32
VI 1BffiLIOGRAPHIE
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ANNEXEI
SCHEIHA DU PROTOCOLE EXPERThlENTAL DES TESTS DE FECONDATION IN VITRO
oursin9 gonades
~ eau ae mer 1iltreacutee (045I-lm)
soies (200l-lm)
Dfiltration
eau de mer filtreacutee (045I-lm)
deacutecantation ovocytes
oursin ltJ ---+ gonades -
filtration soies (60~m) ~
D~
middot middot middot middot
30 ml bd
lavages et dilutions
1 1 1 1 1 1
bull bull bull bull bullbull ~
~~~ ~
env 1500 ovocytesml
m~ 1
env 50 ovocytesml
39
AtlNEXE II
ELECTROPHORESE
Installation des eacutechantillons
a coupe pratiqueacutee dans le gel b eacutechantillons
Montage du circuit
a tampon deacutelectrodes b eacuteponges c eacutelectrodes relieacutees au geacuteneacuterateur d ligne dinsertion des eacutechantillons
40
ANNEXEIll
PREPARATION DES SOLUfIONS DELECTROPHORESE
Tampon Tris Citrate pH 8 (TC 8)
- Electrodes Tris (062M) 756 g
Ac citrique (014M) 300 g eau distilleacutee qsp 1 l
- Gel 30 ml de tampon eacutelectrodes dans 900 ml deau distilleacutee
ajuster agrave pH 8 avec du Tris (lM) ou de lacide citrique (lM)
Tampon discontinu Tris Citrate pH 67 (TC 67)
- Electrodes pH 63 Tris (022M) 270 g
Ac citrique (008M) 180 g eau distilleacutee q sp 1 1
ajuster agrave pH 63 avec du Tris (lM) ou de lacide citrique (lM) - Gel pH 67
Tris (0008M) 097 g Ac citrique H20 (0003M) 063 g
eau distilleacutee qsp 1 1 ajuster agrave pH 67 avec du Tris (lM) ou de lacide citrique (lM)
Reacutesolution obtenue par systegraveme enzymatique
Muscle Tube Digestif Gonades Nbre Locus TCPH8 TC pH TC pH 8 1 TC pH li TC pH 8 1 TC pH dallegraveles
67 67 1 67
AAT-1 +
AAT-2 + 2
GPD-l IDH-1 + + + +
LAP-1
l1DH-1 ++ )
l1DH-2 +++ ++ 2 ME-l + 2 ME-2 + ++ 3
PGD-1 ++ + 6 PGI-1 +_
- ++ ++ 4
PGM-1 + + 3 PGM-2 +++ ++ 4
bull Faible ++ Bonne + Moyenne +++ Tregraves bonne
41
ANNEXE IV
SOLUTIONS DE COLORATIONS
AAT (Aspartate-aminotransfeacuterase)
Tris A 80 ml AccxCeacutetoGlutarique 100 mg Ac Aspartique 200 mg Phosphate de pyridoxal 10 mg dissoudre veacuterifier que pH lt 74 (ajuster avec Tris LM) verser et incuber agrave 37degC pendant 15 min puis ajouter Fast Blue BB 100 mg
IDH (Isocitrate deacuteshydrogeacutenase)
Tris A 70 ml Isocitrate (0 lM) 8 ml MnCl2 (025M) 06 ml MgC12 (OSM) 05 ml ajouter avant coloration Isocitrate (poudre) 10 mg NADP 1 2 ml PMS 1 ml NET 1 ml lvITT 05 ml
MDH (Malate Deacuteshydrogeacutenase)
Tris A 10 ml MgCl2 (OSM) 02 ml Ac Malique (2M) 3 ml NAD 1 15 ml puis ajouter avant coloration PMS 03 ml NET 07 ml MTT 07 ml +Agar dans Tris A tiegravede 10 ml
6PGD (6Phosphogluconate Deacuteshydrogeacutenase)
TrisA 10 ml MgC12 (OSM) 15 ml 6Phosphogluconate 20 mg puis ajouter avant coloration NADP 1 01 ml PMS 01 ml NET 02 ml tvm 02 ml +Agar dans Tris A tiegravede 10 ml
GPI (Glucose-Phosphate Isomeacuterase)
Tris A 10 ml MgC12 (O5Ivi) 1 ml Fructose 6P 10 mg puis ajouter avant coloration NADP 1 05 ml PMS 05 ml NET 05 ml MTT 05 ml G6PDH 6~Ll ou 17u +Agar dans Tris A tiegravede 10 ml
LAP (Leucine-aminopeptidase)
Tris-Malate 90 ml preacutechauffeacute agrave 30degC MnCl2 (01r1) 1 ml MgCl2 (05lvf) 1 ml Lleucilj3Naphthylamine 15 agrave 20 mg incubation 30 min agrave 37degC ajouter avant coloration Fast Gamet GBC 60 mg dilueacute dans quelques gouttes de Tris-Malate (manipuler ce produit avec des gants)
ME (Malice-Enzyme)
Tris A 10 ml MgCl2 (O5~1) 15 ml AcMalique (2tv1) 1 ml puis ajouter avant coloration NADP 1 01 ml PMS 03 ml NET 07 ml MTT 07 ml +Agar dans Tris A tiegravede 10 ml
PGM (phosphoglucoMutase)
Tris A 10 ml MgCl2 (05)11) 1 ml Glucose IP (+15 diP) 100 mg puis ajouter avant coloration NADP 1 05 ml PMS 05 ml NET 05 ml lvITT 05 ml G6PDH 6~1l ou 17u +Agar dans Tris A tiegravede 10 ml
42
9
----- - - - _----- - -
W~--shy
ANNEXEV
Tempeacutelllture il linterface eaumiddotseacutediment au site du Dlilec
17 T middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot-middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot-middot_middotmiddotmiddotmiddot-middot-middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot-middot--middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot-middotmiddot--- - -- ----_--- -- - shy
16 +--- ---------- --__--shy
15 --- -- ---- - --- middot - middot-middotmiddot-middotmiddotmiddot-middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot_-middot-middot -middotmiddotmiddotmiddot-middot-middot-middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot-middotmiddot middotTt~hl~ - ------ Ecirc 14 - - -- --------- ---middot---middot-middotmiddot-middot-middot-trrfo-r~~wbWljl~I~~~--------------t-------------iiiiJiI~i~L--_-----------------------8 12 YrljVWfAI--shy --shy - shy _-----------------------------
middotmiddot-middotmiddot~IImiddot middotmiddot-middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot-middotmiddotmiddotmiddot-middot --middotmiddot--shy - ------------_- ----------11 t-middot
10 ~~--shy --- ----_-- - -- - - ------------_-
~ ~ ~ ~ 3 5 = 3 -~ shy
~ ~ = ~ ~ ~ 7 ~ 7 7 ~ ~ lt lt jf ~ r- ~ C t- C ~ oA C 0 0 0 0 ~ shy0 0 N
~
Tempeacutelllture il linterfue eau-seacutediment il la pointe de lAnnorique
11 ~ li ~ ~ ~ ~ ~ of j ~ ~ i ~ f N M ~ M ecirc ~ M
(donneacutees LR-i CvRS D1513 Faculteacute des Sciences Brest)
43
ANNEXEVI
TENEURS EN QUELQUES METAUX LOURS DANS LES GONADES DOURSINS DE LA RADE DE BREST
1Armorique (n=7) lIurloux (n=8) Deliee (n=8) 1
Fer (Fe) mgfKg 2869plusmn141O 531plusmn438 410plusmn250 1
lt 02Plomb (Pb) mgfKg O75plusmnO24 026plusmnO18
Cuivre (Cu) mgfKg O76plusmnO33 030plusmnO Il 045plusmnO42
Cadmium (Cd) mgIKg 396plusmnO55464plusmn125 463+12
Zinc (Zn) mgfKg 3563plusmn2828 1811=1241 1528plusmn1506 i
1
Mercure (Hg) mgfKg 026plusmnO12 018plusmnO08 020plusmnO13 1
(donneacutees Laboratoire lvllmicipal de Brest 16 rue Alexandre Ribot - J928iuml BREST Cedex Ofi0894)
ANNEXE VII
Agents toxiques essayeacutes pour leur toxiciteacute sur le deacuteveloppement la reproduction
et pour leur toxiciteacute geacuteneacutetique sur les embryons et le sperme doursins
(dapregraves PAGAl~O et al 1987)
Classe d aogents___+-____Agent=-s____~r__---Reacute~feacuterences___--1
1 Agents Physiques Rayons X RUST AD 1959 Rayons r GIORDANO et al 1983 Lumiegravere visible PAUL et al 1970
SPECK et al 1980
II Agents chimiques A Inorganiques Arsenic PAGANO et al 1982a
Beacuteryllium GIORDAlIO et al 1983 Cadmium PAGANO et al 1982b Chrome PAGA1-iO et al 1983a Cuivre HESLINGA 1976
PAGANO et al 1986 Mercure KOBA YASHI 1980 Nickel GIORDANO et al 1982 Changements de pH PAGANO et al 1985a 1985b
CIPPOLARO et al 1986 DUBE et al 1985
Zinc GIORDANO et al 1983 PAGANO et al 1986
B 1 Organiques 1 - Polluants industriels Peacutetrole dispersants du peacutetrole HAGSTROM et LONNING 1976
Pesticides organochloreacutes FALK-PETERSEN1979 BRESCH-ARENDT 1977
Styregravene et deacuteriveacutes PAGANO et al 1978 Dipheacuteny1 dipheacutenyl ether PAGANO et al 1983b PCBs ADAMS 1983
PAGANO et al 1985c
2 - Canceacuterigegravenes Acridines BRACHET 1968 Benzo(a)pyregravenes DE ANGELIS et GIORDANO
1974 HOSE et al 1983
712 dimeacutethy1benz( a)anthracegravene DE ANGELIS et GIORDkIO 1974
TPA (phorbol ester) BRESCH--RENDT 1978 Urethane NAKASHIMA et ISHIKAWA
1978 3 - Composeacutes pharmaceutiques Agents antineacuteop1astiques REN1llLARD et al 1975
WANG et al 1977 Thalidomide HAGSTROM et LONNING 1973 Acide nalidixique CZ1TN etaI 1981 Povidone iodine ROZENKRANZ et al 1980
III Meacutelanges KOBAYASHl 1971 1984 KINAE et al 1981 OSHIDA et al 1981 DINNEL et al 1981
LES MEacuteTAUX LOURDS DES PRODUITS MAnlNS AUX CONSOMMATEURS
(Les v(Jlours m6us uang ce
Ooso quotishydienne
Il eacutecossai ro fi lhomme
(ell IlIl)
Dose toxique
pOUf lIl(Hl li)] Il
(1)
)OllS
adIJ1ilUuml
dan~ 1es al ililUlllS
(1l1Uk~raquo
EltlU ltIll Ilwr (111]1)
AlrJucs (lilgkJ )
Mollusques (IlIUkg)
Cfuslncocircs (11111111)
Poissons (muka)
Arsenic
001 ~O 02 mg
III 70 1119 1 SOllt mOrlols
0002-0001
014-1
7 -120
15 17 (rwvolln)
25-75 (oOndill)
LI ore
100 Illoi
I(i
04-20
1 (moulu)
025 15 (11111 l 1 IcircIl )
020
tilJlcilU sont les plus
CildmIcircUIll
30 mu so1l1 toxiquuumls
f()i~5()1l
1 Molluoque
rshy1
01
00006
01 i-3
Chromo
VI WO Ill) Cr ~()Ilt IIHHlelr
01
000005
002 -1
er1llllent rellcontreacutees dlIls les publications ctuel
Cuivre
2 mg
25 fi sont IllOrlel
Poisson li
Mollusqull 110
0003-001
17-124
GO-900 (Iluitru)
20-90 (convoi)
l5-G (1 lion)
Mercure
Poisson jusqul 07
0000 03
----_
O02G-O2
004
01 middot10
Plomb
moi
0000 03
05 9
28-6 (huicirctre)
~- ----shy01-23
(tHlllllnrl)
O3-G
Seacuteleacutenium
3
000009
02-01
Zinc
6- 10 mg
35
0001-001
il2-Hi)
100-1 GOO (lIl1illO)
122-18 1 (1Il1IrlllI)
02middot1 200 (llilrell~1 )
---------- ----shy
fi (JIIIIUIIIaS
Les doses admissibles dilfl~ les aliments sonl exprillleacutees en millilrammes par kilogramme daliment
Les concclltrations daJis les produits rnHIcirclls sont (ouloS oxprilllUcircfS CIl lllilliJtallHllCS pM kilonriltlHlw do Illnliegravero segravecho
Chnque (ois qlll cela a ugravet possillln on il if)diqur~ entre p1fef)lhegravesos dnns qllJllc csplco nvait ocirctri trouveacutee ln plus (orte dosn
(1) [n CilS diumlnDntioll Cil IIlle scule (ois (SOllfce Rapport du Groupe Irleflilinisteacuterid des prohl~llIes de Pollution de la Mer 1(73)
EXTRAITS DE lA CIRCUlAIRE DU 13 MAl 1991
Circulaire du Ministegravere de lEnvironnement creacuteant les contrats de baie
Les eaux inorales franccedilaises doivent se situer en permanence agrave un niveau de qualiteacute suffisant pour ne pas mettre en peacuteril les eacutecosystegravemes cocirctiers qui constituent un eacuteleacutement majeur du patrimoine eacutecologique national ()
Lapproche retenue rient compte de la diversiteacute et de la complexiteacute des situations rencontreacutees ie long des cocirctes franccedilaises Certains SeCIeurs son principalement affecteacutes par des pollutions chimiques (meacutetaux etou composeacutes organiques ( )
De plus les pheacutenoTregravenes regroupeacutes sous une mecircme appeiation (egraveystrophies marines par exemple) reacutesJltent r jait de meacutecanismes diffeacuterents dont les c1uses et les facteurs de maitrise dofent ecirctre deacutetermineacutes dans chaque cas particJpr afin decirctre certain de mettre en oeuvre au plus juste coucirct des remegravedes efficaces ( j
n apparaft au corraire que pour chaque secteur C littorc oi une action est neacutecessaire a soluor adeacutequate ne peut ecirctre trouveacutee cu au niveat loca~ en associant tous les resporsables co-erneacutes Un outil nouveau est proposeacute le Contrat de Baie dont linitiative peut br= prise par lEtat mais aussi par dautrs acteurs (collectiviteacutes locales cssociatiors rotamment) ()
Chaque Cartrat de 3aie doit correspondre agrave une uniteacute middot-orale rmogegravene ()
Puisque la lutte ccr-se la pollution des eaux littorales ne peut ecircrr= efficace que par la prise
en compte des apports de Jensemble du bassin versant le Contrat de Baie doit ecirctre eacutelaboreacute agrave ce niveau
Pour eacuteviter ces eacutecueils tout Contrat de Baie devra reposer sur une connaissance aussi preacutecise que possible
bull de lensemble des sources de poiJution affectant le secteur rejets coners (ponctuels ou diffus) apports par les cours deau immersions de deacuteblais de dragage etc
bull des meacutecanismes de transfert des pollutions au milieu marin
bull des caracteacuteristiques du milieu reacutecepteur (morphologie courants caracteacuteris-tiques hvdrochimiques et biologiques)
bull des USIlges agrave proteacuteger et des zones sensibles du point de vue eacutecologique
Puisque lameacutelioration de la qualiteacute des eaux dun secteur du littoral implique de deacutefinir un programme concernant lensemble du bassin versant la maicirctrise douvrage de leacutetude ne pourra en geacuteneacuteral ecirctre confieacutee qu acirc une collectiviteacute locale de niveau supra shycommunal ()
L finaii du Contrat de Baie est dinciter les divers panenaires concerneacutes en particuer es coliegrave-ivieacutes locales agrave deacutepasser le cadre des scheacutemas classiques dassainissement dans tcs les cas c des dispositions speacutecifiques doivent ecirctre prises pour restaurer la qualiteacute des eaux (
Les taux de pluteus normaux (N) obtenus pour les sites de lArmorique et de Marloux sont
significativement infeacuterieurs au site des Gleacutenan choisi comme reacutefeacuterence (respectivement 689
et 812 contre 869 auxiles Gleacutenan cf fig3d)
Le site de lArmorique se distingue des trois autres populations par un taux de blocage au
stade embryonnaire (P2=118) et de pluteus retardeacutes (R=143 fig3e) significativement
plus eacuteleveacutes de plus les tests sur les individus macircles montrent sur cette cateacutegorie des reacutesultats
statistiquement plus eacuteleveacutes que pour les femelles (t=249068 n=38 0=0005)
Le site de Marloux preacutesente un taux dembryons intermeacutediaire entre celui trouveacute agrave la pointe
de lArmorique et celui des Gleacutenan (58 fig3b) Le taux de mortaliteacute (M) y est
significativement supeacuterieur agrave toutes les autres stations (24 contre 08 agrave 12 fig3f)
En revanche aucune diffeacuterence statistique nIa eacuteteacute rencontreacutee en comparant les sites du
Dellec et des Gleacutenan agrave quelque stade de deacuteveloppement que ce soit bien que les reacutesultats
soient geacuteneacuteralement infeacuterieurs pour le site de la rade
Les pluteus pathologiques (Pl) sont du mecircme ordre de grandeur dans tous les sites (37)
et ne permettent pas deacutetablir de comparaison (fig3e)
TABLEAU 1 COllPARAISON DES RESUlJTATS DES TESTS DE FECONDATION
N() P2 ()1
i F() R() 1 Pl () M() 1rmoriq ue Macircles 922plusmn64 13+16689plusmnU5 82plusmn80178plusmn10S 1 38plusmn16
1
Femelles 93Oplusmn45 688plusmn166 108plusmn70 39+16 153plusmn177 L2plusmnL3 11
689plusmn145 Il8plusmnl43Total 1 922plusmn64 143plusmn9A 38plusmn22 12plusmn20 2larloux Macircles 800plusmn42 79plusmn34 41plusmn27928plusmn37 5 1plusmn3 1 28+8
Femelles 91Oplusmn94 824plusmn84 1 59plusmn3 1 33plusmn14 65plusmn61 L9plusmn22 69plusmn36 37plusmn21 58plusmn5O 24plusmn5Total 919+74 812plusmn69
27plusmn27Deliee Macircles 81plusmn3ocirc 33plusmn15 O9plusmnLO925plusmn57 i 850plusmn59 96plusmn56 1 45+16 27plusmn32Femelles l2plusmn24928plusmn61
1 82Oplusmn9O 27plusmn29 10plusmn18Total 89plusmn4iuml 39plusmn22926plusmn58 835plusmn771 1
27plusmn23 O6plusmnO777plusmn50 38plusmn23Gleacutenan Macircles 851plusmn69949plusmn45 - l+ 1)~_J_ 1 34plusmnl7 14plusmn13Femelles LOplusmn14887plusmn72943plusmn44
21plusmn2O 1 O8plusmn1l869+72 1 66+51 1 i 36plusmn2OTotal 946+44
mise en eacutevidence dune diffeacuterence significative entre ies reacutesultats des deux sexes
21
_________________ _
Fig 3 Preacutesentation graphique des reacutesultats des tests eacutecotoxicologigues
Taux de feacutecondation (F)
100
1 1 6 iuml 1 1
agrave~J 9 1
0
1
1~1 l i 1
80_
751 1
Armorique Marioux Deliee Gleacutenan
Fig 3a taux de feacutecondation observeacutes pour chaque station
Embrvons (P2) 00
1 1
11
15
10 T 5 shy
0 Armorique Marloux Deliee Gleacutenan
Fig 3b taux de blocage embryonnaire obseneacutes pour chaque station
Pluteus retardeacutes CR)
25CO
20CO
15CO o
10CO
5CO 1 9 i
OCO
Armorique Martoux Jallee Gleacutenan
Fig 3c taux de pluteus retardeacutes obsenes sur chaque statlon
22
__________________ _
Pluteus nomlaut (N)
100 T iuml ccedil 2751 iuml 2 l Q
l501 1
T251
1
0 Armorique Marloux Deliee Gleacutenan
Fig3d taux de pluteus normaux observeacutes sur chaque station
Pluteus pathologiques (Pl)
8
161
i T shy1l iuml
1 11 14 -
I r-
tJiuml t 1
1 2 1 1
omiddot Armorique Mariaux Deliee Gleacutenan
Fig 3e [mLC de plweus pathologiques observeacutes sur chaque station
Tault de mortaliteacute on
500
400
300 l
200
1
100 J J j J
000
Armorique Mariaux Deliee Gleacutenan
Fig 3 taux mortaliteacute observeacutes pour chaque station
30 - Geacuteneacutetique des populations
Les reacutesultats sont rassembleacutes sur les tableaux n02 et 3 Sur les Il loci eacutetudieacutes on remarque
que la population de lArmorique seacutecarte significativement de leacutequilibre de Hardy-Weinberg
pour 5 loci (PGM-l et 2 IDH-l PGD-l GPI-1) alors que lon observe seulement 2 cas pour
le site de MarIoux TI est agrave noter que dans chaque cas les indices de fLation de la population
de lArmorique sont plus eacuteleveacutes que ceux de MarIoux traduisant une deacuteviation plus
importante Cette observation est correacuteleacutee par une heacuteteacuterozygotie en moyenne plus eacuteleveacutee agrave
MarIoux quagrave lArmorique (0207plusmnO057 contre 0180plusmnO052) Le pourcentage de loci
polymorphes (seuil 95) est de 6364 agrave MarIoux contre 4545 agrave lArmorique
Lindicateur de diffeacuterenciation geacuteneacutetique moyen calculeacute selon la meacutethode de Weir et
Cockerham est faible (FST=00059plusmnO0048) et ne montre pas de diffeacuterence significative Dans
ces conditions lestimation du nombre dindividus eacutechangeacutes par geacuteneacuteration donne une valeur
eacuteleveacutee (Nm=42 12plusmn23 Il)
TABLEAU 2
RESUltŒ DES F-STATISTIQUES
Locus FIS FIT FST
PGM-1 0381 0384 0004 PGM-2 0359 0360 0001 IDH-l 0226 0233 0010 PGD-l 0351 0352 0002 MDH-1 -0013 -0009 0005 MDH-2 -0026 -0013 0013 GPI-1 0346 0352 0012 ME-1 0252 0253 0001 ME-2 -0034 -0030 0005
MT-1 -0051 -0040 0012 MT-2 0137 0137 0000
Moy 0273 0276 0006
24
TABLEAU 3
STRUCTURE GENETIQUE DE DEUX POPULATIONS DE Sgranillaris SUR UNE BASE DE 11 LOCI
Pointe de Marloux Pointe de lArmorigue 1
1 1
Locus allegravele freacuteq Ho He D Het freacuteq Ho He D Het
PGM-l 105 0013 2 1987 0006 0050 - 1 2924 -0658 0073
100 0975 0962
95 0013 0038
PGM-2 110 0025 15 22l77 -0324 0554 - 12 20468 -0414 0512
105 0262 0287
100 0613 0637
95 0087 0075
90 0013 shyIDH-l 105 0081 7 8260 -0153 0223 0015 3 4761 -0370 0140
100 0amp78 0926
95 0041 0059
PGD-l 110 0025 15 19392 -0227 0485 0038 9 18063 -0502 0452
107 0013 shy105 0213 0250
100 0688 0700
95 0050 0013
90 0013 shyltIDH-l 105 - 1 1000 0000 0025 0013 1 1000 0000 0025
100 0988 0988 95 0013 shy
MOH-2 110 - 0 - - - 0025 2 1975 0013 0 049
100 1000 0975
GPI-I 110 0112 Il 14620 -0148 0366 0175 6 11696 -0487 0292
105 0075 shy100 0788 0325
100 0850 0863
95 0025 -ltŒ-1 105 0050 2 3843 -0480 0096 0038 3 2924 0026 0073
100 0950 0962
rv1E-2 105 0013 3 2949 0017 0074 0038 3 2924 0026 0073
100 0962 0962
95 0025 -MT-1 105 0038 6 5734 0046 0143 0025 2 1975 0013 0049
100 0925 0975
95 0038 -MT-2 105 0150 10 10329 -0032 0258 0138 7 9608 -0271 0240 1
Heacuteteacutero~gotIcirce moyenne par locus (non biaiseacutee O207iO057 HeacuteteacuterozygOlIcirclt moyenne par locus (non biaiseacutee == O180iO05 Nombre moyen dallegraveles par locus = 309iO44 Nombre moyen dallegraveles par locus 236iO20 Pourcentage de loci polmorphes (criteacutere 95) == 6364 Po=uge de loci polymorphes (criteacutere 95) =4545
locus preacutesent8llt un deacuteficit en heacuteteacutero~gOles significltl lttest de 1 p$O05)
1
IV 1DISCUSSION
TI ressort de cette eacutetude une convergence des reacutesultats qui reacutevegravele la singulariteacute de la
population de la pointe de lArmorique En effet le cycle de reproduction y est agrave leacutevidence
perturbeacute les valeurs dindice gonadique sont extregravemement faibles et la ponte non deacutecelable Le
taux dingestion est faible Les tests de deacuteveloppement larvaire preacutesentent des anomalies
(blocage aux stades embryonnaires et retard des pluteus) et lanalyse geacuteneacutetique y reacutevegravele pour
pregraves de 50 des loci une deacuteficience en heacuteteacuterozygotes traduisant lagrave une baisse de variabiliteacute
geacuteneacutetique et une deacuteviation par rapport aux conditions dHardYMWeinberg9
Le site voisin de la pointe MarIoux semble beaucoup moins affecteacute le cycle de reproduction
sy deacuteroule tout agrave fait normalement (IG plus eacuteleveacutes que sur le site de reacutefeacuterence) et leacutequilibre
panmictique y est geacuteneacuteralement mieux respecteacute Cependant les tests eacutecotoxicologiques y
deacutecegravelent quelques indices de perturbation les taux de feacutecondations y sont infeacuterieurs au teacutemoin
les embryons preacutesentent quelques blocages et les taux de mortaliteacute des larves sont
statistiquement plus eacuteleveacutes
Les reacutesultats concernant le site du Deliec nindiquent p as de diffeacuterences remarquables par
rapport au site de reacutefeacuterence La peacuteriode de ponte y survient avec un leacuteger deacutecalage sans doute
agrave mettre agrave lactif dune diffeacuterence dans les conditions de tempeacuterature etou de deacuteveloppement
de blooms phytop1anctoniques certains auteurs faisant concorder le deacuteclenchement de la ponte
avec labondance de nourriture disponible pour les larves (Himmelman 1978)
Le comportement des indices de reacutepleacutetion des populations de la rade de Brest savegravere tregraves
distinct de celui de la population de reacutefeacuterence ce qui peut traduire une strateacutegie adaptative
diffeacuterente ou une couverture des besoins eacutenergeacutetiques insuffisante chez les populations de la
rade Cette observation meacuterite notre attention puisque dans le cas de la station de MarIoux le
substrat est semblable agrave celui du site teacutemoin et ne peut expliquer le maintien de lindice de
reacutepleacutetion agrave des niveaux eacuteleveacutes pendant la peacuteriode de reproduction
On peut deacuteduire de ces constatations une distinction entre les populations du fond de la
rade et la station du Deliee situeacutee dans le goulet qui semble a priori exempte de deacutegradation
9Hardy-Weinberg (loi de) loi dheacutereacutediteacute ougrave la preacutesence des gegravenes demeure constante de geacuteneacuteration en geacuteneacuteration en labsence de seacutelection de mutation daccouplements dirigeacutes ou daccidents deacutechantillonnage
26
Les deux populations du bassin Nord subissent agrave leacutevidence linfluence de facteurs
environnementaux qui perturbent leur deacuteveloppement Ces pheacutenomegravenes sont provoqueacutes par
diverses causes dorigine naturelle tout dabord auxquelles viennent sajouter les facteurs
anthropiques
Une certaine hieacuterarchisation dans leacutetat de deacutegradation des sites est agrave prendre en compte En
effet des deux zones perturbeacutees la pointe de lArmorique est celle ougrave les effets se font le plus
durement ressentir
Ces deux stations diffegraverent de par le substrat le reacutegime hydrodynamique et lintensiteacute de
linfluence estuarienne La nature du substrat agrave MarIoux est la mecircme que sur le site de
reacutefeacuterence des Gleacutenan il sagit de fonds meubles composeacutes de maeumlrl vivant recouvert
deacutepiphytes synonymes de ressources trophiques abondantes et disponibles toute lanneacutee ce qui
explique les indices gonadiques eacuteleveacutes observeacutes pour ces deux sites A MarIoux
lhydrodynamisme est calme favorable au deacuteveloppement dune veacutegeacutetation dense dalgues
macrophytes saisonniegraveres (Hily et al 1992) Cette couverture veacutegeacutetale est renforceacutee par
lenrichissement du milieu en sels nutritifs provenant du bassin versant de lElom agrave vocation
agricole (N03-=500 agrave lOOOkgj P043-=30 agrave 700kgj) Les concentrations dans cette zones
sont eacuteleveacutees et varient au cours de lanneacutee elles sont maximales lhiver (N03-=28-51 mgl
P043-=O67-137mgl NH4+=41-37mgl) La preacutesence de ces algues contribue agrave augmenter
et agrave diversifier les ressources trophiques disponibles elle favorise le deacuteveloppement dune faune
diversifieacutee de brouteurs
Sur le site de la pointe de lArmorique par contre le substrat est rocheux et les courants
forts Le couvert veacutegeacutetal y est au contraire clairsemeacute et composeacute dalgues essentiellement
saisonniegraveres La population de lArmorique se trouve donc dans des conditions de ressources
trophiques moins facilement accessibles et plus limiteacutees comme latteste le deacuteveloppement plus
important de lorgane masticateur (par effet compensateur) signaleacute lors dune eacutetude compareacutee
de ces deux populations (Lumingas amp Guillou SOIIS presse) Lanalyse des indices
physiologiques doit se faire en consideacuterant que le degreacute de prospeacuteriteacute dune population reacutesulte
dun compromis entre la nature et labondance des ressources trophiques dune part et dautre
part de leacutenergie que lanimal doit deacutepenser pour collecter digeacuterer et assimiler cette nourriture
27
(Reacutegis 1979) Les deux populations eacutetant au deacutepart placeacutees dans des conditions ineacutegales
lapparition de facteurs exteacuterieurs ne pourrait quamplifier cette diffeacuterence au deacutetriment de la
plus deacutefavoriseacutee
Lexamen comparatif des courbes deacutevolution de tempeacuterature entre le Dellec et la pointe de
lArmorique (stations fixes de mesures hydrologiques) montre un eacutecart de 05 agrave 1degC en faveur
de la partie la plus reculeacutee de la rade (cf Annexe V) En tenant compte de la profondeur on
peut en deacuteduire pour le site de Marloux ougrave la profondeur est faible un eacutecart de tempeacuterature
denviron + l5degC par rapport au Dellec Cette particulariteacute pourrait expliquer la preacutecociteacute de la
maturiteacute remarqueacutee chez la population de Marloux Plusieurs interpreacutetations peuvent expliquer
la chute de lindice gonadique observeacutee en mars interruption dans le deacuteveloppement des
gonades provoqueacutee par les preacutecipitations hivernales (Cochran amp Engelmann 1975 Starr et al
1993) une mobilisation des reacutesenles dues aux conditions climatiques (Guillou amp MicheL
1993) ou au contraire une gameacutetogeacutenegravese preacutecoce comme le laisse supposer la forte valeur de
lindice gonadique en janvier
Les tests de feacutecondation eacutetant reacutealiseacutes dans une eau de reacutefeacuterence les causes de perturbation
du deacuteveloppement larvaire sont intrinsegraveques aux gamegravetes il peut sagir soit de la qualiteacute du
vitellus soit dalteacuterations geacuteneacutetiques soit de laccumulation dans les gonades dun agent
contaminant preacutesent dans le mileu Gamegravetes et embryons doursins sont sensibles agrave un large
eacuteventail de facteurs physiques (tempeacuterature pH saliniteacute etc ) et chimiques (meacutetaux
pesticides PCBs hydrocarbures etc ) ils conviennent eacutegalement pour tester les effluents en
meacutelange (Kobayashi 1971 Dinnel et al 1981 Pagano et al 1987 Lassus et al 1991) ce qui
rend plus difficile la recherche des agents responsables des anomalies observeacutees
On peut tout de mecircme mentionner les fortes teneurs en meacutetaux lourds preacutesents dans toute la
partie Est de la rade (mine de plomb argentifegravere situeacutee agrave Huelgoat) Des mesures reacutecentes de
meacutetaux dans les seacutediments agrave proximiteacute de la pointe de lArmorique font eacutetat des concentrations
suivantes Cu=253 ppm Pb=230 ppm Zn=160 ppm (Troadec corn pers) Les oursins en
tant quorganismes infeacuteodeacutes au seacutediment et participant agrave leur bioturbation sont directement
exposeacutes agrave ce type de contamination Plusieurs eacutetudes in situ font eacutetat de laccumulation de
28
meacutetaux par les oursms notamment dans les gonades et lintestin (Augier et al 1987b
Albanedo et al 1990)
Les tests de toxiciteacute des meacutetaux lourds sur les larves de diffeacuterentes espegraveces doursins ont fait
lobjet de nombreux travaux et les effets de ces polluants sur la feacutecondation et le
deacuteveloppement des larves sont assez bien connus (Kobayashi 1984 Dinnel et al 1989) A
faibles doses les ions meacutetalliques peuvent exercer une action positive caracteacuterisant le
pheacutenomegravene d hormegravese observeacute par Stebbing (1981) sur des colonies dhydrozoaires Une
action semblable est rapporteacutee par Young au niveau du pouvoir fertilisant des spermatozoiumldes
doursins pour des concentrations en divers ions meacutetalliques allant de 10-5 agrave 10-6M (Young amp
Nelson 1974) Cependant il sagit de pheacutenomegravenes marginaux et la tendance geacuteneacuterale de ces
eacuteleacutements se manifeste bien eacutevidemment par un effet toxique Le cuivre le zinc le cadmium
provoquent agrave des seuils diffeacuterents des dommages sur les gamegravetes et leur descendance en
alteacuterant soit la croissance des larves soit la diffeacuterenciation squelettique des pluteus (Bougis
1961 1965 Khristoforova et al 1984 Pagano et al 1982 Hesllnga 1976) Les diffeacuterents
stades larvaires preacutesentent des sensibiliteacutes diffeacuterentes les travaux de Kobayashl (1980)
montrent une plus forte sensibiliteacute des spermatozoiumldes et des larves au stade gastmla ce qui
coincide avec les blocages embryonnaires observeacutes agrave ce stade sur le site de lAlmorique La
preacutesence de meacutetaux dans les gonades pourraient donc logiquement expliquer les reacutesultats
obtenus De plus de fortes preacutesomptions pegravesent sur les rejets de mateacuteriel provenant du service
pyrotechnique de la Marine Nationale sur la pointe de lArmorique
Les reacutesultats dune toute reacutecente analyse effectueacutee par le Laboratoire Municipal de Brest
(aoucirct 94) sur des gonades doursins provenant des trois stations de la rade confirme cette
hypothegravese (cf Annexe VI) Le site de lArmorique se distingue par des teneurs nettement plus
eacuteleveacutees en fer zinc plomb et en cadmium (Fe=263 ppm Zn=356 ppm Pb=075 ppm Cd=076
ppm cest agrave dire selon les meacutetaux entre 2 agrave 5 fois plus que dans les autres stations) Dans
lensemble une certaine contamination meacutetallique peut ecirctre remarqueacutee dont lorigine se situe
dans le trafflc maritime les rejets domestiques et portuaires et les peintures anti-foullng Les
fortes concentrations en zinc proviennent des toitures de lagglomeacuteration brestoise Les
nombreux eacutelevages porcins de la reacutegion peuvent aussi contribuer agrave la pollution en cuivre par
29
lalimentation fournie aux arumaux Cependant la forte contamination locale du site de
lArmorique en fer zinc plomb et cadmium ne peut avoir quune origine ponctuelle qui
confirme les soupccedilons pesant sur les activiteacutes militaires dans ce secteur Compareacutes aux chiffres
trouveacutes dans la litteacuterature les reacutesultats sont coheacuterents Augier et al(1987b) lors dune eacutetude
sur Paracentrotus ividus en baie de Port-Cros avance des concentrations dans les gonades
comparables (Cd=O52 agrave 231 ppm Cu=167 agrave 542 ppm Pb=O33 agrave 117 ppm) mais des
teneurs en mercure sensiblement plus faibles (Hg=003 agrave 004 ppm) Chez une autre espegravece
(Echinometra mathaei) les travaux dAlbanedo et al(1990) indiquent dans une station tregraves
pollueacutee du port de la Havane des concentrations eacuteleveacutees en meacutetaux Fe=l08 ppm Cu=473
ppm Zn=267 ppm chiffres qui sauf pour le cuivre restent infeacuterieurs aux mesures obselveacutees agrave
la pointe de lArmorique Ces auteurs montrent une accumulation des meacutetaux lourds
relativement importante dans les diffeacuterents organes des oursins notamment au niveau du tube
digestif (cas du plomb et du cuivre) il serait inteacuteressant de connaicirctre eacutegalement les doses dans
les autres parties de lorganisme Cette accumulation preacutesentant des fluctuations saisonniegraveres
lieacutees au meacutetabolisme de lanimal un suivi plus reacutegulier des concentrations en meacutetaux devrait
ecirctre envisageacute
Cependant les meacutetaux peuvent ne pas ecirctre les seuls agents agrave mettre en cause Les pesticides
et les hydrocarbures sont eacutegalement susceptibles de pouvoir provoquer des anomalies (cf
Annexe VU) Les PCBs employeacutes dans de nombreux secteurs industriels bien que quelquefois
signaleacutes dans les seacutediments de la zone portuaire agrave des taux importants (PCBs=183
ppbMarchand 1985) semblent agrave eacutecarter En effet Trieff et al (1 988) bien quil mette en
eacutevidence un effet spermiotoxique signale labsence daccumulation de ce type de produits dans
les organismes ce qui preacutesente comme impossible toute influence des PCBs dans les conditions
ougrave les expeacuteriences ont eacuteteacute meneacutees
La preacutesence dans le bassin Nord de rejets de deux stations deacutepuration situeacutees en amont de
la Penfeld exerce aussi une influence sur la qualiteacute bacteacuteriologique des eaux de ce secteur
Leurs apports sont estimeacutes agrave 1014CFIh Dautre part le ruisseau du Relecq Kerhuon situeacute pregraves
de lestuaire de lElom amegravene quant agrave lui jusquagrave 1012CFIh en hiver (source DDE rapport
Saunier eau et environnement) Ces chiffres peuvent apporter une explication aux mortaliteacute
30
des lalVes obselVeacutees pour le site de Marloux des bacteacuteries pathogegravenes preacutesentes dans les
gonades peuvent secirctre deacuteveloppeacutees pendant la peacuteriode dincubation
Les reacutesultats de lanalyse geacuteneacutetique trahissent un deacuteficit en heacuteteacuterozygotes important sur le
site de la pointe de lAnnorique Ce deacuteficit freacutequemment rencontreacute chez les mollusques
bivalves (Buroker 1983~ Singh amp Green 1984) et dautres inverteacutebreacutes marins (Murphy et al
1975 Day amp Bayne 1988) peut avoir plusieurs significations il sagit soit de la preacutesence
dallegraveles silencieux (1) soit dun pheacutenomegravene dinbreeding (2) soit dM effet Wahlund (3) ou
encore du reacutesultat de la pression de seacutelection exerceacutee par les facteurs eacutenonceacutes plus haut (4)
(1) Lhypothegravese de la preacutesence dallegraveles nuls lo est peu probable eacutetant donneacute le nombre de
loci preacutesentant un excegraves dhomozygotes
(2) Le pheacutenomegravene dautofeacutecondation nest pas agrave eacutecarter car des cas dhermaphrodisme
certes peu freacutequents ont deacutejagrave eacuteteacute rapporteacutes sur ce mecircme site (Neefs 1952) Leacuteventualiteacute que
les gegravenes impliqueacutes ne soient pas porteacutes par des chromosomes autosomaux na pas eacuteteacute veacuterifieacutee
(3) Les conditions dhydrodynamisme sexerccedilant sur cette zone peuvent ecirctre invoqueacutees pour
venir conforter la thegravese dun effet Wahlund (conseacutequence dun eacutechantillonnage effectueacute sur
deux sous-eacutechantillons dun mecircme site se comportant comme des populations Mendelliennes
seacutepareacutees)
(4) Une seacutelection exerceacutee par les conditions du milieu reste le)plication la plus probable
Cette influence des facteurs environnementaux comme la preacutesence de meacutetaux mentionneacutee
preacuteceacutedemment sexerce pendant la vie lalVaire peacutelagique mais surtout durant la phase critique
de la meacutetamorphose et les eacutetapes qui suivent le recrutement La meacutetamorphose chez les oursins
sulVient apregraves une peacuteriode variable de vie lalVaire pouvant durer selon les espegraveces et les
conditions entre 5 et 22 semaines (Strathmann 1987) ce qui expose les larves agrave de nombreux
aleacuteas Certains auteurs eacutevoquent limportance du recrutement comme facteur dheacuteteacuterogeacuteneacuteiteacute
geacuteneacutetique entre populations (Watts et al 1990) Or une eacutetude comparative des populations
des deux sites concerneacutes a montreacute une forte irreacutegulariteacute du recrutement dans la population de
Marloux par rapport agrave celle de la pointe de lAnnorique (Lumingas amp Guillou sous presse)
Ces auteurs imputent ce pheacutenomegravene au spectaculaire deacuteveloppement dalgues qui apparaicirct
IOallegravele nul (ou silencieux) est dit dun allegravele qui ne sexprime pas sur le gel
31
chaque anneacutee sur ce site agrave la faveur des apports fluviaux en eacuteleacutements nutritifs Dune part il
inhiberait laction attractive du maeumlrl dautre part la deacutecomposition de ces veacutegeacutetaux agrave
lautomne provoquerait la mortaliteacute des recrues en reacuteduisant la couche superficielle du seacutediment
et entraicircnerait le deacuteveloppement dun film bacteacuterien empecircchant 1a fixation des post~larves Le
site de la pointe de lArmorique semble au contraire avoir des recrutements reacuteguliers
Les groupes de recrues connaissent donc des destins diffeacuterents sur les deux sites ce qui
pourrait expliquer les diffeacuterences dheacuteteacuterozygotie observeacutees
Pour confirmer cette hypothegravese il conviendrait de comparer des eacutechantillons plus grands
dindividus de mecircme agravege correspondant agrave une peacuteriode ougrave le recrutement a eacuteteacute bon sur les deux
sites voire mecircme de comparer directement les geacutenotypes des jeunes individus recruteacutes dans les
deux sites Dautre part la comparaison du site de la pointe de lArmorique avec celui du
Dellec pourrait fournir des indications importantes pour confirmer lhypothegravese de lexistence
dune pression de seacutelection
V 1CONCLUSION
Leacutetude des phases de reproduction et deacuteveloppement larvaire des populations doursins de
la Rade de Brest met en eacutevidence des troubles fonctionnels chez les populations du bassin
Nord proches de la zone portuaire en particulier sur le site de la pointe de lArmorique qui
contraste avec les bons reacutesultats obtenus pour le site du Dellec sous influence oceacuteanique La
convergence des donneacutees de geacuteneacutetique avec les reacutesultats observeacutes confirme la validiteacute de la
meacutethode utiliseacutee et renforce la fiabiliteacute de Sgranularis comme bioindicateur
Les causes de ces deacuteregraveglements sont sans doute multiples aussi ce travail meacuterite-t-il un suivi
agrave plus long terme Leacuterude des diffeacuterents paramegravetres influenccedilant les conditions de vie des
oursins de la pointe de lArmorique (tempeacuterarure saliniteacute seacutedimentologie biomasse matiegravere
organique ) ainsi que des essais de transplantations in situ dindividus sains devraient
permettre de mieux preacuteciser les facteurs responsables de ces perturbations
Quant aux premiers reacutesultats danalyses des teneurs en meacutetaux lourds du Laboratoire
Municipal ils devraient ecirctre eacutetendus agrave dautres parties du corps (test intestin) et effectueacutes sur
un cycle annuel y compris sur le site des Gleacutenan
32
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ANNEXEI
SCHEIHA DU PROTOCOLE EXPERThlENTAL DES TESTS DE FECONDATION IN VITRO
oursin9 gonades
~ eau ae mer 1iltreacutee (045I-lm)
soies (200l-lm)
Dfiltration
eau de mer filtreacutee (045I-lm)
deacutecantation ovocytes
oursin ltJ ---+ gonades -
filtration soies (60~m) ~
D~
middot middot middot middot
30 ml bd
lavages et dilutions
1 1 1 1 1 1
bull bull bull bull bullbull ~
~~~ ~
env 1500 ovocytesml
m~ 1
env 50 ovocytesml
39
AtlNEXE II
ELECTROPHORESE
Installation des eacutechantillons
a coupe pratiqueacutee dans le gel b eacutechantillons
Montage du circuit
a tampon deacutelectrodes b eacuteponges c eacutelectrodes relieacutees au geacuteneacuterateur d ligne dinsertion des eacutechantillons
40
ANNEXEIll
PREPARATION DES SOLUfIONS DELECTROPHORESE
Tampon Tris Citrate pH 8 (TC 8)
- Electrodes Tris (062M) 756 g
Ac citrique (014M) 300 g eau distilleacutee qsp 1 l
- Gel 30 ml de tampon eacutelectrodes dans 900 ml deau distilleacutee
ajuster agrave pH 8 avec du Tris (lM) ou de lacide citrique (lM)
Tampon discontinu Tris Citrate pH 67 (TC 67)
- Electrodes pH 63 Tris (022M) 270 g
Ac citrique (008M) 180 g eau distilleacutee q sp 1 1
ajuster agrave pH 63 avec du Tris (lM) ou de lacide citrique (lM) - Gel pH 67
Tris (0008M) 097 g Ac citrique H20 (0003M) 063 g
eau distilleacutee qsp 1 1 ajuster agrave pH 67 avec du Tris (lM) ou de lacide citrique (lM)
Reacutesolution obtenue par systegraveme enzymatique
Muscle Tube Digestif Gonades Nbre Locus TCPH8 TC pH TC pH 8 1 TC pH li TC pH 8 1 TC pH dallegraveles
67 67 1 67
AAT-1 +
AAT-2 + 2
GPD-l IDH-1 + + + +
LAP-1
l1DH-1 ++ )
l1DH-2 +++ ++ 2 ME-l + 2 ME-2 + ++ 3
PGD-1 ++ + 6 PGI-1 +_
- ++ ++ 4
PGM-1 + + 3 PGM-2 +++ ++ 4
bull Faible ++ Bonne + Moyenne +++ Tregraves bonne
41
ANNEXE IV
SOLUTIONS DE COLORATIONS
AAT (Aspartate-aminotransfeacuterase)
Tris A 80 ml AccxCeacutetoGlutarique 100 mg Ac Aspartique 200 mg Phosphate de pyridoxal 10 mg dissoudre veacuterifier que pH lt 74 (ajuster avec Tris LM) verser et incuber agrave 37degC pendant 15 min puis ajouter Fast Blue BB 100 mg
IDH (Isocitrate deacuteshydrogeacutenase)
Tris A 70 ml Isocitrate (0 lM) 8 ml MnCl2 (025M) 06 ml MgC12 (OSM) 05 ml ajouter avant coloration Isocitrate (poudre) 10 mg NADP 1 2 ml PMS 1 ml NET 1 ml lvITT 05 ml
MDH (Malate Deacuteshydrogeacutenase)
Tris A 10 ml MgCl2 (OSM) 02 ml Ac Malique (2M) 3 ml NAD 1 15 ml puis ajouter avant coloration PMS 03 ml NET 07 ml MTT 07 ml +Agar dans Tris A tiegravede 10 ml
6PGD (6Phosphogluconate Deacuteshydrogeacutenase)
TrisA 10 ml MgC12 (OSM) 15 ml 6Phosphogluconate 20 mg puis ajouter avant coloration NADP 1 01 ml PMS 01 ml NET 02 ml tvm 02 ml +Agar dans Tris A tiegravede 10 ml
GPI (Glucose-Phosphate Isomeacuterase)
Tris A 10 ml MgC12 (O5Ivi) 1 ml Fructose 6P 10 mg puis ajouter avant coloration NADP 1 05 ml PMS 05 ml NET 05 ml MTT 05 ml G6PDH 6~Ll ou 17u +Agar dans Tris A tiegravede 10 ml
LAP (Leucine-aminopeptidase)
Tris-Malate 90 ml preacutechauffeacute agrave 30degC MnCl2 (01r1) 1 ml MgCl2 (05lvf) 1 ml Lleucilj3Naphthylamine 15 agrave 20 mg incubation 30 min agrave 37degC ajouter avant coloration Fast Gamet GBC 60 mg dilueacute dans quelques gouttes de Tris-Malate (manipuler ce produit avec des gants)
ME (Malice-Enzyme)
Tris A 10 ml MgCl2 (O5~1) 15 ml AcMalique (2tv1) 1 ml puis ajouter avant coloration NADP 1 01 ml PMS 03 ml NET 07 ml MTT 07 ml +Agar dans Tris A tiegravede 10 ml
PGM (phosphoglucoMutase)
Tris A 10 ml MgCl2 (05)11) 1 ml Glucose IP (+15 diP) 100 mg puis ajouter avant coloration NADP 1 05 ml PMS 05 ml NET 05 ml lvITT 05 ml G6PDH 6~1l ou 17u +Agar dans Tris A tiegravede 10 ml
42
9
----- - - - _----- - -
W~--shy
ANNEXEV
Tempeacutelllture il linterface eaumiddotseacutediment au site du Dlilec
17 T middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot-middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot-middot_middotmiddotmiddotmiddot-middot-middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot-middot--middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot-middotmiddot--- - -- ----_--- -- - shy
16 +--- ---------- --__--shy
15 --- -- ---- - --- middot - middot-middotmiddot-middotmiddotmiddot-middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot_-middot-middot -middotmiddotmiddotmiddot-middot-middot-middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot-middotmiddot middotTt~hl~ - ------ Ecirc 14 - - -- --------- ---middot---middot-middotmiddot-middot-middot-trrfo-r~~wbWljl~I~~~--------------t-------------iiiiJiI~i~L--_-----------------------8 12 YrljVWfAI--shy --shy - shy _-----------------------------
middotmiddot-middotmiddot~IImiddot middotmiddot-middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot-middotmiddotmiddotmiddot-middot --middotmiddot--shy - ------------_- ----------11 t-middot
10 ~~--shy --- ----_-- - -- - - ------------_-
~ ~ ~ ~ 3 5 = 3 -~ shy
~ ~ = ~ ~ ~ 7 ~ 7 7 ~ ~ lt lt jf ~ r- ~ C t- C ~ oA C 0 0 0 0 ~ shy0 0 N
~
Tempeacutelllture il linterfue eau-seacutediment il la pointe de lAnnorique
11 ~ li ~ ~ ~ ~ ~ of j ~ ~ i ~ f N M ~ M ecirc ~ M
(donneacutees LR-i CvRS D1513 Faculteacute des Sciences Brest)
43
ANNEXEVI
TENEURS EN QUELQUES METAUX LOURS DANS LES GONADES DOURSINS DE LA RADE DE BREST
1Armorique (n=7) lIurloux (n=8) Deliee (n=8) 1
Fer (Fe) mgfKg 2869plusmn141O 531plusmn438 410plusmn250 1
lt 02Plomb (Pb) mgfKg O75plusmnO24 026plusmnO18
Cuivre (Cu) mgfKg O76plusmnO33 030plusmnO Il 045plusmnO42
Cadmium (Cd) mgIKg 396plusmnO55464plusmn125 463+12
Zinc (Zn) mgfKg 3563plusmn2828 1811=1241 1528plusmn1506 i
1
Mercure (Hg) mgfKg 026plusmnO12 018plusmnO08 020plusmnO13 1
(donneacutees Laboratoire lvllmicipal de Brest 16 rue Alexandre Ribot - J928iuml BREST Cedex Ofi0894)
ANNEXE VII
Agents toxiques essayeacutes pour leur toxiciteacute sur le deacuteveloppement la reproduction
et pour leur toxiciteacute geacuteneacutetique sur les embryons et le sperme doursins
(dapregraves PAGAl~O et al 1987)
Classe d aogents___+-____Agent=-s____~r__---Reacute~feacuterences___--1
1 Agents Physiques Rayons X RUST AD 1959 Rayons r GIORDANO et al 1983 Lumiegravere visible PAUL et al 1970
SPECK et al 1980
II Agents chimiques A Inorganiques Arsenic PAGANO et al 1982a
Beacuteryllium GIORDAlIO et al 1983 Cadmium PAGANO et al 1982b Chrome PAGA1-iO et al 1983a Cuivre HESLINGA 1976
PAGANO et al 1986 Mercure KOBA YASHI 1980 Nickel GIORDANO et al 1982 Changements de pH PAGANO et al 1985a 1985b
CIPPOLARO et al 1986 DUBE et al 1985
Zinc GIORDANO et al 1983 PAGANO et al 1986
B 1 Organiques 1 - Polluants industriels Peacutetrole dispersants du peacutetrole HAGSTROM et LONNING 1976
Pesticides organochloreacutes FALK-PETERSEN1979 BRESCH-ARENDT 1977
Styregravene et deacuteriveacutes PAGANO et al 1978 Dipheacuteny1 dipheacutenyl ether PAGANO et al 1983b PCBs ADAMS 1983
PAGANO et al 1985c
2 - Canceacuterigegravenes Acridines BRACHET 1968 Benzo(a)pyregravenes DE ANGELIS et GIORDANO
1974 HOSE et al 1983
712 dimeacutethy1benz( a)anthracegravene DE ANGELIS et GIORDkIO 1974
TPA (phorbol ester) BRESCH--RENDT 1978 Urethane NAKASHIMA et ISHIKAWA
1978 3 - Composeacutes pharmaceutiques Agents antineacuteop1astiques REN1llLARD et al 1975
WANG et al 1977 Thalidomide HAGSTROM et LONNING 1973 Acide nalidixique CZ1TN etaI 1981 Povidone iodine ROZENKRANZ et al 1980
III Meacutelanges KOBAYASHl 1971 1984 KINAE et al 1981 OSHIDA et al 1981 DINNEL et al 1981
LES MEacuteTAUX LOURDS DES PRODUITS MAnlNS AUX CONSOMMATEURS
(Les v(Jlours m6us uang ce
Ooso quotishydienne
Il eacutecossai ro fi lhomme
(ell IlIl)
Dose toxique
pOUf lIl(Hl li)] Il
(1)
)OllS
adIJ1ilUuml
dan~ 1es al ililUlllS
(1l1Uk~raquo
EltlU ltIll Ilwr (111]1)
AlrJucs (lilgkJ )
Mollusques (IlIUkg)
Cfuslncocircs (11111111)
Poissons (muka)
Arsenic
001 ~O 02 mg
III 70 1119 1 SOllt mOrlols
0002-0001
014-1
7 -120
15 17 (rwvolln)
25-75 (oOndill)
LI ore
100 Illoi
I(i
04-20
1 (moulu)
025 15 (11111 l 1 IcircIl )
020
tilJlcilU sont les plus
CildmIcircUIll
30 mu so1l1 toxiquuumls
f()i~5()1l
1 Molluoque
rshy1
01
00006
01 i-3
Chromo
VI WO Ill) Cr ~()Ilt IIHHlelr
01
000005
002 -1
er1llllent rellcontreacutees dlIls les publications ctuel
Cuivre
2 mg
25 fi sont IllOrlel
Poisson li
Mollusqull 110
0003-001
17-124
GO-900 (Iluitru)
20-90 (convoi)
l5-G (1 lion)
Mercure
Poisson jusqul 07
0000 03
----_
O02G-O2
004
01 middot10
Plomb
moi
0000 03
05 9
28-6 (huicirctre)
~- ----shy01-23
(tHlllllnrl)
O3-G
Seacuteleacutenium
3
000009
02-01
Zinc
6- 10 mg
35
0001-001
il2-Hi)
100-1 GOO (lIl1illO)
122-18 1 (1Il1IrlllI)
02middot1 200 (llilrell~1 )
---------- ----shy
fi (JIIIIUIIIaS
Les doses admissibles dilfl~ les aliments sonl exprillleacutees en millilrammes par kilogramme daliment
Les concclltrations daJis les produits rnHIcirclls sont (ouloS oxprilllUcircfS CIl lllilliJtallHllCS pM kilonriltlHlw do Illnliegravero segravecho
Chnque (ois qlll cela a ugravet possillln on il if)diqur~ entre p1fef)lhegravesos dnns qllJllc csplco nvait ocirctri trouveacutee ln plus (orte dosn
(1) [n CilS diumlnDntioll Cil IIlle scule (ois (SOllfce Rapport du Groupe Irleflilinisteacuterid des prohl~llIes de Pollution de la Mer 1(73)
EXTRAITS DE lA CIRCUlAIRE DU 13 MAl 1991
Circulaire du Ministegravere de lEnvironnement creacuteant les contrats de baie
Les eaux inorales franccedilaises doivent se situer en permanence agrave un niveau de qualiteacute suffisant pour ne pas mettre en peacuteril les eacutecosystegravemes cocirctiers qui constituent un eacuteleacutement majeur du patrimoine eacutecologique national ()
Lapproche retenue rient compte de la diversiteacute et de la complexiteacute des situations rencontreacutees ie long des cocirctes franccedilaises Certains SeCIeurs son principalement affecteacutes par des pollutions chimiques (meacutetaux etou composeacutes organiques ( )
De plus les pheacutenoTregravenes regroupeacutes sous une mecircme appeiation (egraveystrophies marines par exemple) reacutesJltent r jait de meacutecanismes diffeacuterents dont les c1uses et les facteurs de maitrise dofent ecirctre deacutetermineacutes dans chaque cas particJpr afin decirctre certain de mettre en oeuvre au plus juste coucirct des remegravedes efficaces ( j
n apparaft au corraire que pour chaque secteur C littorc oi une action est neacutecessaire a soluor adeacutequate ne peut ecirctre trouveacutee cu au niveat loca~ en associant tous les resporsables co-erneacutes Un outil nouveau est proposeacute le Contrat de Baie dont linitiative peut br= prise par lEtat mais aussi par dautrs acteurs (collectiviteacutes locales cssociatiors rotamment) ()
Chaque Cartrat de 3aie doit correspondre agrave une uniteacute middot-orale rmogegravene ()
Puisque la lutte ccr-se la pollution des eaux littorales ne peut ecircrr= efficace que par la prise
en compte des apports de Jensemble du bassin versant le Contrat de Baie doit ecirctre eacutelaboreacute agrave ce niveau
Pour eacuteviter ces eacutecueils tout Contrat de Baie devra reposer sur une connaissance aussi preacutecise que possible
bull de lensemble des sources de poiJution affectant le secteur rejets coners (ponctuels ou diffus) apports par les cours deau immersions de deacuteblais de dragage etc
bull des meacutecanismes de transfert des pollutions au milieu marin
bull des caracteacuteristiques du milieu reacutecepteur (morphologie courants caracteacuteris-tiques hvdrochimiques et biologiques)
bull des USIlges agrave proteacuteger et des zones sensibles du point de vue eacutecologique
Puisque lameacutelioration de la qualiteacute des eaux dun secteur du littoral implique de deacutefinir un programme concernant lensemble du bassin versant la maicirctrise douvrage de leacutetude ne pourra en geacuteneacuteral ecirctre confieacutee qu acirc une collectiviteacute locale de niveau supra shycommunal ()
L finaii du Contrat de Baie est dinciter les divers panenaires concerneacutes en particuer es coliegrave-ivieacutes locales agrave deacutepasser le cadre des scheacutemas classiques dassainissement dans tcs les cas c des dispositions speacutecifiques doivent ecirctre prises pour restaurer la qualiteacute des eaux (
_________________ _
Fig 3 Preacutesentation graphique des reacutesultats des tests eacutecotoxicologigues
Taux de feacutecondation (F)
100
1 1 6 iuml 1 1
agrave~J 9 1
0
1
1~1 l i 1
80_
751 1
Armorique Marioux Deliee Gleacutenan
Fig 3a taux de feacutecondation observeacutes pour chaque station
Embrvons (P2) 00
1 1
11
15
10 T 5 shy
0 Armorique Marloux Deliee Gleacutenan
Fig 3b taux de blocage embryonnaire obseneacutes pour chaque station
Pluteus retardeacutes CR)
25CO
20CO
15CO o
10CO
5CO 1 9 i
OCO
Armorique Martoux Jallee Gleacutenan
Fig 3c taux de pluteus retardeacutes obsenes sur chaque statlon
22
__________________ _
Pluteus nomlaut (N)
100 T iuml ccedil 2751 iuml 2 l Q
l501 1
T251
1
0 Armorique Marloux Deliee Gleacutenan
Fig3d taux de pluteus normaux observeacutes sur chaque station
Pluteus pathologiques (Pl)
8
161
i T shy1l iuml
1 11 14 -
I r-
tJiuml t 1
1 2 1 1
omiddot Armorique Mariaux Deliee Gleacutenan
Fig 3e [mLC de plweus pathologiques observeacutes sur chaque station
Tault de mortaliteacute on
500
400
300 l
200
1
100 J J j J
000
Armorique Mariaux Deliee Gleacutenan
Fig 3 taux mortaliteacute observeacutes pour chaque station
30 - Geacuteneacutetique des populations
Les reacutesultats sont rassembleacutes sur les tableaux n02 et 3 Sur les Il loci eacutetudieacutes on remarque
que la population de lArmorique seacutecarte significativement de leacutequilibre de Hardy-Weinberg
pour 5 loci (PGM-l et 2 IDH-l PGD-l GPI-1) alors que lon observe seulement 2 cas pour
le site de MarIoux TI est agrave noter que dans chaque cas les indices de fLation de la population
de lArmorique sont plus eacuteleveacutes que ceux de MarIoux traduisant une deacuteviation plus
importante Cette observation est correacuteleacutee par une heacuteteacuterozygotie en moyenne plus eacuteleveacutee agrave
MarIoux quagrave lArmorique (0207plusmnO057 contre 0180plusmnO052) Le pourcentage de loci
polymorphes (seuil 95) est de 6364 agrave MarIoux contre 4545 agrave lArmorique
Lindicateur de diffeacuterenciation geacuteneacutetique moyen calculeacute selon la meacutethode de Weir et
Cockerham est faible (FST=00059plusmnO0048) et ne montre pas de diffeacuterence significative Dans
ces conditions lestimation du nombre dindividus eacutechangeacutes par geacuteneacuteration donne une valeur
eacuteleveacutee (Nm=42 12plusmn23 Il)
TABLEAU 2
RESUltŒ DES F-STATISTIQUES
Locus FIS FIT FST
PGM-1 0381 0384 0004 PGM-2 0359 0360 0001 IDH-l 0226 0233 0010 PGD-l 0351 0352 0002 MDH-1 -0013 -0009 0005 MDH-2 -0026 -0013 0013 GPI-1 0346 0352 0012 ME-1 0252 0253 0001 ME-2 -0034 -0030 0005
MT-1 -0051 -0040 0012 MT-2 0137 0137 0000
Moy 0273 0276 0006
24
TABLEAU 3
STRUCTURE GENETIQUE DE DEUX POPULATIONS DE Sgranillaris SUR UNE BASE DE 11 LOCI
Pointe de Marloux Pointe de lArmorigue 1
1 1
Locus allegravele freacuteq Ho He D Het freacuteq Ho He D Het
PGM-l 105 0013 2 1987 0006 0050 - 1 2924 -0658 0073
100 0975 0962
95 0013 0038
PGM-2 110 0025 15 22l77 -0324 0554 - 12 20468 -0414 0512
105 0262 0287
100 0613 0637
95 0087 0075
90 0013 shyIDH-l 105 0081 7 8260 -0153 0223 0015 3 4761 -0370 0140
100 0amp78 0926
95 0041 0059
PGD-l 110 0025 15 19392 -0227 0485 0038 9 18063 -0502 0452
107 0013 shy105 0213 0250
100 0688 0700
95 0050 0013
90 0013 shyltIDH-l 105 - 1 1000 0000 0025 0013 1 1000 0000 0025
100 0988 0988 95 0013 shy
MOH-2 110 - 0 - - - 0025 2 1975 0013 0 049
100 1000 0975
GPI-I 110 0112 Il 14620 -0148 0366 0175 6 11696 -0487 0292
105 0075 shy100 0788 0325
100 0850 0863
95 0025 -ltŒ-1 105 0050 2 3843 -0480 0096 0038 3 2924 0026 0073
100 0950 0962
rv1E-2 105 0013 3 2949 0017 0074 0038 3 2924 0026 0073
100 0962 0962
95 0025 -MT-1 105 0038 6 5734 0046 0143 0025 2 1975 0013 0049
100 0925 0975
95 0038 -MT-2 105 0150 10 10329 -0032 0258 0138 7 9608 -0271 0240 1
Heacuteteacutero~gotIcirce moyenne par locus (non biaiseacutee O207iO057 HeacuteteacuterozygOlIcirclt moyenne par locus (non biaiseacutee == O180iO05 Nombre moyen dallegraveles par locus = 309iO44 Nombre moyen dallegraveles par locus 236iO20 Pourcentage de loci polmorphes (criteacutere 95) == 6364 Po=uge de loci polymorphes (criteacutere 95) =4545
locus preacutesent8llt un deacuteficit en heacuteteacutero~gOles significltl lttest de 1 p$O05)
1
IV 1DISCUSSION
TI ressort de cette eacutetude une convergence des reacutesultats qui reacutevegravele la singulariteacute de la
population de la pointe de lArmorique En effet le cycle de reproduction y est agrave leacutevidence
perturbeacute les valeurs dindice gonadique sont extregravemement faibles et la ponte non deacutecelable Le
taux dingestion est faible Les tests de deacuteveloppement larvaire preacutesentent des anomalies
(blocage aux stades embryonnaires et retard des pluteus) et lanalyse geacuteneacutetique y reacutevegravele pour
pregraves de 50 des loci une deacuteficience en heacuteteacuterozygotes traduisant lagrave une baisse de variabiliteacute
geacuteneacutetique et une deacuteviation par rapport aux conditions dHardYMWeinberg9
Le site voisin de la pointe MarIoux semble beaucoup moins affecteacute le cycle de reproduction
sy deacuteroule tout agrave fait normalement (IG plus eacuteleveacutes que sur le site de reacutefeacuterence) et leacutequilibre
panmictique y est geacuteneacuteralement mieux respecteacute Cependant les tests eacutecotoxicologiques y
deacutecegravelent quelques indices de perturbation les taux de feacutecondations y sont infeacuterieurs au teacutemoin
les embryons preacutesentent quelques blocages et les taux de mortaliteacute des larves sont
statistiquement plus eacuteleveacutes
Les reacutesultats concernant le site du Deliec nindiquent p as de diffeacuterences remarquables par
rapport au site de reacutefeacuterence La peacuteriode de ponte y survient avec un leacuteger deacutecalage sans doute
agrave mettre agrave lactif dune diffeacuterence dans les conditions de tempeacuterature etou de deacuteveloppement
de blooms phytop1anctoniques certains auteurs faisant concorder le deacuteclenchement de la ponte
avec labondance de nourriture disponible pour les larves (Himmelman 1978)
Le comportement des indices de reacutepleacutetion des populations de la rade de Brest savegravere tregraves
distinct de celui de la population de reacutefeacuterence ce qui peut traduire une strateacutegie adaptative
diffeacuterente ou une couverture des besoins eacutenergeacutetiques insuffisante chez les populations de la
rade Cette observation meacuterite notre attention puisque dans le cas de la station de MarIoux le
substrat est semblable agrave celui du site teacutemoin et ne peut expliquer le maintien de lindice de
reacutepleacutetion agrave des niveaux eacuteleveacutes pendant la peacuteriode de reproduction
On peut deacuteduire de ces constatations une distinction entre les populations du fond de la
rade et la station du Deliee situeacutee dans le goulet qui semble a priori exempte de deacutegradation
9Hardy-Weinberg (loi de) loi dheacutereacutediteacute ougrave la preacutesence des gegravenes demeure constante de geacuteneacuteration en geacuteneacuteration en labsence de seacutelection de mutation daccouplements dirigeacutes ou daccidents deacutechantillonnage
26
Les deux populations du bassin Nord subissent agrave leacutevidence linfluence de facteurs
environnementaux qui perturbent leur deacuteveloppement Ces pheacutenomegravenes sont provoqueacutes par
diverses causes dorigine naturelle tout dabord auxquelles viennent sajouter les facteurs
anthropiques
Une certaine hieacuterarchisation dans leacutetat de deacutegradation des sites est agrave prendre en compte En
effet des deux zones perturbeacutees la pointe de lArmorique est celle ougrave les effets se font le plus
durement ressentir
Ces deux stations diffegraverent de par le substrat le reacutegime hydrodynamique et lintensiteacute de
linfluence estuarienne La nature du substrat agrave MarIoux est la mecircme que sur le site de
reacutefeacuterence des Gleacutenan il sagit de fonds meubles composeacutes de maeumlrl vivant recouvert
deacutepiphytes synonymes de ressources trophiques abondantes et disponibles toute lanneacutee ce qui
explique les indices gonadiques eacuteleveacutes observeacutes pour ces deux sites A MarIoux
lhydrodynamisme est calme favorable au deacuteveloppement dune veacutegeacutetation dense dalgues
macrophytes saisonniegraveres (Hily et al 1992) Cette couverture veacutegeacutetale est renforceacutee par
lenrichissement du milieu en sels nutritifs provenant du bassin versant de lElom agrave vocation
agricole (N03-=500 agrave lOOOkgj P043-=30 agrave 700kgj) Les concentrations dans cette zones
sont eacuteleveacutees et varient au cours de lanneacutee elles sont maximales lhiver (N03-=28-51 mgl
P043-=O67-137mgl NH4+=41-37mgl) La preacutesence de ces algues contribue agrave augmenter
et agrave diversifier les ressources trophiques disponibles elle favorise le deacuteveloppement dune faune
diversifieacutee de brouteurs
Sur le site de la pointe de lArmorique par contre le substrat est rocheux et les courants
forts Le couvert veacutegeacutetal y est au contraire clairsemeacute et composeacute dalgues essentiellement
saisonniegraveres La population de lArmorique se trouve donc dans des conditions de ressources
trophiques moins facilement accessibles et plus limiteacutees comme latteste le deacuteveloppement plus
important de lorgane masticateur (par effet compensateur) signaleacute lors dune eacutetude compareacutee
de ces deux populations (Lumingas amp Guillou SOIIS presse) Lanalyse des indices
physiologiques doit se faire en consideacuterant que le degreacute de prospeacuteriteacute dune population reacutesulte
dun compromis entre la nature et labondance des ressources trophiques dune part et dautre
part de leacutenergie que lanimal doit deacutepenser pour collecter digeacuterer et assimiler cette nourriture
27
(Reacutegis 1979) Les deux populations eacutetant au deacutepart placeacutees dans des conditions ineacutegales
lapparition de facteurs exteacuterieurs ne pourrait quamplifier cette diffeacuterence au deacutetriment de la
plus deacutefavoriseacutee
Lexamen comparatif des courbes deacutevolution de tempeacuterature entre le Dellec et la pointe de
lArmorique (stations fixes de mesures hydrologiques) montre un eacutecart de 05 agrave 1degC en faveur
de la partie la plus reculeacutee de la rade (cf Annexe V) En tenant compte de la profondeur on
peut en deacuteduire pour le site de Marloux ougrave la profondeur est faible un eacutecart de tempeacuterature
denviron + l5degC par rapport au Dellec Cette particulariteacute pourrait expliquer la preacutecociteacute de la
maturiteacute remarqueacutee chez la population de Marloux Plusieurs interpreacutetations peuvent expliquer
la chute de lindice gonadique observeacutee en mars interruption dans le deacuteveloppement des
gonades provoqueacutee par les preacutecipitations hivernales (Cochran amp Engelmann 1975 Starr et al
1993) une mobilisation des reacutesenles dues aux conditions climatiques (Guillou amp MicheL
1993) ou au contraire une gameacutetogeacutenegravese preacutecoce comme le laisse supposer la forte valeur de
lindice gonadique en janvier
Les tests de feacutecondation eacutetant reacutealiseacutes dans une eau de reacutefeacuterence les causes de perturbation
du deacuteveloppement larvaire sont intrinsegraveques aux gamegravetes il peut sagir soit de la qualiteacute du
vitellus soit dalteacuterations geacuteneacutetiques soit de laccumulation dans les gonades dun agent
contaminant preacutesent dans le mileu Gamegravetes et embryons doursins sont sensibles agrave un large
eacuteventail de facteurs physiques (tempeacuterature pH saliniteacute etc ) et chimiques (meacutetaux
pesticides PCBs hydrocarbures etc ) ils conviennent eacutegalement pour tester les effluents en
meacutelange (Kobayashi 1971 Dinnel et al 1981 Pagano et al 1987 Lassus et al 1991) ce qui
rend plus difficile la recherche des agents responsables des anomalies observeacutees
On peut tout de mecircme mentionner les fortes teneurs en meacutetaux lourds preacutesents dans toute la
partie Est de la rade (mine de plomb argentifegravere situeacutee agrave Huelgoat) Des mesures reacutecentes de
meacutetaux dans les seacutediments agrave proximiteacute de la pointe de lArmorique font eacutetat des concentrations
suivantes Cu=253 ppm Pb=230 ppm Zn=160 ppm (Troadec corn pers) Les oursins en
tant quorganismes infeacuteodeacutes au seacutediment et participant agrave leur bioturbation sont directement
exposeacutes agrave ce type de contamination Plusieurs eacutetudes in situ font eacutetat de laccumulation de
28
meacutetaux par les oursms notamment dans les gonades et lintestin (Augier et al 1987b
Albanedo et al 1990)
Les tests de toxiciteacute des meacutetaux lourds sur les larves de diffeacuterentes espegraveces doursins ont fait
lobjet de nombreux travaux et les effets de ces polluants sur la feacutecondation et le
deacuteveloppement des larves sont assez bien connus (Kobayashi 1984 Dinnel et al 1989) A
faibles doses les ions meacutetalliques peuvent exercer une action positive caracteacuterisant le
pheacutenomegravene d hormegravese observeacute par Stebbing (1981) sur des colonies dhydrozoaires Une
action semblable est rapporteacutee par Young au niveau du pouvoir fertilisant des spermatozoiumldes
doursins pour des concentrations en divers ions meacutetalliques allant de 10-5 agrave 10-6M (Young amp
Nelson 1974) Cependant il sagit de pheacutenomegravenes marginaux et la tendance geacuteneacuterale de ces
eacuteleacutements se manifeste bien eacutevidemment par un effet toxique Le cuivre le zinc le cadmium
provoquent agrave des seuils diffeacuterents des dommages sur les gamegravetes et leur descendance en
alteacuterant soit la croissance des larves soit la diffeacuterenciation squelettique des pluteus (Bougis
1961 1965 Khristoforova et al 1984 Pagano et al 1982 Hesllnga 1976) Les diffeacuterents
stades larvaires preacutesentent des sensibiliteacutes diffeacuterentes les travaux de Kobayashl (1980)
montrent une plus forte sensibiliteacute des spermatozoiumldes et des larves au stade gastmla ce qui
coincide avec les blocages embryonnaires observeacutes agrave ce stade sur le site de lAlmorique La
preacutesence de meacutetaux dans les gonades pourraient donc logiquement expliquer les reacutesultats
obtenus De plus de fortes preacutesomptions pegravesent sur les rejets de mateacuteriel provenant du service
pyrotechnique de la Marine Nationale sur la pointe de lArmorique
Les reacutesultats dune toute reacutecente analyse effectueacutee par le Laboratoire Municipal de Brest
(aoucirct 94) sur des gonades doursins provenant des trois stations de la rade confirme cette
hypothegravese (cf Annexe VI) Le site de lArmorique se distingue par des teneurs nettement plus
eacuteleveacutees en fer zinc plomb et en cadmium (Fe=263 ppm Zn=356 ppm Pb=075 ppm Cd=076
ppm cest agrave dire selon les meacutetaux entre 2 agrave 5 fois plus que dans les autres stations) Dans
lensemble une certaine contamination meacutetallique peut ecirctre remarqueacutee dont lorigine se situe
dans le trafflc maritime les rejets domestiques et portuaires et les peintures anti-foullng Les
fortes concentrations en zinc proviennent des toitures de lagglomeacuteration brestoise Les
nombreux eacutelevages porcins de la reacutegion peuvent aussi contribuer agrave la pollution en cuivre par
29
lalimentation fournie aux arumaux Cependant la forte contamination locale du site de
lArmorique en fer zinc plomb et cadmium ne peut avoir quune origine ponctuelle qui
confirme les soupccedilons pesant sur les activiteacutes militaires dans ce secteur Compareacutes aux chiffres
trouveacutes dans la litteacuterature les reacutesultats sont coheacuterents Augier et al(1987b) lors dune eacutetude
sur Paracentrotus ividus en baie de Port-Cros avance des concentrations dans les gonades
comparables (Cd=O52 agrave 231 ppm Cu=167 agrave 542 ppm Pb=O33 agrave 117 ppm) mais des
teneurs en mercure sensiblement plus faibles (Hg=003 agrave 004 ppm) Chez une autre espegravece
(Echinometra mathaei) les travaux dAlbanedo et al(1990) indiquent dans une station tregraves
pollueacutee du port de la Havane des concentrations eacuteleveacutees en meacutetaux Fe=l08 ppm Cu=473
ppm Zn=267 ppm chiffres qui sauf pour le cuivre restent infeacuterieurs aux mesures obselveacutees agrave
la pointe de lArmorique Ces auteurs montrent une accumulation des meacutetaux lourds
relativement importante dans les diffeacuterents organes des oursins notamment au niveau du tube
digestif (cas du plomb et du cuivre) il serait inteacuteressant de connaicirctre eacutegalement les doses dans
les autres parties de lorganisme Cette accumulation preacutesentant des fluctuations saisonniegraveres
lieacutees au meacutetabolisme de lanimal un suivi plus reacutegulier des concentrations en meacutetaux devrait
ecirctre envisageacute
Cependant les meacutetaux peuvent ne pas ecirctre les seuls agents agrave mettre en cause Les pesticides
et les hydrocarbures sont eacutegalement susceptibles de pouvoir provoquer des anomalies (cf
Annexe VU) Les PCBs employeacutes dans de nombreux secteurs industriels bien que quelquefois
signaleacutes dans les seacutediments de la zone portuaire agrave des taux importants (PCBs=183
ppbMarchand 1985) semblent agrave eacutecarter En effet Trieff et al (1 988) bien quil mette en
eacutevidence un effet spermiotoxique signale labsence daccumulation de ce type de produits dans
les organismes ce qui preacutesente comme impossible toute influence des PCBs dans les conditions
ougrave les expeacuteriences ont eacuteteacute meneacutees
La preacutesence dans le bassin Nord de rejets de deux stations deacutepuration situeacutees en amont de
la Penfeld exerce aussi une influence sur la qualiteacute bacteacuteriologique des eaux de ce secteur
Leurs apports sont estimeacutes agrave 1014CFIh Dautre part le ruisseau du Relecq Kerhuon situeacute pregraves
de lestuaire de lElom amegravene quant agrave lui jusquagrave 1012CFIh en hiver (source DDE rapport
Saunier eau et environnement) Ces chiffres peuvent apporter une explication aux mortaliteacute
30
des lalVes obselVeacutees pour le site de Marloux des bacteacuteries pathogegravenes preacutesentes dans les
gonades peuvent secirctre deacuteveloppeacutees pendant la peacuteriode dincubation
Les reacutesultats de lanalyse geacuteneacutetique trahissent un deacuteficit en heacuteteacuterozygotes important sur le
site de la pointe de lAnnorique Ce deacuteficit freacutequemment rencontreacute chez les mollusques
bivalves (Buroker 1983~ Singh amp Green 1984) et dautres inverteacutebreacutes marins (Murphy et al
1975 Day amp Bayne 1988) peut avoir plusieurs significations il sagit soit de la preacutesence
dallegraveles silencieux (1) soit dun pheacutenomegravene dinbreeding (2) soit dM effet Wahlund (3) ou
encore du reacutesultat de la pression de seacutelection exerceacutee par les facteurs eacutenonceacutes plus haut (4)
(1) Lhypothegravese de la preacutesence dallegraveles nuls lo est peu probable eacutetant donneacute le nombre de
loci preacutesentant un excegraves dhomozygotes
(2) Le pheacutenomegravene dautofeacutecondation nest pas agrave eacutecarter car des cas dhermaphrodisme
certes peu freacutequents ont deacutejagrave eacuteteacute rapporteacutes sur ce mecircme site (Neefs 1952) Leacuteventualiteacute que
les gegravenes impliqueacutes ne soient pas porteacutes par des chromosomes autosomaux na pas eacuteteacute veacuterifieacutee
(3) Les conditions dhydrodynamisme sexerccedilant sur cette zone peuvent ecirctre invoqueacutees pour
venir conforter la thegravese dun effet Wahlund (conseacutequence dun eacutechantillonnage effectueacute sur
deux sous-eacutechantillons dun mecircme site se comportant comme des populations Mendelliennes
seacutepareacutees)
(4) Une seacutelection exerceacutee par les conditions du milieu reste le)plication la plus probable
Cette influence des facteurs environnementaux comme la preacutesence de meacutetaux mentionneacutee
preacuteceacutedemment sexerce pendant la vie lalVaire peacutelagique mais surtout durant la phase critique
de la meacutetamorphose et les eacutetapes qui suivent le recrutement La meacutetamorphose chez les oursins
sulVient apregraves une peacuteriode variable de vie lalVaire pouvant durer selon les espegraveces et les
conditions entre 5 et 22 semaines (Strathmann 1987) ce qui expose les larves agrave de nombreux
aleacuteas Certains auteurs eacutevoquent limportance du recrutement comme facteur dheacuteteacuterogeacuteneacuteiteacute
geacuteneacutetique entre populations (Watts et al 1990) Or une eacutetude comparative des populations
des deux sites concerneacutes a montreacute une forte irreacutegulariteacute du recrutement dans la population de
Marloux par rapport agrave celle de la pointe de lAnnorique (Lumingas amp Guillou sous presse)
Ces auteurs imputent ce pheacutenomegravene au spectaculaire deacuteveloppement dalgues qui apparaicirct
IOallegravele nul (ou silencieux) est dit dun allegravele qui ne sexprime pas sur le gel
31
chaque anneacutee sur ce site agrave la faveur des apports fluviaux en eacuteleacutements nutritifs Dune part il
inhiberait laction attractive du maeumlrl dautre part la deacutecomposition de ces veacutegeacutetaux agrave
lautomne provoquerait la mortaliteacute des recrues en reacuteduisant la couche superficielle du seacutediment
et entraicircnerait le deacuteveloppement dun film bacteacuterien empecircchant 1a fixation des post~larves Le
site de la pointe de lArmorique semble au contraire avoir des recrutements reacuteguliers
Les groupes de recrues connaissent donc des destins diffeacuterents sur les deux sites ce qui
pourrait expliquer les diffeacuterences dheacuteteacuterozygotie observeacutees
Pour confirmer cette hypothegravese il conviendrait de comparer des eacutechantillons plus grands
dindividus de mecircme agravege correspondant agrave une peacuteriode ougrave le recrutement a eacuteteacute bon sur les deux
sites voire mecircme de comparer directement les geacutenotypes des jeunes individus recruteacutes dans les
deux sites Dautre part la comparaison du site de la pointe de lArmorique avec celui du
Dellec pourrait fournir des indications importantes pour confirmer lhypothegravese de lexistence
dune pression de seacutelection
V 1CONCLUSION
Leacutetude des phases de reproduction et deacuteveloppement larvaire des populations doursins de
la Rade de Brest met en eacutevidence des troubles fonctionnels chez les populations du bassin
Nord proches de la zone portuaire en particulier sur le site de la pointe de lArmorique qui
contraste avec les bons reacutesultats obtenus pour le site du Dellec sous influence oceacuteanique La
convergence des donneacutees de geacuteneacutetique avec les reacutesultats observeacutes confirme la validiteacute de la
meacutethode utiliseacutee et renforce la fiabiliteacute de Sgranularis comme bioindicateur
Les causes de ces deacuteregraveglements sont sans doute multiples aussi ce travail meacuterite-t-il un suivi
agrave plus long terme Leacuterude des diffeacuterents paramegravetres influenccedilant les conditions de vie des
oursins de la pointe de lArmorique (tempeacuterarure saliniteacute seacutedimentologie biomasse matiegravere
organique ) ainsi que des essais de transplantations in situ dindividus sains devraient
permettre de mieux preacuteciser les facteurs responsables de ces perturbations
Quant aux premiers reacutesultats danalyses des teneurs en meacutetaux lourds du Laboratoire
Municipal ils devraient ecirctre eacutetendus agrave dautres parties du corps (test intestin) et effectueacutes sur
un cycle annuel y compris sur le site des Gleacutenan
32
VI 1BffiLIOGRAPHIE
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ANNEXEI
SCHEIHA DU PROTOCOLE EXPERThlENTAL DES TESTS DE FECONDATION IN VITRO
oursin9 gonades
~ eau ae mer 1iltreacutee (045I-lm)
soies (200l-lm)
Dfiltration
eau de mer filtreacutee (045I-lm)
deacutecantation ovocytes
oursin ltJ ---+ gonades -
filtration soies (60~m) ~
D~
middot middot middot middot
30 ml bd
lavages et dilutions
1 1 1 1 1 1
bull bull bull bull bullbull ~
~~~ ~
env 1500 ovocytesml
m~ 1
env 50 ovocytesml
39
AtlNEXE II
ELECTROPHORESE
Installation des eacutechantillons
a coupe pratiqueacutee dans le gel b eacutechantillons
Montage du circuit
a tampon deacutelectrodes b eacuteponges c eacutelectrodes relieacutees au geacuteneacuterateur d ligne dinsertion des eacutechantillons
40
ANNEXEIll
PREPARATION DES SOLUfIONS DELECTROPHORESE
Tampon Tris Citrate pH 8 (TC 8)
- Electrodes Tris (062M) 756 g
Ac citrique (014M) 300 g eau distilleacutee qsp 1 l
- Gel 30 ml de tampon eacutelectrodes dans 900 ml deau distilleacutee
ajuster agrave pH 8 avec du Tris (lM) ou de lacide citrique (lM)
Tampon discontinu Tris Citrate pH 67 (TC 67)
- Electrodes pH 63 Tris (022M) 270 g
Ac citrique (008M) 180 g eau distilleacutee q sp 1 1
ajuster agrave pH 63 avec du Tris (lM) ou de lacide citrique (lM) - Gel pH 67
Tris (0008M) 097 g Ac citrique H20 (0003M) 063 g
eau distilleacutee qsp 1 1 ajuster agrave pH 67 avec du Tris (lM) ou de lacide citrique (lM)
Reacutesolution obtenue par systegraveme enzymatique
Muscle Tube Digestif Gonades Nbre Locus TCPH8 TC pH TC pH 8 1 TC pH li TC pH 8 1 TC pH dallegraveles
67 67 1 67
AAT-1 +
AAT-2 + 2
GPD-l IDH-1 + + + +
LAP-1
l1DH-1 ++ )
l1DH-2 +++ ++ 2 ME-l + 2 ME-2 + ++ 3
PGD-1 ++ + 6 PGI-1 +_
- ++ ++ 4
PGM-1 + + 3 PGM-2 +++ ++ 4
bull Faible ++ Bonne + Moyenne +++ Tregraves bonne
41
ANNEXE IV
SOLUTIONS DE COLORATIONS
AAT (Aspartate-aminotransfeacuterase)
Tris A 80 ml AccxCeacutetoGlutarique 100 mg Ac Aspartique 200 mg Phosphate de pyridoxal 10 mg dissoudre veacuterifier que pH lt 74 (ajuster avec Tris LM) verser et incuber agrave 37degC pendant 15 min puis ajouter Fast Blue BB 100 mg
IDH (Isocitrate deacuteshydrogeacutenase)
Tris A 70 ml Isocitrate (0 lM) 8 ml MnCl2 (025M) 06 ml MgC12 (OSM) 05 ml ajouter avant coloration Isocitrate (poudre) 10 mg NADP 1 2 ml PMS 1 ml NET 1 ml lvITT 05 ml
MDH (Malate Deacuteshydrogeacutenase)
Tris A 10 ml MgCl2 (OSM) 02 ml Ac Malique (2M) 3 ml NAD 1 15 ml puis ajouter avant coloration PMS 03 ml NET 07 ml MTT 07 ml +Agar dans Tris A tiegravede 10 ml
6PGD (6Phosphogluconate Deacuteshydrogeacutenase)
TrisA 10 ml MgC12 (OSM) 15 ml 6Phosphogluconate 20 mg puis ajouter avant coloration NADP 1 01 ml PMS 01 ml NET 02 ml tvm 02 ml +Agar dans Tris A tiegravede 10 ml
GPI (Glucose-Phosphate Isomeacuterase)
Tris A 10 ml MgC12 (O5Ivi) 1 ml Fructose 6P 10 mg puis ajouter avant coloration NADP 1 05 ml PMS 05 ml NET 05 ml MTT 05 ml G6PDH 6~Ll ou 17u +Agar dans Tris A tiegravede 10 ml
LAP (Leucine-aminopeptidase)
Tris-Malate 90 ml preacutechauffeacute agrave 30degC MnCl2 (01r1) 1 ml MgCl2 (05lvf) 1 ml Lleucilj3Naphthylamine 15 agrave 20 mg incubation 30 min agrave 37degC ajouter avant coloration Fast Gamet GBC 60 mg dilueacute dans quelques gouttes de Tris-Malate (manipuler ce produit avec des gants)
ME (Malice-Enzyme)
Tris A 10 ml MgCl2 (O5~1) 15 ml AcMalique (2tv1) 1 ml puis ajouter avant coloration NADP 1 01 ml PMS 03 ml NET 07 ml MTT 07 ml +Agar dans Tris A tiegravede 10 ml
PGM (phosphoglucoMutase)
Tris A 10 ml MgCl2 (05)11) 1 ml Glucose IP (+15 diP) 100 mg puis ajouter avant coloration NADP 1 05 ml PMS 05 ml NET 05 ml lvITT 05 ml G6PDH 6~1l ou 17u +Agar dans Tris A tiegravede 10 ml
42
9
----- - - - _----- - -
W~--shy
ANNEXEV
Tempeacutelllture il linterface eaumiddotseacutediment au site du Dlilec
17 T middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot-middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot-middot_middotmiddotmiddotmiddot-middot-middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot-middot--middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot-middotmiddot--- - -- ----_--- -- - shy
16 +--- ---------- --__--shy
15 --- -- ---- - --- middot - middot-middotmiddot-middotmiddotmiddot-middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot_-middot-middot -middotmiddotmiddotmiddot-middot-middot-middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot-middotmiddot middotTt~hl~ - ------ Ecirc 14 - - -- --------- ---middot---middot-middotmiddot-middot-middot-trrfo-r~~wbWljl~I~~~--------------t-------------iiiiJiI~i~L--_-----------------------8 12 YrljVWfAI--shy --shy - shy _-----------------------------
middotmiddot-middotmiddot~IImiddot middotmiddot-middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot-middotmiddotmiddotmiddot-middot --middotmiddot--shy - ------------_- ----------11 t-middot
10 ~~--shy --- ----_-- - -- - - ------------_-
~ ~ ~ ~ 3 5 = 3 -~ shy
~ ~ = ~ ~ ~ 7 ~ 7 7 ~ ~ lt lt jf ~ r- ~ C t- C ~ oA C 0 0 0 0 ~ shy0 0 N
~
Tempeacutelllture il linterfue eau-seacutediment il la pointe de lAnnorique
11 ~ li ~ ~ ~ ~ ~ of j ~ ~ i ~ f N M ~ M ecirc ~ M
(donneacutees LR-i CvRS D1513 Faculteacute des Sciences Brest)
43
ANNEXEVI
TENEURS EN QUELQUES METAUX LOURS DANS LES GONADES DOURSINS DE LA RADE DE BREST
1Armorique (n=7) lIurloux (n=8) Deliee (n=8) 1
Fer (Fe) mgfKg 2869plusmn141O 531plusmn438 410plusmn250 1
lt 02Plomb (Pb) mgfKg O75plusmnO24 026plusmnO18
Cuivre (Cu) mgfKg O76plusmnO33 030plusmnO Il 045plusmnO42
Cadmium (Cd) mgIKg 396plusmnO55464plusmn125 463+12
Zinc (Zn) mgfKg 3563plusmn2828 1811=1241 1528plusmn1506 i
1
Mercure (Hg) mgfKg 026plusmnO12 018plusmnO08 020plusmnO13 1
(donneacutees Laboratoire lvllmicipal de Brest 16 rue Alexandre Ribot - J928iuml BREST Cedex Ofi0894)
ANNEXE VII
Agents toxiques essayeacutes pour leur toxiciteacute sur le deacuteveloppement la reproduction
et pour leur toxiciteacute geacuteneacutetique sur les embryons et le sperme doursins
(dapregraves PAGAl~O et al 1987)
Classe d aogents___+-____Agent=-s____~r__---Reacute~feacuterences___--1
1 Agents Physiques Rayons X RUST AD 1959 Rayons r GIORDANO et al 1983 Lumiegravere visible PAUL et al 1970
SPECK et al 1980
II Agents chimiques A Inorganiques Arsenic PAGANO et al 1982a
Beacuteryllium GIORDAlIO et al 1983 Cadmium PAGANO et al 1982b Chrome PAGA1-iO et al 1983a Cuivre HESLINGA 1976
PAGANO et al 1986 Mercure KOBA YASHI 1980 Nickel GIORDANO et al 1982 Changements de pH PAGANO et al 1985a 1985b
CIPPOLARO et al 1986 DUBE et al 1985
Zinc GIORDANO et al 1983 PAGANO et al 1986
B 1 Organiques 1 - Polluants industriels Peacutetrole dispersants du peacutetrole HAGSTROM et LONNING 1976
Pesticides organochloreacutes FALK-PETERSEN1979 BRESCH-ARENDT 1977
Styregravene et deacuteriveacutes PAGANO et al 1978 Dipheacuteny1 dipheacutenyl ether PAGANO et al 1983b PCBs ADAMS 1983
PAGANO et al 1985c
2 - Canceacuterigegravenes Acridines BRACHET 1968 Benzo(a)pyregravenes DE ANGELIS et GIORDANO
1974 HOSE et al 1983
712 dimeacutethy1benz( a)anthracegravene DE ANGELIS et GIORDkIO 1974
TPA (phorbol ester) BRESCH--RENDT 1978 Urethane NAKASHIMA et ISHIKAWA
1978 3 - Composeacutes pharmaceutiques Agents antineacuteop1astiques REN1llLARD et al 1975
WANG et al 1977 Thalidomide HAGSTROM et LONNING 1973 Acide nalidixique CZ1TN etaI 1981 Povidone iodine ROZENKRANZ et al 1980
III Meacutelanges KOBAYASHl 1971 1984 KINAE et al 1981 OSHIDA et al 1981 DINNEL et al 1981
LES MEacuteTAUX LOURDS DES PRODUITS MAnlNS AUX CONSOMMATEURS
(Les v(Jlours m6us uang ce
Ooso quotishydienne
Il eacutecossai ro fi lhomme
(ell IlIl)
Dose toxique
pOUf lIl(Hl li)] Il
(1)
)OllS
adIJ1ilUuml
dan~ 1es al ililUlllS
(1l1Uk~raquo
EltlU ltIll Ilwr (111]1)
AlrJucs (lilgkJ )
Mollusques (IlIUkg)
Cfuslncocircs (11111111)
Poissons (muka)
Arsenic
001 ~O 02 mg
III 70 1119 1 SOllt mOrlols
0002-0001
014-1
7 -120
15 17 (rwvolln)
25-75 (oOndill)
LI ore
100 Illoi
I(i
04-20
1 (moulu)
025 15 (11111 l 1 IcircIl )
020
tilJlcilU sont les plus
CildmIcircUIll
30 mu so1l1 toxiquuumls
f()i~5()1l
1 Molluoque
rshy1
01
00006
01 i-3
Chromo
VI WO Ill) Cr ~()Ilt IIHHlelr
01
000005
002 -1
er1llllent rellcontreacutees dlIls les publications ctuel
Cuivre
2 mg
25 fi sont IllOrlel
Poisson li
Mollusqull 110
0003-001
17-124
GO-900 (Iluitru)
20-90 (convoi)
l5-G (1 lion)
Mercure
Poisson jusqul 07
0000 03
----_
O02G-O2
004
01 middot10
Plomb
moi
0000 03
05 9
28-6 (huicirctre)
~- ----shy01-23
(tHlllllnrl)
O3-G
Seacuteleacutenium
3
000009
02-01
Zinc
6- 10 mg
35
0001-001
il2-Hi)
100-1 GOO (lIl1illO)
122-18 1 (1Il1IrlllI)
02middot1 200 (llilrell~1 )
---------- ----shy
fi (JIIIIUIIIaS
Les doses admissibles dilfl~ les aliments sonl exprillleacutees en millilrammes par kilogramme daliment
Les concclltrations daJis les produits rnHIcirclls sont (ouloS oxprilllUcircfS CIl lllilliJtallHllCS pM kilonriltlHlw do Illnliegravero segravecho
Chnque (ois qlll cela a ugravet possillln on il if)diqur~ entre p1fef)lhegravesos dnns qllJllc csplco nvait ocirctri trouveacutee ln plus (orte dosn
(1) [n CilS diumlnDntioll Cil IIlle scule (ois (SOllfce Rapport du Groupe Irleflilinisteacuterid des prohl~llIes de Pollution de la Mer 1(73)
EXTRAITS DE lA CIRCUlAIRE DU 13 MAl 1991
Circulaire du Ministegravere de lEnvironnement creacuteant les contrats de baie
Les eaux inorales franccedilaises doivent se situer en permanence agrave un niveau de qualiteacute suffisant pour ne pas mettre en peacuteril les eacutecosystegravemes cocirctiers qui constituent un eacuteleacutement majeur du patrimoine eacutecologique national ()
Lapproche retenue rient compte de la diversiteacute et de la complexiteacute des situations rencontreacutees ie long des cocirctes franccedilaises Certains SeCIeurs son principalement affecteacutes par des pollutions chimiques (meacutetaux etou composeacutes organiques ( )
De plus les pheacutenoTregravenes regroupeacutes sous une mecircme appeiation (egraveystrophies marines par exemple) reacutesJltent r jait de meacutecanismes diffeacuterents dont les c1uses et les facteurs de maitrise dofent ecirctre deacutetermineacutes dans chaque cas particJpr afin decirctre certain de mettre en oeuvre au plus juste coucirct des remegravedes efficaces ( j
n apparaft au corraire que pour chaque secteur C littorc oi une action est neacutecessaire a soluor adeacutequate ne peut ecirctre trouveacutee cu au niveat loca~ en associant tous les resporsables co-erneacutes Un outil nouveau est proposeacute le Contrat de Baie dont linitiative peut br= prise par lEtat mais aussi par dautrs acteurs (collectiviteacutes locales cssociatiors rotamment) ()
Chaque Cartrat de 3aie doit correspondre agrave une uniteacute middot-orale rmogegravene ()
Puisque la lutte ccr-se la pollution des eaux littorales ne peut ecircrr= efficace que par la prise
en compte des apports de Jensemble du bassin versant le Contrat de Baie doit ecirctre eacutelaboreacute agrave ce niveau
Pour eacuteviter ces eacutecueils tout Contrat de Baie devra reposer sur une connaissance aussi preacutecise que possible
bull de lensemble des sources de poiJution affectant le secteur rejets coners (ponctuels ou diffus) apports par les cours deau immersions de deacuteblais de dragage etc
bull des meacutecanismes de transfert des pollutions au milieu marin
bull des caracteacuteristiques du milieu reacutecepteur (morphologie courants caracteacuteris-tiques hvdrochimiques et biologiques)
bull des USIlges agrave proteacuteger et des zones sensibles du point de vue eacutecologique
Puisque lameacutelioration de la qualiteacute des eaux dun secteur du littoral implique de deacutefinir un programme concernant lensemble du bassin versant la maicirctrise douvrage de leacutetude ne pourra en geacuteneacuteral ecirctre confieacutee qu acirc une collectiviteacute locale de niveau supra shycommunal ()
L finaii du Contrat de Baie est dinciter les divers panenaires concerneacutes en particuer es coliegrave-ivieacutes locales agrave deacutepasser le cadre des scheacutemas classiques dassainissement dans tcs les cas c des dispositions speacutecifiques doivent ecirctre prises pour restaurer la qualiteacute des eaux (
__________________ _
Pluteus nomlaut (N)
100 T iuml ccedil 2751 iuml 2 l Q
l501 1
T251
1
0 Armorique Marloux Deliee Gleacutenan
Fig3d taux de pluteus normaux observeacutes sur chaque station
Pluteus pathologiques (Pl)
8
161
i T shy1l iuml
1 11 14 -
I r-
tJiuml t 1
1 2 1 1
omiddot Armorique Mariaux Deliee Gleacutenan
Fig 3e [mLC de plweus pathologiques observeacutes sur chaque station
Tault de mortaliteacute on
500
400
300 l
200
1
100 J J j J
000
Armorique Mariaux Deliee Gleacutenan
Fig 3 taux mortaliteacute observeacutes pour chaque station
30 - Geacuteneacutetique des populations
Les reacutesultats sont rassembleacutes sur les tableaux n02 et 3 Sur les Il loci eacutetudieacutes on remarque
que la population de lArmorique seacutecarte significativement de leacutequilibre de Hardy-Weinberg
pour 5 loci (PGM-l et 2 IDH-l PGD-l GPI-1) alors que lon observe seulement 2 cas pour
le site de MarIoux TI est agrave noter que dans chaque cas les indices de fLation de la population
de lArmorique sont plus eacuteleveacutes que ceux de MarIoux traduisant une deacuteviation plus
importante Cette observation est correacuteleacutee par une heacuteteacuterozygotie en moyenne plus eacuteleveacutee agrave
MarIoux quagrave lArmorique (0207plusmnO057 contre 0180plusmnO052) Le pourcentage de loci
polymorphes (seuil 95) est de 6364 agrave MarIoux contre 4545 agrave lArmorique
Lindicateur de diffeacuterenciation geacuteneacutetique moyen calculeacute selon la meacutethode de Weir et
Cockerham est faible (FST=00059plusmnO0048) et ne montre pas de diffeacuterence significative Dans
ces conditions lestimation du nombre dindividus eacutechangeacutes par geacuteneacuteration donne une valeur
eacuteleveacutee (Nm=42 12plusmn23 Il)
TABLEAU 2
RESUltŒ DES F-STATISTIQUES
Locus FIS FIT FST
PGM-1 0381 0384 0004 PGM-2 0359 0360 0001 IDH-l 0226 0233 0010 PGD-l 0351 0352 0002 MDH-1 -0013 -0009 0005 MDH-2 -0026 -0013 0013 GPI-1 0346 0352 0012 ME-1 0252 0253 0001 ME-2 -0034 -0030 0005
MT-1 -0051 -0040 0012 MT-2 0137 0137 0000
Moy 0273 0276 0006
24
TABLEAU 3
STRUCTURE GENETIQUE DE DEUX POPULATIONS DE Sgranillaris SUR UNE BASE DE 11 LOCI
Pointe de Marloux Pointe de lArmorigue 1
1 1
Locus allegravele freacuteq Ho He D Het freacuteq Ho He D Het
PGM-l 105 0013 2 1987 0006 0050 - 1 2924 -0658 0073
100 0975 0962
95 0013 0038
PGM-2 110 0025 15 22l77 -0324 0554 - 12 20468 -0414 0512
105 0262 0287
100 0613 0637
95 0087 0075
90 0013 shyIDH-l 105 0081 7 8260 -0153 0223 0015 3 4761 -0370 0140
100 0amp78 0926
95 0041 0059
PGD-l 110 0025 15 19392 -0227 0485 0038 9 18063 -0502 0452
107 0013 shy105 0213 0250
100 0688 0700
95 0050 0013
90 0013 shyltIDH-l 105 - 1 1000 0000 0025 0013 1 1000 0000 0025
100 0988 0988 95 0013 shy
MOH-2 110 - 0 - - - 0025 2 1975 0013 0 049
100 1000 0975
GPI-I 110 0112 Il 14620 -0148 0366 0175 6 11696 -0487 0292
105 0075 shy100 0788 0325
100 0850 0863
95 0025 -ltŒ-1 105 0050 2 3843 -0480 0096 0038 3 2924 0026 0073
100 0950 0962
rv1E-2 105 0013 3 2949 0017 0074 0038 3 2924 0026 0073
100 0962 0962
95 0025 -MT-1 105 0038 6 5734 0046 0143 0025 2 1975 0013 0049
100 0925 0975
95 0038 -MT-2 105 0150 10 10329 -0032 0258 0138 7 9608 -0271 0240 1
Heacuteteacutero~gotIcirce moyenne par locus (non biaiseacutee O207iO057 HeacuteteacuterozygOlIcirclt moyenne par locus (non biaiseacutee == O180iO05 Nombre moyen dallegraveles par locus = 309iO44 Nombre moyen dallegraveles par locus 236iO20 Pourcentage de loci polmorphes (criteacutere 95) == 6364 Po=uge de loci polymorphes (criteacutere 95) =4545
locus preacutesent8llt un deacuteficit en heacuteteacutero~gOles significltl lttest de 1 p$O05)
1
IV 1DISCUSSION
TI ressort de cette eacutetude une convergence des reacutesultats qui reacutevegravele la singulariteacute de la
population de la pointe de lArmorique En effet le cycle de reproduction y est agrave leacutevidence
perturbeacute les valeurs dindice gonadique sont extregravemement faibles et la ponte non deacutecelable Le
taux dingestion est faible Les tests de deacuteveloppement larvaire preacutesentent des anomalies
(blocage aux stades embryonnaires et retard des pluteus) et lanalyse geacuteneacutetique y reacutevegravele pour
pregraves de 50 des loci une deacuteficience en heacuteteacuterozygotes traduisant lagrave une baisse de variabiliteacute
geacuteneacutetique et une deacuteviation par rapport aux conditions dHardYMWeinberg9
Le site voisin de la pointe MarIoux semble beaucoup moins affecteacute le cycle de reproduction
sy deacuteroule tout agrave fait normalement (IG plus eacuteleveacutes que sur le site de reacutefeacuterence) et leacutequilibre
panmictique y est geacuteneacuteralement mieux respecteacute Cependant les tests eacutecotoxicologiques y
deacutecegravelent quelques indices de perturbation les taux de feacutecondations y sont infeacuterieurs au teacutemoin
les embryons preacutesentent quelques blocages et les taux de mortaliteacute des larves sont
statistiquement plus eacuteleveacutes
Les reacutesultats concernant le site du Deliec nindiquent p as de diffeacuterences remarquables par
rapport au site de reacutefeacuterence La peacuteriode de ponte y survient avec un leacuteger deacutecalage sans doute
agrave mettre agrave lactif dune diffeacuterence dans les conditions de tempeacuterature etou de deacuteveloppement
de blooms phytop1anctoniques certains auteurs faisant concorder le deacuteclenchement de la ponte
avec labondance de nourriture disponible pour les larves (Himmelman 1978)
Le comportement des indices de reacutepleacutetion des populations de la rade de Brest savegravere tregraves
distinct de celui de la population de reacutefeacuterence ce qui peut traduire une strateacutegie adaptative
diffeacuterente ou une couverture des besoins eacutenergeacutetiques insuffisante chez les populations de la
rade Cette observation meacuterite notre attention puisque dans le cas de la station de MarIoux le
substrat est semblable agrave celui du site teacutemoin et ne peut expliquer le maintien de lindice de
reacutepleacutetion agrave des niveaux eacuteleveacutes pendant la peacuteriode de reproduction
On peut deacuteduire de ces constatations une distinction entre les populations du fond de la
rade et la station du Deliee situeacutee dans le goulet qui semble a priori exempte de deacutegradation
9Hardy-Weinberg (loi de) loi dheacutereacutediteacute ougrave la preacutesence des gegravenes demeure constante de geacuteneacuteration en geacuteneacuteration en labsence de seacutelection de mutation daccouplements dirigeacutes ou daccidents deacutechantillonnage
26
Les deux populations du bassin Nord subissent agrave leacutevidence linfluence de facteurs
environnementaux qui perturbent leur deacuteveloppement Ces pheacutenomegravenes sont provoqueacutes par
diverses causes dorigine naturelle tout dabord auxquelles viennent sajouter les facteurs
anthropiques
Une certaine hieacuterarchisation dans leacutetat de deacutegradation des sites est agrave prendre en compte En
effet des deux zones perturbeacutees la pointe de lArmorique est celle ougrave les effets se font le plus
durement ressentir
Ces deux stations diffegraverent de par le substrat le reacutegime hydrodynamique et lintensiteacute de
linfluence estuarienne La nature du substrat agrave MarIoux est la mecircme que sur le site de
reacutefeacuterence des Gleacutenan il sagit de fonds meubles composeacutes de maeumlrl vivant recouvert
deacutepiphytes synonymes de ressources trophiques abondantes et disponibles toute lanneacutee ce qui
explique les indices gonadiques eacuteleveacutes observeacutes pour ces deux sites A MarIoux
lhydrodynamisme est calme favorable au deacuteveloppement dune veacutegeacutetation dense dalgues
macrophytes saisonniegraveres (Hily et al 1992) Cette couverture veacutegeacutetale est renforceacutee par
lenrichissement du milieu en sels nutritifs provenant du bassin versant de lElom agrave vocation
agricole (N03-=500 agrave lOOOkgj P043-=30 agrave 700kgj) Les concentrations dans cette zones
sont eacuteleveacutees et varient au cours de lanneacutee elles sont maximales lhiver (N03-=28-51 mgl
P043-=O67-137mgl NH4+=41-37mgl) La preacutesence de ces algues contribue agrave augmenter
et agrave diversifier les ressources trophiques disponibles elle favorise le deacuteveloppement dune faune
diversifieacutee de brouteurs
Sur le site de la pointe de lArmorique par contre le substrat est rocheux et les courants
forts Le couvert veacutegeacutetal y est au contraire clairsemeacute et composeacute dalgues essentiellement
saisonniegraveres La population de lArmorique se trouve donc dans des conditions de ressources
trophiques moins facilement accessibles et plus limiteacutees comme latteste le deacuteveloppement plus
important de lorgane masticateur (par effet compensateur) signaleacute lors dune eacutetude compareacutee
de ces deux populations (Lumingas amp Guillou SOIIS presse) Lanalyse des indices
physiologiques doit se faire en consideacuterant que le degreacute de prospeacuteriteacute dune population reacutesulte
dun compromis entre la nature et labondance des ressources trophiques dune part et dautre
part de leacutenergie que lanimal doit deacutepenser pour collecter digeacuterer et assimiler cette nourriture
27
(Reacutegis 1979) Les deux populations eacutetant au deacutepart placeacutees dans des conditions ineacutegales
lapparition de facteurs exteacuterieurs ne pourrait quamplifier cette diffeacuterence au deacutetriment de la
plus deacutefavoriseacutee
Lexamen comparatif des courbes deacutevolution de tempeacuterature entre le Dellec et la pointe de
lArmorique (stations fixes de mesures hydrologiques) montre un eacutecart de 05 agrave 1degC en faveur
de la partie la plus reculeacutee de la rade (cf Annexe V) En tenant compte de la profondeur on
peut en deacuteduire pour le site de Marloux ougrave la profondeur est faible un eacutecart de tempeacuterature
denviron + l5degC par rapport au Dellec Cette particulariteacute pourrait expliquer la preacutecociteacute de la
maturiteacute remarqueacutee chez la population de Marloux Plusieurs interpreacutetations peuvent expliquer
la chute de lindice gonadique observeacutee en mars interruption dans le deacuteveloppement des
gonades provoqueacutee par les preacutecipitations hivernales (Cochran amp Engelmann 1975 Starr et al
1993) une mobilisation des reacutesenles dues aux conditions climatiques (Guillou amp MicheL
1993) ou au contraire une gameacutetogeacutenegravese preacutecoce comme le laisse supposer la forte valeur de
lindice gonadique en janvier
Les tests de feacutecondation eacutetant reacutealiseacutes dans une eau de reacutefeacuterence les causes de perturbation
du deacuteveloppement larvaire sont intrinsegraveques aux gamegravetes il peut sagir soit de la qualiteacute du
vitellus soit dalteacuterations geacuteneacutetiques soit de laccumulation dans les gonades dun agent
contaminant preacutesent dans le mileu Gamegravetes et embryons doursins sont sensibles agrave un large
eacuteventail de facteurs physiques (tempeacuterature pH saliniteacute etc ) et chimiques (meacutetaux
pesticides PCBs hydrocarbures etc ) ils conviennent eacutegalement pour tester les effluents en
meacutelange (Kobayashi 1971 Dinnel et al 1981 Pagano et al 1987 Lassus et al 1991) ce qui
rend plus difficile la recherche des agents responsables des anomalies observeacutees
On peut tout de mecircme mentionner les fortes teneurs en meacutetaux lourds preacutesents dans toute la
partie Est de la rade (mine de plomb argentifegravere situeacutee agrave Huelgoat) Des mesures reacutecentes de
meacutetaux dans les seacutediments agrave proximiteacute de la pointe de lArmorique font eacutetat des concentrations
suivantes Cu=253 ppm Pb=230 ppm Zn=160 ppm (Troadec corn pers) Les oursins en
tant quorganismes infeacuteodeacutes au seacutediment et participant agrave leur bioturbation sont directement
exposeacutes agrave ce type de contamination Plusieurs eacutetudes in situ font eacutetat de laccumulation de
28
meacutetaux par les oursms notamment dans les gonades et lintestin (Augier et al 1987b
Albanedo et al 1990)
Les tests de toxiciteacute des meacutetaux lourds sur les larves de diffeacuterentes espegraveces doursins ont fait
lobjet de nombreux travaux et les effets de ces polluants sur la feacutecondation et le
deacuteveloppement des larves sont assez bien connus (Kobayashi 1984 Dinnel et al 1989) A
faibles doses les ions meacutetalliques peuvent exercer une action positive caracteacuterisant le
pheacutenomegravene d hormegravese observeacute par Stebbing (1981) sur des colonies dhydrozoaires Une
action semblable est rapporteacutee par Young au niveau du pouvoir fertilisant des spermatozoiumldes
doursins pour des concentrations en divers ions meacutetalliques allant de 10-5 agrave 10-6M (Young amp
Nelson 1974) Cependant il sagit de pheacutenomegravenes marginaux et la tendance geacuteneacuterale de ces
eacuteleacutements se manifeste bien eacutevidemment par un effet toxique Le cuivre le zinc le cadmium
provoquent agrave des seuils diffeacuterents des dommages sur les gamegravetes et leur descendance en
alteacuterant soit la croissance des larves soit la diffeacuterenciation squelettique des pluteus (Bougis
1961 1965 Khristoforova et al 1984 Pagano et al 1982 Hesllnga 1976) Les diffeacuterents
stades larvaires preacutesentent des sensibiliteacutes diffeacuterentes les travaux de Kobayashl (1980)
montrent une plus forte sensibiliteacute des spermatozoiumldes et des larves au stade gastmla ce qui
coincide avec les blocages embryonnaires observeacutes agrave ce stade sur le site de lAlmorique La
preacutesence de meacutetaux dans les gonades pourraient donc logiquement expliquer les reacutesultats
obtenus De plus de fortes preacutesomptions pegravesent sur les rejets de mateacuteriel provenant du service
pyrotechnique de la Marine Nationale sur la pointe de lArmorique
Les reacutesultats dune toute reacutecente analyse effectueacutee par le Laboratoire Municipal de Brest
(aoucirct 94) sur des gonades doursins provenant des trois stations de la rade confirme cette
hypothegravese (cf Annexe VI) Le site de lArmorique se distingue par des teneurs nettement plus
eacuteleveacutees en fer zinc plomb et en cadmium (Fe=263 ppm Zn=356 ppm Pb=075 ppm Cd=076
ppm cest agrave dire selon les meacutetaux entre 2 agrave 5 fois plus que dans les autres stations) Dans
lensemble une certaine contamination meacutetallique peut ecirctre remarqueacutee dont lorigine se situe
dans le trafflc maritime les rejets domestiques et portuaires et les peintures anti-foullng Les
fortes concentrations en zinc proviennent des toitures de lagglomeacuteration brestoise Les
nombreux eacutelevages porcins de la reacutegion peuvent aussi contribuer agrave la pollution en cuivre par
29
lalimentation fournie aux arumaux Cependant la forte contamination locale du site de
lArmorique en fer zinc plomb et cadmium ne peut avoir quune origine ponctuelle qui
confirme les soupccedilons pesant sur les activiteacutes militaires dans ce secteur Compareacutes aux chiffres
trouveacutes dans la litteacuterature les reacutesultats sont coheacuterents Augier et al(1987b) lors dune eacutetude
sur Paracentrotus ividus en baie de Port-Cros avance des concentrations dans les gonades
comparables (Cd=O52 agrave 231 ppm Cu=167 agrave 542 ppm Pb=O33 agrave 117 ppm) mais des
teneurs en mercure sensiblement plus faibles (Hg=003 agrave 004 ppm) Chez une autre espegravece
(Echinometra mathaei) les travaux dAlbanedo et al(1990) indiquent dans une station tregraves
pollueacutee du port de la Havane des concentrations eacuteleveacutees en meacutetaux Fe=l08 ppm Cu=473
ppm Zn=267 ppm chiffres qui sauf pour le cuivre restent infeacuterieurs aux mesures obselveacutees agrave
la pointe de lArmorique Ces auteurs montrent une accumulation des meacutetaux lourds
relativement importante dans les diffeacuterents organes des oursins notamment au niveau du tube
digestif (cas du plomb et du cuivre) il serait inteacuteressant de connaicirctre eacutegalement les doses dans
les autres parties de lorganisme Cette accumulation preacutesentant des fluctuations saisonniegraveres
lieacutees au meacutetabolisme de lanimal un suivi plus reacutegulier des concentrations en meacutetaux devrait
ecirctre envisageacute
Cependant les meacutetaux peuvent ne pas ecirctre les seuls agents agrave mettre en cause Les pesticides
et les hydrocarbures sont eacutegalement susceptibles de pouvoir provoquer des anomalies (cf
Annexe VU) Les PCBs employeacutes dans de nombreux secteurs industriels bien que quelquefois
signaleacutes dans les seacutediments de la zone portuaire agrave des taux importants (PCBs=183
ppbMarchand 1985) semblent agrave eacutecarter En effet Trieff et al (1 988) bien quil mette en
eacutevidence un effet spermiotoxique signale labsence daccumulation de ce type de produits dans
les organismes ce qui preacutesente comme impossible toute influence des PCBs dans les conditions
ougrave les expeacuteriences ont eacuteteacute meneacutees
La preacutesence dans le bassin Nord de rejets de deux stations deacutepuration situeacutees en amont de
la Penfeld exerce aussi une influence sur la qualiteacute bacteacuteriologique des eaux de ce secteur
Leurs apports sont estimeacutes agrave 1014CFIh Dautre part le ruisseau du Relecq Kerhuon situeacute pregraves
de lestuaire de lElom amegravene quant agrave lui jusquagrave 1012CFIh en hiver (source DDE rapport
Saunier eau et environnement) Ces chiffres peuvent apporter une explication aux mortaliteacute
30
des lalVes obselVeacutees pour le site de Marloux des bacteacuteries pathogegravenes preacutesentes dans les
gonades peuvent secirctre deacuteveloppeacutees pendant la peacuteriode dincubation
Les reacutesultats de lanalyse geacuteneacutetique trahissent un deacuteficit en heacuteteacuterozygotes important sur le
site de la pointe de lAnnorique Ce deacuteficit freacutequemment rencontreacute chez les mollusques
bivalves (Buroker 1983~ Singh amp Green 1984) et dautres inverteacutebreacutes marins (Murphy et al
1975 Day amp Bayne 1988) peut avoir plusieurs significations il sagit soit de la preacutesence
dallegraveles silencieux (1) soit dun pheacutenomegravene dinbreeding (2) soit dM effet Wahlund (3) ou
encore du reacutesultat de la pression de seacutelection exerceacutee par les facteurs eacutenonceacutes plus haut (4)
(1) Lhypothegravese de la preacutesence dallegraveles nuls lo est peu probable eacutetant donneacute le nombre de
loci preacutesentant un excegraves dhomozygotes
(2) Le pheacutenomegravene dautofeacutecondation nest pas agrave eacutecarter car des cas dhermaphrodisme
certes peu freacutequents ont deacutejagrave eacuteteacute rapporteacutes sur ce mecircme site (Neefs 1952) Leacuteventualiteacute que
les gegravenes impliqueacutes ne soient pas porteacutes par des chromosomes autosomaux na pas eacuteteacute veacuterifieacutee
(3) Les conditions dhydrodynamisme sexerccedilant sur cette zone peuvent ecirctre invoqueacutees pour
venir conforter la thegravese dun effet Wahlund (conseacutequence dun eacutechantillonnage effectueacute sur
deux sous-eacutechantillons dun mecircme site se comportant comme des populations Mendelliennes
seacutepareacutees)
(4) Une seacutelection exerceacutee par les conditions du milieu reste le)plication la plus probable
Cette influence des facteurs environnementaux comme la preacutesence de meacutetaux mentionneacutee
preacuteceacutedemment sexerce pendant la vie lalVaire peacutelagique mais surtout durant la phase critique
de la meacutetamorphose et les eacutetapes qui suivent le recrutement La meacutetamorphose chez les oursins
sulVient apregraves une peacuteriode variable de vie lalVaire pouvant durer selon les espegraveces et les
conditions entre 5 et 22 semaines (Strathmann 1987) ce qui expose les larves agrave de nombreux
aleacuteas Certains auteurs eacutevoquent limportance du recrutement comme facteur dheacuteteacuterogeacuteneacuteiteacute
geacuteneacutetique entre populations (Watts et al 1990) Or une eacutetude comparative des populations
des deux sites concerneacutes a montreacute une forte irreacutegulariteacute du recrutement dans la population de
Marloux par rapport agrave celle de la pointe de lAnnorique (Lumingas amp Guillou sous presse)
Ces auteurs imputent ce pheacutenomegravene au spectaculaire deacuteveloppement dalgues qui apparaicirct
IOallegravele nul (ou silencieux) est dit dun allegravele qui ne sexprime pas sur le gel
31
chaque anneacutee sur ce site agrave la faveur des apports fluviaux en eacuteleacutements nutritifs Dune part il
inhiberait laction attractive du maeumlrl dautre part la deacutecomposition de ces veacutegeacutetaux agrave
lautomne provoquerait la mortaliteacute des recrues en reacuteduisant la couche superficielle du seacutediment
et entraicircnerait le deacuteveloppement dun film bacteacuterien empecircchant 1a fixation des post~larves Le
site de la pointe de lArmorique semble au contraire avoir des recrutements reacuteguliers
Les groupes de recrues connaissent donc des destins diffeacuterents sur les deux sites ce qui
pourrait expliquer les diffeacuterences dheacuteteacuterozygotie observeacutees
Pour confirmer cette hypothegravese il conviendrait de comparer des eacutechantillons plus grands
dindividus de mecircme agravege correspondant agrave une peacuteriode ougrave le recrutement a eacuteteacute bon sur les deux
sites voire mecircme de comparer directement les geacutenotypes des jeunes individus recruteacutes dans les
deux sites Dautre part la comparaison du site de la pointe de lArmorique avec celui du
Dellec pourrait fournir des indications importantes pour confirmer lhypothegravese de lexistence
dune pression de seacutelection
V 1CONCLUSION
Leacutetude des phases de reproduction et deacuteveloppement larvaire des populations doursins de
la Rade de Brest met en eacutevidence des troubles fonctionnels chez les populations du bassin
Nord proches de la zone portuaire en particulier sur le site de la pointe de lArmorique qui
contraste avec les bons reacutesultats obtenus pour le site du Dellec sous influence oceacuteanique La
convergence des donneacutees de geacuteneacutetique avec les reacutesultats observeacutes confirme la validiteacute de la
meacutethode utiliseacutee et renforce la fiabiliteacute de Sgranularis comme bioindicateur
Les causes de ces deacuteregraveglements sont sans doute multiples aussi ce travail meacuterite-t-il un suivi
agrave plus long terme Leacuterude des diffeacuterents paramegravetres influenccedilant les conditions de vie des
oursins de la pointe de lArmorique (tempeacuterarure saliniteacute seacutedimentologie biomasse matiegravere
organique ) ainsi que des essais de transplantations in situ dindividus sains devraient
permettre de mieux preacuteciser les facteurs responsables de ces perturbations
Quant aux premiers reacutesultats danalyses des teneurs en meacutetaux lourds du Laboratoire
Municipal ils devraient ecirctre eacutetendus agrave dautres parties du corps (test intestin) et effectueacutes sur
un cycle annuel y compris sur le site des Gleacutenan
32
VI 1BffiLIOGRAPHIE
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ANNEXEI
SCHEIHA DU PROTOCOLE EXPERThlENTAL DES TESTS DE FECONDATION IN VITRO
oursin9 gonades
~ eau ae mer 1iltreacutee (045I-lm)
soies (200l-lm)
Dfiltration
eau de mer filtreacutee (045I-lm)
deacutecantation ovocytes
oursin ltJ ---+ gonades -
filtration soies (60~m) ~
D~
middot middot middot middot
30 ml bd
lavages et dilutions
1 1 1 1 1 1
bull bull bull bull bullbull ~
~~~ ~
env 1500 ovocytesml
m~ 1
env 50 ovocytesml
39
AtlNEXE II
ELECTROPHORESE
Installation des eacutechantillons
a coupe pratiqueacutee dans le gel b eacutechantillons
Montage du circuit
a tampon deacutelectrodes b eacuteponges c eacutelectrodes relieacutees au geacuteneacuterateur d ligne dinsertion des eacutechantillons
40
ANNEXEIll
PREPARATION DES SOLUfIONS DELECTROPHORESE
Tampon Tris Citrate pH 8 (TC 8)
- Electrodes Tris (062M) 756 g
Ac citrique (014M) 300 g eau distilleacutee qsp 1 l
- Gel 30 ml de tampon eacutelectrodes dans 900 ml deau distilleacutee
ajuster agrave pH 8 avec du Tris (lM) ou de lacide citrique (lM)
Tampon discontinu Tris Citrate pH 67 (TC 67)
- Electrodes pH 63 Tris (022M) 270 g
Ac citrique (008M) 180 g eau distilleacutee q sp 1 1
ajuster agrave pH 63 avec du Tris (lM) ou de lacide citrique (lM) - Gel pH 67
Tris (0008M) 097 g Ac citrique H20 (0003M) 063 g
eau distilleacutee qsp 1 1 ajuster agrave pH 67 avec du Tris (lM) ou de lacide citrique (lM)
Reacutesolution obtenue par systegraveme enzymatique
Muscle Tube Digestif Gonades Nbre Locus TCPH8 TC pH TC pH 8 1 TC pH li TC pH 8 1 TC pH dallegraveles
67 67 1 67
AAT-1 +
AAT-2 + 2
GPD-l IDH-1 + + + +
LAP-1
l1DH-1 ++ )
l1DH-2 +++ ++ 2 ME-l + 2 ME-2 + ++ 3
PGD-1 ++ + 6 PGI-1 +_
- ++ ++ 4
PGM-1 + + 3 PGM-2 +++ ++ 4
bull Faible ++ Bonne + Moyenne +++ Tregraves bonne
41
ANNEXE IV
SOLUTIONS DE COLORATIONS
AAT (Aspartate-aminotransfeacuterase)
Tris A 80 ml AccxCeacutetoGlutarique 100 mg Ac Aspartique 200 mg Phosphate de pyridoxal 10 mg dissoudre veacuterifier que pH lt 74 (ajuster avec Tris LM) verser et incuber agrave 37degC pendant 15 min puis ajouter Fast Blue BB 100 mg
IDH (Isocitrate deacuteshydrogeacutenase)
Tris A 70 ml Isocitrate (0 lM) 8 ml MnCl2 (025M) 06 ml MgC12 (OSM) 05 ml ajouter avant coloration Isocitrate (poudre) 10 mg NADP 1 2 ml PMS 1 ml NET 1 ml lvITT 05 ml
MDH (Malate Deacuteshydrogeacutenase)
Tris A 10 ml MgCl2 (OSM) 02 ml Ac Malique (2M) 3 ml NAD 1 15 ml puis ajouter avant coloration PMS 03 ml NET 07 ml MTT 07 ml +Agar dans Tris A tiegravede 10 ml
6PGD (6Phosphogluconate Deacuteshydrogeacutenase)
TrisA 10 ml MgC12 (OSM) 15 ml 6Phosphogluconate 20 mg puis ajouter avant coloration NADP 1 01 ml PMS 01 ml NET 02 ml tvm 02 ml +Agar dans Tris A tiegravede 10 ml
GPI (Glucose-Phosphate Isomeacuterase)
Tris A 10 ml MgC12 (O5Ivi) 1 ml Fructose 6P 10 mg puis ajouter avant coloration NADP 1 05 ml PMS 05 ml NET 05 ml MTT 05 ml G6PDH 6~Ll ou 17u +Agar dans Tris A tiegravede 10 ml
LAP (Leucine-aminopeptidase)
Tris-Malate 90 ml preacutechauffeacute agrave 30degC MnCl2 (01r1) 1 ml MgCl2 (05lvf) 1 ml Lleucilj3Naphthylamine 15 agrave 20 mg incubation 30 min agrave 37degC ajouter avant coloration Fast Gamet GBC 60 mg dilueacute dans quelques gouttes de Tris-Malate (manipuler ce produit avec des gants)
ME (Malice-Enzyme)
Tris A 10 ml MgCl2 (O5~1) 15 ml AcMalique (2tv1) 1 ml puis ajouter avant coloration NADP 1 01 ml PMS 03 ml NET 07 ml MTT 07 ml +Agar dans Tris A tiegravede 10 ml
PGM (phosphoglucoMutase)
Tris A 10 ml MgCl2 (05)11) 1 ml Glucose IP (+15 diP) 100 mg puis ajouter avant coloration NADP 1 05 ml PMS 05 ml NET 05 ml lvITT 05 ml G6PDH 6~1l ou 17u +Agar dans Tris A tiegravede 10 ml
42
9
----- - - - _----- - -
W~--shy
ANNEXEV
Tempeacutelllture il linterface eaumiddotseacutediment au site du Dlilec
17 T middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot-middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot-middot_middotmiddotmiddotmiddot-middot-middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot-middot--middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot-middotmiddot--- - -- ----_--- -- - shy
16 +--- ---------- --__--shy
15 --- -- ---- - --- middot - middot-middotmiddot-middotmiddotmiddot-middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot_-middot-middot -middotmiddotmiddotmiddot-middot-middot-middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot-middotmiddot middotTt~hl~ - ------ Ecirc 14 - - -- --------- ---middot---middot-middotmiddot-middot-middot-trrfo-r~~wbWljl~I~~~--------------t-------------iiiiJiI~i~L--_-----------------------8 12 YrljVWfAI--shy --shy - shy _-----------------------------
middotmiddot-middotmiddot~IImiddot middotmiddot-middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot-middotmiddotmiddotmiddot-middot --middotmiddot--shy - ------------_- ----------11 t-middot
10 ~~--shy --- ----_-- - -- - - ------------_-
~ ~ ~ ~ 3 5 = 3 -~ shy
~ ~ = ~ ~ ~ 7 ~ 7 7 ~ ~ lt lt jf ~ r- ~ C t- C ~ oA C 0 0 0 0 ~ shy0 0 N
~
Tempeacutelllture il linterfue eau-seacutediment il la pointe de lAnnorique
11 ~ li ~ ~ ~ ~ ~ of j ~ ~ i ~ f N M ~ M ecirc ~ M
(donneacutees LR-i CvRS D1513 Faculteacute des Sciences Brest)
43
ANNEXEVI
TENEURS EN QUELQUES METAUX LOURS DANS LES GONADES DOURSINS DE LA RADE DE BREST
1Armorique (n=7) lIurloux (n=8) Deliee (n=8) 1
Fer (Fe) mgfKg 2869plusmn141O 531plusmn438 410plusmn250 1
lt 02Plomb (Pb) mgfKg O75plusmnO24 026plusmnO18
Cuivre (Cu) mgfKg O76plusmnO33 030plusmnO Il 045plusmnO42
Cadmium (Cd) mgIKg 396plusmnO55464plusmn125 463+12
Zinc (Zn) mgfKg 3563plusmn2828 1811=1241 1528plusmn1506 i
1
Mercure (Hg) mgfKg 026plusmnO12 018plusmnO08 020plusmnO13 1
(donneacutees Laboratoire lvllmicipal de Brest 16 rue Alexandre Ribot - J928iuml BREST Cedex Ofi0894)
ANNEXE VII
Agents toxiques essayeacutes pour leur toxiciteacute sur le deacuteveloppement la reproduction
et pour leur toxiciteacute geacuteneacutetique sur les embryons et le sperme doursins
(dapregraves PAGAl~O et al 1987)
Classe d aogents___+-____Agent=-s____~r__---Reacute~feacuterences___--1
1 Agents Physiques Rayons X RUST AD 1959 Rayons r GIORDANO et al 1983 Lumiegravere visible PAUL et al 1970
SPECK et al 1980
II Agents chimiques A Inorganiques Arsenic PAGANO et al 1982a
Beacuteryllium GIORDAlIO et al 1983 Cadmium PAGANO et al 1982b Chrome PAGA1-iO et al 1983a Cuivre HESLINGA 1976
PAGANO et al 1986 Mercure KOBA YASHI 1980 Nickel GIORDANO et al 1982 Changements de pH PAGANO et al 1985a 1985b
CIPPOLARO et al 1986 DUBE et al 1985
Zinc GIORDANO et al 1983 PAGANO et al 1986
B 1 Organiques 1 - Polluants industriels Peacutetrole dispersants du peacutetrole HAGSTROM et LONNING 1976
Pesticides organochloreacutes FALK-PETERSEN1979 BRESCH-ARENDT 1977
Styregravene et deacuteriveacutes PAGANO et al 1978 Dipheacuteny1 dipheacutenyl ether PAGANO et al 1983b PCBs ADAMS 1983
PAGANO et al 1985c
2 - Canceacuterigegravenes Acridines BRACHET 1968 Benzo(a)pyregravenes DE ANGELIS et GIORDANO
1974 HOSE et al 1983
712 dimeacutethy1benz( a)anthracegravene DE ANGELIS et GIORDkIO 1974
TPA (phorbol ester) BRESCH--RENDT 1978 Urethane NAKASHIMA et ISHIKAWA
1978 3 - Composeacutes pharmaceutiques Agents antineacuteop1astiques REN1llLARD et al 1975
WANG et al 1977 Thalidomide HAGSTROM et LONNING 1973 Acide nalidixique CZ1TN etaI 1981 Povidone iodine ROZENKRANZ et al 1980
III Meacutelanges KOBAYASHl 1971 1984 KINAE et al 1981 OSHIDA et al 1981 DINNEL et al 1981
LES MEacuteTAUX LOURDS DES PRODUITS MAnlNS AUX CONSOMMATEURS
(Les v(Jlours m6us uang ce
Ooso quotishydienne
Il eacutecossai ro fi lhomme
(ell IlIl)
Dose toxique
pOUf lIl(Hl li)] Il
(1)
)OllS
adIJ1ilUuml
dan~ 1es al ililUlllS
(1l1Uk~raquo
EltlU ltIll Ilwr (111]1)
AlrJucs (lilgkJ )
Mollusques (IlIUkg)
Cfuslncocircs (11111111)
Poissons (muka)
Arsenic
001 ~O 02 mg
III 70 1119 1 SOllt mOrlols
0002-0001
014-1
7 -120
15 17 (rwvolln)
25-75 (oOndill)
LI ore
100 Illoi
I(i
04-20
1 (moulu)
025 15 (11111 l 1 IcircIl )
020
tilJlcilU sont les plus
CildmIcircUIll
30 mu so1l1 toxiquuumls
f()i~5()1l
1 Molluoque
rshy1
01
00006
01 i-3
Chromo
VI WO Ill) Cr ~()Ilt IIHHlelr
01
000005
002 -1
er1llllent rellcontreacutees dlIls les publications ctuel
Cuivre
2 mg
25 fi sont IllOrlel
Poisson li
Mollusqull 110
0003-001
17-124
GO-900 (Iluitru)
20-90 (convoi)
l5-G (1 lion)
Mercure
Poisson jusqul 07
0000 03
----_
O02G-O2
004
01 middot10
Plomb
moi
0000 03
05 9
28-6 (huicirctre)
~- ----shy01-23
(tHlllllnrl)
O3-G
Seacuteleacutenium
3
000009
02-01
Zinc
6- 10 mg
35
0001-001
il2-Hi)
100-1 GOO (lIl1illO)
122-18 1 (1Il1IrlllI)
02middot1 200 (llilrell~1 )
---------- ----shy
fi (JIIIIUIIIaS
Les doses admissibles dilfl~ les aliments sonl exprillleacutees en millilrammes par kilogramme daliment
Les concclltrations daJis les produits rnHIcirclls sont (ouloS oxprilllUcircfS CIl lllilliJtallHllCS pM kilonriltlHlw do Illnliegravero segravecho
Chnque (ois qlll cela a ugravet possillln on il if)diqur~ entre p1fef)lhegravesos dnns qllJllc csplco nvait ocirctri trouveacutee ln plus (orte dosn
(1) [n CilS diumlnDntioll Cil IIlle scule (ois (SOllfce Rapport du Groupe Irleflilinisteacuterid des prohl~llIes de Pollution de la Mer 1(73)
EXTRAITS DE lA CIRCUlAIRE DU 13 MAl 1991
Circulaire du Ministegravere de lEnvironnement creacuteant les contrats de baie
Les eaux inorales franccedilaises doivent se situer en permanence agrave un niveau de qualiteacute suffisant pour ne pas mettre en peacuteril les eacutecosystegravemes cocirctiers qui constituent un eacuteleacutement majeur du patrimoine eacutecologique national ()
Lapproche retenue rient compte de la diversiteacute et de la complexiteacute des situations rencontreacutees ie long des cocirctes franccedilaises Certains SeCIeurs son principalement affecteacutes par des pollutions chimiques (meacutetaux etou composeacutes organiques ( )
De plus les pheacutenoTregravenes regroupeacutes sous une mecircme appeiation (egraveystrophies marines par exemple) reacutesJltent r jait de meacutecanismes diffeacuterents dont les c1uses et les facteurs de maitrise dofent ecirctre deacutetermineacutes dans chaque cas particJpr afin decirctre certain de mettre en oeuvre au plus juste coucirct des remegravedes efficaces ( j
n apparaft au corraire que pour chaque secteur C littorc oi une action est neacutecessaire a soluor adeacutequate ne peut ecirctre trouveacutee cu au niveat loca~ en associant tous les resporsables co-erneacutes Un outil nouveau est proposeacute le Contrat de Baie dont linitiative peut br= prise par lEtat mais aussi par dautrs acteurs (collectiviteacutes locales cssociatiors rotamment) ()
Chaque Cartrat de 3aie doit correspondre agrave une uniteacute middot-orale rmogegravene ()
Puisque la lutte ccr-se la pollution des eaux littorales ne peut ecircrr= efficace que par la prise
en compte des apports de Jensemble du bassin versant le Contrat de Baie doit ecirctre eacutelaboreacute agrave ce niveau
Pour eacuteviter ces eacutecueils tout Contrat de Baie devra reposer sur une connaissance aussi preacutecise que possible
bull de lensemble des sources de poiJution affectant le secteur rejets coners (ponctuels ou diffus) apports par les cours deau immersions de deacuteblais de dragage etc
bull des meacutecanismes de transfert des pollutions au milieu marin
bull des caracteacuteristiques du milieu reacutecepteur (morphologie courants caracteacuteris-tiques hvdrochimiques et biologiques)
bull des USIlges agrave proteacuteger et des zones sensibles du point de vue eacutecologique
Puisque lameacutelioration de la qualiteacute des eaux dun secteur du littoral implique de deacutefinir un programme concernant lensemble du bassin versant la maicirctrise douvrage de leacutetude ne pourra en geacuteneacuteral ecirctre confieacutee qu acirc une collectiviteacute locale de niveau supra shycommunal ()
L finaii du Contrat de Baie est dinciter les divers panenaires concerneacutes en particuer es coliegrave-ivieacutes locales agrave deacutepasser le cadre des scheacutemas classiques dassainissement dans tcs les cas c des dispositions speacutecifiques doivent ecirctre prises pour restaurer la qualiteacute des eaux (
30 - Geacuteneacutetique des populations
Les reacutesultats sont rassembleacutes sur les tableaux n02 et 3 Sur les Il loci eacutetudieacutes on remarque
que la population de lArmorique seacutecarte significativement de leacutequilibre de Hardy-Weinberg
pour 5 loci (PGM-l et 2 IDH-l PGD-l GPI-1) alors que lon observe seulement 2 cas pour
le site de MarIoux TI est agrave noter que dans chaque cas les indices de fLation de la population
de lArmorique sont plus eacuteleveacutes que ceux de MarIoux traduisant une deacuteviation plus
importante Cette observation est correacuteleacutee par une heacuteteacuterozygotie en moyenne plus eacuteleveacutee agrave
MarIoux quagrave lArmorique (0207plusmnO057 contre 0180plusmnO052) Le pourcentage de loci
polymorphes (seuil 95) est de 6364 agrave MarIoux contre 4545 agrave lArmorique
Lindicateur de diffeacuterenciation geacuteneacutetique moyen calculeacute selon la meacutethode de Weir et
Cockerham est faible (FST=00059plusmnO0048) et ne montre pas de diffeacuterence significative Dans
ces conditions lestimation du nombre dindividus eacutechangeacutes par geacuteneacuteration donne une valeur
eacuteleveacutee (Nm=42 12plusmn23 Il)
TABLEAU 2
RESUltŒ DES F-STATISTIQUES
Locus FIS FIT FST
PGM-1 0381 0384 0004 PGM-2 0359 0360 0001 IDH-l 0226 0233 0010 PGD-l 0351 0352 0002 MDH-1 -0013 -0009 0005 MDH-2 -0026 -0013 0013 GPI-1 0346 0352 0012 ME-1 0252 0253 0001 ME-2 -0034 -0030 0005
MT-1 -0051 -0040 0012 MT-2 0137 0137 0000
Moy 0273 0276 0006
24
TABLEAU 3
STRUCTURE GENETIQUE DE DEUX POPULATIONS DE Sgranillaris SUR UNE BASE DE 11 LOCI
Pointe de Marloux Pointe de lArmorigue 1
1 1
Locus allegravele freacuteq Ho He D Het freacuteq Ho He D Het
PGM-l 105 0013 2 1987 0006 0050 - 1 2924 -0658 0073
100 0975 0962
95 0013 0038
PGM-2 110 0025 15 22l77 -0324 0554 - 12 20468 -0414 0512
105 0262 0287
100 0613 0637
95 0087 0075
90 0013 shyIDH-l 105 0081 7 8260 -0153 0223 0015 3 4761 -0370 0140
100 0amp78 0926
95 0041 0059
PGD-l 110 0025 15 19392 -0227 0485 0038 9 18063 -0502 0452
107 0013 shy105 0213 0250
100 0688 0700
95 0050 0013
90 0013 shyltIDH-l 105 - 1 1000 0000 0025 0013 1 1000 0000 0025
100 0988 0988 95 0013 shy
MOH-2 110 - 0 - - - 0025 2 1975 0013 0 049
100 1000 0975
GPI-I 110 0112 Il 14620 -0148 0366 0175 6 11696 -0487 0292
105 0075 shy100 0788 0325
100 0850 0863
95 0025 -ltŒ-1 105 0050 2 3843 -0480 0096 0038 3 2924 0026 0073
100 0950 0962
rv1E-2 105 0013 3 2949 0017 0074 0038 3 2924 0026 0073
100 0962 0962
95 0025 -MT-1 105 0038 6 5734 0046 0143 0025 2 1975 0013 0049
100 0925 0975
95 0038 -MT-2 105 0150 10 10329 -0032 0258 0138 7 9608 -0271 0240 1
Heacuteteacutero~gotIcirce moyenne par locus (non biaiseacutee O207iO057 HeacuteteacuterozygOlIcirclt moyenne par locus (non biaiseacutee == O180iO05 Nombre moyen dallegraveles par locus = 309iO44 Nombre moyen dallegraveles par locus 236iO20 Pourcentage de loci polmorphes (criteacutere 95) == 6364 Po=uge de loci polymorphes (criteacutere 95) =4545
locus preacutesent8llt un deacuteficit en heacuteteacutero~gOles significltl lttest de 1 p$O05)
1
IV 1DISCUSSION
TI ressort de cette eacutetude une convergence des reacutesultats qui reacutevegravele la singulariteacute de la
population de la pointe de lArmorique En effet le cycle de reproduction y est agrave leacutevidence
perturbeacute les valeurs dindice gonadique sont extregravemement faibles et la ponte non deacutecelable Le
taux dingestion est faible Les tests de deacuteveloppement larvaire preacutesentent des anomalies
(blocage aux stades embryonnaires et retard des pluteus) et lanalyse geacuteneacutetique y reacutevegravele pour
pregraves de 50 des loci une deacuteficience en heacuteteacuterozygotes traduisant lagrave une baisse de variabiliteacute
geacuteneacutetique et une deacuteviation par rapport aux conditions dHardYMWeinberg9
Le site voisin de la pointe MarIoux semble beaucoup moins affecteacute le cycle de reproduction
sy deacuteroule tout agrave fait normalement (IG plus eacuteleveacutes que sur le site de reacutefeacuterence) et leacutequilibre
panmictique y est geacuteneacuteralement mieux respecteacute Cependant les tests eacutecotoxicologiques y
deacutecegravelent quelques indices de perturbation les taux de feacutecondations y sont infeacuterieurs au teacutemoin
les embryons preacutesentent quelques blocages et les taux de mortaliteacute des larves sont
statistiquement plus eacuteleveacutes
Les reacutesultats concernant le site du Deliec nindiquent p as de diffeacuterences remarquables par
rapport au site de reacutefeacuterence La peacuteriode de ponte y survient avec un leacuteger deacutecalage sans doute
agrave mettre agrave lactif dune diffeacuterence dans les conditions de tempeacuterature etou de deacuteveloppement
de blooms phytop1anctoniques certains auteurs faisant concorder le deacuteclenchement de la ponte
avec labondance de nourriture disponible pour les larves (Himmelman 1978)
Le comportement des indices de reacutepleacutetion des populations de la rade de Brest savegravere tregraves
distinct de celui de la population de reacutefeacuterence ce qui peut traduire une strateacutegie adaptative
diffeacuterente ou une couverture des besoins eacutenergeacutetiques insuffisante chez les populations de la
rade Cette observation meacuterite notre attention puisque dans le cas de la station de MarIoux le
substrat est semblable agrave celui du site teacutemoin et ne peut expliquer le maintien de lindice de
reacutepleacutetion agrave des niveaux eacuteleveacutes pendant la peacuteriode de reproduction
On peut deacuteduire de ces constatations une distinction entre les populations du fond de la
rade et la station du Deliee situeacutee dans le goulet qui semble a priori exempte de deacutegradation
9Hardy-Weinberg (loi de) loi dheacutereacutediteacute ougrave la preacutesence des gegravenes demeure constante de geacuteneacuteration en geacuteneacuteration en labsence de seacutelection de mutation daccouplements dirigeacutes ou daccidents deacutechantillonnage
26
Les deux populations du bassin Nord subissent agrave leacutevidence linfluence de facteurs
environnementaux qui perturbent leur deacuteveloppement Ces pheacutenomegravenes sont provoqueacutes par
diverses causes dorigine naturelle tout dabord auxquelles viennent sajouter les facteurs
anthropiques
Une certaine hieacuterarchisation dans leacutetat de deacutegradation des sites est agrave prendre en compte En
effet des deux zones perturbeacutees la pointe de lArmorique est celle ougrave les effets se font le plus
durement ressentir
Ces deux stations diffegraverent de par le substrat le reacutegime hydrodynamique et lintensiteacute de
linfluence estuarienne La nature du substrat agrave MarIoux est la mecircme que sur le site de
reacutefeacuterence des Gleacutenan il sagit de fonds meubles composeacutes de maeumlrl vivant recouvert
deacutepiphytes synonymes de ressources trophiques abondantes et disponibles toute lanneacutee ce qui
explique les indices gonadiques eacuteleveacutes observeacutes pour ces deux sites A MarIoux
lhydrodynamisme est calme favorable au deacuteveloppement dune veacutegeacutetation dense dalgues
macrophytes saisonniegraveres (Hily et al 1992) Cette couverture veacutegeacutetale est renforceacutee par
lenrichissement du milieu en sels nutritifs provenant du bassin versant de lElom agrave vocation
agricole (N03-=500 agrave lOOOkgj P043-=30 agrave 700kgj) Les concentrations dans cette zones
sont eacuteleveacutees et varient au cours de lanneacutee elles sont maximales lhiver (N03-=28-51 mgl
P043-=O67-137mgl NH4+=41-37mgl) La preacutesence de ces algues contribue agrave augmenter
et agrave diversifier les ressources trophiques disponibles elle favorise le deacuteveloppement dune faune
diversifieacutee de brouteurs
Sur le site de la pointe de lArmorique par contre le substrat est rocheux et les courants
forts Le couvert veacutegeacutetal y est au contraire clairsemeacute et composeacute dalgues essentiellement
saisonniegraveres La population de lArmorique se trouve donc dans des conditions de ressources
trophiques moins facilement accessibles et plus limiteacutees comme latteste le deacuteveloppement plus
important de lorgane masticateur (par effet compensateur) signaleacute lors dune eacutetude compareacutee
de ces deux populations (Lumingas amp Guillou SOIIS presse) Lanalyse des indices
physiologiques doit se faire en consideacuterant que le degreacute de prospeacuteriteacute dune population reacutesulte
dun compromis entre la nature et labondance des ressources trophiques dune part et dautre
part de leacutenergie que lanimal doit deacutepenser pour collecter digeacuterer et assimiler cette nourriture
27
(Reacutegis 1979) Les deux populations eacutetant au deacutepart placeacutees dans des conditions ineacutegales
lapparition de facteurs exteacuterieurs ne pourrait quamplifier cette diffeacuterence au deacutetriment de la
plus deacutefavoriseacutee
Lexamen comparatif des courbes deacutevolution de tempeacuterature entre le Dellec et la pointe de
lArmorique (stations fixes de mesures hydrologiques) montre un eacutecart de 05 agrave 1degC en faveur
de la partie la plus reculeacutee de la rade (cf Annexe V) En tenant compte de la profondeur on
peut en deacuteduire pour le site de Marloux ougrave la profondeur est faible un eacutecart de tempeacuterature
denviron + l5degC par rapport au Dellec Cette particulariteacute pourrait expliquer la preacutecociteacute de la
maturiteacute remarqueacutee chez la population de Marloux Plusieurs interpreacutetations peuvent expliquer
la chute de lindice gonadique observeacutee en mars interruption dans le deacuteveloppement des
gonades provoqueacutee par les preacutecipitations hivernales (Cochran amp Engelmann 1975 Starr et al
1993) une mobilisation des reacutesenles dues aux conditions climatiques (Guillou amp MicheL
1993) ou au contraire une gameacutetogeacutenegravese preacutecoce comme le laisse supposer la forte valeur de
lindice gonadique en janvier
Les tests de feacutecondation eacutetant reacutealiseacutes dans une eau de reacutefeacuterence les causes de perturbation
du deacuteveloppement larvaire sont intrinsegraveques aux gamegravetes il peut sagir soit de la qualiteacute du
vitellus soit dalteacuterations geacuteneacutetiques soit de laccumulation dans les gonades dun agent
contaminant preacutesent dans le mileu Gamegravetes et embryons doursins sont sensibles agrave un large
eacuteventail de facteurs physiques (tempeacuterature pH saliniteacute etc ) et chimiques (meacutetaux
pesticides PCBs hydrocarbures etc ) ils conviennent eacutegalement pour tester les effluents en
meacutelange (Kobayashi 1971 Dinnel et al 1981 Pagano et al 1987 Lassus et al 1991) ce qui
rend plus difficile la recherche des agents responsables des anomalies observeacutees
On peut tout de mecircme mentionner les fortes teneurs en meacutetaux lourds preacutesents dans toute la
partie Est de la rade (mine de plomb argentifegravere situeacutee agrave Huelgoat) Des mesures reacutecentes de
meacutetaux dans les seacutediments agrave proximiteacute de la pointe de lArmorique font eacutetat des concentrations
suivantes Cu=253 ppm Pb=230 ppm Zn=160 ppm (Troadec corn pers) Les oursins en
tant quorganismes infeacuteodeacutes au seacutediment et participant agrave leur bioturbation sont directement
exposeacutes agrave ce type de contamination Plusieurs eacutetudes in situ font eacutetat de laccumulation de
28
meacutetaux par les oursms notamment dans les gonades et lintestin (Augier et al 1987b
Albanedo et al 1990)
Les tests de toxiciteacute des meacutetaux lourds sur les larves de diffeacuterentes espegraveces doursins ont fait
lobjet de nombreux travaux et les effets de ces polluants sur la feacutecondation et le
deacuteveloppement des larves sont assez bien connus (Kobayashi 1984 Dinnel et al 1989) A
faibles doses les ions meacutetalliques peuvent exercer une action positive caracteacuterisant le
pheacutenomegravene d hormegravese observeacute par Stebbing (1981) sur des colonies dhydrozoaires Une
action semblable est rapporteacutee par Young au niveau du pouvoir fertilisant des spermatozoiumldes
doursins pour des concentrations en divers ions meacutetalliques allant de 10-5 agrave 10-6M (Young amp
Nelson 1974) Cependant il sagit de pheacutenomegravenes marginaux et la tendance geacuteneacuterale de ces
eacuteleacutements se manifeste bien eacutevidemment par un effet toxique Le cuivre le zinc le cadmium
provoquent agrave des seuils diffeacuterents des dommages sur les gamegravetes et leur descendance en
alteacuterant soit la croissance des larves soit la diffeacuterenciation squelettique des pluteus (Bougis
1961 1965 Khristoforova et al 1984 Pagano et al 1982 Hesllnga 1976) Les diffeacuterents
stades larvaires preacutesentent des sensibiliteacutes diffeacuterentes les travaux de Kobayashl (1980)
montrent une plus forte sensibiliteacute des spermatozoiumldes et des larves au stade gastmla ce qui
coincide avec les blocages embryonnaires observeacutes agrave ce stade sur le site de lAlmorique La
preacutesence de meacutetaux dans les gonades pourraient donc logiquement expliquer les reacutesultats
obtenus De plus de fortes preacutesomptions pegravesent sur les rejets de mateacuteriel provenant du service
pyrotechnique de la Marine Nationale sur la pointe de lArmorique
Les reacutesultats dune toute reacutecente analyse effectueacutee par le Laboratoire Municipal de Brest
(aoucirct 94) sur des gonades doursins provenant des trois stations de la rade confirme cette
hypothegravese (cf Annexe VI) Le site de lArmorique se distingue par des teneurs nettement plus
eacuteleveacutees en fer zinc plomb et en cadmium (Fe=263 ppm Zn=356 ppm Pb=075 ppm Cd=076
ppm cest agrave dire selon les meacutetaux entre 2 agrave 5 fois plus que dans les autres stations) Dans
lensemble une certaine contamination meacutetallique peut ecirctre remarqueacutee dont lorigine se situe
dans le trafflc maritime les rejets domestiques et portuaires et les peintures anti-foullng Les
fortes concentrations en zinc proviennent des toitures de lagglomeacuteration brestoise Les
nombreux eacutelevages porcins de la reacutegion peuvent aussi contribuer agrave la pollution en cuivre par
29
lalimentation fournie aux arumaux Cependant la forte contamination locale du site de
lArmorique en fer zinc plomb et cadmium ne peut avoir quune origine ponctuelle qui
confirme les soupccedilons pesant sur les activiteacutes militaires dans ce secteur Compareacutes aux chiffres
trouveacutes dans la litteacuterature les reacutesultats sont coheacuterents Augier et al(1987b) lors dune eacutetude
sur Paracentrotus ividus en baie de Port-Cros avance des concentrations dans les gonades
comparables (Cd=O52 agrave 231 ppm Cu=167 agrave 542 ppm Pb=O33 agrave 117 ppm) mais des
teneurs en mercure sensiblement plus faibles (Hg=003 agrave 004 ppm) Chez une autre espegravece
(Echinometra mathaei) les travaux dAlbanedo et al(1990) indiquent dans une station tregraves
pollueacutee du port de la Havane des concentrations eacuteleveacutees en meacutetaux Fe=l08 ppm Cu=473
ppm Zn=267 ppm chiffres qui sauf pour le cuivre restent infeacuterieurs aux mesures obselveacutees agrave
la pointe de lArmorique Ces auteurs montrent une accumulation des meacutetaux lourds
relativement importante dans les diffeacuterents organes des oursins notamment au niveau du tube
digestif (cas du plomb et du cuivre) il serait inteacuteressant de connaicirctre eacutegalement les doses dans
les autres parties de lorganisme Cette accumulation preacutesentant des fluctuations saisonniegraveres
lieacutees au meacutetabolisme de lanimal un suivi plus reacutegulier des concentrations en meacutetaux devrait
ecirctre envisageacute
Cependant les meacutetaux peuvent ne pas ecirctre les seuls agents agrave mettre en cause Les pesticides
et les hydrocarbures sont eacutegalement susceptibles de pouvoir provoquer des anomalies (cf
Annexe VU) Les PCBs employeacutes dans de nombreux secteurs industriels bien que quelquefois
signaleacutes dans les seacutediments de la zone portuaire agrave des taux importants (PCBs=183
ppbMarchand 1985) semblent agrave eacutecarter En effet Trieff et al (1 988) bien quil mette en
eacutevidence un effet spermiotoxique signale labsence daccumulation de ce type de produits dans
les organismes ce qui preacutesente comme impossible toute influence des PCBs dans les conditions
ougrave les expeacuteriences ont eacuteteacute meneacutees
La preacutesence dans le bassin Nord de rejets de deux stations deacutepuration situeacutees en amont de
la Penfeld exerce aussi une influence sur la qualiteacute bacteacuteriologique des eaux de ce secteur
Leurs apports sont estimeacutes agrave 1014CFIh Dautre part le ruisseau du Relecq Kerhuon situeacute pregraves
de lestuaire de lElom amegravene quant agrave lui jusquagrave 1012CFIh en hiver (source DDE rapport
Saunier eau et environnement) Ces chiffres peuvent apporter une explication aux mortaliteacute
30
des lalVes obselVeacutees pour le site de Marloux des bacteacuteries pathogegravenes preacutesentes dans les
gonades peuvent secirctre deacuteveloppeacutees pendant la peacuteriode dincubation
Les reacutesultats de lanalyse geacuteneacutetique trahissent un deacuteficit en heacuteteacuterozygotes important sur le
site de la pointe de lAnnorique Ce deacuteficit freacutequemment rencontreacute chez les mollusques
bivalves (Buroker 1983~ Singh amp Green 1984) et dautres inverteacutebreacutes marins (Murphy et al
1975 Day amp Bayne 1988) peut avoir plusieurs significations il sagit soit de la preacutesence
dallegraveles silencieux (1) soit dun pheacutenomegravene dinbreeding (2) soit dM effet Wahlund (3) ou
encore du reacutesultat de la pression de seacutelection exerceacutee par les facteurs eacutenonceacutes plus haut (4)
(1) Lhypothegravese de la preacutesence dallegraveles nuls lo est peu probable eacutetant donneacute le nombre de
loci preacutesentant un excegraves dhomozygotes
(2) Le pheacutenomegravene dautofeacutecondation nest pas agrave eacutecarter car des cas dhermaphrodisme
certes peu freacutequents ont deacutejagrave eacuteteacute rapporteacutes sur ce mecircme site (Neefs 1952) Leacuteventualiteacute que
les gegravenes impliqueacutes ne soient pas porteacutes par des chromosomes autosomaux na pas eacuteteacute veacuterifieacutee
(3) Les conditions dhydrodynamisme sexerccedilant sur cette zone peuvent ecirctre invoqueacutees pour
venir conforter la thegravese dun effet Wahlund (conseacutequence dun eacutechantillonnage effectueacute sur
deux sous-eacutechantillons dun mecircme site se comportant comme des populations Mendelliennes
seacutepareacutees)
(4) Une seacutelection exerceacutee par les conditions du milieu reste le)plication la plus probable
Cette influence des facteurs environnementaux comme la preacutesence de meacutetaux mentionneacutee
preacuteceacutedemment sexerce pendant la vie lalVaire peacutelagique mais surtout durant la phase critique
de la meacutetamorphose et les eacutetapes qui suivent le recrutement La meacutetamorphose chez les oursins
sulVient apregraves une peacuteriode variable de vie lalVaire pouvant durer selon les espegraveces et les
conditions entre 5 et 22 semaines (Strathmann 1987) ce qui expose les larves agrave de nombreux
aleacuteas Certains auteurs eacutevoquent limportance du recrutement comme facteur dheacuteteacuterogeacuteneacuteiteacute
geacuteneacutetique entre populations (Watts et al 1990) Or une eacutetude comparative des populations
des deux sites concerneacutes a montreacute une forte irreacutegulariteacute du recrutement dans la population de
Marloux par rapport agrave celle de la pointe de lAnnorique (Lumingas amp Guillou sous presse)
Ces auteurs imputent ce pheacutenomegravene au spectaculaire deacuteveloppement dalgues qui apparaicirct
IOallegravele nul (ou silencieux) est dit dun allegravele qui ne sexprime pas sur le gel
31
chaque anneacutee sur ce site agrave la faveur des apports fluviaux en eacuteleacutements nutritifs Dune part il
inhiberait laction attractive du maeumlrl dautre part la deacutecomposition de ces veacutegeacutetaux agrave
lautomne provoquerait la mortaliteacute des recrues en reacuteduisant la couche superficielle du seacutediment
et entraicircnerait le deacuteveloppement dun film bacteacuterien empecircchant 1a fixation des post~larves Le
site de la pointe de lArmorique semble au contraire avoir des recrutements reacuteguliers
Les groupes de recrues connaissent donc des destins diffeacuterents sur les deux sites ce qui
pourrait expliquer les diffeacuterences dheacuteteacuterozygotie observeacutees
Pour confirmer cette hypothegravese il conviendrait de comparer des eacutechantillons plus grands
dindividus de mecircme agravege correspondant agrave une peacuteriode ougrave le recrutement a eacuteteacute bon sur les deux
sites voire mecircme de comparer directement les geacutenotypes des jeunes individus recruteacutes dans les
deux sites Dautre part la comparaison du site de la pointe de lArmorique avec celui du
Dellec pourrait fournir des indications importantes pour confirmer lhypothegravese de lexistence
dune pression de seacutelection
V 1CONCLUSION
Leacutetude des phases de reproduction et deacuteveloppement larvaire des populations doursins de
la Rade de Brest met en eacutevidence des troubles fonctionnels chez les populations du bassin
Nord proches de la zone portuaire en particulier sur le site de la pointe de lArmorique qui
contraste avec les bons reacutesultats obtenus pour le site du Dellec sous influence oceacuteanique La
convergence des donneacutees de geacuteneacutetique avec les reacutesultats observeacutes confirme la validiteacute de la
meacutethode utiliseacutee et renforce la fiabiliteacute de Sgranularis comme bioindicateur
Les causes de ces deacuteregraveglements sont sans doute multiples aussi ce travail meacuterite-t-il un suivi
agrave plus long terme Leacuterude des diffeacuterents paramegravetres influenccedilant les conditions de vie des
oursins de la pointe de lArmorique (tempeacuterarure saliniteacute seacutedimentologie biomasse matiegravere
organique ) ainsi que des essais de transplantations in situ dindividus sains devraient
permettre de mieux preacuteciser les facteurs responsables de ces perturbations
Quant aux premiers reacutesultats danalyses des teneurs en meacutetaux lourds du Laboratoire
Municipal ils devraient ecirctre eacutetendus agrave dautres parties du corps (test intestin) et effectueacutes sur
un cycle annuel y compris sur le site des Gleacutenan
32
VI 1BffiLIOGRAPHIE
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38
ANNEXEI
SCHEIHA DU PROTOCOLE EXPERThlENTAL DES TESTS DE FECONDATION IN VITRO
oursin9 gonades
~ eau ae mer 1iltreacutee (045I-lm)
soies (200l-lm)
Dfiltration
eau de mer filtreacutee (045I-lm)
deacutecantation ovocytes
oursin ltJ ---+ gonades -
filtration soies (60~m) ~
D~
middot middot middot middot
30 ml bd
lavages et dilutions
1 1 1 1 1 1
bull bull bull bull bullbull ~
~~~ ~
env 1500 ovocytesml
m~ 1
env 50 ovocytesml
39
AtlNEXE II
ELECTROPHORESE
Installation des eacutechantillons
a coupe pratiqueacutee dans le gel b eacutechantillons
Montage du circuit
a tampon deacutelectrodes b eacuteponges c eacutelectrodes relieacutees au geacuteneacuterateur d ligne dinsertion des eacutechantillons
40
ANNEXEIll
PREPARATION DES SOLUfIONS DELECTROPHORESE
Tampon Tris Citrate pH 8 (TC 8)
- Electrodes Tris (062M) 756 g
Ac citrique (014M) 300 g eau distilleacutee qsp 1 l
- Gel 30 ml de tampon eacutelectrodes dans 900 ml deau distilleacutee
ajuster agrave pH 8 avec du Tris (lM) ou de lacide citrique (lM)
Tampon discontinu Tris Citrate pH 67 (TC 67)
- Electrodes pH 63 Tris (022M) 270 g
Ac citrique (008M) 180 g eau distilleacutee q sp 1 1
ajuster agrave pH 63 avec du Tris (lM) ou de lacide citrique (lM) - Gel pH 67
Tris (0008M) 097 g Ac citrique H20 (0003M) 063 g
eau distilleacutee qsp 1 1 ajuster agrave pH 67 avec du Tris (lM) ou de lacide citrique (lM)
Reacutesolution obtenue par systegraveme enzymatique
Muscle Tube Digestif Gonades Nbre Locus TCPH8 TC pH TC pH 8 1 TC pH li TC pH 8 1 TC pH dallegraveles
67 67 1 67
AAT-1 +
AAT-2 + 2
GPD-l IDH-1 + + + +
LAP-1
l1DH-1 ++ )
l1DH-2 +++ ++ 2 ME-l + 2 ME-2 + ++ 3
PGD-1 ++ + 6 PGI-1 +_
- ++ ++ 4
PGM-1 + + 3 PGM-2 +++ ++ 4
bull Faible ++ Bonne + Moyenne +++ Tregraves bonne
41
ANNEXE IV
SOLUTIONS DE COLORATIONS
AAT (Aspartate-aminotransfeacuterase)
Tris A 80 ml AccxCeacutetoGlutarique 100 mg Ac Aspartique 200 mg Phosphate de pyridoxal 10 mg dissoudre veacuterifier que pH lt 74 (ajuster avec Tris LM) verser et incuber agrave 37degC pendant 15 min puis ajouter Fast Blue BB 100 mg
IDH (Isocitrate deacuteshydrogeacutenase)
Tris A 70 ml Isocitrate (0 lM) 8 ml MnCl2 (025M) 06 ml MgC12 (OSM) 05 ml ajouter avant coloration Isocitrate (poudre) 10 mg NADP 1 2 ml PMS 1 ml NET 1 ml lvITT 05 ml
MDH (Malate Deacuteshydrogeacutenase)
Tris A 10 ml MgCl2 (OSM) 02 ml Ac Malique (2M) 3 ml NAD 1 15 ml puis ajouter avant coloration PMS 03 ml NET 07 ml MTT 07 ml +Agar dans Tris A tiegravede 10 ml
6PGD (6Phosphogluconate Deacuteshydrogeacutenase)
TrisA 10 ml MgC12 (OSM) 15 ml 6Phosphogluconate 20 mg puis ajouter avant coloration NADP 1 01 ml PMS 01 ml NET 02 ml tvm 02 ml +Agar dans Tris A tiegravede 10 ml
GPI (Glucose-Phosphate Isomeacuterase)
Tris A 10 ml MgC12 (O5Ivi) 1 ml Fructose 6P 10 mg puis ajouter avant coloration NADP 1 05 ml PMS 05 ml NET 05 ml MTT 05 ml G6PDH 6~Ll ou 17u +Agar dans Tris A tiegravede 10 ml
LAP (Leucine-aminopeptidase)
Tris-Malate 90 ml preacutechauffeacute agrave 30degC MnCl2 (01r1) 1 ml MgCl2 (05lvf) 1 ml Lleucilj3Naphthylamine 15 agrave 20 mg incubation 30 min agrave 37degC ajouter avant coloration Fast Gamet GBC 60 mg dilueacute dans quelques gouttes de Tris-Malate (manipuler ce produit avec des gants)
ME (Malice-Enzyme)
Tris A 10 ml MgCl2 (O5~1) 15 ml AcMalique (2tv1) 1 ml puis ajouter avant coloration NADP 1 01 ml PMS 03 ml NET 07 ml MTT 07 ml +Agar dans Tris A tiegravede 10 ml
PGM (phosphoglucoMutase)
Tris A 10 ml MgCl2 (05)11) 1 ml Glucose IP (+15 diP) 100 mg puis ajouter avant coloration NADP 1 05 ml PMS 05 ml NET 05 ml lvITT 05 ml G6PDH 6~1l ou 17u +Agar dans Tris A tiegravede 10 ml
42
9
----- - - - _----- - -
W~--shy
ANNEXEV
Tempeacutelllture il linterface eaumiddotseacutediment au site du Dlilec
17 T middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot-middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot-middot_middotmiddotmiddotmiddot-middot-middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot-middot--middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot-middotmiddot--- - -- ----_--- -- - shy
16 +--- ---------- --__--shy
15 --- -- ---- - --- middot - middot-middotmiddot-middotmiddotmiddot-middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot_-middot-middot -middotmiddotmiddotmiddot-middot-middot-middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot-middotmiddot middotTt~hl~ - ------ Ecirc 14 - - -- --------- ---middot---middot-middotmiddot-middot-middot-trrfo-r~~wbWljl~I~~~--------------t-------------iiiiJiI~i~L--_-----------------------8 12 YrljVWfAI--shy --shy - shy _-----------------------------
middotmiddot-middotmiddot~IImiddot middotmiddot-middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot-middotmiddotmiddotmiddot-middot --middotmiddot--shy - ------------_- ----------11 t-middot
10 ~~--shy --- ----_-- - -- - - ------------_-
~ ~ ~ ~ 3 5 = 3 -~ shy
~ ~ = ~ ~ ~ 7 ~ 7 7 ~ ~ lt lt jf ~ r- ~ C t- C ~ oA C 0 0 0 0 ~ shy0 0 N
~
Tempeacutelllture il linterfue eau-seacutediment il la pointe de lAnnorique
11 ~ li ~ ~ ~ ~ ~ of j ~ ~ i ~ f N M ~ M ecirc ~ M
(donneacutees LR-i CvRS D1513 Faculteacute des Sciences Brest)
43
ANNEXEVI
TENEURS EN QUELQUES METAUX LOURS DANS LES GONADES DOURSINS DE LA RADE DE BREST
1Armorique (n=7) lIurloux (n=8) Deliee (n=8) 1
Fer (Fe) mgfKg 2869plusmn141O 531plusmn438 410plusmn250 1
lt 02Plomb (Pb) mgfKg O75plusmnO24 026plusmnO18
Cuivre (Cu) mgfKg O76plusmnO33 030plusmnO Il 045plusmnO42
Cadmium (Cd) mgIKg 396plusmnO55464plusmn125 463+12
Zinc (Zn) mgfKg 3563plusmn2828 1811=1241 1528plusmn1506 i
1
Mercure (Hg) mgfKg 026plusmnO12 018plusmnO08 020plusmnO13 1
(donneacutees Laboratoire lvllmicipal de Brest 16 rue Alexandre Ribot - J928iuml BREST Cedex Ofi0894)
ANNEXE VII
Agents toxiques essayeacutes pour leur toxiciteacute sur le deacuteveloppement la reproduction
et pour leur toxiciteacute geacuteneacutetique sur les embryons et le sperme doursins
(dapregraves PAGAl~O et al 1987)
Classe d aogents___+-____Agent=-s____~r__---Reacute~feacuterences___--1
1 Agents Physiques Rayons X RUST AD 1959 Rayons r GIORDANO et al 1983 Lumiegravere visible PAUL et al 1970
SPECK et al 1980
II Agents chimiques A Inorganiques Arsenic PAGANO et al 1982a
Beacuteryllium GIORDAlIO et al 1983 Cadmium PAGANO et al 1982b Chrome PAGA1-iO et al 1983a Cuivre HESLINGA 1976
PAGANO et al 1986 Mercure KOBA YASHI 1980 Nickel GIORDANO et al 1982 Changements de pH PAGANO et al 1985a 1985b
CIPPOLARO et al 1986 DUBE et al 1985
Zinc GIORDANO et al 1983 PAGANO et al 1986
B 1 Organiques 1 - Polluants industriels Peacutetrole dispersants du peacutetrole HAGSTROM et LONNING 1976
Pesticides organochloreacutes FALK-PETERSEN1979 BRESCH-ARENDT 1977
Styregravene et deacuteriveacutes PAGANO et al 1978 Dipheacuteny1 dipheacutenyl ether PAGANO et al 1983b PCBs ADAMS 1983
PAGANO et al 1985c
2 - Canceacuterigegravenes Acridines BRACHET 1968 Benzo(a)pyregravenes DE ANGELIS et GIORDANO
1974 HOSE et al 1983
712 dimeacutethy1benz( a)anthracegravene DE ANGELIS et GIORDkIO 1974
TPA (phorbol ester) BRESCH--RENDT 1978 Urethane NAKASHIMA et ISHIKAWA
1978 3 - Composeacutes pharmaceutiques Agents antineacuteop1astiques REN1llLARD et al 1975
WANG et al 1977 Thalidomide HAGSTROM et LONNING 1973 Acide nalidixique CZ1TN etaI 1981 Povidone iodine ROZENKRANZ et al 1980
III Meacutelanges KOBAYASHl 1971 1984 KINAE et al 1981 OSHIDA et al 1981 DINNEL et al 1981
LES MEacuteTAUX LOURDS DES PRODUITS MAnlNS AUX CONSOMMATEURS
(Les v(Jlours m6us uang ce
Ooso quotishydienne
Il eacutecossai ro fi lhomme
(ell IlIl)
Dose toxique
pOUf lIl(Hl li)] Il
(1)
)OllS
adIJ1ilUuml
dan~ 1es al ililUlllS
(1l1Uk~raquo
EltlU ltIll Ilwr (111]1)
AlrJucs (lilgkJ )
Mollusques (IlIUkg)
Cfuslncocircs (11111111)
Poissons (muka)
Arsenic
001 ~O 02 mg
III 70 1119 1 SOllt mOrlols
0002-0001
014-1
7 -120
15 17 (rwvolln)
25-75 (oOndill)
LI ore
100 Illoi
I(i
04-20
1 (moulu)
025 15 (11111 l 1 IcircIl )
020
tilJlcilU sont les plus
CildmIcircUIll
30 mu so1l1 toxiquuumls
f()i~5()1l
1 Molluoque
rshy1
01
00006
01 i-3
Chromo
VI WO Ill) Cr ~()Ilt IIHHlelr
01
000005
002 -1
er1llllent rellcontreacutees dlIls les publications ctuel
Cuivre
2 mg
25 fi sont IllOrlel
Poisson li
Mollusqull 110
0003-001
17-124
GO-900 (Iluitru)
20-90 (convoi)
l5-G (1 lion)
Mercure
Poisson jusqul 07
0000 03
----_
O02G-O2
004
01 middot10
Plomb
moi
0000 03
05 9
28-6 (huicirctre)
~- ----shy01-23
(tHlllllnrl)
O3-G
Seacuteleacutenium
3
000009
02-01
Zinc
6- 10 mg
35
0001-001
il2-Hi)
100-1 GOO (lIl1illO)
122-18 1 (1Il1IrlllI)
02middot1 200 (llilrell~1 )
---------- ----shy
fi (JIIIIUIIIaS
Les doses admissibles dilfl~ les aliments sonl exprillleacutees en millilrammes par kilogramme daliment
Les concclltrations daJis les produits rnHIcirclls sont (ouloS oxprilllUcircfS CIl lllilliJtallHllCS pM kilonriltlHlw do Illnliegravero segravecho
Chnque (ois qlll cela a ugravet possillln on il if)diqur~ entre p1fef)lhegravesos dnns qllJllc csplco nvait ocirctri trouveacutee ln plus (orte dosn
(1) [n CilS diumlnDntioll Cil IIlle scule (ois (SOllfce Rapport du Groupe Irleflilinisteacuterid des prohl~llIes de Pollution de la Mer 1(73)
EXTRAITS DE lA CIRCUlAIRE DU 13 MAl 1991
Circulaire du Ministegravere de lEnvironnement creacuteant les contrats de baie
Les eaux inorales franccedilaises doivent se situer en permanence agrave un niveau de qualiteacute suffisant pour ne pas mettre en peacuteril les eacutecosystegravemes cocirctiers qui constituent un eacuteleacutement majeur du patrimoine eacutecologique national ()
Lapproche retenue rient compte de la diversiteacute et de la complexiteacute des situations rencontreacutees ie long des cocirctes franccedilaises Certains SeCIeurs son principalement affecteacutes par des pollutions chimiques (meacutetaux etou composeacutes organiques ( )
De plus les pheacutenoTregravenes regroupeacutes sous une mecircme appeiation (egraveystrophies marines par exemple) reacutesJltent r jait de meacutecanismes diffeacuterents dont les c1uses et les facteurs de maitrise dofent ecirctre deacutetermineacutes dans chaque cas particJpr afin decirctre certain de mettre en oeuvre au plus juste coucirct des remegravedes efficaces ( j
n apparaft au corraire que pour chaque secteur C littorc oi une action est neacutecessaire a soluor adeacutequate ne peut ecirctre trouveacutee cu au niveat loca~ en associant tous les resporsables co-erneacutes Un outil nouveau est proposeacute le Contrat de Baie dont linitiative peut br= prise par lEtat mais aussi par dautrs acteurs (collectiviteacutes locales cssociatiors rotamment) ()
Chaque Cartrat de 3aie doit correspondre agrave une uniteacute middot-orale rmogegravene ()
Puisque la lutte ccr-se la pollution des eaux littorales ne peut ecircrr= efficace que par la prise
en compte des apports de Jensemble du bassin versant le Contrat de Baie doit ecirctre eacutelaboreacute agrave ce niveau
Pour eacuteviter ces eacutecueils tout Contrat de Baie devra reposer sur une connaissance aussi preacutecise que possible
bull de lensemble des sources de poiJution affectant le secteur rejets coners (ponctuels ou diffus) apports par les cours deau immersions de deacuteblais de dragage etc
bull des meacutecanismes de transfert des pollutions au milieu marin
bull des caracteacuteristiques du milieu reacutecepteur (morphologie courants caracteacuteris-tiques hvdrochimiques et biologiques)
bull des USIlges agrave proteacuteger et des zones sensibles du point de vue eacutecologique
Puisque lameacutelioration de la qualiteacute des eaux dun secteur du littoral implique de deacutefinir un programme concernant lensemble du bassin versant la maicirctrise douvrage de leacutetude ne pourra en geacuteneacuteral ecirctre confieacutee qu acirc une collectiviteacute locale de niveau supra shycommunal ()
L finaii du Contrat de Baie est dinciter les divers panenaires concerneacutes en particuer es coliegrave-ivieacutes locales agrave deacutepasser le cadre des scheacutemas classiques dassainissement dans tcs les cas c des dispositions speacutecifiques doivent ecirctre prises pour restaurer la qualiteacute des eaux (
TABLEAU 3
STRUCTURE GENETIQUE DE DEUX POPULATIONS DE Sgranillaris SUR UNE BASE DE 11 LOCI
Pointe de Marloux Pointe de lArmorigue 1
1 1
Locus allegravele freacuteq Ho He D Het freacuteq Ho He D Het
PGM-l 105 0013 2 1987 0006 0050 - 1 2924 -0658 0073
100 0975 0962
95 0013 0038
PGM-2 110 0025 15 22l77 -0324 0554 - 12 20468 -0414 0512
105 0262 0287
100 0613 0637
95 0087 0075
90 0013 shyIDH-l 105 0081 7 8260 -0153 0223 0015 3 4761 -0370 0140
100 0amp78 0926
95 0041 0059
PGD-l 110 0025 15 19392 -0227 0485 0038 9 18063 -0502 0452
107 0013 shy105 0213 0250
100 0688 0700
95 0050 0013
90 0013 shyltIDH-l 105 - 1 1000 0000 0025 0013 1 1000 0000 0025
100 0988 0988 95 0013 shy
MOH-2 110 - 0 - - - 0025 2 1975 0013 0 049
100 1000 0975
GPI-I 110 0112 Il 14620 -0148 0366 0175 6 11696 -0487 0292
105 0075 shy100 0788 0325
100 0850 0863
95 0025 -ltŒ-1 105 0050 2 3843 -0480 0096 0038 3 2924 0026 0073
100 0950 0962
rv1E-2 105 0013 3 2949 0017 0074 0038 3 2924 0026 0073
100 0962 0962
95 0025 -MT-1 105 0038 6 5734 0046 0143 0025 2 1975 0013 0049
100 0925 0975
95 0038 -MT-2 105 0150 10 10329 -0032 0258 0138 7 9608 -0271 0240 1
Heacuteteacutero~gotIcirce moyenne par locus (non biaiseacutee O207iO057 HeacuteteacuterozygOlIcirclt moyenne par locus (non biaiseacutee == O180iO05 Nombre moyen dallegraveles par locus = 309iO44 Nombre moyen dallegraveles par locus 236iO20 Pourcentage de loci polmorphes (criteacutere 95) == 6364 Po=uge de loci polymorphes (criteacutere 95) =4545
locus preacutesent8llt un deacuteficit en heacuteteacutero~gOles significltl lttest de 1 p$O05)
1
IV 1DISCUSSION
TI ressort de cette eacutetude une convergence des reacutesultats qui reacutevegravele la singulariteacute de la
population de la pointe de lArmorique En effet le cycle de reproduction y est agrave leacutevidence
perturbeacute les valeurs dindice gonadique sont extregravemement faibles et la ponte non deacutecelable Le
taux dingestion est faible Les tests de deacuteveloppement larvaire preacutesentent des anomalies
(blocage aux stades embryonnaires et retard des pluteus) et lanalyse geacuteneacutetique y reacutevegravele pour
pregraves de 50 des loci une deacuteficience en heacuteteacuterozygotes traduisant lagrave une baisse de variabiliteacute
geacuteneacutetique et une deacuteviation par rapport aux conditions dHardYMWeinberg9
Le site voisin de la pointe MarIoux semble beaucoup moins affecteacute le cycle de reproduction
sy deacuteroule tout agrave fait normalement (IG plus eacuteleveacutes que sur le site de reacutefeacuterence) et leacutequilibre
panmictique y est geacuteneacuteralement mieux respecteacute Cependant les tests eacutecotoxicologiques y
deacutecegravelent quelques indices de perturbation les taux de feacutecondations y sont infeacuterieurs au teacutemoin
les embryons preacutesentent quelques blocages et les taux de mortaliteacute des larves sont
statistiquement plus eacuteleveacutes
Les reacutesultats concernant le site du Deliec nindiquent p as de diffeacuterences remarquables par
rapport au site de reacutefeacuterence La peacuteriode de ponte y survient avec un leacuteger deacutecalage sans doute
agrave mettre agrave lactif dune diffeacuterence dans les conditions de tempeacuterature etou de deacuteveloppement
de blooms phytop1anctoniques certains auteurs faisant concorder le deacuteclenchement de la ponte
avec labondance de nourriture disponible pour les larves (Himmelman 1978)
Le comportement des indices de reacutepleacutetion des populations de la rade de Brest savegravere tregraves
distinct de celui de la population de reacutefeacuterence ce qui peut traduire une strateacutegie adaptative
diffeacuterente ou une couverture des besoins eacutenergeacutetiques insuffisante chez les populations de la
rade Cette observation meacuterite notre attention puisque dans le cas de la station de MarIoux le
substrat est semblable agrave celui du site teacutemoin et ne peut expliquer le maintien de lindice de
reacutepleacutetion agrave des niveaux eacuteleveacutes pendant la peacuteriode de reproduction
On peut deacuteduire de ces constatations une distinction entre les populations du fond de la
rade et la station du Deliee situeacutee dans le goulet qui semble a priori exempte de deacutegradation
9Hardy-Weinberg (loi de) loi dheacutereacutediteacute ougrave la preacutesence des gegravenes demeure constante de geacuteneacuteration en geacuteneacuteration en labsence de seacutelection de mutation daccouplements dirigeacutes ou daccidents deacutechantillonnage
26
Les deux populations du bassin Nord subissent agrave leacutevidence linfluence de facteurs
environnementaux qui perturbent leur deacuteveloppement Ces pheacutenomegravenes sont provoqueacutes par
diverses causes dorigine naturelle tout dabord auxquelles viennent sajouter les facteurs
anthropiques
Une certaine hieacuterarchisation dans leacutetat de deacutegradation des sites est agrave prendre en compte En
effet des deux zones perturbeacutees la pointe de lArmorique est celle ougrave les effets se font le plus
durement ressentir
Ces deux stations diffegraverent de par le substrat le reacutegime hydrodynamique et lintensiteacute de
linfluence estuarienne La nature du substrat agrave MarIoux est la mecircme que sur le site de
reacutefeacuterence des Gleacutenan il sagit de fonds meubles composeacutes de maeumlrl vivant recouvert
deacutepiphytes synonymes de ressources trophiques abondantes et disponibles toute lanneacutee ce qui
explique les indices gonadiques eacuteleveacutes observeacutes pour ces deux sites A MarIoux
lhydrodynamisme est calme favorable au deacuteveloppement dune veacutegeacutetation dense dalgues
macrophytes saisonniegraveres (Hily et al 1992) Cette couverture veacutegeacutetale est renforceacutee par
lenrichissement du milieu en sels nutritifs provenant du bassin versant de lElom agrave vocation
agricole (N03-=500 agrave lOOOkgj P043-=30 agrave 700kgj) Les concentrations dans cette zones
sont eacuteleveacutees et varient au cours de lanneacutee elles sont maximales lhiver (N03-=28-51 mgl
P043-=O67-137mgl NH4+=41-37mgl) La preacutesence de ces algues contribue agrave augmenter
et agrave diversifier les ressources trophiques disponibles elle favorise le deacuteveloppement dune faune
diversifieacutee de brouteurs
Sur le site de la pointe de lArmorique par contre le substrat est rocheux et les courants
forts Le couvert veacutegeacutetal y est au contraire clairsemeacute et composeacute dalgues essentiellement
saisonniegraveres La population de lArmorique se trouve donc dans des conditions de ressources
trophiques moins facilement accessibles et plus limiteacutees comme latteste le deacuteveloppement plus
important de lorgane masticateur (par effet compensateur) signaleacute lors dune eacutetude compareacutee
de ces deux populations (Lumingas amp Guillou SOIIS presse) Lanalyse des indices
physiologiques doit se faire en consideacuterant que le degreacute de prospeacuteriteacute dune population reacutesulte
dun compromis entre la nature et labondance des ressources trophiques dune part et dautre
part de leacutenergie que lanimal doit deacutepenser pour collecter digeacuterer et assimiler cette nourriture
27
(Reacutegis 1979) Les deux populations eacutetant au deacutepart placeacutees dans des conditions ineacutegales
lapparition de facteurs exteacuterieurs ne pourrait quamplifier cette diffeacuterence au deacutetriment de la
plus deacutefavoriseacutee
Lexamen comparatif des courbes deacutevolution de tempeacuterature entre le Dellec et la pointe de
lArmorique (stations fixes de mesures hydrologiques) montre un eacutecart de 05 agrave 1degC en faveur
de la partie la plus reculeacutee de la rade (cf Annexe V) En tenant compte de la profondeur on
peut en deacuteduire pour le site de Marloux ougrave la profondeur est faible un eacutecart de tempeacuterature
denviron + l5degC par rapport au Dellec Cette particulariteacute pourrait expliquer la preacutecociteacute de la
maturiteacute remarqueacutee chez la population de Marloux Plusieurs interpreacutetations peuvent expliquer
la chute de lindice gonadique observeacutee en mars interruption dans le deacuteveloppement des
gonades provoqueacutee par les preacutecipitations hivernales (Cochran amp Engelmann 1975 Starr et al
1993) une mobilisation des reacutesenles dues aux conditions climatiques (Guillou amp MicheL
1993) ou au contraire une gameacutetogeacutenegravese preacutecoce comme le laisse supposer la forte valeur de
lindice gonadique en janvier
Les tests de feacutecondation eacutetant reacutealiseacutes dans une eau de reacutefeacuterence les causes de perturbation
du deacuteveloppement larvaire sont intrinsegraveques aux gamegravetes il peut sagir soit de la qualiteacute du
vitellus soit dalteacuterations geacuteneacutetiques soit de laccumulation dans les gonades dun agent
contaminant preacutesent dans le mileu Gamegravetes et embryons doursins sont sensibles agrave un large
eacuteventail de facteurs physiques (tempeacuterature pH saliniteacute etc ) et chimiques (meacutetaux
pesticides PCBs hydrocarbures etc ) ils conviennent eacutegalement pour tester les effluents en
meacutelange (Kobayashi 1971 Dinnel et al 1981 Pagano et al 1987 Lassus et al 1991) ce qui
rend plus difficile la recherche des agents responsables des anomalies observeacutees
On peut tout de mecircme mentionner les fortes teneurs en meacutetaux lourds preacutesents dans toute la
partie Est de la rade (mine de plomb argentifegravere situeacutee agrave Huelgoat) Des mesures reacutecentes de
meacutetaux dans les seacutediments agrave proximiteacute de la pointe de lArmorique font eacutetat des concentrations
suivantes Cu=253 ppm Pb=230 ppm Zn=160 ppm (Troadec corn pers) Les oursins en
tant quorganismes infeacuteodeacutes au seacutediment et participant agrave leur bioturbation sont directement
exposeacutes agrave ce type de contamination Plusieurs eacutetudes in situ font eacutetat de laccumulation de
28
meacutetaux par les oursms notamment dans les gonades et lintestin (Augier et al 1987b
Albanedo et al 1990)
Les tests de toxiciteacute des meacutetaux lourds sur les larves de diffeacuterentes espegraveces doursins ont fait
lobjet de nombreux travaux et les effets de ces polluants sur la feacutecondation et le
deacuteveloppement des larves sont assez bien connus (Kobayashi 1984 Dinnel et al 1989) A
faibles doses les ions meacutetalliques peuvent exercer une action positive caracteacuterisant le
pheacutenomegravene d hormegravese observeacute par Stebbing (1981) sur des colonies dhydrozoaires Une
action semblable est rapporteacutee par Young au niveau du pouvoir fertilisant des spermatozoiumldes
doursins pour des concentrations en divers ions meacutetalliques allant de 10-5 agrave 10-6M (Young amp
Nelson 1974) Cependant il sagit de pheacutenomegravenes marginaux et la tendance geacuteneacuterale de ces
eacuteleacutements se manifeste bien eacutevidemment par un effet toxique Le cuivre le zinc le cadmium
provoquent agrave des seuils diffeacuterents des dommages sur les gamegravetes et leur descendance en
alteacuterant soit la croissance des larves soit la diffeacuterenciation squelettique des pluteus (Bougis
1961 1965 Khristoforova et al 1984 Pagano et al 1982 Hesllnga 1976) Les diffeacuterents
stades larvaires preacutesentent des sensibiliteacutes diffeacuterentes les travaux de Kobayashl (1980)
montrent une plus forte sensibiliteacute des spermatozoiumldes et des larves au stade gastmla ce qui
coincide avec les blocages embryonnaires observeacutes agrave ce stade sur le site de lAlmorique La
preacutesence de meacutetaux dans les gonades pourraient donc logiquement expliquer les reacutesultats
obtenus De plus de fortes preacutesomptions pegravesent sur les rejets de mateacuteriel provenant du service
pyrotechnique de la Marine Nationale sur la pointe de lArmorique
Les reacutesultats dune toute reacutecente analyse effectueacutee par le Laboratoire Municipal de Brest
(aoucirct 94) sur des gonades doursins provenant des trois stations de la rade confirme cette
hypothegravese (cf Annexe VI) Le site de lArmorique se distingue par des teneurs nettement plus
eacuteleveacutees en fer zinc plomb et en cadmium (Fe=263 ppm Zn=356 ppm Pb=075 ppm Cd=076
ppm cest agrave dire selon les meacutetaux entre 2 agrave 5 fois plus que dans les autres stations) Dans
lensemble une certaine contamination meacutetallique peut ecirctre remarqueacutee dont lorigine se situe
dans le trafflc maritime les rejets domestiques et portuaires et les peintures anti-foullng Les
fortes concentrations en zinc proviennent des toitures de lagglomeacuteration brestoise Les
nombreux eacutelevages porcins de la reacutegion peuvent aussi contribuer agrave la pollution en cuivre par
29
lalimentation fournie aux arumaux Cependant la forte contamination locale du site de
lArmorique en fer zinc plomb et cadmium ne peut avoir quune origine ponctuelle qui
confirme les soupccedilons pesant sur les activiteacutes militaires dans ce secteur Compareacutes aux chiffres
trouveacutes dans la litteacuterature les reacutesultats sont coheacuterents Augier et al(1987b) lors dune eacutetude
sur Paracentrotus ividus en baie de Port-Cros avance des concentrations dans les gonades
comparables (Cd=O52 agrave 231 ppm Cu=167 agrave 542 ppm Pb=O33 agrave 117 ppm) mais des
teneurs en mercure sensiblement plus faibles (Hg=003 agrave 004 ppm) Chez une autre espegravece
(Echinometra mathaei) les travaux dAlbanedo et al(1990) indiquent dans une station tregraves
pollueacutee du port de la Havane des concentrations eacuteleveacutees en meacutetaux Fe=l08 ppm Cu=473
ppm Zn=267 ppm chiffres qui sauf pour le cuivre restent infeacuterieurs aux mesures obselveacutees agrave
la pointe de lArmorique Ces auteurs montrent une accumulation des meacutetaux lourds
relativement importante dans les diffeacuterents organes des oursins notamment au niveau du tube
digestif (cas du plomb et du cuivre) il serait inteacuteressant de connaicirctre eacutegalement les doses dans
les autres parties de lorganisme Cette accumulation preacutesentant des fluctuations saisonniegraveres
lieacutees au meacutetabolisme de lanimal un suivi plus reacutegulier des concentrations en meacutetaux devrait
ecirctre envisageacute
Cependant les meacutetaux peuvent ne pas ecirctre les seuls agents agrave mettre en cause Les pesticides
et les hydrocarbures sont eacutegalement susceptibles de pouvoir provoquer des anomalies (cf
Annexe VU) Les PCBs employeacutes dans de nombreux secteurs industriels bien que quelquefois
signaleacutes dans les seacutediments de la zone portuaire agrave des taux importants (PCBs=183
ppbMarchand 1985) semblent agrave eacutecarter En effet Trieff et al (1 988) bien quil mette en
eacutevidence un effet spermiotoxique signale labsence daccumulation de ce type de produits dans
les organismes ce qui preacutesente comme impossible toute influence des PCBs dans les conditions
ougrave les expeacuteriences ont eacuteteacute meneacutees
La preacutesence dans le bassin Nord de rejets de deux stations deacutepuration situeacutees en amont de
la Penfeld exerce aussi une influence sur la qualiteacute bacteacuteriologique des eaux de ce secteur
Leurs apports sont estimeacutes agrave 1014CFIh Dautre part le ruisseau du Relecq Kerhuon situeacute pregraves
de lestuaire de lElom amegravene quant agrave lui jusquagrave 1012CFIh en hiver (source DDE rapport
Saunier eau et environnement) Ces chiffres peuvent apporter une explication aux mortaliteacute
30
des lalVes obselVeacutees pour le site de Marloux des bacteacuteries pathogegravenes preacutesentes dans les
gonades peuvent secirctre deacuteveloppeacutees pendant la peacuteriode dincubation
Les reacutesultats de lanalyse geacuteneacutetique trahissent un deacuteficit en heacuteteacuterozygotes important sur le
site de la pointe de lAnnorique Ce deacuteficit freacutequemment rencontreacute chez les mollusques
bivalves (Buroker 1983~ Singh amp Green 1984) et dautres inverteacutebreacutes marins (Murphy et al
1975 Day amp Bayne 1988) peut avoir plusieurs significations il sagit soit de la preacutesence
dallegraveles silencieux (1) soit dun pheacutenomegravene dinbreeding (2) soit dM effet Wahlund (3) ou
encore du reacutesultat de la pression de seacutelection exerceacutee par les facteurs eacutenonceacutes plus haut (4)
(1) Lhypothegravese de la preacutesence dallegraveles nuls lo est peu probable eacutetant donneacute le nombre de
loci preacutesentant un excegraves dhomozygotes
(2) Le pheacutenomegravene dautofeacutecondation nest pas agrave eacutecarter car des cas dhermaphrodisme
certes peu freacutequents ont deacutejagrave eacuteteacute rapporteacutes sur ce mecircme site (Neefs 1952) Leacuteventualiteacute que
les gegravenes impliqueacutes ne soient pas porteacutes par des chromosomes autosomaux na pas eacuteteacute veacuterifieacutee
(3) Les conditions dhydrodynamisme sexerccedilant sur cette zone peuvent ecirctre invoqueacutees pour
venir conforter la thegravese dun effet Wahlund (conseacutequence dun eacutechantillonnage effectueacute sur
deux sous-eacutechantillons dun mecircme site se comportant comme des populations Mendelliennes
seacutepareacutees)
(4) Une seacutelection exerceacutee par les conditions du milieu reste le)plication la plus probable
Cette influence des facteurs environnementaux comme la preacutesence de meacutetaux mentionneacutee
preacuteceacutedemment sexerce pendant la vie lalVaire peacutelagique mais surtout durant la phase critique
de la meacutetamorphose et les eacutetapes qui suivent le recrutement La meacutetamorphose chez les oursins
sulVient apregraves une peacuteriode variable de vie lalVaire pouvant durer selon les espegraveces et les
conditions entre 5 et 22 semaines (Strathmann 1987) ce qui expose les larves agrave de nombreux
aleacuteas Certains auteurs eacutevoquent limportance du recrutement comme facteur dheacuteteacuterogeacuteneacuteiteacute
geacuteneacutetique entre populations (Watts et al 1990) Or une eacutetude comparative des populations
des deux sites concerneacutes a montreacute une forte irreacutegulariteacute du recrutement dans la population de
Marloux par rapport agrave celle de la pointe de lAnnorique (Lumingas amp Guillou sous presse)
Ces auteurs imputent ce pheacutenomegravene au spectaculaire deacuteveloppement dalgues qui apparaicirct
IOallegravele nul (ou silencieux) est dit dun allegravele qui ne sexprime pas sur le gel
31
chaque anneacutee sur ce site agrave la faveur des apports fluviaux en eacuteleacutements nutritifs Dune part il
inhiberait laction attractive du maeumlrl dautre part la deacutecomposition de ces veacutegeacutetaux agrave
lautomne provoquerait la mortaliteacute des recrues en reacuteduisant la couche superficielle du seacutediment
et entraicircnerait le deacuteveloppement dun film bacteacuterien empecircchant 1a fixation des post~larves Le
site de la pointe de lArmorique semble au contraire avoir des recrutements reacuteguliers
Les groupes de recrues connaissent donc des destins diffeacuterents sur les deux sites ce qui
pourrait expliquer les diffeacuterences dheacuteteacuterozygotie observeacutees
Pour confirmer cette hypothegravese il conviendrait de comparer des eacutechantillons plus grands
dindividus de mecircme agravege correspondant agrave une peacuteriode ougrave le recrutement a eacuteteacute bon sur les deux
sites voire mecircme de comparer directement les geacutenotypes des jeunes individus recruteacutes dans les
deux sites Dautre part la comparaison du site de la pointe de lArmorique avec celui du
Dellec pourrait fournir des indications importantes pour confirmer lhypothegravese de lexistence
dune pression de seacutelection
V 1CONCLUSION
Leacutetude des phases de reproduction et deacuteveloppement larvaire des populations doursins de
la Rade de Brest met en eacutevidence des troubles fonctionnels chez les populations du bassin
Nord proches de la zone portuaire en particulier sur le site de la pointe de lArmorique qui
contraste avec les bons reacutesultats obtenus pour le site du Dellec sous influence oceacuteanique La
convergence des donneacutees de geacuteneacutetique avec les reacutesultats observeacutes confirme la validiteacute de la
meacutethode utiliseacutee et renforce la fiabiliteacute de Sgranularis comme bioindicateur
Les causes de ces deacuteregraveglements sont sans doute multiples aussi ce travail meacuterite-t-il un suivi
agrave plus long terme Leacuterude des diffeacuterents paramegravetres influenccedilant les conditions de vie des
oursins de la pointe de lArmorique (tempeacuterarure saliniteacute seacutedimentologie biomasse matiegravere
organique ) ainsi que des essais de transplantations in situ dindividus sains devraient
permettre de mieux preacuteciser les facteurs responsables de ces perturbations
Quant aux premiers reacutesultats danalyses des teneurs en meacutetaux lourds du Laboratoire
Municipal ils devraient ecirctre eacutetendus agrave dautres parties du corps (test intestin) et effectueacutes sur
un cycle annuel y compris sur le site des Gleacutenan
32
VI 1BffiLIOGRAPHIE
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ANNEXEI
SCHEIHA DU PROTOCOLE EXPERThlENTAL DES TESTS DE FECONDATION IN VITRO
oursin9 gonades
~ eau ae mer 1iltreacutee (045I-lm)
soies (200l-lm)
Dfiltration
eau de mer filtreacutee (045I-lm)
deacutecantation ovocytes
oursin ltJ ---+ gonades -
filtration soies (60~m) ~
D~
middot middot middot middot
30 ml bd
lavages et dilutions
1 1 1 1 1 1
bull bull bull bull bullbull ~
~~~ ~
env 1500 ovocytesml
m~ 1
env 50 ovocytesml
39
AtlNEXE II
ELECTROPHORESE
Installation des eacutechantillons
a coupe pratiqueacutee dans le gel b eacutechantillons
Montage du circuit
a tampon deacutelectrodes b eacuteponges c eacutelectrodes relieacutees au geacuteneacuterateur d ligne dinsertion des eacutechantillons
40
ANNEXEIll
PREPARATION DES SOLUfIONS DELECTROPHORESE
Tampon Tris Citrate pH 8 (TC 8)
- Electrodes Tris (062M) 756 g
Ac citrique (014M) 300 g eau distilleacutee qsp 1 l
- Gel 30 ml de tampon eacutelectrodes dans 900 ml deau distilleacutee
ajuster agrave pH 8 avec du Tris (lM) ou de lacide citrique (lM)
Tampon discontinu Tris Citrate pH 67 (TC 67)
- Electrodes pH 63 Tris (022M) 270 g
Ac citrique (008M) 180 g eau distilleacutee q sp 1 1
ajuster agrave pH 63 avec du Tris (lM) ou de lacide citrique (lM) - Gel pH 67
Tris (0008M) 097 g Ac citrique H20 (0003M) 063 g
eau distilleacutee qsp 1 1 ajuster agrave pH 67 avec du Tris (lM) ou de lacide citrique (lM)
Reacutesolution obtenue par systegraveme enzymatique
Muscle Tube Digestif Gonades Nbre Locus TCPH8 TC pH TC pH 8 1 TC pH li TC pH 8 1 TC pH dallegraveles
67 67 1 67
AAT-1 +
AAT-2 + 2
GPD-l IDH-1 + + + +
LAP-1
l1DH-1 ++ )
l1DH-2 +++ ++ 2 ME-l + 2 ME-2 + ++ 3
PGD-1 ++ + 6 PGI-1 +_
- ++ ++ 4
PGM-1 + + 3 PGM-2 +++ ++ 4
bull Faible ++ Bonne + Moyenne +++ Tregraves bonne
41
ANNEXE IV
SOLUTIONS DE COLORATIONS
AAT (Aspartate-aminotransfeacuterase)
Tris A 80 ml AccxCeacutetoGlutarique 100 mg Ac Aspartique 200 mg Phosphate de pyridoxal 10 mg dissoudre veacuterifier que pH lt 74 (ajuster avec Tris LM) verser et incuber agrave 37degC pendant 15 min puis ajouter Fast Blue BB 100 mg
IDH (Isocitrate deacuteshydrogeacutenase)
Tris A 70 ml Isocitrate (0 lM) 8 ml MnCl2 (025M) 06 ml MgC12 (OSM) 05 ml ajouter avant coloration Isocitrate (poudre) 10 mg NADP 1 2 ml PMS 1 ml NET 1 ml lvITT 05 ml
MDH (Malate Deacuteshydrogeacutenase)
Tris A 10 ml MgCl2 (OSM) 02 ml Ac Malique (2M) 3 ml NAD 1 15 ml puis ajouter avant coloration PMS 03 ml NET 07 ml MTT 07 ml +Agar dans Tris A tiegravede 10 ml
6PGD (6Phosphogluconate Deacuteshydrogeacutenase)
TrisA 10 ml MgC12 (OSM) 15 ml 6Phosphogluconate 20 mg puis ajouter avant coloration NADP 1 01 ml PMS 01 ml NET 02 ml tvm 02 ml +Agar dans Tris A tiegravede 10 ml
GPI (Glucose-Phosphate Isomeacuterase)
Tris A 10 ml MgC12 (O5Ivi) 1 ml Fructose 6P 10 mg puis ajouter avant coloration NADP 1 05 ml PMS 05 ml NET 05 ml MTT 05 ml G6PDH 6~Ll ou 17u +Agar dans Tris A tiegravede 10 ml
LAP (Leucine-aminopeptidase)
Tris-Malate 90 ml preacutechauffeacute agrave 30degC MnCl2 (01r1) 1 ml MgCl2 (05lvf) 1 ml Lleucilj3Naphthylamine 15 agrave 20 mg incubation 30 min agrave 37degC ajouter avant coloration Fast Gamet GBC 60 mg dilueacute dans quelques gouttes de Tris-Malate (manipuler ce produit avec des gants)
ME (Malice-Enzyme)
Tris A 10 ml MgCl2 (O5~1) 15 ml AcMalique (2tv1) 1 ml puis ajouter avant coloration NADP 1 01 ml PMS 03 ml NET 07 ml MTT 07 ml +Agar dans Tris A tiegravede 10 ml
PGM (phosphoglucoMutase)
Tris A 10 ml MgCl2 (05)11) 1 ml Glucose IP (+15 diP) 100 mg puis ajouter avant coloration NADP 1 05 ml PMS 05 ml NET 05 ml lvITT 05 ml G6PDH 6~1l ou 17u +Agar dans Tris A tiegravede 10 ml
42
9
----- - - - _----- - -
W~--shy
ANNEXEV
Tempeacutelllture il linterface eaumiddotseacutediment au site du Dlilec
17 T middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot-middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot-middot_middotmiddotmiddotmiddot-middot-middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot-middot--middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot-middotmiddot--- - -- ----_--- -- - shy
16 +--- ---------- --__--shy
15 --- -- ---- - --- middot - middot-middotmiddot-middotmiddotmiddot-middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot_-middot-middot -middotmiddotmiddotmiddot-middot-middot-middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot-middotmiddot middotTt~hl~ - ------ Ecirc 14 - - -- --------- ---middot---middot-middotmiddot-middot-middot-trrfo-r~~wbWljl~I~~~--------------t-------------iiiiJiI~i~L--_-----------------------8 12 YrljVWfAI--shy --shy - shy _-----------------------------
middotmiddot-middotmiddot~IImiddot middotmiddot-middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot-middotmiddotmiddotmiddot-middot --middotmiddot--shy - ------------_- ----------11 t-middot
10 ~~--shy --- ----_-- - -- - - ------------_-
~ ~ ~ ~ 3 5 = 3 -~ shy
~ ~ = ~ ~ ~ 7 ~ 7 7 ~ ~ lt lt jf ~ r- ~ C t- C ~ oA C 0 0 0 0 ~ shy0 0 N
~
Tempeacutelllture il linterfue eau-seacutediment il la pointe de lAnnorique
11 ~ li ~ ~ ~ ~ ~ of j ~ ~ i ~ f N M ~ M ecirc ~ M
(donneacutees LR-i CvRS D1513 Faculteacute des Sciences Brest)
43
ANNEXEVI
TENEURS EN QUELQUES METAUX LOURS DANS LES GONADES DOURSINS DE LA RADE DE BREST
1Armorique (n=7) lIurloux (n=8) Deliee (n=8) 1
Fer (Fe) mgfKg 2869plusmn141O 531plusmn438 410plusmn250 1
lt 02Plomb (Pb) mgfKg O75plusmnO24 026plusmnO18
Cuivre (Cu) mgfKg O76plusmnO33 030plusmnO Il 045plusmnO42
Cadmium (Cd) mgIKg 396plusmnO55464plusmn125 463+12
Zinc (Zn) mgfKg 3563plusmn2828 1811=1241 1528plusmn1506 i
1
Mercure (Hg) mgfKg 026plusmnO12 018plusmnO08 020plusmnO13 1
(donneacutees Laboratoire lvllmicipal de Brest 16 rue Alexandre Ribot - J928iuml BREST Cedex Ofi0894)
ANNEXE VII
Agents toxiques essayeacutes pour leur toxiciteacute sur le deacuteveloppement la reproduction
et pour leur toxiciteacute geacuteneacutetique sur les embryons et le sperme doursins
(dapregraves PAGAl~O et al 1987)
Classe d aogents___+-____Agent=-s____~r__---Reacute~feacuterences___--1
1 Agents Physiques Rayons X RUST AD 1959 Rayons r GIORDANO et al 1983 Lumiegravere visible PAUL et al 1970
SPECK et al 1980
II Agents chimiques A Inorganiques Arsenic PAGANO et al 1982a
Beacuteryllium GIORDAlIO et al 1983 Cadmium PAGANO et al 1982b Chrome PAGA1-iO et al 1983a Cuivre HESLINGA 1976
PAGANO et al 1986 Mercure KOBA YASHI 1980 Nickel GIORDANO et al 1982 Changements de pH PAGANO et al 1985a 1985b
CIPPOLARO et al 1986 DUBE et al 1985
Zinc GIORDANO et al 1983 PAGANO et al 1986
B 1 Organiques 1 - Polluants industriels Peacutetrole dispersants du peacutetrole HAGSTROM et LONNING 1976
Pesticides organochloreacutes FALK-PETERSEN1979 BRESCH-ARENDT 1977
Styregravene et deacuteriveacutes PAGANO et al 1978 Dipheacuteny1 dipheacutenyl ether PAGANO et al 1983b PCBs ADAMS 1983
PAGANO et al 1985c
2 - Canceacuterigegravenes Acridines BRACHET 1968 Benzo(a)pyregravenes DE ANGELIS et GIORDANO
1974 HOSE et al 1983
712 dimeacutethy1benz( a)anthracegravene DE ANGELIS et GIORDkIO 1974
TPA (phorbol ester) BRESCH--RENDT 1978 Urethane NAKASHIMA et ISHIKAWA
1978 3 - Composeacutes pharmaceutiques Agents antineacuteop1astiques REN1llLARD et al 1975
WANG et al 1977 Thalidomide HAGSTROM et LONNING 1973 Acide nalidixique CZ1TN etaI 1981 Povidone iodine ROZENKRANZ et al 1980
III Meacutelanges KOBAYASHl 1971 1984 KINAE et al 1981 OSHIDA et al 1981 DINNEL et al 1981
LES MEacuteTAUX LOURDS DES PRODUITS MAnlNS AUX CONSOMMATEURS
(Les v(Jlours m6us uang ce
Ooso quotishydienne
Il eacutecossai ro fi lhomme
(ell IlIl)
Dose toxique
pOUf lIl(Hl li)] Il
(1)
)OllS
adIJ1ilUuml
dan~ 1es al ililUlllS
(1l1Uk~raquo
EltlU ltIll Ilwr (111]1)
AlrJucs (lilgkJ )
Mollusques (IlIUkg)
Cfuslncocircs (11111111)
Poissons (muka)
Arsenic
001 ~O 02 mg
III 70 1119 1 SOllt mOrlols
0002-0001
014-1
7 -120
15 17 (rwvolln)
25-75 (oOndill)
LI ore
100 Illoi
I(i
04-20
1 (moulu)
025 15 (11111 l 1 IcircIl )
020
tilJlcilU sont les plus
CildmIcircUIll
30 mu so1l1 toxiquuumls
f()i~5()1l
1 Molluoque
rshy1
01
00006
01 i-3
Chromo
VI WO Ill) Cr ~()Ilt IIHHlelr
01
000005
002 -1
er1llllent rellcontreacutees dlIls les publications ctuel
Cuivre
2 mg
25 fi sont IllOrlel
Poisson li
Mollusqull 110
0003-001
17-124
GO-900 (Iluitru)
20-90 (convoi)
l5-G (1 lion)
Mercure
Poisson jusqul 07
0000 03
----_
O02G-O2
004
01 middot10
Plomb
moi
0000 03
05 9
28-6 (huicirctre)
~- ----shy01-23
(tHlllllnrl)
O3-G
Seacuteleacutenium
3
000009
02-01
Zinc
6- 10 mg
35
0001-001
il2-Hi)
100-1 GOO (lIl1illO)
122-18 1 (1Il1IrlllI)
02middot1 200 (llilrell~1 )
---------- ----shy
fi (JIIIIUIIIaS
Les doses admissibles dilfl~ les aliments sonl exprillleacutees en millilrammes par kilogramme daliment
Les concclltrations daJis les produits rnHIcirclls sont (ouloS oxprilllUcircfS CIl lllilliJtallHllCS pM kilonriltlHlw do Illnliegravero segravecho
Chnque (ois qlll cela a ugravet possillln on il if)diqur~ entre p1fef)lhegravesos dnns qllJllc csplco nvait ocirctri trouveacutee ln plus (orte dosn
(1) [n CilS diumlnDntioll Cil IIlle scule (ois (SOllfce Rapport du Groupe Irleflilinisteacuterid des prohl~llIes de Pollution de la Mer 1(73)
EXTRAITS DE lA CIRCUlAIRE DU 13 MAl 1991
Circulaire du Ministegravere de lEnvironnement creacuteant les contrats de baie
Les eaux inorales franccedilaises doivent se situer en permanence agrave un niveau de qualiteacute suffisant pour ne pas mettre en peacuteril les eacutecosystegravemes cocirctiers qui constituent un eacuteleacutement majeur du patrimoine eacutecologique national ()
Lapproche retenue rient compte de la diversiteacute et de la complexiteacute des situations rencontreacutees ie long des cocirctes franccedilaises Certains SeCIeurs son principalement affecteacutes par des pollutions chimiques (meacutetaux etou composeacutes organiques ( )
De plus les pheacutenoTregravenes regroupeacutes sous une mecircme appeiation (egraveystrophies marines par exemple) reacutesJltent r jait de meacutecanismes diffeacuterents dont les c1uses et les facteurs de maitrise dofent ecirctre deacutetermineacutes dans chaque cas particJpr afin decirctre certain de mettre en oeuvre au plus juste coucirct des remegravedes efficaces ( j
n apparaft au corraire que pour chaque secteur C littorc oi une action est neacutecessaire a soluor adeacutequate ne peut ecirctre trouveacutee cu au niveat loca~ en associant tous les resporsables co-erneacutes Un outil nouveau est proposeacute le Contrat de Baie dont linitiative peut br= prise par lEtat mais aussi par dautrs acteurs (collectiviteacutes locales cssociatiors rotamment) ()
Chaque Cartrat de 3aie doit correspondre agrave une uniteacute middot-orale rmogegravene ()
Puisque la lutte ccr-se la pollution des eaux littorales ne peut ecircrr= efficace que par la prise
en compte des apports de Jensemble du bassin versant le Contrat de Baie doit ecirctre eacutelaboreacute agrave ce niveau
Pour eacuteviter ces eacutecueils tout Contrat de Baie devra reposer sur une connaissance aussi preacutecise que possible
bull de lensemble des sources de poiJution affectant le secteur rejets coners (ponctuels ou diffus) apports par les cours deau immersions de deacuteblais de dragage etc
bull des meacutecanismes de transfert des pollutions au milieu marin
bull des caracteacuteristiques du milieu reacutecepteur (morphologie courants caracteacuteris-tiques hvdrochimiques et biologiques)
bull des USIlges agrave proteacuteger et des zones sensibles du point de vue eacutecologique
Puisque lameacutelioration de la qualiteacute des eaux dun secteur du littoral implique de deacutefinir un programme concernant lensemble du bassin versant la maicirctrise douvrage de leacutetude ne pourra en geacuteneacuteral ecirctre confieacutee qu acirc une collectiviteacute locale de niveau supra shycommunal ()
L finaii du Contrat de Baie est dinciter les divers panenaires concerneacutes en particuer es coliegrave-ivieacutes locales agrave deacutepasser le cadre des scheacutemas classiques dassainissement dans tcs les cas c des dispositions speacutecifiques doivent ecirctre prises pour restaurer la qualiteacute des eaux (
IV 1DISCUSSION
TI ressort de cette eacutetude une convergence des reacutesultats qui reacutevegravele la singulariteacute de la
population de la pointe de lArmorique En effet le cycle de reproduction y est agrave leacutevidence
perturbeacute les valeurs dindice gonadique sont extregravemement faibles et la ponte non deacutecelable Le
taux dingestion est faible Les tests de deacuteveloppement larvaire preacutesentent des anomalies
(blocage aux stades embryonnaires et retard des pluteus) et lanalyse geacuteneacutetique y reacutevegravele pour
pregraves de 50 des loci une deacuteficience en heacuteteacuterozygotes traduisant lagrave une baisse de variabiliteacute
geacuteneacutetique et une deacuteviation par rapport aux conditions dHardYMWeinberg9
Le site voisin de la pointe MarIoux semble beaucoup moins affecteacute le cycle de reproduction
sy deacuteroule tout agrave fait normalement (IG plus eacuteleveacutes que sur le site de reacutefeacuterence) et leacutequilibre
panmictique y est geacuteneacuteralement mieux respecteacute Cependant les tests eacutecotoxicologiques y
deacutecegravelent quelques indices de perturbation les taux de feacutecondations y sont infeacuterieurs au teacutemoin
les embryons preacutesentent quelques blocages et les taux de mortaliteacute des larves sont
statistiquement plus eacuteleveacutes
Les reacutesultats concernant le site du Deliec nindiquent p as de diffeacuterences remarquables par
rapport au site de reacutefeacuterence La peacuteriode de ponte y survient avec un leacuteger deacutecalage sans doute
agrave mettre agrave lactif dune diffeacuterence dans les conditions de tempeacuterature etou de deacuteveloppement
de blooms phytop1anctoniques certains auteurs faisant concorder le deacuteclenchement de la ponte
avec labondance de nourriture disponible pour les larves (Himmelman 1978)
Le comportement des indices de reacutepleacutetion des populations de la rade de Brest savegravere tregraves
distinct de celui de la population de reacutefeacuterence ce qui peut traduire une strateacutegie adaptative
diffeacuterente ou une couverture des besoins eacutenergeacutetiques insuffisante chez les populations de la
rade Cette observation meacuterite notre attention puisque dans le cas de la station de MarIoux le
substrat est semblable agrave celui du site teacutemoin et ne peut expliquer le maintien de lindice de
reacutepleacutetion agrave des niveaux eacuteleveacutes pendant la peacuteriode de reproduction
On peut deacuteduire de ces constatations une distinction entre les populations du fond de la
rade et la station du Deliee situeacutee dans le goulet qui semble a priori exempte de deacutegradation
9Hardy-Weinberg (loi de) loi dheacutereacutediteacute ougrave la preacutesence des gegravenes demeure constante de geacuteneacuteration en geacuteneacuteration en labsence de seacutelection de mutation daccouplements dirigeacutes ou daccidents deacutechantillonnage
26
Les deux populations du bassin Nord subissent agrave leacutevidence linfluence de facteurs
environnementaux qui perturbent leur deacuteveloppement Ces pheacutenomegravenes sont provoqueacutes par
diverses causes dorigine naturelle tout dabord auxquelles viennent sajouter les facteurs
anthropiques
Une certaine hieacuterarchisation dans leacutetat de deacutegradation des sites est agrave prendre en compte En
effet des deux zones perturbeacutees la pointe de lArmorique est celle ougrave les effets se font le plus
durement ressentir
Ces deux stations diffegraverent de par le substrat le reacutegime hydrodynamique et lintensiteacute de
linfluence estuarienne La nature du substrat agrave MarIoux est la mecircme que sur le site de
reacutefeacuterence des Gleacutenan il sagit de fonds meubles composeacutes de maeumlrl vivant recouvert
deacutepiphytes synonymes de ressources trophiques abondantes et disponibles toute lanneacutee ce qui
explique les indices gonadiques eacuteleveacutes observeacutes pour ces deux sites A MarIoux
lhydrodynamisme est calme favorable au deacuteveloppement dune veacutegeacutetation dense dalgues
macrophytes saisonniegraveres (Hily et al 1992) Cette couverture veacutegeacutetale est renforceacutee par
lenrichissement du milieu en sels nutritifs provenant du bassin versant de lElom agrave vocation
agricole (N03-=500 agrave lOOOkgj P043-=30 agrave 700kgj) Les concentrations dans cette zones
sont eacuteleveacutees et varient au cours de lanneacutee elles sont maximales lhiver (N03-=28-51 mgl
P043-=O67-137mgl NH4+=41-37mgl) La preacutesence de ces algues contribue agrave augmenter
et agrave diversifier les ressources trophiques disponibles elle favorise le deacuteveloppement dune faune
diversifieacutee de brouteurs
Sur le site de la pointe de lArmorique par contre le substrat est rocheux et les courants
forts Le couvert veacutegeacutetal y est au contraire clairsemeacute et composeacute dalgues essentiellement
saisonniegraveres La population de lArmorique se trouve donc dans des conditions de ressources
trophiques moins facilement accessibles et plus limiteacutees comme latteste le deacuteveloppement plus
important de lorgane masticateur (par effet compensateur) signaleacute lors dune eacutetude compareacutee
de ces deux populations (Lumingas amp Guillou SOIIS presse) Lanalyse des indices
physiologiques doit se faire en consideacuterant que le degreacute de prospeacuteriteacute dune population reacutesulte
dun compromis entre la nature et labondance des ressources trophiques dune part et dautre
part de leacutenergie que lanimal doit deacutepenser pour collecter digeacuterer et assimiler cette nourriture
27
(Reacutegis 1979) Les deux populations eacutetant au deacutepart placeacutees dans des conditions ineacutegales
lapparition de facteurs exteacuterieurs ne pourrait quamplifier cette diffeacuterence au deacutetriment de la
plus deacutefavoriseacutee
Lexamen comparatif des courbes deacutevolution de tempeacuterature entre le Dellec et la pointe de
lArmorique (stations fixes de mesures hydrologiques) montre un eacutecart de 05 agrave 1degC en faveur
de la partie la plus reculeacutee de la rade (cf Annexe V) En tenant compte de la profondeur on
peut en deacuteduire pour le site de Marloux ougrave la profondeur est faible un eacutecart de tempeacuterature
denviron + l5degC par rapport au Dellec Cette particulariteacute pourrait expliquer la preacutecociteacute de la
maturiteacute remarqueacutee chez la population de Marloux Plusieurs interpreacutetations peuvent expliquer
la chute de lindice gonadique observeacutee en mars interruption dans le deacuteveloppement des
gonades provoqueacutee par les preacutecipitations hivernales (Cochran amp Engelmann 1975 Starr et al
1993) une mobilisation des reacutesenles dues aux conditions climatiques (Guillou amp MicheL
1993) ou au contraire une gameacutetogeacutenegravese preacutecoce comme le laisse supposer la forte valeur de
lindice gonadique en janvier
Les tests de feacutecondation eacutetant reacutealiseacutes dans une eau de reacutefeacuterence les causes de perturbation
du deacuteveloppement larvaire sont intrinsegraveques aux gamegravetes il peut sagir soit de la qualiteacute du
vitellus soit dalteacuterations geacuteneacutetiques soit de laccumulation dans les gonades dun agent
contaminant preacutesent dans le mileu Gamegravetes et embryons doursins sont sensibles agrave un large
eacuteventail de facteurs physiques (tempeacuterature pH saliniteacute etc ) et chimiques (meacutetaux
pesticides PCBs hydrocarbures etc ) ils conviennent eacutegalement pour tester les effluents en
meacutelange (Kobayashi 1971 Dinnel et al 1981 Pagano et al 1987 Lassus et al 1991) ce qui
rend plus difficile la recherche des agents responsables des anomalies observeacutees
On peut tout de mecircme mentionner les fortes teneurs en meacutetaux lourds preacutesents dans toute la
partie Est de la rade (mine de plomb argentifegravere situeacutee agrave Huelgoat) Des mesures reacutecentes de
meacutetaux dans les seacutediments agrave proximiteacute de la pointe de lArmorique font eacutetat des concentrations
suivantes Cu=253 ppm Pb=230 ppm Zn=160 ppm (Troadec corn pers) Les oursins en
tant quorganismes infeacuteodeacutes au seacutediment et participant agrave leur bioturbation sont directement
exposeacutes agrave ce type de contamination Plusieurs eacutetudes in situ font eacutetat de laccumulation de
28
meacutetaux par les oursms notamment dans les gonades et lintestin (Augier et al 1987b
Albanedo et al 1990)
Les tests de toxiciteacute des meacutetaux lourds sur les larves de diffeacuterentes espegraveces doursins ont fait
lobjet de nombreux travaux et les effets de ces polluants sur la feacutecondation et le
deacuteveloppement des larves sont assez bien connus (Kobayashi 1984 Dinnel et al 1989) A
faibles doses les ions meacutetalliques peuvent exercer une action positive caracteacuterisant le
pheacutenomegravene d hormegravese observeacute par Stebbing (1981) sur des colonies dhydrozoaires Une
action semblable est rapporteacutee par Young au niveau du pouvoir fertilisant des spermatozoiumldes
doursins pour des concentrations en divers ions meacutetalliques allant de 10-5 agrave 10-6M (Young amp
Nelson 1974) Cependant il sagit de pheacutenomegravenes marginaux et la tendance geacuteneacuterale de ces
eacuteleacutements se manifeste bien eacutevidemment par un effet toxique Le cuivre le zinc le cadmium
provoquent agrave des seuils diffeacuterents des dommages sur les gamegravetes et leur descendance en
alteacuterant soit la croissance des larves soit la diffeacuterenciation squelettique des pluteus (Bougis
1961 1965 Khristoforova et al 1984 Pagano et al 1982 Hesllnga 1976) Les diffeacuterents
stades larvaires preacutesentent des sensibiliteacutes diffeacuterentes les travaux de Kobayashl (1980)
montrent une plus forte sensibiliteacute des spermatozoiumldes et des larves au stade gastmla ce qui
coincide avec les blocages embryonnaires observeacutes agrave ce stade sur le site de lAlmorique La
preacutesence de meacutetaux dans les gonades pourraient donc logiquement expliquer les reacutesultats
obtenus De plus de fortes preacutesomptions pegravesent sur les rejets de mateacuteriel provenant du service
pyrotechnique de la Marine Nationale sur la pointe de lArmorique
Les reacutesultats dune toute reacutecente analyse effectueacutee par le Laboratoire Municipal de Brest
(aoucirct 94) sur des gonades doursins provenant des trois stations de la rade confirme cette
hypothegravese (cf Annexe VI) Le site de lArmorique se distingue par des teneurs nettement plus
eacuteleveacutees en fer zinc plomb et en cadmium (Fe=263 ppm Zn=356 ppm Pb=075 ppm Cd=076
ppm cest agrave dire selon les meacutetaux entre 2 agrave 5 fois plus que dans les autres stations) Dans
lensemble une certaine contamination meacutetallique peut ecirctre remarqueacutee dont lorigine se situe
dans le trafflc maritime les rejets domestiques et portuaires et les peintures anti-foullng Les
fortes concentrations en zinc proviennent des toitures de lagglomeacuteration brestoise Les
nombreux eacutelevages porcins de la reacutegion peuvent aussi contribuer agrave la pollution en cuivre par
29
lalimentation fournie aux arumaux Cependant la forte contamination locale du site de
lArmorique en fer zinc plomb et cadmium ne peut avoir quune origine ponctuelle qui
confirme les soupccedilons pesant sur les activiteacutes militaires dans ce secteur Compareacutes aux chiffres
trouveacutes dans la litteacuterature les reacutesultats sont coheacuterents Augier et al(1987b) lors dune eacutetude
sur Paracentrotus ividus en baie de Port-Cros avance des concentrations dans les gonades
comparables (Cd=O52 agrave 231 ppm Cu=167 agrave 542 ppm Pb=O33 agrave 117 ppm) mais des
teneurs en mercure sensiblement plus faibles (Hg=003 agrave 004 ppm) Chez une autre espegravece
(Echinometra mathaei) les travaux dAlbanedo et al(1990) indiquent dans une station tregraves
pollueacutee du port de la Havane des concentrations eacuteleveacutees en meacutetaux Fe=l08 ppm Cu=473
ppm Zn=267 ppm chiffres qui sauf pour le cuivre restent infeacuterieurs aux mesures obselveacutees agrave
la pointe de lArmorique Ces auteurs montrent une accumulation des meacutetaux lourds
relativement importante dans les diffeacuterents organes des oursins notamment au niveau du tube
digestif (cas du plomb et du cuivre) il serait inteacuteressant de connaicirctre eacutegalement les doses dans
les autres parties de lorganisme Cette accumulation preacutesentant des fluctuations saisonniegraveres
lieacutees au meacutetabolisme de lanimal un suivi plus reacutegulier des concentrations en meacutetaux devrait
ecirctre envisageacute
Cependant les meacutetaux peuvent ne pas ecirctre les seuls agents agrave mettre en cause Les pesticides
et les hydrocarbures sont eacutegalement susceptibles de pouvoir provoquer des anomalies (cf
Annexe VU) Les PCBs employeacutes dans de nombreux secteurs industriels bien que quelquefois
signaleacutes dans les seacutediments de la zone portuaire agrave des taux importants (PCBs=183
ppbMarchand 1985) semblent agrave eacutecarter En effet Trieff et al (1 988) bien quil mette en
eacutevidence un effet spermiotoxique signale labsence daccumulation de ce type de produits dans
les organismes ce qui preacutesente comme impossible toute influence des PCBs dans les conditions
ougrave les expeacuteriences ont eacuteteacute meneacutees
La preacutesence dans le bassin Nord de rejets de deux stations deacutepuration situeacutees en amont de
la Penfeld exerce aussi une influence sur la qualiteacute bacteacuteriologique des eaux de ce secteur
Leurs apports sont estimeacutes agrave 1014CFIh Dautre part le ruisseau du Relecq Kerhuon situeacute pregraves
de lestuaire de lElom amegravene quant agrave lui jusquagrave 1012CFIh en hiver (source DDE rapport
Saunier eau et environnement) Ces chiffres peuvent apporter une explication aux mortaliteacute
30
des lalVes obselVeacutees pour le site de Marloux des bacteacuteries pathogegravenes preacutesentes dans les
gonades peuvent secirctre deacuteveloppeacutees pendant la peacuteriode dincubation
Les reacutesultats de lanalyse geacuteneacutetique trahissent un deacuteficit en heacuteteacuterozygotes important sur le
site de la pointe de lAnnorique Ce deacuteficit freacutequemment rencontreacute chez les mollusques
bivalves (Buroker 1983~ Singh amp Green 1984) et dautres inverteacutebreacutes marins (Murphy et al
1975 Day amp Bayne 1988) peut avoir plusieurs significations il sagit soit de la preacutesence
dallegraveles silencieux (1) soit dun pheacutenomegravene dinbreeding (2) soit dM effet Wahlund (3) ou
encore du reacutesultat de la pression de seacutelection exerceacutee par les facteurs eacutenonceacutes plus haut (4)
(1) Lhypothegravese de la preacutesence dallegraveles nuls lo est peu probable eacutetant donneacute le nombre de
loci preacutesentant un excegraves dhomozygotes
(2) Le pheacutenomegravene dautofeacutecondation nest pas agrave eacutecarter car des cas dhermaphrodisme
certes peu freacutequents ont deacutejagrave eacuteteacute rapporteacutes sur ce mecircme site (Neefs 1952) Leacuteventualiteacute que
les gegravenes impliqueacutes ne soient pas porteacutes par des chromosomes autosomaux na pas eacuteteacute veacuterifieacutee
(3) Les conditions dhydrodynamisme sexerccedilant sur cette zone peuvent ecirctre invoqueacutees pour
venir conforter la thegravese dun effet Wahlund (conseacutequence dun eacutechantillonnage effectueacute sur
deux sous-eacutechantillons dun mecircme site se comportant comme des populations Mendelliennes
seacutepareacutees)
(4) Une seacutelection exerceacutee par les conditions du milieu reste le)plication la plus probable
Cette influence des facteurs environnementaux comme la preacutesence de meacutetaux mentionneacutee
preacuteceacutedemment sexerce pendant la vie lalVaire peacutelagique mais surtout durant la phase critique
de la meacutetamorphose et les eacutetapes qui suivent le recrutement La meacutetamorphose chez les oursins
sulVient apregraves une peacuteriode variable de vie lalVaire pouvant durer selon les espegraveces et les
conditions entre 5 et 22 semaines (Strathmann 1987) ce qui expose les larves agrave de nombreux
aleacuteas Certains auteurs eacutevoquent limportance du recrutement comme facteur dheacuteteacuterogeacuteneacuteiteacute
geacuteneacutetique entre populations (Watts et al 1990) Or une eacutetude comparative des populations
des deux sites concerneacutes a montreacute une forte irreacutegulariteacute du recrutement dans la population de
Marloux par rapport agrave celle de la pointe de lAnnorique (Lumingas amp Guillou sous presse)
Ces auteurs imputent ce pheacutenomegravene au spectaculaire deacuteveloppement dalgues qui apparaicirct
IOallegravele nul (ou silencieux) est dit dun allegravele qui ne sexprime pas sur le gel
31
chaque anneacutee sur ce site agrave la faveur des apports fluviaux en eacuteleacutements nutritifs Dune part il
inhiberait laction attractive du maeumlrl dautre part la deacutecomposition de ces veacutegeacutetaux agrave
lautomne provoquerait la mortaliteacute des recrues en reacuteduisant la couche superficielle du seacutediment
et entraicircnerait le deacuteveloppement dun film bacteacuterien empecircchant 1a fixation des post~larves Le
site de la pointe de lArmorique semble au contraire avoir des recrutements reacuteguliers
Les groupes de recrues connaissent donc des destins diffeacuterents sur les deux sites ce qui
pourrait expliquer les diffeacuterences dheacuteteacuterozygotie observeacutees
Pour confirmer cette hypothegravese il conviendrait de comparer des eacutechantillons plus grands
dindividus de mecircme agravege correspondant agrave une peacuteriode ougrave le recrutement a eacuteteacute bon sur les deux
sites voire mecircme de comparer directement les geacutenotypes des jeunes individus recruteacutes dans les
deux sites Dautre part la comparaison du site de la pointe de lArmorique avec celui du
Dellec pourrait fournir des indications importantes pour confirmer lhypothegravese de lexistence
dune pression de seacutelection
V 1CONCLUSION
Leacutetude des phases de reproduction et deacuteveloppement larvaire des populations doursins de
la Rade de Brest met en eacutevidence des troubles fonctionnels chez les populations du bassin
Nord proches de la zone portuaire en particulier sur le site de la pointe de lArmorique qui
contraste avec les bons reacutesultats obtenus pour le site du Dellec sous influence oceacuteanique La
convergence des donneacutees de geacuteneacutetique avec les reacutesultats observeacutes confirme la validiteacute de la
meacutethode utiliseacutee et renforce la fiabiliteacute de Sgranularis comme bioindicateur
Les causes de ces deacuteregraveglements sont sans doute multiples aussi ce travail meacuterite-t-il un suivi
agrave plus long terme Leacuterude des diffeacuterents paramegravetres influenccedilant les conditions de vie des
oursins de la pointe de lArmorique (tempeacuterarure saliniteacute seacutedimentologie biomasse matiegravere
organique ) ainsi que des essais de transplantations in situ dindividus sains devraient
permettre de mieux preacuteciser les facteurs responsables de ces perturbations
Quant aux premiers reacutesultats danalyses des teneurs en meacutetaux lourds du Laboratoire
Municipal ils devraient ecirctre eacutetendus agrave dautres parties du corps (test intestin) et effectueacutes sur
un cycle annuel y compris sur le site des Gleacutenan
32
VI 1BffiLIOGRAPHIE
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38
ANNEXEI
SCHEIHA DU PROTOCOLE EXPERThlENTAL DES TESTS DE FECONDATION IN VITRO
oursin9 gonades
~ eau ae mer 1iltreacutee (045I-lm)
soies (200l-lm)
Dfiltration
eau de mer filtreacutee (045I-lm)
deacutecantation ovocytes
oursin ltJ ---+ gonades -
filtration soies (60~m) ~
D~
middot middot middot middot
30 ml bd
lavages et dilutions
1 1 1 1 1 1
bull bull bull bull bullbull ~
~~~ ~
env 1500 ovocytesml
m~ 1
env 50 ovocytesml
39
AtlNEXE II
ELECTROPHORESE
Installation des eacutechantillons
a coupe pratiqueacutee dans le gel b eacutechantillons
Montage du circuit
a tampon deacutelectrodes b eacuteponges c eacutelectrodes relieacutees au geacuteneacuterateur d ligne dinsertion des eacutechantillons
40
ANNEXEIll
PREPARATION DES SOLUfIONS DELECTROPHORESE
Tampon Tris Citrate pH 8 (TC 8)
- Electrodes Tris (062M) 756 g
Ac citrique (014M) 300 g eau distilleacutee qsp 1 l
- Gel 30 ml de tampon eacutelectrodes dans 900 ml deau distilleacutee
ajuster agrave pH 8 avec du Tris (lM) ou de lacide citrique (lM)
Tampon discontinu Tris Citrate pH 67 (TC 67)
- Electrodes pH 63 Tris (022M) 270 g
Ac citrique (008M) 180 g eau distilleacutee q sp 1 1
ajuster agrave pH 63 avec du Tris (lM) ou de lacide citrique (lM) - Gel pH 67
Tris (0008M) 097 g Ac citrique H20 (0003M) 063 g
eau distilleacutee qsp 1 1 ajuster agrave pH 67 avec du Tris (lM) ou de lacide citrique (lM)
Reacutesolution obtenue par systegraveme enzymatique
Muscle Tube Digestif Gonades Nbre Locus TCPH8 TC pH TC pH 8 1 TC pH li TC pH 8 1 TC pH dallegraveles
67 67 1 67
AAT-1 +
AAT-2 + 2
GPD-l IDH-1 + + + +
LAP-1
l1DH-1 ++ )
l1DH-2 +++ ++ 2 ME-l + 2 ME-2 + ++ 3
PGD-1 ++ + 6 PGI-1 +_
- ++ ++ 4
PGM-1 + + 3 PGM-2 +++ ++ 4
bull Faible ++ Bonne + Moyenne +++ Tregraves bonne
41
ANNEXE IV
SOLUTIONS DE COLORATIONS
AAT (Aspartate-aminotransfeacuterase)
Tris A 80 ml AccxCeacutetoGlutarique 100 mg Ac Aspartique 200 mg Phosphate de pyridoxal 10 mg dissoudre veacuterifier que pH lt 74 (ajuster avec Tris LM) verser et incuber agrave 37degC pendant 15 min puis ajouter Fast Blue BB 100 mg
IDH (Isocitrate deacuteshydrogeacutenase)
Tris A 70 ml Isocitrate (0 lM) 8 ml MnCl2 (025M) 06 ml MgC12 (OSM) 05 ml ajouter avant coloration Isocitrate (poudre) 10 mg NADP 1 2 ml PMS 1 ml NET 1 ml lvITT 05 ml
MDH (Malate Deacuteshydrogeacutenase)
Tris A 10 ml MgCl2 (OSM) 02 ml Ac Malique (2M) 3 ml NAD 1 15 ml puis ajouter avant coloration PMS 03 ml NET 07 ml MTT 07 ml +Agar dans Tris A tiegravede 10 ml
6PGD (6Phosphogluconate Deacuteshydrogeacutenase)
TrisA 10 ml MgC12 (OSM) 15 ml 6Phosphogluconate 20 mg puis ajouter avant coloration NADP 1 01 ml PMS 01 ml NET 02 ml tvm 02 ml +Agar dans Tris A tiegravede 10 ml
GPI (Glucose-Phosphate Isomeacuterase)
Tris A 10 ml MgC12 (O5Ivi) 1 ml Fructose 6P 10 mg puis ajouter avant coloration NADP 1 05 ml PMS 05 ml NET 05 ml MTT 05 ml G6PDH 6~Ll ou 17u +Agar dans Tris A tiegravede 10 ml
LAP (Leucine-aminopeptidase)
Tris-Malate 90 ml preacutechauffeacute agrave 30degC MnCl2 (01r1) 1 ml MgCl2 (05lvf) 1 ml Lleucilj3Naphthylamine 15 agrave 20 mg incubation 30 min agrave 37degC ajouter avant coloration Fast Gamet GBC 60 mg dilueacute dans quelques gouttes de Tris-Malate (manipuler ce produit avec des gants)
ME (Malice-Enzyme)
Tris A 10 ml MgCl2 (O5~1) 15 ml AcMalique (2tv1) 1 ml puis ajouter avant coloration NADP 1 01 ml PMS 03 ml NET 07 ml MTT 07 ml +Agar dans Tris A tiegravede 10 ml
PGM (phosphoglucoMutase)
Tris A 10 ml MgCl2 (05)11) 1 ml Glucose IP (+15 diP) 100 mg puis ajouter avant coloration NADP 1 05 ml PMS 05 ml NET 05 ml lvITT 05 ml G6PDH 6~1l ou 17u +Agar dans Tris A tiegravede 10 ml
42
9
----- - - - _----- - -
W~--shy
ANNEXEV
Tempeacutelllture il linterface eaumiddotseacutediment au site du Dlilec
17 T middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot-middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot-middot_middotmiddotmiddotmiddot-middot-middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot-middot--middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot-middotmiddot--- - -- ----_--- -- - shy
16 +--- ---------- --__--shy
15 --- -- ---- - --- middot - middot-middotmiddot-middotmiddotmiddot-middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot_-middot-middot -middotmiddotmiddotmiddot-middot-middot-middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot-middotmiddot middotTt~hl~ - ------ Ecirc 14 - - -- --------- ---middot---middot-middotmiddot-middot-middot-trrfo-r~~wbWljl~I~~~--------------t-------------iiiiJiI~i~L--_-----------------------8 12 YrljVWfAI--shy --shy - shy _-----------------------------
middotmiddot-middotmiddot~IImiddot middotmiddot-middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot-middotmiddotmiddotmiddot-middot --middotmiddot--shy - ------------_- ----------11 t-middot
10 ~~--shy --- ----_-- - -- - - ------------_-
~ ~ ~ ~ 3 5 = 3 -~ shy
~ ~ = ~ ~ ~ 7 ~ 7 7 ~ ~ lt lt jf ~ r- ~ C t- C ~ oA C 0 0 0 0 ~ shy0 0 N
~
Tempeacutelllture il linterfue eau-seacutediment il la pointe de lAnnorique
11 ~ li ~ ~ ~ ~ ~ of j ~ ~ i ~ f N M ~ M ecirc ~ M
(donneacutees LR-i CvRS D1513 Faculteacute des Sciences Brest)
43
ANNEXEVI
TENEURS EN QUELQUES METAUX LOURS DANS LES GONADES DOURSINS DE LA RADE DE BREST
1Armorique (n=7) lIurloux (n=8) Deliee (n=8) 1
Fer (Fe) mgfKg 2869plusmn141O 531plusmn438 410plusmn250 1
lt 02Plomb (Pb) mgfKg O75plusmnO24 026plusmnO18
Cuivre (Cu) mgfKg O76plusmnO33 030plusmnO Il 045plusmnO42
Cadmium (Cd) mgIKg 396plusmnO55464plusmn125 463+12
Zinc (Zn) mgfKg 3563plusmn2828 1811=1241 1528plusmn1506 i
1
Mercure (Hg) mgfKg 026plusmnO12 018plusmnO08 020plusmnO13 1
(donneacutees Laboratoire lvllmicipal de Brest 16 rue Alexandre Ribot - J928iuml BREST Cedex Ofi0894)
ANNEXE VII
Agents toxiques essayeacutes pour leur toxiciteacute sur le deacuteveloppement la reproduction
et pour leur toxiciteacute geacuteneacutetique sur les embryons et le sperme doursins
(dapregraves PAGAl~O et al 1987)
Classe d aogents___+-____Agent=-s____~r__---Reacute~feacuterences___--1
1 Agents Physiques Rayons X RUST AD 1959 Rayons r GIORDANO et al 1983 Lumiegravere visible PAUL et al 1970
SPECK et al 1980
II Agents chimiques A Inorganiques Arsenic PAGANO et al 1982a
Beacuteryllium GIORDAlIO et al 1983 Cadmium PAGANO et al 1982b Chrome PAGA1-iO et al 1983a Cuivre HESLINGA 1976
PAGANO et al 1986 Mercure KOBA YASHI 1980 Nickel GIORDANO et al 1982 Changements de pH PAGANO et al 1985a 1985b
CIPPOLARO et al 1986 DUBE et al 1985
Zinc GIORDANO et al 1983 PAGANO et al 1986
B 1 Organiques 1 - Polluants industriels Peacutetrole dispersants du peacutetrole HAGSTROM et LONNING 1976
Pesticides organochloreacutes FALK-PETERSEN1979 BRESCH-ARENDT 1977
Styregravene et deacuteriveacutes PAGANO et al 1978 Dipheacuteny1 dipheacutenyl ether PAGANO et al 1983b PCBs ADAMS 1983
PAGANO et al 1985c
2 - Canceacuterigegravenes Acridines BRACHET 1968 Benzo(a)pyregravenes DE ANGELIS et GIORDANO
1974 HOSE et al 1983
712 dimeacutethy1benz( a)anthracegravene DE ANGELIS et GIORDkIO 1974
TPA (phorbol ester) BRESCH--RENDT 1978 Urethane NAKASHIMA et ISHIKAWA
1978 3 - Composeacutes pharmaceutiques Agents antineacuteop1astiques REN1llLARD et al 1975
WANG et al 1977 Thalidomide HAGSTROM et LONNING 1973 Acide nalidixique CZ1TN etaI 1981 Povidone iodine ROZENKRANZ et al 1980
III Meacutelanges KOBAYASHl 1971 1984 KINAE et al 1981 OSHIDA et al 1981 DINNEL et al 1981
LES MEacuteTAUX LOURDS DES PRODUITS MAnlNS AUX CONSOMMATEURS
(Les v(Jlours m6us uang ce
Ooso quotishydienne
Il eacutecossai ro fi lhomme
(ell IlIl)
Dose toxique
pOUf lIl(Hl li)] Il
(1)
)OllS
adIJ1ilUuml
dan~ 1es al ililUlllS
(1l1Uk~raquo
EltlU ltIll Ilwr (111]1)
AlrJucs (lilgkJ )
Mollusques (IlIUkg)
Cfuslncocircs (11111111)
Poissons (muka)
Arsenic
001 ~O 02 mg
III 70 1119 1 SOllt mOrlols
0002-0001
014-1
7 -120
15 17 (rwvolln)
25-75 (oOndill)
LI ore
100 Illoi
I(i
04-20
1 (moulu)
025 15 (11111 l 1 IcircIl )
020
tilJlcilU sont les plus
CildmIcircUIll
30 mu so1l1 toxiquuumls
f()i~5()1l
1 Molluoque
rshy1
01
00006
01 i-3
Chromo
VI WO Ill) Cr ~()Ilt IIHHlelr
01
000005
002 -1
er1llllent rellcontreacutees dlIls les publications ctuel
Cuivre
2 mg
25 fi sont IllOrlel
Poisson li
Mollusqull 110
0003-001
17-124
GO-900 (Iluitru)
20-90 (convoi)
l5-G (1 lion)
Mercure
Poisson jusqul 07
0000 03
----_
O02G-O2
004
01 middot10
Plomb
moi
0000 03
05 9
28-6 (huicirctre)
~- ----shy01-23
(tHlllllnrl)
O3-G
Seacuteleacutenium
3
000009
02-01
Zinc
6- 10 mg
35
0001-001
il2-Hi)
100-1 GOO (lIl1illO)
122-18 1 (1Il1IrlllI)
02middot1 200 (llilrell~1 )
---------- ----shy
fi (JIIIIUIIIaS
Les doses admissibles dilfl~ les aliments sonl exprillleacutees en millilrammes par kilogramme daliment
Les concclltrations daJis les produits rnHIcirclls sont (ouloS oxprilllUcircfS CIl lllilliJtallHllCS pM kilonriltlHlw do Illnliegravero segravecho
Chnque (ois qlll cela a ugravet possillln on il if)diqur~ entre p1fef)lhegravesos dnns qllJllc csplco nvait ocirctri trouveacutee ln plus (orte dosn
(1) [n CilS diumlnDntioll Cil IIlle scule (ois (SOllfce Rapport du Groupe Irleflilinisteacuterid des prohl~llIes de Pollution de la Mer 1(73)
EXTRAITS DE lA CIRCUlAIRE DU 13 MAl 1991
Circulaire du Ministegravere de lEnvironnement creacuteant les contrats de baie
Les eaux inorales franccedilaises doivent se situer en permanence agrave un niveau de qualiteacute suffisant pour ne pas mettre en peacuteril les eacutecosystegravemes cocirctiers qui constituent un eacuteleacutement majeur du patrimoine eacutecologique national ()
Lapproche retenue rient compte de la diversiteacute et de la complexiteacute des situations rencontreacutees ie long des cocirctes franccedilaises Certains SeCIeurs son principalement affecteacutes par des pollutions chimiques (meacutetaux etou composeacutes organiques ( )
De plus les pheacutenoTregravenes regroupeacutes sous une mecircme appeiation (egraveystrophies marines par exemple) reacutesJltent r jait de meacutecanismes diffeacuterents dont les c1uses et les facteurs de maitrise dofent ecirctre deacutetermineacutes dans chaque cas particJpr afin decirctre certain de mettre en oeuvre au plus juste coucirct des remegravedes efficaces ( j
n apparaft au corraire que pour chaque secteur C littorc oi une action est neacutecessaire a soluor adeacutequate ne peut ecirctre trouveacutee cu au niveat loca~ en associant tous les resporsables co-erneacutes Un outil nouveau est proposeacute le Contrat de Baie dont linitiative peut br= prise par lEtat mais aussi par dautrs acteurs (collectiviteacutes locales cssociatiors rotamment) ()
Chaque Cartrat de 3aie doit correspondre agrave une uniteacute middot-orale rmogegravene ()
Puisque la lutte ccr-se la pollution des eaux littorales ne peut ecircrr= efficace que par la prise
en compte des apports de Jensemble du bassin versant le Contrat de Baie doit ecirctre eacutelaboreacute agrave ce niveau
Pour eacuteviter ces eacutecueils tout Contrat de Baie devra reposer sur une connaissance aussi preacutecise que possible
bull de lensemble des sources de poiJution affectant le secteur rejets coners (ponctuels ou diffus) apports par les cours deau immersions de deacuteblais de dragage etc
bull des meacutecanismes de transfert des pollutions au milieu marin
bull des caracteacuteristiques du milieu reacutecepteur (morphologie courants caracteacuteris-tiques hvdrochimiques et biologiques)
bull des USIlges agrave proteacuteger et des zones sensibles du point de vue eacutecologique
Puisque lameacutelioration de la qualiteacute des eaux dun secteur du littoral implique de deacutefinir un programme concernant lensemble du bassin versant la maicirctrise douvrage de leacutetude ne pourra en geacuteneacuteral ecirctre confieacutee qu acirc une collectiviteacute locale de niveau supra shycommunal ()
L finaii du Contrat de Baie est dinciter les divers panenaires concerneacutes en particuer es coliegrave-ivieacutes locales agrave deacutepasser le cadre des scheacutemas classiques dassainissement dans tcs les cas c des dispositions speacutecifiques doivent ecirctre prises pour restaurer la qualiteacute des eaux (
Les deux populations du bassin Nord subissent agrave leacutevidence linfluence de facteurs
environnementaux qui perturbent leur deacuteveloppement Ces pheacutenomegravenes sont provoqueacutes par
diverses causes dorigine naturelle tout dabord auxquelles viennent sajouter les facteurs
anthropiques
Une certaine hieacuterarchisation dans leacutetat de deacutegradation des sites est agrave prendre en compte En
effet des deux zones perturbeacutees la pointe de lArmorique est celle ougrave les effets se font le plus
durement ressentir
Ces deux stations diffegraverent de par le substrat le reacutegime hydrodynamique et lintensiteacute de
linfluence estuarienne La nature du substrat agrave MarIoux est la mecircme que sur le site de
reacutefeacuterence des Gleacutenan il sagit de fonds meubles composeacutes de maeumlrl vivant recouvert
deacutepiphytes synonymes de ressources trophiques abondantes et disponibles toute lanneacutee ce qui
explique les indices gonadiques eacuteleveacutes observeacutes pour ces deux sites A MarIoux
lhydrodynamisme est calme favorable au deacuteveloppement dune veacutegeacutetation dense dalgues
macrophytes saisonniegraveres (Hily et al 1992) Cette couverture veacutegeacutetale est renforceacutee par
lenrichissement du milieu en sels nutritifs provenant du bassin versant de lElom agrave vocation
agricole (N03-=500 agrave lOOOkgj P043-=30 agrave 700kgj) Les concentrations dans cette zones
sont eacuteleveacutees et varient au cours de lanneacutee elles sont maximales lhiver (N03-=28-51 mgl
P043-=O67-137mgl NH4+=41-37mgl) La preacutesence de ces algues contribue agrave augmenter
et agrave diversifier les ressources trophiques disponibles elle favorise le deacuteveloppement dune faune
diversifieacutee de brouteurs
Sur le site de la pointe de lArmorique par contre le substrat est rocheux et les courants
forts Le couvert veacutegeacutetal y est au contraire clairsemeacute et composeacute dalgues essentiellement
saisonniegraveres La population de lArmorique se trouve donc dans des conditions de ressources
trophiques moins facilement accessibles et plus limiteacutees comme latteste le deacuteveloppement plus
important de lorgane masticateur (par effet compensateur) signaleacute lors dune eacutetude compareacutee
de ces deux populations (Lumingas amp Guillou SOIIS presse) Lanalyse des indices
physiologiques doit se faire en consideacuterant que le degreacute de prospeacuteriteacute dune population reacutesulte
dun compromis entre la nature et labondance des ressources trophiques dune part et dautre
part de leacutenergie que lanimal doit deacutepenser pour collecter digeacuterer et assimiler cette nourriture
27
(Reacutegis 1979) Les deux populations eacutetant au deacutepart placeacutees dans des conditions ineacutegales
lapparition de facteurs exteacuterieurs ne pourrait quamplifier cette diffeacuterence au deacutetriment de la
plus deacutefavoriseacutee
Lexamen comparatif des courbes deacutevolution de tempeacuterature entre le Dellec et la pointe de
lArmorique (stations fixes de mesures hydrologiques) montre un eacutecart de 05 agrave 1degC en faveur
de la partie la plus reculeacutee de la rade (cf Annexe V) En tenant compte de la profondeur on
peut en deacuteduire pour le site de Marloux ougrave la profondeur est faible un eacutecart de tempeacuterature
denviron + l5degC par rapport au Dellec Cette particulariteacute pourrait expliquer la preacutecociteacute de la
maturiteacute remarqueacutee chez la population de Marloux Plusieurs interpreacutetations peuvent expliquer
la chute de lindice gonadique observeacutee en mars interruption dans le deacuteveloppement des
gonades provoqueacutee par les preacutecipitations hivernales (Cochran amp Engelmann 1975 Starr et al
1993) une mobilisation des reacutesenles dues aux conditions climatiques (Guillou amp MicheL
1993) ou au contraire une gameacutetogeacutenegravese preacutecoce comme le laisse supposer la forte valeur de
lindice gonadique en janvier
Les tests de feacutecondation eacutetant reacutealiseacutes dans une eau de reacutefeacuterence les causes de perturbation
du deacuteveloppement larvaire sont intrinsegraveques aux gamegravetes il peut sagir soit de la qualiteacute du
vitellus soit dalteacuterations geacuteneacutetiques soit de laccumulation dans les gonades dun agent
contaminant preacutesent dans le mileu Gamegravetes et embryons doursins sont sensibles agrave un large
eacuteventail de facteurs physiques (tempeacuterature pH saliniteacute etc ) et chimiques (meacutetaux
pesticides PCBs hydrocarbures etc ) ils conviennent eacutegalement pour tester les effluents en
meacutelange (Kobayashi 1971 Dinnel et al 1981 Pagano et al 1987 Lassus et al 1991) ce qui
rend plus difficile la recherche des agents responsables des anomalies observeacutees
On peut tout de mecircme mentionner les fortes teneurs en meacutetaux lourds preacutesents dans toute la
partie Est de la rade (mine de plomb argentifegravere situeacutee agrave Huelgoat) Des mesures reacutecentes de
meacutetaux dans les seacutediments agrave proximiteacute de la pointe de lArmorique font eacutetat des concentrations
suivantes Cu=253 ppm Pb=230 ppm Zn=160 ppm (Troadec corn pers) Les oursins en
tant quorganismes infeacuteodeacutes au seacutediment et participant agrave leur bioturbation sont directement
exposeacutes agrave ce type de contamination Plusieurs eacutetudes in situ font eacutetat de laccumulation de
28
meacutetaux par les oursms notamment dans les gonades et lintestin (Augier et al 1987b
Albanedo et al 1990)
Les tests de toxiciteacute des meacutetaux lourds sur les larves de diffeacuterentes espegraveces doursins ont fait
lobjet de nombreux travaux et les effets de ces polluants sur la feacutecondation et le
deacuteveloppement des larves sont assez bien connus (Kobayashi 1984 Dinnel et al 1989) A
faibles doses les ions meacutetalliques peuvent exercer une action positive caracteacuterisant le
pheacutenomegravene d hormegravese observeacute par Stebbing (1981) sur des colonies dhydrozoaires Une
action semblable est rapporteacutee par Young au niveau du pouvoir fertilisant des spermatozoiumldes
doursins pour des concentrations en divers ions meacutetalliques allant de 10-5 agrave 10-6M (Young amp
Nelson 1974) Cependant il sagit de pheacutenomegravenes marginaux et la tendance geacuteneacuterale de ces
eacuteleacutements se manifeste bien eacutevidemment par un effet toxique Le cuivre le zinc le cadmium
provoquent agrave des seuils diffeacuterents des dommages sur les gamegravetes et leur descendance en
alteacuterant soit la croissance des larves soit la diffeacuterenciation squelettique des pluteus (Bougis
1961 1965 Khristoforova et al 1984 Pagano et al 1982 Hesllnga 1976) Les diffeacuterents
stades larvaires preacutesentent des sensibiliteacutes diffeacuterentes les travaux de Kobayashl (1980)
montrent une plus forte sensibiliteacute des spermatozoiumldes et des larves au stade gastmla ce qui
coincide avec les blocages embryonnaires observeacutes agrave ce stade sur le site de lAlmorique La
preacutesence de meacutetaux dans les gonades pourraient donc logiquement expliquer les reacutesultats
obtenus De plus de fortes preacutesomptions pegravesent sur les rejets de mateacuteriel provenant du service
pyrotechnique de la Marine Nationale sur la pointe de lArmorique
Les reacutesultats dune toute reacutecente analyse effectueacutee par le Laboratoire Municipal de Brest
(aoucirct 94) sur des gonades doursins provenant des trois stations de la rade confirme cette
hypothegravese (cf Annexe VI) Le site de lArmorique se distingue par des teneurs nettement plus
eacuteleveacutees en fer zinc plomb et en cadmium (Fe=263 ppm Zn=356 ppm Pb=075 ppm Cd=076
ppm cest agrave dire selon les meacutetaux entre 2 agrave 5 fois plus que dans les autres stations) Dans
lensemble une certaine contamination meacutetallique peut ecirctre remarqueacutee dont lorigine se situe
dans le trafflc maritime les rejets domestiques et portuaires et les peintures anti-foullng Les
fortes concentrations en zinc proviennent des toitures de lagglomeacuteration brestoise Les
nombreux eacutelevages porcins de la reacutegion peuvent aussi contribuer agrave la pollution en cuivre par
29
lalimentation fournie aux arumaux Cependant la forte contamination locale du site de
lArmorique en fer zinc plomb et cadmium ne peut avoir quune origine ponctuelle qui
confirme les soupccedilons pesant sur les activiteacutes militaires dans ce secteur Compareacutes aux chiffres
trouveacutes dans la litteacuterature les reacutesultats sont coheacuterents Augier et al(1987b) lors dune eacutetude
sur Paracentrotus ividus en baie de Port-Cros avance des concentrations dans les gonades
comparables (Cd=O52 agrave 231 ppm Cu=167 agrave 542 ppm Pb=O33 agrave 117 ppm) mais des
teneurs en mercure sensiblement plus faibles (Hg=003 agrave 004 ppm) Chez une autre espegravece
(Echinometra mathaei) les travaux dAlbanedo et al(1990) indiquent dans une station tregraves
pollueacutee du port de la Havane des concentrations eacuteleveacutees en meacutetaux Fe=l08 ppm Cu=473
ppm Zn=267 ppm chiffres qui sauf pour le cuivre restent infeacuterieurs aux mesures obselveacutees agrave
la pointe de lArmorique Ces auteurs montrent une accumulation des meacutetaux lourds
relativement importante dans les diffeacuterents organes des oursins notamment au niveau du tube
digestif (cas du plomb et du cuivre) il serait inteacuteressant de connaicirctre eacutegalement les doses dans
les autres parties de lorganisme Cette accumulation preacutesentant des fluctuations saisonniegraveres
lieacutees au meacutetabolisme de lanimal un suivi plus reacutegulier des concentrations en meacutetaux devrait
ecirctre envisageacute
Cependant les meacutetaux peuvent ne pas ecirctre les seuls agents agrave mettre en cause Les pesticides
et les hydrocarbures sont eacutegalement susceptibles de pouvoir provoquer des anomalies (cf
Annexe VU) Les PCBs employeacutes dans de nombreux secteurs industriels bien que quelquefois
signaleacutes dans les seacutediments de la zone portuaire agrave des taux importants (PCBs=183
ppbMarchand 1985) semblent agrave eacutecarter En effet Trieff et al (1 988) bien quil mette en
eacutevidence un effet spermiotoxique signale labsence daccumulation de ce type de produits dans
les organismes ce qui preacutesente comme impossible toute influence des PCBs dans les conditions
ougrave les expeacuteriences ont eacuteteacute meneacutees
La preacutesence dans le bassin Nord de rejets de deux stations deacutepuration situeacutees en amont de
la Penfeld exerce aussi une influence sur la qualiteacute bacteacuteriologique des eaux de ce secteur
Leurs apports sont estimeacutes agrave 1014CFIh Dautre part le ruisseau du Relecq Kerhuon situeacute pregraves
de lestuaire de lElom amegravene quant agrave lui jusquagrave 1012CFIh en hiver (source DDE rapport
Saunier eau et environnement) Ces chiffres peuvent apporter une explication aux mortaliteacute
30
des lalVes obselVeacutees pour le site de Marloux des bacteacuteries pathogegravenes preacutesentes dans les
gonades peuvent secirctre deacuteveloppeacutees pendant la peacuteriode dincubation
Les reacutesultats de lanalyse geacuteneacutetique trahissent un deacuteficit en heacuteteacuterozygotes important sur le
site de la pointe de lAnnorique Ce deacuteficit freacutequemment rencontreacute chez les mollusques
bivalves (Buroker 1983~ Singh amp Green 1984) et dautres inverteacutebreacutes marins (Murphy et al
1975 Day amp Bayne 1988) peut avoir plusieurs significations il sagit soit de la preacutesence
dallegraveles silencieux (1) soit dun pheacutenomegravene dinbreeding (2) soit dM effet Wahlund (3) ou
encore du reacutesultat de la pression de seacutelection exerceacutee par les facteurs eacutenonceacutes plus haut (4)
(1) Lhypothegravese de la preacutesence dallegraveles nuls lo est peu probable eacutetant donneacute le nombre de
loci preacutesentant un excegraves dhomozygotes
(2) Le pheacutenomegravene dautofeacutecondation nest pas agrave eacutecarter car des cas dhermaphrodisme
certes peu freacutequents ont deacutejagrave eacuteteacute rapporteacutes sur ce mecircme site (Neefs 1952) Leacuteventualiteacute que
les gegravenes impliqueacutes ne soient pas porteacutes par des chromosomes autosomaux na pas eacuteteacute veacuterifieacutee
(3) Les conditions dhydrodynamisme sexerccedilant sur cette zone peuvent ecirctre invoqueacutees pour
venir conforter la thegravese dun effet Wahlund (conseacutequence dun eacutechantillonnage effectueacute sur
deux sous-eacutechantillons dun mecircme site se comportant comme des populations Mendelliennes
seacutepareacutees)
(4) Une seacutelection exerceacutee par les conditions du milieu reste le)plication la plus probable
Cette influence des facteurs environnementaux comme la preacutesence de meacutetaux mentionneacutee
preacuteceacutedemment sexerce pendant la vie lalVaire peacutelagique mais surtout durant la phase critique
de la meacutetamorphose et les eacutetapes qui suivent le recrutement La meacutetamorphose chez les oursins
sulVient apregraves une peacuteriode variable de vie lalVaire pouvant durer selon les espegraveces et les
conditions entre 5 et 22 semaines (Strathmann 1987) ce qui expose les larves agrave de nombreux
aleacuteas Certains auteurs eacutevoquent limportance du recrutement comme facteur dheacuteteacuterogeacuteneacuteiteacute
geacuteneacutetique entre populations (Watts et al 1990) Or une eacutetude comparative des populations
des deux sites concerneacutes a montreacute une forte irreacutegulariteacute du recrutement dans la population de
Marloux par rapport agrave celle de la pointe de lAnnorique (Lumingas amp Guillou sous presse)
Ces auteurs imputent ce pheacutenomegravene au spectaculaire deacuteveloppement dalgues qui apparaicirct
IOallegravele nul (ou silencieux) est dit dun allegravele qui ne sexprime pas sur le gel
31
chaque anneacutee sur ce site agrave la faveur des apports fluviaux en eacuteleacutements nutritifs Dune part il
inhiberait laction attractive du maeumlrl dautre part la deacutecomposition de ces veacutegeacutetaux agrave
lautomne provoquerait la mortaliteacute des recrues en reacuteduisant la couche superficielle du seacutediment
et entraicircnerait le deacuteveloppement dun film bacteacuterien empecircchant 1a fixation des post~larves Le
site de la pointe de lArmorique semble au contraire avoir des recrutements reacuteguliers
Les groupes de recrues connaissent donc des destins diffeacuterents sur les deux sites ce qui
pourrait expliquer les diffeacuterences dheacuteteacuterozygotie observeacutees
Pour confirmer cette hypothegravese il conviendrait de comparer des eacutechantillons plus grands
dindividus de mecircme agravege correspondant agrave une peacuteriode ougrave le recrutement a eacuteteacute bon sur les deux
sites voire mecircme de comparer directement les geacutenotypes des jeunes individus recruteacutes dans les
deux sites Dautre part la comparaison du site de la pointe de lArmorique avec celui du
Dellec pourrait fournir des indications importantes pour confirmer lhypothegravese de lexistence
dune pression de seacutelection
V 1CONCLUSION
Leacutetude des phases de reproduction et deacuteveloppement larvaire des populations doursins de
la Rade de Brest met en eacutevidence des troubles fonctionnels chez les populations du bassin
Nord proches de la zone portuaire en particulier sur le site de la pointe de lArmorique qui
contraste avec les bons reacutesultats obtenus pour le site du Dellec sous influence oceacuteanique La
convergence des donneacutees de geacuteneacutetique avec les reacutesultats observeacutes confirme la validiteacute de la
meacutethode utiliseacutee et renforce la fiabiliteacute de Sgranularis comme bioindicateur
Les causes de ces deacuteregraveglements sont sans doute multiples aussi ce travail meacuterite-t-il un suivi
agrave plus long terme Leacuterude des diffeacuterents paramegravetres influenccedilant les conditions de vie des
oursins de la pointe de lArmorique (tempeacuterarure saliniteacute seacutedimentologie biomasse matiegravere
organique ) ainsi que des essais de transplantations in situ dindividus sains devraient
permettre de mieux preacuteciser les facteurs responsables de ces perturbations
Quant aux premiers reacutesultats danalyses des teneurs en meacutetaux lourds du Laboratoire
Municipal ils devraient ecirctre eacutetendus agrave dautres parties du corps (test intestin) et effectueacutes sur
un cycle annuel y compris sur le site des Gleacutenan
32
VI 1BffiLIOGRAPHIE
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38
ANNEXEI
SCHEIHA DU PROTOCOLE EXPERThlENTAL DES TESTS DE FECONDATION IN VITRO
oursin9 gonades
~ eau ae mer 1iltreacutee (045I-lm)
soies (200l-lm)
Dfiltration
eau de mer filtreacutee (045I-lm)
deacutecantation ovocytes
oursin ltJ ---+ gonades -
filtration soies (60~m) ~
D~
middot middot middot middot
30 ml bd
lavages et dilutions
1 1 1 1 1 1
bull bull bull bull bullbull ~
~~~ ~
env 1500 ovocytesml
m~ 1
env 50 ovocytesml
39
AtlNEXE II
ELECTROPHORESE
Installation des eacutechantillons
a coupe pratiqueacutee dans le gel b eacutechantillons
Montage du circuit
a tampon deacutelectrodes b eacuteponges c eacutelectrodes relieacutees au geacuteneacuterateur d ligne dinsertion des eacutechantillons
40
ANNEXEIll
PREPARATION DES SOLUfIONS DELECTROPHORESE
Tampon Tris Citrate pH 8 (TC 8)
- Electrodes Tris (062M) 756 g
Ac citrique (014M) 300 g eau distilleacutee qsp 1 l
- Gel 30 ml de tampon eacutelectrodes dans 900 ml deau distilleacutee
ajuster agrave pH 8 avec du Tris (lM) ou de lacide citrique (lM)
Tampon discontinu Tris Citrate pH 67 (TC 67)
- Electrodes pH 63 Tris (022M) 270 g
Ac citrique (008M) 180 g eau distilleacutee q sp 1 1
ajuster agrave pH 63 avec du Tris (lM) ou de lacide citrique (lM) - Gel pH 67
Tris (0008M) 097 g Ac citrique H20 (0003M) 063 g
eau distilleacutee qsp 1 1 ajuster agrave pH 67 avec du Tris (lM) ou de lacide citrique (lM)
Reacutesolution obtenue par systegraveme enzymatique
Muscle Tube Digestif Gonades Nbre Locus TCPH8 TC pH TC pH 8 1 TC pH li TC pH 8 1 TC pH dallegraveles
67 67 1 67
AAT-1 +
AAT-2 + 2
GPD-l IDH-1 + + + +
LAP-1
l1DH-1 ++ )
l1DH-2 +++ ++ 2 ME-l + 2 ME-2 + ++ 3
PGD-1 ++ + 6 PGI-1 +_
- ++ ++ 4
PGM-1 + + 3 PGM-2 +++ ++ 4
bull Faible ++ Bonne + Moyenne +++ Tregraves bonne
41
ANNEXE IV
SOLUTIONS DE COLORATIONS
AAT (Aspartate-aminotransfeacuterase)
Tris A 80 ml AccxCeacutetoGlutarique 100 mg Ac Aspartique 200 mg Phosphate de pyridoxal 10 mg dissoudre veacuterifier que pH lt 74 (ajuster avec Tris LM) verser et incuber agrave 37degC pendant 15 min puis ajouter Fast Blue BB 100 mg
IDH (Isocitrate deacuteshydrogeacutenase)
Tris A 70 ml Isocitrate (0 lM) 8 ml MnCl2 (025M) 06 ml MgC12 (OSM) 05 ml ajouter avant coloration Isocitrate (poudre) 10 mg NADP 1 2 ml PMS 1 ml NET 1 ml lvITT 05 ml
MDH (Malate Deacuteshydrogeacutenase)
Tris A 10 ml MgCl2 (OSM) 02 ml Ac Malique (2M) 3 ml NAD 1 15 ml puis ajouter avant coloration PMS 03 ml NET 07 ml MTT 07 ml +Agar dans Tris A tiegravede 10 ml
6PGD (6Phosphogluconate Deacuteshydrogeacutenase)
TrisA 10 ml MgC12 (OSM) 15 ml 6Phosphogluconate 20 mg puis ajouter avant coloration NADP 1 01 ml PMS 01 ml NET 02 ml tvm 02 ml +Agar dans Tris A tiegravede 10 ml
GPI (Glucose-Phosphate Isomeacuterase)
Tris A 10 ml MgC12 (O5Ivi) 1 ml Fructose 6P 10 mg puis ajouter avant coloration NADP 1 05 ml PMS 05 ml NET 05 ml MTT 05 ml G6PDH 6~Ll ou 17u +Agar dans Tris A tiegravede 10 ml
LAP (Leucine-aminopeptidase)
Tris-Malate 90 ml preacutechauffeacute agrave 30degC MnCl2 (01r1) 1 ml MgCl2 (05lvf) 1 ml Lleucilj3Naphthylamine 15 agrave 20 mg incubation 30 min agrave 37degC ajouter avant coloration Fast Gamet GBC 60 mg dilueacute dans quelques gouttes de Tris-Malate (manipuler ce produit avec des gants)
ME (Malice-Enzyme)
Tris A 10 ml MgCl2 (O5~1) 15 ml AcMalique (2tv1) 1 ml puis ajouter avant coloration NADP 1 01 ml PMS 03 ml NET 07 ml MTT 07 ml +Agar dans Tris A tiegravede 10 ml
PGM (phosphoglucoMutase)
Tris A 10 ml MgCl2 (05)11) 1 ml Glucose IP (+15 diP) 100 mg puis ajouter avant coloration NADP 1 05 ml PMS 05 ml NET 05 ml lvITT 05 ml G6PDH 6~1l ou 17u +Agar dans Tris A tiegravede 10 ml
42
9
----- - - - _----- - -
W~--shy
ANNEXEV
Tempeacutelllture il linterface eaumiddotseacutediment au site du Dlilec
17 T middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot-middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot-middot_middotmiddotmiddotmiddot-middot-middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot-middot--middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot-middotmiddot--- - -- ----_--- -- - shy
16 +--- ---------- --__--shy
15 --- -- ---- - --- middot - middot-middotmiddot-middotmiddotmiddot-middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot_-middot-middot -middotmiddotmiddotmiddot-middot-middot-middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot-middotmiddot middotTt~hl~ - ------ Ecirc 14 - - -- --------- ---middot---middot-middotmiddot-middot-middot-trrfo-r~~wbWljl~I~~~--------------t-------------iiiiJiI~i~L--_-----------------------8 12 YrljVWfAI--shy --shy - shy _-----------------------------
middotmiddot-middotmiddot~IImiddot middotmiddot-middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot-middotmiddotmiddotmiddot-middot --middotmiddot--shy - ------------_- ----------11 t-middot
10 ~~--shy --- ----_-- - -- - - ------------_-
~ ~ ~ ~ 3 5 = 3 -~ shy
~ ~ = ~ ~ ~ 7 ~ 7 7 ~ ~ lt lt jf ~ r- ~ C t- C ~ oA C 0 0 0 0 ~ shy0 0 N
~
Tempeacutelllture il linterfue eau-seacutediment il la pointe de lAnnorique
11 ~ li ~ ~ ~ ~ ~ of j ~ ~ i ~ f N M ~ M ecirc ~ M
(donneacutees LR-i CvRS D1513 Faculteacute des Sciences Brest)
43
ANNEXEVI
TENEURS EN QUELQUES METAUX LOURS DANS LES GONADES DOURSINS DE LA RADE DE BREST
1Armorique (n=7) lIurloux (n=8) Deliee (n=8) 1
Fer (Fe) mgfKg 2869plusmn141O 531plusmn438 410plusmn250 1
lt 02Plomb (Pb) mgfKg O75plusmnO24 026plusmnO18
Cuivre (Cu) mgfKg O76plusmnO33 030plusmnO Il 045plusmnO42
Cadmium (Cd) mgIKg 396plusmnO55464plusmn125 463+12
Zinc (Zn) mgfKg 3563plusmn2828 1811=1241 1528plusmn1506 i
1
Mercure (Hg) mgfKg 026plusmnO12 018plusmnO08 020plusmnO13 1
(donneacutees Laboratoire lvllmicipal de Brest 16 rue Alexandre Ribot - J928iuml BREST Cedex Ofi0894)
ANNEXE VII
Agents toxiques essayeacutes pour leur toxiciteacute sur le deacuteveloppement la reproduction
et pour leur toxiciteacute geacuteneacutetique sur les embryons et le sperme doursins
(dapregraves PAGAl~O et al 1987)
Classe d aogents___+-____Agent=-s____~r__---Reacute~feacuterences___--1
1 Agents Physiques Rayons X RUST AD 1959 Rayons r GIORDANO et al 1983 Lumiegravere visible PAUL et al 1970
SPECK et al 1980
II Agents chimiques A Inorganiques Arsenic PAGANO et al 1982a
Beacuteryllium GIORDAlIO et al 1983 Cadmium PAGANO et al 1982b Chrome PAGA1-iO et al 1983a Cuivre HESLINGA 1976
PAGANO et al 1986 Mercure KOBA YASHI 1980 Nickel GIORDANO et al 1982 Changements de pH PAGANO et al 1985a 1985b
CIPPOLARO et al 1986 DUBE et al 1985
Zinc GIORDANO et al 1983 PAGANO et al 1986
B 1 Organiques 1 - Polluants industriels Peacutetrole dispersants du peacutetrole HAGSTROM et LONNING 1976
Pesticides organochloreacutes FALK-PETERSEN1979 BRESCH-ARENDT 1977
Styregravene et deacuteriveacutes PAGANO et al 1978 Dipheacuteny1 dipheacutenyl ether PAGANO et al 1983b PCBs ADAMS 1983
PAGANO et al 1985c
2 - Canceacuterigegravenes Acridines BRACHET 1968 Benzo(a)pyregravenes DE ANGELIS et GIORDANO
1974 HOSE et al 1983
712 dimeacutethy1benz( a)anthracegravene DE ANGELIS et GIORDkIO 1974
TPA (phorbol ester) BRESCH--RENDT 1978 Urethane NAKASHIMA et ISHIKAWA
1978 3 - Composeacutes pharmaceutiques Agents antineacuteop1astiques REN1llLARD et al 1975
WANG et al 1977 Thalidomide HAGSTROM et LONNING 1973 Acide nalidixique CZ1TN etaI 1981 Povidone iodine ROZENKRANZ et al 1980
III Meacutelanges KOBAYASHl 1971 1984 KINAE et al 1981 OSHIDA et al 1981 DINNEL et al 1981
LES MEacuteTAUX LOURDS DES PRODUITS MAnlNS AUX CONSOMMATEURS
(Les v(Jlours m6us uang ce
Ooso quotishydienne
Il eacutecossai ro fi lhomme
(ell IlIl)
Dose toxique
pOUf lIl(Hl li)] Il
(1)
)OllS
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dan~ 1es al ililUlllS
(1l1Uk~raquo
EltlU ltIll Ilwr (111]1)
AlrJucs (lilgkJ )
Mollusques (IlIUkg)
Cfuslncocircs (11111111)
Poissons (muka)
Arsenic
001 ~O 02 mg
III 70 1119 1 SOllt mOrlols
0002-0001
014-1
7 -120
15 17 (rwvolln)
25-75 (oOndill)
LI ore
100 Illoi
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04-20
1 (moulu)
025 15 (11111 l 1 IcircIl )
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CildmIcircUIll
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1 Molluoque
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VI WO Ill) Cr ~()Ilt IIHHlelr
01
000005
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er1llllent rellcontreacutees dlIls les publications ctuel
Cuivre
2 mg
25 fi sont IllOrlel
Poisson li
Mollusqull 110
0003-001
17-124
GO-900 (Iluitru)
20-90 (convoi)
l5-G (1 lion)
Mercure
Poisson jusqul 07
0000 03
----_
O02G-O2
004
01 middot10
Plomb
moi
0000 03
05 9
28-6 (huicirctre)
~- ----shy01-23
(tHlllllnrl)
O3-G
Seacuteleacutenium
3
000009
02-01
Zinc
6- 10 mg
35
0001-001
il2-Hi)
100-1 GOO (lIl1illO)
122-18 1 (1Il1IrlllI)
02middot1 200 (llilrell~1 )
---------- ----shy
fi (JIIIIUIIIaS
Les doses admissibles dilfl~ les aliments sonl exprillleacutees en millilrammes par kilogramme daliment
Les concclltrations daJis les produits rnHIcirclls sont (ouloS oxprilllUcircfS CIl lllilliJtallHllCS pM kilonriltlHlw do Illnliegravero segravecho
Chnque (ois qlll cela a ugravet possillln on il if)diqur~ entre p1fef)lhegravesos dnns qllJllc csplco nvait ocirctri trouveacutee ln plus (orte dosn
(1) [n CilS diumlnDntioll Cil IIlle scule (ois (SOllfce Rapport du Groupe Irleflilinisteacuterid des prohl~llIes de Pollution de la Mer 1(73)
EXTRAITS DE lA CIRCUlAIRE DU 13 MAl 1991
Circulaire du Ministegravere de lEnvironnement creacuteant les contrats de baie
Les eaux inorales franccedilaises doivent se situer en permanence agrave un niveau de qualiteacute suffisant pour ne pas mettre en peacuteril les eacutecosystegravemes cocirctiers qui constituent un eacuteleacutement majeur du patrimoine eacutecologique national ()
Lapproche retenue rient compte de la diversiteacute et de la complexiteacute des situations rencontreacutees ie long des cocirctes franccedilaises Certains SeCIeurs son principalement affecteacutes par des pollutions chimiques (meacutetaux etou composeacutes organiques ( )
De plus les pheacutenoTregravenes regroupeacutes sous une mecircme appeiation (egraveystrophies marines par exemple) reacutesJltent r jait de meacutecanismes diffeacuterents dont les c1uses et les facteurs de maitrise dofent ecirctre deacutetermineacutes dans chaque cas particJpr afin decirctre certain de mettre en oeuvre au plus juste coucirct des remegravedes efficaces ( j
n apparaft au corraire que pour chaque secteur C littorc oi une action est neacutecessaire a soluor adeacutequate ne peut ecirctre trouveacutee cu au niveat loca~ en associant tous les resporsables co-erneacutes Un outil nouveau est proposeacute le Contrat de Baie dont linitiative peut br= prise par lEtat mais aussi par dautrs acteurs (collectiviteacutes locales cssociatiors rotamment) ()
Chaque Cartrat de 3aie doit correspondre agrave une uniteacute middot-orale rmogegravene ()
Puisque la lutte ccr-se la pollution des eaux littorales ne peut ecircrr= efficace que par la prise
en compte des apports de Jensemble du bassin versant le Contrat de Baie doit ecirctre eacutelaboreacute agrave ce niveau
Pour eacuteviter ces eacutecueils tout Contrat de Baie devra reposer sur une connaissance aussi preacutecise que possible
bull de lensemble des sources de poiJution affectant le secteur rejets coners (ponctuels ou diffus) apports par les cours deau immersions de deacuteblais de dragage etc
bull des meacutecanismes de transfert des pollutions au milieu marin
bull des caracteacuteristiques du milieu reacutecepteur (morphologie courants caracteacuteris-tiques hvdrochimiques et biologiques)
bull des USIlges agrave proteacuteger et des zones sensibles du point de vue eacutecologique
Puisque lameacutelioration de la qualiteacute des eaux dun secteur du littoral implique de deacutefinir un programme concernant lensemble du bassin versant la maicirctrise douvrage de leacutetude ne pourra en geacuteneacuteral ecirctre confieacutee qu acirc une collectiviteacute locale de niveau supra shycommunal ()
L finaii du Contrat de Baie est dinciter les divers panenaires concerneacutes en particuer es coliegrave-ivieacutes locales agrave deacutepasser le cadre des scheacutemas classiques dassainissement dans tcs les cas c des dispositions speacutecifiques doivent ecirctre prises pour restaurer la qualiteacute des eaux (
(Reacutegis 1979) Les deux populations eacutetant au deacutepart placeacutees dans des conditions ineacutegales
lapparition de facteurs exteacuterieurs ne pourrait quamplifier cette diffeacuterence au deacutetriment de la
plus deacutefavoriseacutee
Lexamen comparatif des courbes deacutevolution de tempeacuterature entre le Dellec et la pointe de
lArmorique (stations fixes de mesures hydrologiques) montre un eacutecart de 05 agrave 1degC en faveur
de la partie la plus reculeacutee de la rade (cf Annexe V) En tenant compte de la profondeur on
peut en deacuteduire pour le site de Marloux ougrave la profondeur est faible un eacutecart de tempeacuterature
denviron + l5degC par rapport au Dellec Cette particulariteacute pourrait expliquer la preacutecociteacute de la
maturiteacute remarqueacutee chez la population de Marloux Plusieurs interpreacutetations peuvent expliquer
la chute de lindice gonadique observeacutee en mars interruption dans le deacuteveloppement des
gonades provoqueacutee par les preacutecipitations hivernales (Cochran amp Engelmann 1975 Starr et al
1993) une mobilisation des reacutesenles dues aux conditions climatiques (Guillou amp MicheL
1993) ou au contraire une gameacutetogeacutenegravese preacutecoce comme le laisse supposer la forte valeur de
lindice gonadique en janvier
Les tests de feacutecondation eacutetant reacutealiseacutes dans une eau de reacutefeacuterence les causes de perturbation
du deacuteveloppement larvaire sont intrinsegraveques aux gamegravetes il peut sagir soit de la qualiteacute du
vitellus soit dalteacuterations geacuteneacutetiques soit de laccumulation dans les gonades dun agent
contaminant preacutesent dans le mileu Gamegravetes et embryons doursins sont sensibles agrave un large
eacuteventail de facteurs physiques (tempeacuterature pH saliniteacute etc ) et chimiques (meacutetaux
pesticides PCBs hydrocarbures etc ) ils conviennent eacutegalement pour tester les effluents en
meacutelange (Kobayashi 1971 Dinnel et al 1981 Pagano et al 1987 Lassus et al 1991) ce qui
rend plus difficile la recherche des agents responsables des anomalies observeacutees
On peut tout de mecircme mentionner les fortes teneurs en meacutetaux lourds preacutesents dans toute la
partie Est de la rade (mine de plomb argentifegravere situeacutee agrave Huelgoat) Des mesures reacutecentes de
meacutetaux dans les seacutediments agrave proximiteacute de la pointe de lArmorique font eacutetat des concentrations
suivantes Cu=253 ppm Pb=230 ppm Zn=160 ppm (Troadec corn pers) Les oursins en
tant quorganismes infeacuteodeacutes au seacutediment et participant agrave leur bioturbation sont directement
exposeacutes agrave ce type de contamination Plusieurs eacutetudes in situ font eacutetat de laccumulation de
28
meacutetaux par les oursms notamment dans les gonades et lintestin (Augier et al 1987b
Albanedo et al 1990)
Les tests de toxiciteacute des meacutetaux lourds sur les larves de diffeacuterentes espegraveces doursins ont fait
lobjet de nombreux travaux et les effets de ces polluants sur la feacutecondation et le
deacuteveloppement des larves sont assez bien connus (Kobayashi 1984 Dinnel et al 1989) A
faibles doses les ions meacutetalliques peuvent exercer une action positive caracteacuterisant le
pheacutenomegravene d hormegravese observeacute par Stebbing (1981) sur des colonies dhydrozoaires Une
action semblable est rapporteacutee par Young au niveau du pouvoir fertilisant des spermatozoiumldes
doursins pour des concentrations en divers ions meacutetalliques allant de 10-5 agrave 10-6M (Young amp
Nelson 1974) Cependant il sagit de pheacutenomegravenes marginaux et la tendance geacuteneacuterale de ces
eacuteleacutements se manifeste bien eacutevidemment par un effet toxique Le cuivre le zinc le cadmium
provoquent agrave des seuils diffeacuterents des dommages sur les gamegravetes et leur descendance en
alteacuterant soit la croissance des larves soit la diffeacuterenciation squelettique des pluteus (Bougis
1961 1965 Khristoforova et al 1984 Pagano et al 1982 Hesllnga 1976) Les diffeacuterents
stades larvaires preacutesentent des sensibiliteacutes diffeacuterentes les travaux de Kobayashl (1980)
montrent une plus forte sensibiliteacute des spermatozoiumldes et des larves au stade gastmla ce qui
coincide avec les blocages embryonnaires observeacutes agrave ce stade sur le site de lAlmorique La
preacutesence de meacutetaux dans les gonades pourraient donc logiquement expliquer les reacutesultats
obtenus De plus de fortes preacutesomptions pegravesent sur les rejets de mateacuteriel provenant du service
pyrotechnique de la Marine Nationale sur la pointe de lArmorique
Les reacutesultats dune toute reacutecente analyse effectueacutee par le Laboratoire Municipal de Brest
(aoucirct 94) sur des gonades doursins provenant des trois stations de la rade confirme cette
hypothegravese (cf Annexe VI) Le site de lArmorique se distingue par des teneurs nettement plus
eacuteleveacutees en fer zinc plomb et en cadmium (Fe=263 ppm Zn=356 ppm Pb=075 ppm Cd=076
ppm cest agrave dire selon les meacutetaux entre 2 agrave 5 fois plus que dans les autres stations) Dans
lensemble une certaine contamination meacutetallique peut ecirctre remarqueacutee dont lorigine se situe
dans le trafflc maritime les rejets domestiques et portuaires et les peintures anti-foullng Les
fortes concentrations en zinc proviennent des toitures de lagglomeacuteration brestoise Les
nombreux eacutelevages porcins de la reacutegion peuvent aussi contribuer agrave la pollution en cuivre par
29
lalimentation fournie aux arumaux Cependant la forte contamination locale du site de
lArmorique en fer zinc plomb et cadmium ne peut avoir quune origine ponctuelle qui
confirme les soupccedilons pesant sur les activiteacutes militaires dans ce secteur Compareacutes aux chiffres
trouveacutes dans la litteacuterature les reacutesultats sont coheacuterents Augier et al(1987b) lors dune eacutetude
sur Paracentrotus ividus en baie de Port-Cros avance des concentrations dans les gonades
comparables (Cd=O52 agrave 231 ppm Cu=167 agrave 542 ppm Pb=O33 agrave 117 ppm) mais des
teneurs en mercure sensiblement plus faibles (Hg=003 agrave 004 ppm) Chez une autre espegravece
(Echinometra mathaei) les travaux dAlbanedo et al(1990) indiquent dans une station tregraves
pollueacutee du port de la Havane des concentrations eacuteleveacutees en meacutetaux Fe=l08 ppm Cu=473
ppm Zn=267 ppm chiffres qui sauf pour le cuivre restent infeacuterieurs aux mesures obselveacutees agrave
la pointe de lArmorique Ces auteurs montrent une accumulation des meacutetaux lourds
relativement importante dans les diffeacuterents organes des oursins notamment au niveau du tube
digestif (cas du plomb et du cuivre) il serait inteacuteressant de connaicirctre eacutegalement les doses dans
les autres parties de lorganisme Cette accumulation preacutesentant des fluctuations saisonniegraveres
lieacutees au meacutetabolisme de lanimal un suivi plus reacutegulier des concentrations en meacutetaux devrait
ecirctre envisageacute
Cependant les meacutetaux peuvent ne pas ecirctre les seuls agents agrave mettre en cause Les pesticides
et les hydrocarbures sont eacutegalement susceptibles de pouvoir provoquer des anomalies (cf
Annexe VU) Les PCBs employeacutes dans de nombreux secteurs industriels bien que quelquefois
signaleacutes dans les seacutediments de la zone portuaire agrave des taux importants (PCBs=183
ppbMarchand 1985) semblent agrave eacutecarter En effet Trieff et al (1 988) bien quil mette en
eacutevidence un effet spermiotoxique signale labsence daccumulation de ce type de produits dans
les organismes ce qui preacutesente comme impossible toute influence des PCBs dans les conditions
ougrave les expeacuteriences ont eacuteteacute meneacutees
La preacutesence dans le bassin Nord de rejets de deux stations deacutepuration situeacutees en amont de
la Penfeld exerce aussi une influence sur la qualiteacute bacteacuteriologique des eaux de ce secteur
Leurs apports sont estimeacutes agrave 1014CFIh Dautre part le ruisseau du Relecq Kerhuon situeacute pregraves
de lestuaire de lElom amegravene quant agrave lui jusquagrave 1012CFIh en hiver (source DDE rapport
Saunier eau et environnement) Ces chiffres peuvent apporter une explication aux mortaliteacute
30
des lalVes obselVeacutees pour le site de Marloux des bacteacuteries pathogegravenes preacutesentes dans les
gonades peuvent secirctre deacuteveloppeacutees pendant la peacuteriode dincubation
Les reacutesultats de lanalyse geacuteneacutetique trahissent un deacuteficit en heacuteteacuterozygotes important sur le
site de la pointe de lAnnorique Ce deacuteficit freacutequemment rencontreacute chez les mollusques
bivalves (Buroker 1983~ Singh amp Green 1984) et dautres inverteacutebreacutes marins (Murphy et al
1975 Day amp Bayne 1988) peut avoir plusieurs significations il sagit soit de la preacutesence
dallegraveles silencieux (1) soit dun pheacutenomegravene dinbreeding (2) soit dM effet Wahlund (3) ou
encore du reacutesultat de la pression de seacutelection exerceacutee par les facteurs eacutenonceacutes plus haut (4)
(1) Lhypothegravese de la preacutesence dallegraveles nuls lo est peu probable eacutetant donneacute le nombre de
loci preacutesentant un excegraves dhomozygotes
(2) Le pheacutenomegravene dautofeacutecondation nest pas agrave eacutecarter car des cas dhermaphrodisme
certes peu freacutequents ont deacutejagrave eacuteteacute rapporteacutes sur ce mecircme site (Neefs 1952) Leacuteventualiteacute que
les gegravenes impliqueacutes ne soient pas porteacutes par des chromosomes autosomaux na pas eacuteteacute veacuterifieacutee
(3) Les conditions dhydrodynamisme sexerccedilant sur cette zone peuvent ecirctre invoqueacutees pour
venir conforter la thegravese dun effet Wahlund (conseacutequence dun eacutechantillonnage effectueacute sur
deux sous-eacutechantillons dun mecircme site se comportant comme des populations Mendelliennes
seacutepareacutees)
(4) Une seacutelection exerceacutee par les conditions du milieu reste le)plication la plus probable
Cette influence des facteurs environnementaux comme la preacutesence de meacutetaux mentionneacutee
preacuteceacutedemment sexerce pendant la vie lalVaire peacutelagique mais surtout durant la phase critique
de la meacutetamorphose et les eacutetapes qui suivent le recrutement La meacutetamorphose chez les oursins
sulVient apregraves une peacuteriode variable de vie lalVaire pouvant durer selon les espegraveces et les
conditions entre 5 et 22 semaines (Strathmann 1987) ce qui expose les larves agrave de nombreux
aleacuteas Certains auteurs eacutevoquent limportance du recrutement comme facteur dheacuteteacuterogeacuteneacuteiteacute
geacuteneacutetique entre populations (Watts et al 1990) Or une eacutetude comparative des populations
des deux sites concerneacutes a montreacute une forte irreacutegulariteacute du recrutement dans la population de
Marloux par rapport agrave celle de la pointe de lAnnorique (Lumingas amp Guillou sous presse)
Ces auteurs imputent ce pheacutenomegravene au spectaculaire deacuteveloppement dalgues qui apparaicirct
IOallegravele nul (ou silencieux) est dit dun allegravele qui ne sexprime pas sur le gel
31
chaque anneacutee sur ce site agrave la faveur des apports fluviaux en eacuteleacutements nutritifs Dune part il
inhiberait laction attractive du maeumlrl dautre part la deacutecomposition de ces veacutegeacutetaux agrave
lautomne provoquerait la mortaliteacute des recrues en reacuteduisant la couche superficielle du seacutediment
et entraicircnerait le deacuteveloppement dun film bacteacuterien empecircchant 1a fixation des post~larves Le
site de la pointe de lArmorique semble au contraire avoir des recrutements reacuteguliers
Les groupes de recrues connaissent donc des destins diffeacuterents sur les deux sites ce qui
pourrait expliquer les diffeacuterences dheacuteteacuterozygotie observeacutees
Pour confirmer cette hypothegravese il conviendrait de comparer des eacutechantillons plus grands
dindividus de mecircme agravege correspondant agrave une peacuteriode ougrave le recrutement a eacuteteacute bon sur les deux
sites voire mecircme de comparer directement les geacutenotypes des jeunes individus recruteacutes dans les
deux sites Dautre part la comparaison du site de la pointe de lArmorique avec celui du
Dellec pourrait fournir des indications importantes pour confirmer lhypothegravese de lexistence
dune pression de seacutelection
V 1CONCLUSION
Leacutetude des phases de reproduction et deacuteveloppement larvaire des populations doursins de
la Rade de Brest met en eacutevidence des troubles fonctionnels chez les populations du bassin
Nord proches de la zone portuaire en particulier sur le site de la pointe de lArmorique qui
contraste avec les bons reacutesultats obtenus pour le site du Dellec sous influence oceacuteanique La
convergence des donneacutees de geacuteneacutetique avec les reacutesultats observeacutes confirme la validiteacute de la
meacutethode utiliseacutee et renforce la fiabiliteacute de Sgranularis comme bioindicateur
Les causes de ces deacuteregraveglements sont sans doute multiples aussi ce travail meacuterite-t-il un suivi
agrave plus long terme Leacuterude des diffeacuterents paramegravetres influenccedilant les conditions de vie des
oursins de la pointe de lArmorique (tempeacuterarure saliniteacute seacutedimentologie biomasse matiegravere
organique ) ainsi que des essais de transplantations in situ dindividus sains devraient
permettre de mieux preacuteciser les facteurs responsables de ces perturbations
Quant aux premiers reacutesultats danalyses des teneurs en meacutetaux lourds du Laboratoire
Municipal ils devraient ecirctre eacutetendus agrave dautres parties du corps (test intestin) et effectueacutes sur
un cycle annuel y compris sur le site des Gleacutenan
32
VI 1BffiLIOGRAPHIE
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38
ANNEXEI
SCHEIHA DU PROTOCOLE EXPERThlENTAL DES TESTS DE FECONDATION IN VITRO
oursin9 gonades
~ eau ae mer 1iltreacutee (045I-lm)
soies (200l-lm)
Dfiltration
eau de mer filtreacutee (045I-lm)
deacutecantation ovocytes
oursin ltJ ---+ gonades -
filtration soies (60~m) ~
D~
middot middot middot middot
30 ml bd
lavages et dilutions
1 1 1 1 1 1
bull bull bull bull bullbull ~
~~~ ~
env 1500 ovocytesml
m~ 1
env 50 ovocytesml
39
AtlNEXE II
ELECTROPHORESE
Installation des eacutechantillons
a coupe pratiqueacutee dans le gel b eacutechantillons
Montage du circuit
a tampon deacutelectrodes b eacuteponges c eacutelectrodes relieacutees au geacuteneacuterateur d ligne dinsertion des eacutechantillons
40
ANNEXEIll
PREPARATION DES SOLUfIONS DELECTROPHORESE
Tampon Tris Citrate pH 8 (TC 8)
- Electrodes Tris (062M) 756 g
Ac citrique (014M) 300 g eau distilleacutee qsp 1 l
- Gel 30 ml de tampon eacutelectrodes dans 900 ml deau distilleacutee
ajuster agrave pH 8 avec du Tris (lM) ou de lacide citrique (lM)
Tampon discontinu Tris Citrate pH 67 (TC 67)
- Electrodes pH 63 Tris (022M) 270 g
Ac citrique (008M) 180 g eau distilleacutee q sp 1 1
ajuster agrave pH 63 avec du Tris (lM) ou de lacide citrique (lM) - Gel pH 67
Tris (0008M) 097 g Ac citrique H20 (0003M) 063 g
eau distilleacutee qsp 1 1 ajuster agrave pH 67 avec du Tris (lM) ou de lacide citrique (lM)
Reacutesolution obtenue par systegraveme enzymatique
Muscle Tube Digestif Gonades Nbre Locus TCPH8 TC pH TC pH 8 1 TC pH li TC pH 8 1 TC pH dallegraveles
67 67 1 67
AAT-1 +
AAT-2 + 2
GPD-l IDH-1 + + + +
LAP-1
l1DH-1 ++ )
l1DH-2 +++ ++ 2 ME-l + 2 ME-2 + ++ 3
PGD-1 ++ + 6 PGI-1 +_
- ++ ++ 4
PGM-1 + + 3 PGM-2 +++ ++ 4
bull Faible ++ Bonne + Moyenne +++ Tregraves bonne
41
ANNEXE IV
SOLUTIONS DE COLORATIONS
AAT (Aspartate-aminotransfeacuterase)
Tris A 80 ml AccxCeacutetoGlutarique 100 mg Ac Aspartique 200 mg Phosphate de pyridoxal 10 mg dissoudre veacuterifier que pH lt 74 (ajuster avec Tris LM) verser et incuber agrave 37degC pendant 15 min puis ajouter Fast Blue BB 100 mg
IDH (Isocitrate deacuteshydrogeacutenase)
Tris A 70 ml Isocitrate (0 lM) 8 ml MnCl2 (025M) 06 ml MgC12 (OSM) 05 ml ajouter avant coloration Isocitrate (poudre) 10 mg NADP 1 2 ml PMS 1 ml NET 1 ml lvITT 05 ml
MDH (Malate Deacuteshydrogeacutenase)
Tris A 10 ml MgCl2 (OSM) 02 ml Ac Malique (2M) 3 ml NAD 1 15 ml puis ajouter avant coloration PMS 03 ml NET 07 ml MTT 07 ml +Agar dans Tris A tiegravede 10 ml
6PGD (6Phosphogluconate Deacuteshydrogeacutenase)
TrisA 10 ml MgC12 (OSM) 15 ml 6Phosphogluconate 20 mg puis ajouter avant coloration NADP 1 01 ml PMS 01 ml NET 02 ml tvm 02 ml +Agar dans Tris A tiegravede 10 ml
GPI (Glucose-Phosphate Isomeacuterase)
Tris A 10 ml MgC12 (O5Ivi) 1 ml Fructose 6P 10 mg puis ajouter avant coloration NADP 1 05 ml PMS 05 ml NET 05 ml MTT 05 ml G6PDH 6~Ll ou 17u +Agar dans Tris A tiegravede 10 ml
LAP (Leucine-aminopeptidase)
Tris-Malate 90 ml preacutechauffeacute agrave 30degC MnCl2 (01r1) 1 ml MgCl2 (05lvf) 1 ml Lleucilj3Naphthylamine 15 agrave 20 mg incubation 30 min agrave 37degC ajouter avant coloration Fast Gamet GBC 60 mg dilueacute dans quelques gouttes de Tris-Malate (manipuler ce produit avec des gants)
ME (Malice-Enzyme)
Tris A 10 ml MgCl2 (O5~1) 15 ml AcMalique (2tv1) 1 ml puis ajouter avant coloration NADP 1 01 ml PMS 03 ml NET 07 ml MTT 07 ml +Agar dans Tris A tiegravede 10 ml
PGM (phosphoglucoMutase)
Tris A 10 ml MgCl2 (05)11) 1 ml Glucose IP (+15 diP) 100 mg puis ajouter avant coloration NADP 1 05 ml PMS 05 ml NET 05 ml lvITT 05 ml G6PDH 6~1l ou 17u +Agar dans Tris A tiegravede 10 ml
42
9
----- - - - _----- - -
W~--shy
ANNEXEV
Tempeacutelllture il linterface eaumiddotseacutediment au site du Dlilec
17 T middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot-middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot-middot_middotmiddotmiddotmiddot-middot-middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot-middot--middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot-middotmiddot--- - -- ----_--- -- - shy
16 +--- ---------- --__--shy
15 --- -- ---- - --- middot - middot-middotmiddot-middotmiddotmiddot-middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot_-middot-middot -middotmiddotmiddotmiddot-middot-middot-middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot-middotmiddot middotTt~hl~ - ------ Ecirc 14 - - -- --------- ---middot---middot-middotmiddot-middot-middot-trrfo-r~~wbWljl~I~~~--------------t-------------iiiiJiI~i~L--_-----------------------8 12 YrljVWfAI--shy --shy - shy _-----------------------------
middotmiddot-middotmiddot~IImiddot middotmiddot-middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot-middotmiddotmiddotmiddot-middot --middotmiddot--shy - ------------_- ----------11 t-middot
10 ~~--shy --- ----_-- - -- - - ------------_-
~ ~ ~ ~ 3 5 = 3 -~ shy
~ ~ = ~ ~ ~ 7 ~ 7 7 ~ ~ lt lt jf ~ r- ~ C t- C ~ oA C 0 0 0 0 ~ shy0 0 N
~
Tempeacutelllture il linterfue eau-seacutediment il la pointe de lAnnorique
11 ~ li ~ ~ ~ ~ ~ of j ~ ~ i ~ f N M ~ M ecirc ~ M
(donneacutees LR-i CvRS D1513 Faculteacute des Sciences Brest)
43
ANNEXEVI
TENEURS EN QUELQUES METAUX LOURS DANS LES GONADES DOURSINS DE LA RADE DE BREST
1Armorique (n=7) lIurloux (n=8) Deliee (n=8) 1
Fer (Fe) mgfKg 2869plusmn141O 531plusmn438 410plusmn250 1
lt 02Plomb (Pb) mgfKg O75plusmnO24 026plusmnO18
Cuivre (Cu) mgfKg O76plusmnO33 030plusmnO Il 045plusmnO42
Cadmium (Cd) mgIKg 396plusmnO55464plusmn125 463+12
Zinc (Zn) mgfKg 3563plusmn2828 1811=1241 1528plusmn1506 i
1
Mercure (Hg) mgfKg 026plusmnO12 018plusmnO08 020plusmnO13 1
(donneacutees Laboratoire lvllmicipal de Brest 16 rue Alexandre Ribot - J928iuml BREST Cedex Ofi0894)
ANNEXE VII
Agents toxiques essayeacutes pour leur toxiciteacute sur le deacuteveloppement la reproduction
et pour leur toxiciteacute geacuteneacutetique sur les embryons et le sperme doursins
(dapregraves PAGAl~O et al 1987)
Classe d aogents___+-____Agent=-s____~r__---Reacute~feacuterences___--1
1 Agents Physiques Rayons X RUST AD 1959 Rayons r GIORDANO et al 1983 Lumiegravere visible PAUL et al 1970
SPECK et al 1980
II Agents chimiques A Inorganiques Arsenic PAGANO et al 1982a
Beacuteryllium GIORDAlIO et al 1983 Cadmium PAGANO et al 1982b Chrome PAGA1-iO et al 1983a Cuivre HESLINGA 1976
PAGANO et al 1986 Mercure KOBA YASHI 1980 Nickel GIORDANO et al 1982 Changements de pH PAGANO et al 1985a 1985b
CIPPOLARO et al 1986 DUBE et al 1985
Zinc GIORDANO et al 1983 PAGANO et al 1986
B 1 Organiques 1 - Polluants industriels Peacutetrole dispersants du peacutetrole HAGSTROM et LONNING 1976
Pesticides organochloreacutes FALK-PETERSEN1979 BRESCH-ARENDT 1977
Styregravene et deacuteriveacutes PAGANO et al 1978 Dipheacuteny1 dipheacutenyl ether PAGANO et al 1983b PCBs ADAMS 1983
PAGANO et al 1985c
2 - Canceacuterigegravenes Acridines BRACHET 1968 Benzo(a)pyregravenes DE ANGELIS et GIORDANO
1974 HOSE et al 1983
712 dimeacutethy1benz( a)anthracegravene DE ANGELIS et GIORDkIO 1974
TPA (phorbol ester) BRESCH--RENDT 1978 Urethane NAKASHIMA et ISHIKAWA
1978 3 - Composeacutes pharmaceutiques Agents antineacuteop1astiques REN1llLARD et al 1975
WANG et al 1977 Thalidomide HAGSTROM et LONNING 1973 Acide nalidixique CZ1TN etaI 1981 Povidone iodine ROZENKRANZ et al 1980
III Meacutelanges KOBAYASHl 1971 1984 KINAE et al 1981 OSHIDA et al 1981 DINNEL et al 1981
LES MEacuteTAUX LOURDS DES PRODUITS MAnlNS AUX CONSOMMATEURS
(Les v(Jlours m6us uang ce
Ooso quotishydienne
Il eacutecossai ro fi lhomme
(ell IlIl)
Dose toxique
pOUf lIl(Hl li)] Il
(1)
)OllS
adIJ1ilUuml
dan~ 1es al ililUlllS
(1l1Uk~raquo
EltlU ltIll Ilwr (111]1)
AlrJucs (lilgkJ )
Mollusques (IlIUkg)
Cfuslncocircs (11111111)
Poissons (muka)
Arsenic
001 ~O 02 mg
III 70 1119 1 SOllt mOrlols
0002-0001
014-1
7 -120
15 17 (rwvolln)
25-75 (oOndill)
LI ore
100 Illoi
I(i
04-20
1 (moulu)
025 15 (11111 l 1 IcircIl )
020
tilJlcilU sont les plus
CildmIcircUIll
30 mu so1l1 toxiquuumls
f()i~5()1l
1 Molluoque
rshy1
01
00006
01 i-3
Chromo
VI WO Ill) Cr ~()Ilt IIHHlelr
01
000005
002 -1
er1llllent rellcontreacutees dlIls les publications ctuel
Cuivre
2 mg
25 fi sont IllOrlel
Poisson li
Mollusqull 110
0003-001
17-124
GO-900 (Iluitru)
20-90 (convoi)
l5-G (1 lion)
Mercure
Poisson jusqul 07
0000 03
----_
O02G-O2
004
01 middot10
Plomb
moi
0000 03
05 9
28-6 (huicirctre)
~- ----shy01-23
(tHlllllnrl)
O3-G
Seacuteleacutenium
3
000009
02-01
Zinc
6- 10 mg
35
0001-001
il2-Hi)
100-1 GOO (lIl1illO)
122-18 1 (1Il1IrlllI)
02middot1 200 (llilrell~1 )
---------- ----shy
fi (JIIIIUIIIaS
Les doses admissibles dilfl~ les aliments sonl exprillleacutees en millilrammes par kilogramme daliment
Les concclltrations daJis les produits rnHIcirclls sont (ouloS oxprilllUcircfS CIl lllilliJtallHllCS pM kilonriltlHlw do Illnliegravero segravecho
Chnque (ois qlll cela a ugravet possillln on il if)diqur~ entre p1fef)lhegravesos dnns qllJllc csplco nvait ocirctri trouveacutee ln plus (orte dosn
(1) [n CilS diumlnDntioll Cil IIlle scule (ois (SOllfce Rapport du Groupe Irleflilinisteacuterid des prohl~llIes de Pollution de la Mer 1(73)
EXTRAITS DE lA CIRCUlAIRE DU 13 MAl 1991
Circulaire du Ministegravere de lEnvironnement creacuteant les contrats de baie
Les eaux inorales franccedilaises doivent se situer en permanence agrave un niveau de qualiteacute suffisant pour ne pas mettre en peacuteril les eacutecosystegravemes cocirctiers qui constituent un eacuteleacutement majeur du patrimoine eacutecologique national ()
Lapproche retenue rient compte de la diversiteacute et de la complexiteacute des situations rencontreacutees ie long des cocirctes franccedilaises Certains SeCIeurs son principalement affecteacutes par des pollutions chimiques (meacutetaux etou composeacutes organiques ( )
De plus les pheacutenoTregravenes regroupeacutes sous une mecircme appeiation (egraveystrophies marines par exemple) reacutesJltent r jait de meacutecanismes diffeacuterents dont les c1uses et les facteurs de maitrise dofent ecirctre deacutetermineacutes dans chaque cas particJpr afin decirctre certain de mettre en oeuvre au plus juste coucirct des remegravedes efficaces ( j
n apparaft au corraire que pour chaque secteur C littorc oi une action est neacutecessaire a soluor adeacutequate ne peut ecirctre trouveacutee cu au niveat loca~ en associant tous les resporsables co-erneacutes Un outil nouveau est proposeacute le Contrat de Baie dont linitiative peut br= prise par lEtat mais aussi par dautrs acteurs (collectiviteacutes locales cssociatiors rotamment) ()
Chaque Cartrat de 3aie doit correspondre agrave une uniteacute middot-orale rmogegravene ()
Puisque la lutte ccr-se la pollution des eaux littorales ne peut ecircrr= efficace que par la prise
en compte des apports de Jensemble du bassin versant le Contrat de Baie doit ecirctre eacutelaboreacute agrave ce niveau
Pour eacuteviter ces eacutecueils tout Contrat de Baie devra reposer sur une connaissance aussi preacutecise que possible
bull de lensemble des sources de poiJution affectant le secteur rejets coners (ponctuels ou diffus) apports par les cours deau immersions de deacuteblais de dragage etc
bull des meacutecanismes de transfert des pollutions au milieu marin
bull des caracteacuteristiques du milieu reacutecepteur (morphologie courants caracteacuteris-tiques hvdrochimiques et biologiques)
bull des USIlges agrave proteacuteger et des zones sensibles du point de vue eacutecologique
Puisque lameacutelioration de la qualiteacute des eaux dun secteur du littoral implique de deacutefinir un programme concernant lensemble du bassin versant la maicirctrise douvrage de leacutetude ne pourra en geacuteneacuteral ecirctre confieacutee qu acirc une collectiviteacute locale de niveau supra shycommunal ()
L finaii du Contrat de Baie est dinciter les divers panenaires concerneacutes en particuer es coliegrave-ivieacutes locales agrave deacutepasser le cadre des scheacutemas classiques dassainissement dans tcs les cas c des dispositions speacutecifiques doivent ecirctre prises pour restaurer la qualiteacute des eaux (
meacutetaux par les oursms notamment dans les gonades et lintestin (Augier et al 1987b
Albanedo et al 1990)
Les tests de toxiciteacute des meacutetaux lourds sur les larves de diffeacuterentes espegraveces doursins ont fait
lobjet de nombreux travaux et les effets de ces polluants sur la feacutecondation et le
deacuteveloppement des larves sont assez bien connus (Kobayashi 1984 Dinnel et al 1989) A
faibles doses les ions meacutetalliques peuvent exercer une action positive caracteacuterisant le
pheacutenomegravene d hormegravese observeacute par Stebbing (1981) sur des colonies dhydrozoaires Une
action semblable est rapporteacutee par Young au niveau du pouvoir fertilisant des spermatozoiumldes
doursins pour des concentrations en divers ions meacutetalliques allant de 10-5 agrave 10-6M (Young amp
Nelson 1974) Cependant il sagit de pheacutenomegravenes marginaux et la tendance geacuteneacuterale de ces
eacuteleacutements se manifeste bien eacutevidemment par un effet toxique Le cuivre le zinc le cadmium
provoquent agrave des seuils diffeacuterents des dommages sur les gamegravetes et leur descendance en
alteacuterant soit la croissance des larves soit la diffeacuterenciation squelettique des pluteus (Bougis
1961 1965 Khristoforova et al 1984 Pagano et al 1982 Hesllnga 1976) Les diffeacuterents
stades larvaires preacutesentent des sensibiliteacutes diffeacuterentes les travaux de Kobayashl (1980)
montrent une plus forte sensibiliteacute des spermatozoiumldes et des larves au stade gastmla ce qui
coincide avec les blocages embryonnaires observeacutes agrave ce stade sur le site de lAlmorique La
preacutesence de meacutetaux dans les gonades pourraient donc logiquement expliquer les reacutesultats
obtenus De plus de fortes preacutesomptions pegravesent sur les rejets de mateacuteriel provenant du service
pyrotechnique de la Marine Nationale sur la pointe de lArmorique
Les reacutesultats dune toute reacutecente analyse effectueacutee par le Laboratoire Municipal de Brest
(aoucirct 94) sur des gonades doursins provenant des trois stations de la rade confirme cette
hypothegravese (cf Annexe VI) Le site de lArmorique se distingue par des teneurs nettement plus
eacuteleveacutees en fer zinc plomb et en cadmium (Fe=263 ppm Zn=356 ppm Pb=075 ppm Cd=076
ppm cest agrave dire selon les meacutetaux entre 2 agrave 5 fois plus que dans les autres stations) Dans
lensemble une certaine contamination meacutetallique peut ecirctre remarqueacutee dont lorigine se situe
dans le trafflc maritime les rejets domestiques et portuaires et les peintures anti-foullng Les
fortes concentrations en zinc proviennent des toitures de lagglomeacuteration brestoise Les
nombreux eacutelevages porcins de la reacutegion peuvent aussi contribuer agrave la pollution en cuivre par
29
lalimentation fournie aux arumaux Cependant la forte contamination locale du site de
lArmorique en fer zinc plomb et cadmium ne peut avoir quune origine ponctuelle qui
confirme les soupccedilons pesant sur les activiteacutes militaires dans ce secteur Compareacutes aux chiffres
trouveacutes dans la litteacuterature les reacutesultats sont coheacuterents Augier et al(1987b) lors dune eacutetude
sur Paracentrotus ividus en baie de Port-Cros avance des concentrations dans les gonades
comparables (Cd=O52 agrave 231 ppm Cu=167 agrave 542 ppm Pb=O33 agrave 117 ppm) mais des
teneurs en mercure sensiblement plus faibles (Hg=003 agrave 004 ppm) Chez une autre espegravece
(Echinometra mathaei) les travaux dAlbanedo et al(1990) indiquent dans une station tregraves
pollueacutee du port de la Havane des concentrations eacuteleveacutees en meacutetaux Fe=l08 ppm Cu=473
ppm Zn=267 ppm chiffres qui sauf pour le cuivre restent infeacuterieurs aux mesures obselveacutees agrave
la pointe de lArmorique Ces auteurs montrent une accumulation des meacutetaux lourds
relativement importante dans les diffeacuterents organes des oursins notamment au niveau du tube
digestif (cas du plomb et du cuivre) il serait inteacuteressant de connaicirctre eacutegalement les doses dans
les autres parties de lorganisme Cette accumulation preacutesentant des fluctuations saisonniegraveres
lieacutees au meacutetabolisme de lanimal un suivi plus reacutegulier des concentrations en meacutetaux devrait
ecirctre envisageacute
Cependant les meacutetaux peuvent ne pas ecirctre les seuls agents agrave mettre en cause Les pesticides
et les hydrocarbures sont eacutegalement susceptibles de pouvoir provoquer des anomalies (cf
Annexe VU) Les PCBs employeacutes dans de nombreux secteurs industriels bien que quelquefois
signaleacutes dans les seacutediments de la zone portuaire agrave des taux importants (PCBs=183
ppbMarchand 1985) semblent agrave eacutecarter En effet Trieff et al (1 988) bien quil mette en
eacutevidence un effet spermiotoxique signale labsence daccumulation de ce type de produits dans
les organismes ce qui preacutesente comme impossible toute influence des PCBs dans les conditions
ougrave les expeacuteriences ont eacuteteacute meneacutees
La preacutesence dans le bassin Nord de rejets de deux stations deacutepuration situeacutees en amont de
la Penfeld exerce aussi une influence sur la qualiteacute bacteacuteriologique des eaux de ce secteur
Leurs apports sont estimeacutes agrave 1014CFIh Dautre part le ruisseau du Relecq Kerhuon situeacute pregraves
de lestuaire de lElom amegravene quant agrave lui jusquagrave 1012CFIh en hiver (source DDE rapport
Saunier eau et environnement) Ces chiffres peuvent apporter une explication aux mortaliteacute
30
des lalVes obselVeacutees pour le site de Marloux des bacteacuteries pathogegravenes preacutesentes dans les
gonades peuvent secirctre deacuteveloppeacutees pendant la peacuteriode dincubation
Les reacutesultats de lanalyse geacuteneacutetique trahissent un deacuteficit en heacuteteacuterozygotes important sur le
site de la pointe de lAnnorique Ce deacuteficit freacutequemment rencontreacute chez les mollusques
bivalves (Buroker 1983~ Singh amp Green 1984) et dautres inverteacutebreacutes marins (Murphy et al
1975 Day amp Bayne 1988) peut avoir plusieurs significations il sagit soit de la preacutesence
dallegraveles silencieux (1) soit dun pheacutenomegravene dinbreeding (2) soit dM effet Wahlund (3) ou
encore du reacutesultat de la pression de seacutelection exerceacutee par les facteurs eacutenonceacutes plus haut (4)
(1) Lhypothegravese de la preacutesence dallegraveles nuls lo est peu probable eacutetant donneacute le nombre de
loci preacutesentant un excegraves dhomozygotes
(2) Le pheacutenomegravene dautofeacutecondation nest pas agrave eacutecarter car des cas dhermaphrodisme
certes peu freacutequents ont deacutejagrave eacuteteacute rapporteacutes sur ce mecircme site (Neefs 1952) Leacuteventualiteacute que
les gegravenes impliqueacutes ne soient pas porteacutes par des chromosomes autosomaux na pas eacuteteacute veacuterifieacutee
(3) Les conditions dhydrodynamisme sexerccedilant sur cette zone peuvent ecirctre invoqueacutees pour
venir conforter la thegravese dun effet Wahlund (conseacutequence dun eacutechantillonnage effectueacute sur
deux sous-eacutechantillons dun mecircme site se comportant comme des populations Mendelliennes
seacutepareacutees)
(4) Une seacutelection exerceacutee par les conditions du milieu reste le)plication la plus probable
Cette influence des facteurs environnementaux comme la preacutesence de meacutetaux mentionneacutee
preacuteceacutedemment sexerce pendant la vie lalVaire peacutelagique mais surtout durant la phase critique
de la meacutetamorphose et les eacutetapes qui suivent le recrutement La meacutetamorphose chez les oursins
sulVient apregraves une peacuteriode variable de vie lalVaire pouvant durer selon les espegraveces et les
conditions entre 5 et 22 semaines (Strathmann 1987) ce qui expose les larves agrave de nombreux
aleacuteas Certains auteurs eacutevoquent limportance du recrutement comme facteur dheacuteteacuterogeacuteneacuteiteacute
geacuteneacutetique entre populations (Watts et al 1990) Or une eacutetude comparative des populations
des deux sites concerneacutes a montreacute une forte irreacutegulariteacute du recrutement dans la population de
Marloux par rapport agrave celle de la pointe de lAnnorique (Lumingas amp Guillou sous presse)
Ces auteurs imputent ce pheacutenomegravene au spectaculaire deacuteveloppement dalgues qui apparaicirct
IOallegravele nul (ou silencieux) est dit dun allegravele qui ne sexprime pas sur le gel
31
chaque anneacutee sur ce site agrave la faveur des apports fluviaux en eacuteleacutements nutritifs Dune part il
inhiberait laction attractive du maeumlrl dautre part la deacutecomposition de ces veacutegeacutetaux agrave
lautomne provoquerait la mortaliteacute des recrues en reacuteduisant la couche superficielle du seacutediment
et entraicircnerait le deacuteveloppement dun film bacteacuterien empecircchant 1a fixation des post~larves Le
site de la pointe de lArmorique semble au contraire avoir des recrutements reacuteguliers
Les groupes de recrues connaissent donc des destins diffeacuterents sur les deux sites ce qui
pourrait expliquer les diffeacuterences dheacuteteacuterozygotie observeacutees
Pour confirmer cette hypothegravese il conviendrait de comparer des eacutechantillons plus grands
dindividus de mecircme agravege correspondant agrave une peacuteriode ougrave le recrutement a eacuteteacute bon sur les deux
sites voire mecircme de comparer directement les geacutenotypes des jeunes individus recruteacutes dans les
deux sites Dautre part la comparaison du site de la pointe de lArmorique avec celui du
Dellec pourrait fournir des indications importantes pour confirmer lhypothegravese de lexistence
dune pression de seacutelection
V 1CONCLUSION
Leacutetude des phases de reproduction et deacuteveloppement larvaire des populations doursins de
la Rade de Brest met en eacutevidence des troubles fonctionnels chez les populations du bassin
Nord proches de la zone portuaire en particulier sur le site de la pointe de lArmorique qui
contraste avec les bons reacutesultats obtenus pour le site du Dellec sous influence oceacuteanique La
convergence des donneacutees de geacuteneacutetique avec les reacutesultats observeacutes confirme la validiteacute de la
meacutethode utiliseacutee et renforce la fiabiliteacute de Sgranularis comme bioindicateur
Les causes de ces deacuteregraveglements sont sans doute multiples aussi ce travail meacuterite-t-il un suivi
agrave plus long terme Leacuterude des diffeacuterents paramegravetres influenccedilant les conditions de vie des
oursins de la pointe de lArmorique (tempeacuterarure saliniteacute seacutedimentologie biomasse matiegravere
organique ) ainsi que des essais de transplantations in situ dindividus sains devraient
permettre de mieux preacuteciser les facteurs responsables de ces perturbations
Quant aux premiers reacutesultats danalyses des teneurs en meacutetaux lourds du Laboratoire
Municipal ils devraient ecirctre eacutetendus agrave dautres parties du corps (test intestin) et effectueacutes sur
un cycle annuel y compris sur le site des Gleacutenan
32
VI 1BffiLIOGRAPHIE
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ANNEXEI
SCHEIHA DU PROTOCOLE EXPERThlENTAL DES TESTS DE FECONDATION IN VITRO
oursin9 gonades
~ eau ae mer 1iltreacutee (045I-lm)
soies (200l-lm)
Dfiltration
eau de mer filtreacutee (045I-lm)
deacutecantation ovocytes
oursin ltJ ---+ gonades -
filtration soies (60~m) ~
D~
middot middot middot middot
30 ml bd
lavages et dilutions
1 1 1 1 1 1
bull bull bull bull bullbull ~
~~~ ~
env 1500 ovocytesml
m~ 1
env 50 ovocytesml
39
AtlNEXE II
ELECTROPHORESE
Installation des eacutechantillons
a coupe pratiqueacutee dans le gel b eacutechantillons
Montage du circuit
a tampon deacutelectrodes b eacuteponges c eacutelectrodes relieacutees au geacuteneacuterateur d ligne dinsertion des eacutechantillons
40
ANNEXEIll
PREPARATION DES SOLUfIONS DELECTROPHORESE
Tampon Tris Citrate pH 8 (TC 8)
- Electrodes Tris (062M) 756 g
Ac citrique (014M) 300 g eau distilleacutee qsp 1 l
- Gel 30 ml de tampon eacutelectrodes dans 900 ml deau distilleacutee
ajuster agrave pH 8 avec du Tris (lM) ou de lacide citrique (lM)
Tampon discontinu Tris Citrate pH 67 (TC 67)
- Electrodes pH 63 Tris (022M) 270 g
Ac citrique (008M) 180 g eau distilleacutee q sp 1 1
ajuster agrave pH 63 avec du Tris (lM) ou de lacide citrique (lM) - Gel pH 67
Tris (0008M) 097 g Ac citrique H20 (0003M) 063 g
eau distilleacutee qsp 1 1 ajuster agrave pH 67 avec du Tris (lM) ou de lacide citrique (lM)
Reacutesolution obtenue par systegraveme enzymatique
Muscle Tube Digestif Gonades Nbre Locus TCPH8 TC pH TC pH 8 1 TC pH li TC pH 8 1 TC pH dallegraveles
67 67 1 67
AAT-1 +
AAT-2 + 2
GPD-l IDH-1 + + + +
LAP-1
l1DH-1 ++ )
l1DH-2 +++ ++ 2 ME-l + 2 ME-2 + ++ 3
PGD-1 ++ + 6 PGI-1 +_
- ++ ++ 4
PGM-1 + + 3 PGM-2 +++ ++ 4
bull Faible ++ Bonne + Moyenne +++ Tregraves bonne
41
ANNEXE IV
SOLUTIONS DE COLORATIONS
AAT (Aspartate-aminotransfeacuterase)
Tris A 80 ml AccxCeacutetoGlutarique 100 mg Ac Aspartique 200 mg Phosphate de pyridoxal 10 mg dissoudre veacuterifier que pH lt 74 (ajuster avec Tris LM) verser et incuber agrave 37degC pendant 15 min puis ajouter Fast Blue BB 100 mg
IDH (Isocitrate deacuteshydrogeacutenase)
Tris A 70 ml Isocitrate (0 lM) 8 ml MnCl2 (025M) 06 ml MgC12 (OSM) 05 ml ajouter avant coloration Isocitrate (poudre) 10 mg NADP 1 2 ml PMS 1 ml NET 1 ml lvITT 05 ml
MDH (Malate Deacuteshydrogeacutenase)
Tris A 10 ml MgCl2 (OSM) 02 ml Ac Malique (2M) 3 ml NAD 1 15 ml puis ajouter avant coloration PMS 03 ml NET 07 ml MTT 07 ml +Agar dans Tris A tiegravede 10 ml
6PGD (6Phosphogluconate Deacuteshydrogeacutenase)
TrisA 10 ml MgC12 (OSM) 15 ml 6Phosphogluconate 20 mg puis ajouter avant coloration NADP 1 01 ml PMS 01 ml NET 02 ml tvm 02 ml +Agar dans Tris A tiegravede 10 ml
GPI (Glucose-Phosphate Isomeacuterase)
Tris A 10 ml MgC12 (O5Ivi) 1 ml Fructose 6P 10 mg puis ajouter avant coloration NADP 1 05 ml PMS 05 ml NET 05 ml MTT 05 ml G6PDH 6~Ll ou 17u +Agar dans Tris A tiegravede 10 ml
LAP (Leucine-aminopeptidase)
Tris-Malate 90 ml preacutechauffeacute agrave 30degC MnCl2 (01r1) 1 ml MgCl2 (05lvf) 1 ml Lleucilj3Naphthylamine 15 agrave 20 mg incubation 30 min agrave 37degC ajouter avant coloration Fast Gamet GBC 60 mg dilueacute dans quelques gouttes de Tris-Malate (manipuler ce produit avec des gants)
ME (Malice-Enzyme)
Tris A 10 ml MgCl2 (O5~1) 15 ml AcMalique (2tv1) 1 ml puis ajouter avant coloration NADP 1 01 ml PMS 03 ml NET 07 ml MTT 07 ml +Agar dans Tris A tiegravede 10 ml
PGM (phosphoglucoMutase)
Tris A 10 ml MgCl2 (05)11) 1 ml Glucose IP (+15 diP) 100 mg puis ajouter avant coloration NADP 1 05 ml PMS 05 ml NET 05 ml lvITT 05 ml G6PDH 6~1l ou 17u +Agar dans Tris A tiegravede 10 ml
42
9
----- - - - _----- - -
W~--shy
ANNEXEV
Tempeacutelllture il linterface eaumiddotseacutediment au site du Dlilec
17 T middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot-middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot-middot_middotmiddotmiddotmiddot-middot-middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot-middot--middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot-middotmiddot--- - -- ----_--- -- - shy
16 +--- ---------- --__--shy
15 --- -- ---- - --- middot - middot-middotmiddot-middotmiddotmiddot-middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot_-middot-middot -middotmiddotmiddotmiddot-middot-middot-middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot-middotmiddot middotTt~hl~ - ------ Ecirc 14 - - -- --------- ---middot---middot-middotmiddot-middot-middot-trrfo-r~~wbWljl~I~~~--------------t-------------iiiiJiI~i~L--_-----------------------8 12 YrljVWfAI--shy --shy - shy _-----------------------------
middotmiddot-middotmiddot~IImiddot middotmiddot-middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot-middotmiddotmiddotmiddot-middot --middotmiddot--shy - ------------_- ----------11 t-middot
10 ~~--shy --- ----_-- - -- - - ------------_-
~ ~ ~ ~ 3 5 = 3 -~ shy
~ ~ = ~ ~ ~ 7 ~ 7 7 ~ ~ lt lt jf ~ r- ~ C t- C ~ oA C 0 0 0 0 ~ shy0 0 N
~
Tempeacutelllture il linterfue eau-seacutediment il la pointe de lAnnorique
11 ~ li ~ ~ ~ ~ ~ of j ~ ~ i ~ f N M ~ M ecirc ~ M
(donneacutees LR-i CvRS D1513 Faculteacute des Sciences Brest)
43
ANNEXEVI
TENEURS EN QUELQUES METAUX LOURS DANS LES GONADES DOURSINS DE LA RADE DE BREST
1Armorique (n=7) lIurloux (n=8) Deliee (n=8) 1
Fer (Fe) mgfKg 2869plusmn141O 531plusmn438 410plusmn250 1
lt 02Plomb (Pb) mgfKg O75plusmnO24 026plusmnO18
Cuivre (Cu) mgfKg O76plusmnO33 030plusmnO Il 045plusmnO42
Cadmium (Cd) mgIKg 396plusmnO55464plusmn125 463+12
Zinc (Zn) mgfKg 3563plusmn2828 1811=1241 1528plusmn1506 i
1
Mercure (Hg) mgfKg 026plusmnO12 018plusmnO08 020plusmnO13 1
(donneacutees Laboratoire lvllmicipal de Brest 16 rue Alexandre Ribot - J928iuml BREST Cedex Ofi0894)
ANNEXE VII
Agents toxiques essayeacutes pour leur toxiciteacute sur le deacuteveloppement la reproduction
et pour leur toxiciteacute geacuteneacutetique sur les embryons et le sperme doursins
(dapregraves PAGAl~O et al 1987)
Classe d aogents___+-____Agent=-s____~r__---Reacute~feacuterences___--1
1 Agents Physiques Rayons X RUST AD 1959 Rayons r GIORDANO et al 1983 Lumiegravere visible PAUL et al 1970
SPECK et al 1980
II Agents chimiques A Inorganiques Arsenic PAGANO et al 1982a
Beacuteryllium GIORDAlIO et al 1983 Cadmium PAGANO et al 1982b Chrome PAGA1-iO et al 1983a Cuivre HESLINGA 1976
PAGANO et al 1986 Mercure KOBA YASHI 1980 Nickel GIORDANO et al 1982 Changements de pH PAGANO et al 1985a 1985b
CIPPOLARO et al 1986 DUBE et al 1985
Zinc GIORDANO et al 1983 PAGANO et al 1986
B 1 Organiques 1 - Polluants industriels Peacutetrole dispersants du peacutetrole HAGSTROM et LONNING 1976
Pesticides organochloreacutes FALK-PETERSEN1979 BRESCH-ARENDT 1977
Styregravene et deacuteriveacutes PAGANO et al 1978 Dipheacuteny1 dipheacutenyl ether PAGANO et al 1983b PCBs ADAMS 1983
PAGANO et al 1985c
2 - Canceacuterigegravenes Acridines BRACHET 1968 Benzo(a)pyregravenes DE ANGELIS et GIORDANO
1974 HOSE et al 1983
712 dimeacutethy1benz( a)anthracegravene DE ANGELIS et GIORDkIO 1974
TPA (phorbol ester) BRESCH--RENDT 1978 Urethane NAKASHIMA et ISHIKAWA
1978 3 - Composeacutes pharmaceutiques Agents antineacuteop1astiques REN1llLARD et al 1975
WANG et al 1977 Thalidomide HAGSTROM et LONNING 1973 Acide nalidixique CZ1TN etaI 1981 Povidone iodine ROZENKRANZ et al 1980
III Meacutelanges KOBAYASHl 1971 1984 KINAE et al 1981 OSHIDA et al 1981 DINNEL et al 1981
LES MEacuteTAUX LOURDS DES PRODUITS MAnlNS AUX CONSOMMATEURS
(Les v(Jlours m6us uang ce
Ooso quotishydienne
Il eacutecossai ro fi lhomme
(ell IlIl)
Dose toxique
pOUf lIl(Hl li)] Il
(1)
)OllS
adIJ1ilUuml
dan~ 1es al ililUlllS
(1l1Uk~raquo
EltlU ltIll Ilwr (111]1)
AlrJucs (lilgkJ )
Mollusques (IlIUkg)
Cfuslncocircs (11111111)
Poissons (muka)
Arsenic
001 ~O 02 mg
III 70 1119 1 SOllt mOrlols
0002-0001
014-1
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122-18 1 (1Il1IrlllI)
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---------- ----shy
fi (JIIIIUIIIaS
Les doses admissibles dilfl~ les aliments sonl exprillleacutees en millilrammes par kilogramme daliment
Les concclltrations daJis les produits rnHIcirclls sont (ouloS oxprilllUcircfS CIl lllilliJtallHllCS pM kilonriltlHlw do Illnliegravero segravecho
Chnque (ois qlll cela a ugravet possillln on il if)diqur~ entre p1fef)lhegravesos dnns qllJllc csplco nvait ocirctri trouveacutee ln plus (orte dosn
(1) [n CilS diumlnDntioll Cil IIlle scule (ois (SOllfce Rapport du Groupe Irleflilinisteacuterid des prohl~llIes de Pollution de la Mer 1(73)
EXTRAITS DE lA CIRCUlAIRE DU 13 MAl 1991
Circulaire du Ministegravere de lEnvironnement creacuteant les contrats de baie
Les eaux inorales franccedilaises doivent se situer en permanence agrave un niveau de qualiteacute suffisant pour ne pas mettre en peacuteril les eacutecosystegravemes cocirctiers qui constituent un eacuteleacutement majeur du patrimoine eacutecologique national ()
Lapproche retenue rient compte de la diversiteacute et de la complexiteacute des situations rencontreacutees ie long des cocirctes franccedilaises Certains SeCIeurs son principalement affecteacutes par des pollutions chimiques (meacutetaux etou composeacutes organiques ( )
De plus les pheacutenoTregravenes regroupeacutes sous une mecircme appeiation (egraveystrophies marines par exemple) reacutesJltent r jait de meacutecanismes diffeacuterents dont les c1uses et les facteurs de maitrise dofent ecirctre deacutetermineacutes dans chaque cas particJpr afin decirctre certain de mettre en oeuvre au plus juste coucirct des remegravedes efficaces ( j
n apparaft au corraire que pour chaque secteur C littorc oi une action est neacutecessaire a soluor adeacutequate ne peut ecirctre trouveacutee cu au niveat loca~ en associant tous les resporsables co-erneacutes Un outil nouveau est proposeacute le Contrat de Baie dont linitiative peut br= prise par lEtat mais aussi par dautrs acteurs (collectiviteacutes locales cssociatiors rotamment) ()
Chaque Cartrat de 3aie doit correspondre agrave une uniteacute middot-orale rmogegravene ()
Puisque la lutte ccr-se la pollution des eaux littorales ne peut ecircrr= efficace que par la prise
en compte des apports de Jensemble du bassin versant le Contrat de Baie doit ecirctre eacutelaboreacute agrave ce niveau
Pour eacuteviter ces eacutecueils tout Contrat de Baie devra reposer sur une connaissance aussi preacutecise que possible
bull de lensemble des sources de poiJution affectant le secteur rejets coners (ponctuels ou diffus) apports par les cours deau immersions de deacuteblais de dragage etc
bull des meacutecanismes de transfert des pollutions au milieu marin
bull des caracteacuteristiques du milieu reacutecepteur (morphologie courants caracteacuteris-tiques hvdrochimiques et biologiques)
bull des USIlges agrave proteacuteger et des zones sensibles du point de vue eacutecologique
Puisque lameacutelioration de la qualiteacute des eaux dun secteur du littoral implique de deacutefinir un programme concernant lensemble du bassin versant la maicirctrise douvrage de leacutetude ne pourra en geacuteneacuteral ecirctre confieacutee qu acirc une collectiviteacute locale de niveau supra shycommunal ()
L finaii du Contrat de Baie est dinciter les divers panenaires concerneacutes en particuer es coliegrave-ivieacutes locales agrave deacutepasser le cadre des scheacutemas classiques dassainissement dans tcs les cas c des dispositions speacutecifiques doivent ecirctre prises pour restaurer la qualiteacute des eaux (
lalimentation fournie aux arumaux Cependant la forte contamination locale du site de
lArmorique en fer zinc plomb et cadmium ne peut avoir quune origine ponctuelle qui
confirme les soupccedilons pesant sur les activiteacutes militaires dans ce secteur Compareacutes aux chiffres
trouveacutes dans la litteacuterature les reacutesultats sont coheacuterents Augier et al(1987b) lors dune eacutetude
sur Paracentrotus ividus en baie de Port-Cros avance des concentrations dans les gonades
comparables (Cd=O52 agrave 231 ppm Cu=167 agrave 542 ppm Pb=O33 agrave 117 ppm) mais des
teneurs en mercure sensiblement plus faibles (Hg=003 agrave 004 ppm) Chez une autre espegravece
(Echinometra mathaei) les travaux dAlbanedo et al(1990) indiquent dans une station tregraves
pollueacutee du port de la Havane des concentrations eacuteleveacutees en meacutetaux Fe=l08 ppm Cu=473
ppm Zn=267 ppm chiffres qui sauf pour le cuivre restent infeacuterieurs aux mesures obselveacutees agrave
la pointe de lArmorique Ces auteurs montrent une accumulation des meacutetaux lourds
relativement importante dans les diffeacuterents organes des oursins notamment au niveau du tube
digestif (cas du plomb et du cuivre) il serait inteacuteressant de connaicirctre eacutegalement les doses dans
les autres parties de lorganisme Cette accumulation preacutesentant des fluctuations saisonniegraveres
lieacutees au meacutetabolisme de lanimal un suivi plus reacutegulier des concentrations en meacutetaux devrait
ecirctre envisageacute
Cependant les meacutetaux peuvent ne pas ecirctre les seuls agents agrave mettre en cause Les pesticides
et les hydrocarbures sont eacutegalement susceptibles de pouvoir provoquer des anomalies (cf
Annexe VU) Les PCBs employeacutes dans de nombreux secteurs industriels bien que quelquefois
signaleacutes dans les seacutediments de la zone portuaire agrave des taux importants (PCBs=183
ppbMarchand 1985) semblent agrave eacutecarter En effet Trieff et al (1 988) bien quil mette en
eacutevidence un effet spermiotoxique signale labsence daccumulation de ce type de produits dans
les organismes ce qui preacutesente comme impossible toute influence des PCBs dans les conditions
ougrave les expeacuteriences ont eacuteteacute meneacutees
La preacutesence dans le bassin Nord de rejets de deux stations deacutepuration situeacutees en amont de
la Penfeld exerce aussi une influence sur la qualiteacute bacteacuteriologique des eaux de ce secteur
Leurs apports sont estimeacutes agrave 1014CFIh Dautre part le ruisseau du Relecq Kerhuon situeacute pregraves
de lestuaire de lElom amegravene quant agrave lui jusquagrave 1012CFIh en hiver (source DDE rapport
Saunier eau et environnement) Ces chiffres peuvent apporter une explication aux mortaliteacute
30
des lalVes obselVeacutees pour le site de Marloux des bacteacuteries pathogegravenes preacutesentes dans les
gonades peuvent secirctre deacuteveloppeacutees pendant la peacuteriode dincubation
Les reacutesultats de lanalyse geacuteneacutetique trahissent un deacuteficit en heacuteteacuterozygotes important sur le
site de la pointe de lAnnorique Ce deacuteficit freacutequemment rencontreacute chez les mollusques
bivalves (Buroker 1983~ Singh amp Green 1984) et dautres inverteacutebreacutes marins (Murphy et al
1975 Day amp Bayne 1988) peut avoir plusieurs significations il sagit soit de la preacutesence
dallegraveles silencieux (1) soit dun pheacutenomegravene dinbreeding (2) soit dM effet Wahlund (3) ou
encore du reacutesultat de la pression de seacutelection exerceacutee par les facteurs eacutenonceacutes plus haut (4)
(1) Lhypothegravese de la preacutesence dallegraveles nuls lo est peu probable eacutetant donneacute le nombre de
loci preacutesentant un excegraves dhomozygotes
(2) Le pheacutenomegravene dautofeacutecondation nest pas agrave eacutecarter car des cas dhermaphrodisme
certes peu freacutequents ont deacutejagrave eacuteteacute rapporteacutes sur ce mecircme site (Neefs 1952) Leacuteventualiteacute que
les gegravenes impliqueacutes ne soient pas porteacutes par des chromosomes autosomaux na pas eacuteteacute veacuterifieacutee
(3) Les conditions dhydrodynamisme sexerccedilant sur cette zone peuvent ecirctre invoqueacutees pour
venir conforter la thegravese dun effet Wahlund (conseacutequence dun eacutechantillonnage effectueacute sur
deux sous-eacutechantillons dun mecircme site se comportant comme des populations Mendelliennes
seacutepareacutees)
(4) Une seacutelection exerceacutee par les conditions du milieu reste le)plication la plus probable
Cette influence des facteurs environnementaux comme la preacutesence de meacutetaux mentionneacutee
preacuteceacutedemment sexerce pendant la vie lalVaire peacutelagique mais surtout durant la phase critique
de la meacutetamorphose et les eacutetapes qui suivent le recrutement La meacutetamorphose chez les oursins
sulVient apregraves une peacuteriode variable de vie lalVaire pouvant durer selon les espegraveces et les
conditions entre 5 et 22 semaines (Strathmann 1987) ce qui expose les larves agrave de nombreux
aleacuteas Certains auteurs eacutevoquent limportance du recrutement comme facteur dheacuteteacuterogeacuteneacuteiteacute
geacuteneacutetique entre populations (Watts et al 1990) Or une eacutetude comparative des populations
des deux sites concerneacutes a montreacute une forte irreacutegulariteacute du recrutement dans la population de
Marloux par rapport agrave celle de la pointe de lAnnorique (Lumingas amp Guillou sous presse)
Ces auteurs imputent ce pheacutenomegravene au spectaculaire deacuteveloppement dalgues qui apparaicirct
IOallegravele nul (ou silencieux) est dit dun allegravele qui ne sexprime pas sur le gel
31
chaque anneacutee sur ce site agrave la faveur des apports fluviaux en eacuteleacutements nutritifs Dune part il
inhiberait laction attractive du maeumlrl dautre part la deacutecomposition de ces veacutegeacutetaux agrave
lautomne provoquerait la mortaliteacute des recrues en reacuteduisant la couche superficielle du seacutediment
et entraicircnerait le deacuteveloppement dun film bacteacuterien empecircchant 1a fixation des post~larves Le
site de la pointe de lArmorique semble au contraire avoir des recrutements reacuteguliers
Les groupes de recrues connaissent donc des destins diffeacuterents sur les deux sites ce qui
pourrait expliquer les diffeacuterences dheacuteteacuterozygotie observeacutees
Pour confirmer cette hypothegravese il conviendrait de comparer des eacutechantillons plus grands
dindividus de mecircme agravege correspondant agrave une peacuteriode ougrave le recrutement a eacuteteacute bon sur les deux
sites voire mecircme de comparer directement les geacutenotypes des jeunes individus recruteacutes dans les
deux sites Dautre part la comparaison du site de la pointe de lArmorique avec celui du
Dellec pourrait fournir des indications importantes pour confirmer lhypothegravese de lexistence
dune pression de seacutelection
V 1CONCLUSION
Leacutetude des phases de reproduction et deacuteveloppement larvaire des populations doursins de
la Rade de Brest met en eacutevidence des troubles fonctionnels chez les populations du bassin
Nord proches de la zone portuaire en particulier sur le site de la pointe de lArmorique qui
contraste avec les bons reacutesultats obtenus pour le site du Dellec sous influence oceacuteanique La
convergence des donneacutees de geacuteneacutetique avec les reacutesultats observeacutes confirme la validiteacute de la
meacutethode utiliseacutee et renforce la fiabiliteacute de Sgranularis comme bioindicateur
Les causes de ces deacuteregraveglements sont sans doute multiples aussi ce travail meacuterite-t-il un suivi
agrave plus long terme Leacuterude des diffeacuterents paramegravetres influenccedilant les conditions de vie des
oursins de la pointe de lArmorique (tempeacuterarure saliniteacute seacutedimentologie biomasse matiegravere
organique ) ainsi que des essais de transplantations in situ dindividus sains devraient
permettre de mieux preacuteciser les facteurs responsables de ces perturbations
Quant aux premiers reacutesultats danalyses des teneurs en meacutetaux lourds du Laboratoire
Municipal ils devraient ecirctre eacutetendus agrave dautres parties du corps (test intestin) et effectueacutes sur
un cycle annuel y compris sur le site des Gleacutenan
32
VI 1BffiLIOGRAPHIE
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38
ANNEXEI
SCHEIHA DU PROTOCOLE EXPERThlENTAL DES TESTS DE FECONDATION IN VITRO
oursin9 gonades
~ eau ae mer 1iltreacutee (045I-lm)
soies (200l-lm)
Dfiltration
eau de mer filtreacutee (045I-lm)
deacutecantation ovocytes
oursin ltJ ---+ gonades -
filtration soies (60~m) ~
D~
middot middot middot middot
30 ml bd
lavages et dilutions
1 1 1 1 1 1
bull bull bull bull bullbull ~
~~~ ~
env 1500 ovocytesml
m~ 1
env 50 ovocytesml
39
AtlNEXE II
ELECTROPHORESE
Installation des eacutechantillons
a coupe pratiqueacutee dans le gel b eacutechantillons
Montage du circuit
a tampon deacutelectrodes b eacuteponges c eacutelectrodes relieacutees au geacuteneacuterateur d ligne dinsertion des eacutechantillons
40
ANNEXEIll
PREPARATION DES SOLUfIONS DELECTROPHORESE
Tampon Tris Citrate pH 8 (TC 8)
- Electrodes Tris (062M) 756 g
Ac citrique (014M) 300 g eau distilleacutee qsp 1 l
- Gel 30 ml de tampon eacutelectrodes dans 900 ml deau distilleacutee
ajuster agrave pH 8 avec du Tris (lM) ou de lacide citrique (lM)
Tampon discontinu Tris Citrate pH 67 (TC 67)
- Electrodes pH 63 Tris (022M) 270 g
Ac citrique (008M) 180 g eau distilleacutee q sp 1 1
ajuster agrave pH 63 avec du Tris (lM) ou de lacide citrique (lM) - Gel pH 67
Tris (0008M) 097 g Ac citrique H20 (0003M) 063 g
eau distilleacutee qsp 1 1 ajuster agrave pH 67 avec du Tris (lM) ou de lacide citrique (lM)
Reacutesolution obtenue par systegraveme enzymatique
Muscle Tube Digestif Gonades Nbre Locus TCPH8 TC pH TC pH 8 1 TC pH li TC pH 8 1 TC pH dallegraveles
67 67 1 67
AAT-1 +
AAT-2 + 2
GPD-l IDH-1 + + + +
LAP-1
l1DH-1 ++ )
l1DH-2 +++ ++ 2 ME-l + 2 ME-2 + ++ 3
PGD-1 ++ + 6 PGI-1 +_
- ++ ++ 4
PGM-1 + + 3 PGM-2 +++ ++ 4
bull Faible ++ Bonne + Moyenne +++ Tregraves bonne
41
ANNEXE IV
SOLUTIONS DE COLORATIONS
AAT (Aspartate-aminotransfeacuterase)
Tris A 80 ml AccxCeacutetoGlutarique 100 mg Ac Aspartique 200 mg Phosphate de pyridoxal 10 mg dissoudre veacuterifier que pH lt 74 (ajuster avec Tris LM) verser et incuber agrave 37degC pendant 15 min puis ajouter Fast Blue BB 100 mg
IDH (Isocitrate deacuteshydrogeacutenase)
Tris A 70 ml Isocitrate (0 lM) 8 ml MnCl2 (025M) 06 ml MgC12 (OSM) 05 ml ajouter avant coloration Isocitrate (poudre) 10 mg NADP 1 2 ml PMS 1 ml NET 1 ml lvITT 05 ml
MDH (Malate Deacuteshydrogeacutenase)
Tris A 10 ml MgCl2 (OSM) 02 ml Ac Malique (2M) 3 ml NAD 1 15 ml puis ajouter avant coloration PMS 03 ml NET 07 ml MTT 07 ml +Agar dans Tris A tiegravede 10 ml
6PGD (6Phosphogluconate Deacuteshydrogeacutenase)
TrisA 10 ml MgC12 (OSM) 15 ml 6Phosphogluconate 20 mg puis ajouter avant coloration NADP 1 01 ml PMS 01 ml NET 02 ml tvm 02 ml +Agar dans Tris A tiegravede 10 ml
GPI (Glucose-Phosphate Isomeacuterase)
Tris A 10 ml MgC12 (O5Ivi) 1 ml Fructose 6P 10 mg puis ajouter avant coloration NADP 1 05 ml PMS 05 ml NET 05 ml MTT 05 ml G6PDH 6~Ll ou 17u +Agar dans Tris A tiegravede 10 ml
LAP (Leucine-aminopeptidase)
Tris-Malate 90 ml preacutechauffeacute agrave 30degC MnCl2 (01r1) 1 ml MgCl2 (05lvf) 1 ml Lleucilj3Naphthylamine 15 agrave 20 mg incubation 30 min agrave 37degC ajouter avant coloration Fast Gamet GBC 60 mg dilueacute dans quelques gouttes de Tris-Malate (manipuler ce produit avec des gants)
ME (Malice-Enzyme)
Tris A 10 ml MgCl2 (O5~1) 15 ml AcMalique (2tv1) 1 ml puis ajouter avant coloration NADP 1 01 ml PMS 03 ml NET 07 ml MTT 07 ml +Agar dans Tris A tiegravede 10 ml
PGM (phosphoglucoMutase)
Tris A 10 ml MgCl2 (05)11) 1 ml Glucose IP (+15 diP) 100 mg puis ajouter avant coloration NADP 1 05 ml PMS 05 ml NET 05 ml lvITT 05 ml G6PDH 6~1l ou 17u +Agar dans Tris A tiegravede 10 ml
42
9
----- - - - _----- - -
W~--shy
ANNEXEV
Tempeacutelllture il linterface eaumiddotseacutediment au site du Dlilec
17 T middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot-middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot-middot_middotmiddotmiddotmiddot-middot-middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot-middot--middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot-middotmiddot--- - -- ----_--- -- - shy
16 +--- ---------- --__--shy
15 --- -- ---- - --- middot - middot-middotmiddot-middotmiddotmiddot-middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot_-middot-middot -middotmiddotmiddotmiddot-middot-middot-middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot-middotmiddot middotTt~hl~ - ------ Ecirc 14 - - -- --------- ---middot---middot-middotmiddot-middot-middot-trrfo-r~~wbWljl~I~~~--------------t-------------iiiiJiI~i~L--_-----------------------8 12 YrljVWfAI--shy --shy - shy _-----------------------------
middotmiddot-middotmiddot~IImiddot middotmiddot-middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot-middotmiddotmiddotmiddot-middot --middotmiddot--shy - ------------_- ----------11 t-middot
10 ~~--shy --- ----_-- - -- - - ------------_-
~ ~ ~ ~ 3 5 = 3 -~ shy
~ ~ = ~ ~ ~ 7 ~ 7 7 ~ ~ lt lt jf ~ r- ~ C t- C ~ oA C 0 0 0 0 ~ shy0 0 N
~
Tempeacutelllture il linterfue eau-seacutediment il la pointe de lAnnorique
11 ~ li ~ ~ ~ ~ ~ of j ~ ~ i ~ f N M ~ M ecirc ~ M
(donneacutees LR-i CvRS D1513 Faculteacute des Sciences Brest)
43
ANNEXEVI
TENEURS EN QUELQUES METAUX LOURS DANS LES GONADES DOURSINS DE LA RADE DE BREST
1Armorique (n=7) lIurloux (n=8) Deliee (n=8) 1
Fer (Fe) mgfKg 2869plusmn141O 531plusmn438 410plusmn250 1
lt 02Plomb (Pb) mgfKg O75plusmnO24 026plusmnO18
Cuivre (Cu) mgfKg O76plusmnO33 030plusmnO Il 045plusmnO42
Cadmium (Cd) mgIKg 396plusmnO55464plusmn125 463+12
Zinc (Zn) mgfKg 3563plusmn2828 1811=1241 1528plusmn1506 i
1
Mercure (Hg) mgfKg 026plusmnO12 018plusmnO08 020plusmnO13 1
(donneacutees Laboratoire lvllmicipal de Brest 16 rue Alexandre Ribot - J928iuml BREST Cedex Ofi0894)
ANNEXE VII
Agents toxiques essayeacutes pour leur toxiciteacute sur le deacuteveloppement la reproduction
et pour leur toxiciteacute geacuteneacutetique sur les embryons et le sperme doursins
(dapregraves PAGAl~O et al 1987)
Classe d aogents___+-____Agent=-s____~r__---Reacute~feacuterences___--1
1 Agents Physiques Rayons X RUST AD 1959 Rayons r GIORDANO et al 1983 Lumiegravere visible PAUL et al 1970
SPECK et al 1980
II Agents chimiques A Inorganiques Arsenic PAGANO et al 1982a
Beacuteryllium GIORDAlIO et al 1983 Cadmium PAGANO et al 1982b Chrome PAGA1-iO et al 1983a Cuivre HESLINGA 1976
PAGANO et al 1986 Mercure KOBA YASHI 1980 Nickel GIORDANO et al 1982 Changements de pH PAGANO et al 1985a 1985b
CIPPOLARO et al 1986 DUBE et al 1985
Zinc GIORDANO et al 1983 PAGANO et al 1986
B 1 Organiques 1 - Polluants industriels Peacutetrole dispersants du peacutetrole HAGSTROM et LONNING 1976
Pesticides organochloreacutes FALK-PETERSEN1979 BRESCH-ARENDT 1977
Styregravene et deacuteriveacutes PAGANO et al 1978 Dipheacuteny1 dipheacutenyl ether PAGANO et al 1983b PCBs ADAMS 1983
PAGANO et al 1985c
2 - Canceacuterigegravenes Acridines BRACHET 1968 Benzo(a)pyregravenes DE ANGELIS et GIORDANO
1974 HOSE et al 1983
712 dimeacutethy1benz( a)anthracegravene DE ANGELIS et GIORDkIO 1974
TPA (phorbol ester) BRESCH--RENDT 1978 Urethane NAKASHIMA et ISHIKAWA
1978 3 - Composeacutes pharmaceutiques Agents antineacuteop1astiques REN1llLARD et al 1975
WANG et al 1977 Thalidomide HAGSTROM et LONNING 1973 Acide nalidixique CZ1TN etaI 1981 Povidone iodine ROZENKRANZ et al 1980
III Meacutelanges KOBAYASHl 1971 1984 KINAE et al 1981 OSHIDA et al 1981 DINNEL et al 1981
LES MEacuteTAUX LOURDS DES PRODUITS MAnlNS AUX CONSOMMATEURS
(Les v(Jlours m6us uang ce
Ooso quotishydienne
Il eacutecossai ro fi lhomme
(ell IlIl)
Dose toxique
pOUf lIl(Hl li)] Il
(1)
)OllS
adIJ1ilUuml
dan~ 1es al ililUlllS
(1l1Uk~raquo
EltlU ltIll Ilwr (111]1)
AlrJucs (lilgkJ )
Mollusques (IlIUkg)
Cfuslncocircs (11111111)
Poissons (muka)
Arsenic
001 ~O 02 mg
III 70 1119 1 SOllt mOrlols
0002-0001
014-1
7 -120
15 17 (rwvolln)
25-75 (oOndill)
LI ore
100 Illoi
I(i
04-20
1 (moulu)
025 15 (11111 l 1 IcircIl )
020
tilJlcilU sont les plus
CildmIcircUIll
30 mu so1l1 toxiquuumls
f()i~5()1l
1 Molluoque
rshy1
01
00006
01 i-3
Chromo
VI WO Ill) Cr ~()Ilt IIHHlelr
01
000005
002 -1
er1llllent rellcontreacutees dlIls les publications ctuel
Cuivre
2 mg
25 fi sont IllOrlel
Poisson li
Mollusqull 110
0003-001
17-124
GO-900 (Iluitru)
20-90 (convoi)
l5-G (1 lion)
Mercure
Poisson jusqul 07
0000 03
----_
O02G-O2
004
01 middot10
Plomb
moi
0000 03
05 9
28-6 (huicirctre)
~- ----shy01-23
(tHlllllnrl)
O3-G
Seacuteleacutenium
3
000009
02-01
Zinc
6- 10 mg
35
0001-001
il2-Hi)
100-1 GOO (lIl1illO)
122-18 1 (1Il1IrlllI)
02middot1 200 (llilrell~1 )
---------- ----shy
fi (JIIIIUIIIaS
Les doses admissibles dilfl~ les aliments sonl exprillleacutees en millilrammes par kilogramme daliment
Les concclltrations daJis les produits rnHIcirclls sont (ouloS oxprilllUcircfS CIl lllilliJtallHllCS pM kilonriltlHlw do Illnliegravero segravecho
Chnque (ois qlll cela a ugravet possillln on il if)diqur~ entre p1fef)lhegravesos dnns qllJllc csplco nvait ocirctri trouveacutee ln plus (orte dosn
(1) [n CilS diumlnDntioll Cil IIlle scule (ois (SOllfce Rapport du Groupe Irleflilinisteacuterid des prohl~llIes de Pollution de la Mer 1(73)
EXTRAITS DE lA CIRCUlAIRE DU 13 MAl 1991
Circulaire du Ministegravere de lEnvironnement creacuteant les contrats de baie
Les eaux inorales franccedilaises doivent se situer en permanence agrave un niveau de qualiteacute suffisant pour ne pas mettre en peacuteril les eacutecosystegravemes cocirctiers qui constituent un eacuteleacutement majeur du patrimoine eacutecologique national ()
Lapproche retenue rient compte de la diversiteacute et de la complexiteacute des situations rencontreacutees ie long des cocirctes franccedilaises Certains SeCIeurs son principalement affecteacutes par des pollutions chimiques (meacutetaux etou composeacutes organiques ( )
De plus les pheacutenoTregravenes regroupeacutes sous une mecircme appeiation (egraveystrophies marines par exemple) reacutesJltent r jait de meacutecanismes diffeacuterents dont les c1uses et les facteurs de maitrise dofent ecirctre deacutetermineacutes dans chaque cas particJpr afin decirctre certain de mettre en oeuvre au plus juste coucirct des remegravedes efficaces ( j
n apparaft au corraire que pour chaque secteur C littorc oi une action est neacutecessaire a soluor adeacutequate ne peut ecirctre trouveacutee cu au niveat loca~ en associant tous les resporsables co-erneacutes Un outil nouveau est proposeacute le Contrat de Baie dont linitiative peut br= prise par lEtat mais aussi par dautrs acteurs (collectiviteacutes locales cssociatiors rotamment) ()
Chaque Cartrat de 3aie doit correspondre agrave une uniteacute middot-orale rmogegravene ()
Puisque la lutte ccr-se la pollution des eaux littorales ne peut ecircrr= efficace que par la prise
en compte des apports de Jensemble du bassin versant le Contrat de Baie doit ecirctre eacutelaboreacute agrave ce niveau
Pour eacuteviter ces eacutecueils tout Contrat de Baie devra reposer sur une connaissance aussi preacutecise que possible
bull de lensemble des sources de poiJution affectant le secteur rejets coners (ponctuels ou diffus) apports par les cours deau immersions de deacuteblais de dragage etc
bull des meacutecanismes de transfert des pollutions au milieu marin
bull des caracteacuteristiques du milieu reacutecepteur (morphologie courants caracteacuteris-tiques hvdrochimiques et biologiques)
bull des USIlges agrave proteacuteger et des zones sensibles du point de vue eacutecologique
Puisque lameacutelioration de la qualiteacute des eaux dun secteur du littoral implique de deacutefinir un programme concernant lensemble du bassin versant la maicirctrise douvrage de leacutetude ne pourra en geacuteneacuteral ecirctre confieacutee qu acirc une collectiviteacute locale de niveau supra shycommunal ()
L finaii du Contrat de Baie est dinciter les divers panenaires concerneacutes en particuer es coliegrave-ivieacutes locales agrave deacutepasser le cadre des scheacutemas classiques dassainissement dans tcs les cas c des dispositions speacutecifiques doivent ecirctre prises pour restaurer la qualiteacute des eaux (
des lalVes obselVeacutees pour le site de Marloux des bacteacuteries pathogegravenes preacutesentes dans les
gonades peuvent secirctre deacuteveloppeacutees pendant la peacuteriode dincubation
Les reacutesultats de lanalyse geacuteneacutetique trahissent un deacuteficit en heacuteteacuterozygotes important sur le
site de la pointe de lAnnorique Ce deacuteficit freacutequemment rencontreacute chez les mollusques
bivalves (Buroker 1983~ Singh amp Green 1984) et dautres inverteacutebreacutes marins (Murphy et al
1975 Day amp Bayne 1988) peut avoir plusieurs significations il sagit soit de la preacutesence
dallegraveles silencieux (1) soit dun pheacutenomegravene dinbreeding (2) soit dM effet Wahlund (3) ou
encore du reacutesultat de la pression de seacutelection exerceacutee par les facteurs eacutenonceacutes plus haut (4)
(1) Lhypothegravese de la preacutesence dallegraveles nuls lo est peu probable eacutetant donneacute le nombre de
loci preacutesentant un excegraves dhomozygotes
(2) Le pheacutenomegravene dautofeacutecondation nest pas agrave eacutecarter car des cas dhermaphrodisme
certes peu freacutequents ont deacutejagrave eacuteteacute rapporteacutes sur ce mecircme site (Neefs 1952) Leacuteventualiteacute que
les gegravenes impliqueacutes ne soient pas porteacutes par des chromosomes autosomaux na pas eacuteteacute veacuterifieacutee
(3) Les conditions dhydrodynamisme sexerccedilant sur cette zone peuvent ecirctre invoqueacutees pour
venir conforter la thegravese dun effet Wahlund (conseacutequence dun eacutechantillonnage effectueacute sur
deux sous-eacutechantillons dun mecircme site se comportant comme des populations Mendelliennes
seacutepareacutees)
(4) Une seacutelection exerceacutee par les conditions du milieu reste le)plication la plus probable
Cette influence des facteurs environnementaux comme la preacutesence de meacutetaux mentionneacutee
preacuteceacutedemment sexerce pendant la vie lalVaire peacutelagique mais surtout durant la phase critique
de la meacutetamorphose et les eacutetapes qui suivent le recrutement La meacutetamorphose chez les oursins
sulVient apregraves une peacuteriode variable de vie lalVaire pouvant durer selon les espegraveces et les
conditions entre 5 et 22 semaines (Strathmann 1987) ce qui expose les larves agrave de nombreux
aleacuteas Certains auteurs eacutevoquent limportance du recrutement comme facteur dheacuteteacuterogeacuteneacuteiteacute
geacuteneacutetique entre populations (Watts et al 1990) Or une eacutetude comparative des populations
des deux sites concerneacutes a montreacute une forte irreacutegulariteacute du recrutement dans la population de
Marloux par rapport agrave celle de la pointe de lAnnorique (Lumingas amp Guillou sous presse)
Ces auteurs imputent ce pheacutenomegravene au spectaculaire deacuteveloppement dalgues qui apparaicirct
IOallegravele nul (ou silencieux) est dit dun allegravele qui ne sexprime pas sur le gel
31
chaque anneacutee sur ce site agrave la faveur des apports fluviaux en eacuteleacutements nutritifs Dune part il
inhiberait laction attractive du maeumlrl dautre part la deacutecomposition de ces veacutegeacutetaux agrave
lautomne provoquerait la mortaliteacute des recrues en reacuteduisant la couche superficielle du seacutediment
et entraicircnerait le deacuteveloppement dun film bacteacuterien empecircchant 1a fixation des post~larves Le
site de la pointe de lArmorique semble au contraire avoir des recrutements reacuteguliers
Les groupes de recrues connaissent donc des destins diffeacuterents sur les deux sites ce qui
pourrait expliquer les diffeacuterences dheacuteteacuterozygotie observeacutees
Pour confirmer cette hypothegravese il conviendrait de comparer des eacutechantillons plus grands
dindividus de mecircme agravege correspondant agrave une peacuteriode ougrave le recrutement a eacuteteacute bon sur les deux
sites voire mecircme de comparer directement les geacutenotypes des jeunes individus recruteacutes dans les
deux sites Dautre part la comparaison du site de la pointe de lArmorique avec celui du
Dellec pourrait fournir des indications importantes pour confirmer lhypothegravese de lexistence
dune pression de seacutelection
V 1CONCLUSION
Leacutetude des phases de reproduction et deacuteveloppement larvaire des populations doursins de
la Rade de Brest met en eacutevidence des troubles fonctionnels chez les populations du bassin
Nord proches de la zone portuaire en particulier sur le site de la pointe de lArmorique qui
contraste avec les bons reacutesultats obtenus pour le site du Dellec sous influence oceacuteanique La
convergence des donneacutees de geacuteneacutetique avec les reacutesultats observeacutes confirme la validiteacute de la
meacutethode utiliseacutee et renforce la fiabiliteacute de Sgranularis comme bioindicateur
Les causes de ces deacuteregraveglements sont sans doute multiples aussi ce travail meacuterite-t-il un suivi
agrave plus long terme Leacuterude des diffeacuterents paramegravetres influenccedilant les conditions de vie des
oursins de la pointe de lArmorique (tempeacuterarure saliniteacute seacutedimentologie biomasse matiegravere
organique ) ainsi que des essais de transplantations in situ dindividus sains devraient
permettre de mieux preacuteciser les facteurs responsables de ces perturbations
Quant aux premiers reacutesultats danalyses des teneurs en meacutetaux lourds du Laboratoire
Municipal ils devraient ecirctre eacutetendus agrave dautres parties du corps (test intestin) et effectueacutes sur
un cycle annuel y compris sur le site des Gleacutenan
32
VI 1BffiLIOGRAPHIE
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ANNEXEI
SCHEIHA DU PROTOCOLE EXPERThlENTAL DES TESTS DE FECONDATION IN VITRO
oursin9 gonades
~ eau ae mer 1iltreacutee (045I-lm)
soies (200l-lm)
Dfiltration
eau de mer filtreacutee (045I-lm)
deacutecantation ovocytes
oursin ltJ ---+ gonades -
filtration soies (60~m) ~
D~
middot middot middot middot
30 ml bd
lavages et dilutions
1 1 1 1 1 1
bull bull bull bull bullbull ~
~~~ ~
env 1500 ovocytesml
m~ 1
env 50 ovocytesml
39
AtlNEXE II
ELECTROPHORESE
Installation des eacutechantillons
a coupe pratiqueacutee dans le gel b eacutechantillons
Montage du circuit
a tampon deacutelectrodes b eacuteponges c eacutelectrodes relieacutees au geacuteneacuterateur d ligne dinsertion des eacutechantillons
40
ANNEXEIll
PREPARATION DES SOLUfIONS DELECTROPHORESE
Tampon Tris Citrate pH 8 (TC 8)
- Electrodes Tris (062M) 756 g
Ac citrique (014M) 300 g eau distilleacutee qsp 1 l
- Gel 30 ml de tampon eacutelectrodes dans 900 ml deau distilleacutee
ajuster agrave pH 8 avec du Tris (lM) ou de lacide citrique (lM)
Tampon discontinu Tris Citrate pH 67 (TC 67)
- Electrodes pH 63 Tris (022M) 270 g
Ac citrique (008M) 180 g eau distilleacutee q sp 1 1
ajuster agrave pH 63 avec du Tris (lM) ou de lacide citrique (lM) - Gel pH 67
Tris (0008M) 097 g Ac citrique H20 (0003M) 063 g
eau distilleacutee qsp 1 1 ajuster agrave pH 67 avec du Tris (lM) ou de lacide citrique (lM)
Reacutesolution obtenue par systegraveme enzymatique
Muscle Tube Digestif Gonades Nbre Locus TCPH8 TC pH TC pH 8 1 TC pH li TC pH 8 1 TC pH dallegraveles
67 67 1 67
AAT-1 +
AAT-2 + 2
GPD-l IDH-1 + + + +
LAP-1
l1DH-1 ++ )
l1DH-2 +++ ++ 2 ME-l + 2 ME-2 + ++ 3
PGD-1 ++ + 6 PGI-1 +_
- ++ ++ 4
PGM-1 + + 3 PGM-2 +++ ++ 4
bull Faible ++ Bonne + Moyenne +++ Tregraves bonne
41
ANNEXE IV
SOLUTIONS DE COLORATIONS
AAT (Aspartate-aminotransfeacuterase)
Tris A 80 ml AccxCeacutetoGlutarique 100 mg Ac Aspartique 200 mg Phosphate de pyridoxal 10 mg dissoudre veacuterifier que pH lt 74 (ajuster avec Tris LM) verser et incuber agrave 37degC pendant 15 min puis ajouter Fast Blue BB 100 mg
IDH (Isocitrate deacuteshydrogeacutenase)
Tris A 70 ml Isocitrate (0 lM) 8 ml MnCl2 (025M) 06 ml MgC12 (OSM) 05 ml ajouter avant coloration Isocitrate (poudre) 10 mg NADP 1 2 ml PMS 1 ml NET 1 ml lvITT 05 ml
MDH (Malate Deacuteshydrogeacutenase)
Tris A 10 ml MgCl2 (OSM) 02 ml Ac Malique (2M) 3 ml NAD 1 15 ml puis ajouter avant coloration PMS 03 ml NET 07 ml MTT 07 ml +Agar dans Tris A tiegravede 10 ml
6PGD (6Phosphogluconate Deacuteshydrogeacutenase)
TrisA 10 ml MgC12 (OSM) 15 ml 6Phosphogluconate 20 mg puis ajouter avant coloration NADP 1 01 ml PMS 01 ml NET 02 ml tvm 02 ml +Agar dans Tris A tiegravede 10 ml
GPI (Glucose-Phosphate Isomeacuterase)
Tris A 10 ml MgC12 (O5Ivi) 1 ml Fructose 6P 10 mg puis ajouter avant coloration NADP 1 05 ml PMS 05 ml NET 05 ml MTT 05 ml G6PDH 6~Ll ou 17u +Agar dans Tris A tiegravede 10 ml
LAP (Leucine-aminopeptidase)
Tris-Malate 90 ml preacutechauffeacute agrave 30degC MnCl2 (01r1) 1 ml MgCl2 (05lvf) 1 ml Lleucilj3Naphthylamine 15 agrave 20 mg incubation 30 min agrave 37degC ajouter avant coloration Fast Gamet GBC 60 mg dilueacute dans quelques gouttes de Tris-Malate (manipuler ce produit avec des gants)
ME (Malice-Enzyme)
Tris A 10 ml MgCl2 (O5~1) 15 ml AcMalique (2tv1) 1 ml puis ajouter avant coloration NADP 1 01 ml PMS 03 ml NET 07 ml MTT 07 ml +Agar dans Tris A tiegravede 10 ml
PGM (phosphoglucoMutase)
Tris A 10 ml MgCl2 (05)11) 1 ml Glucose IP (+15 diP) 100 mg puis ajouter avant coloration NADP 1 05 ml PMS 05 ml NET 05 ml lvITT 05 ml G6PDH 6~1l ou 17u +Agar dans Tris A tiegravede 10 ml
42
9
----- - - - _----- - -
W~--shy
ANNEXEV
Tempeacutelllture il linterface eaumiddotseacutediment au site du Dlilec
17 T middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot-middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot-middot_middotmiddotmiddotmiddot-middot-middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot-middot--middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot-middotmiddot--- - -- ----_--- -- - shy
16 +--- ---------- --__--shy
15 --- -- ---- - --- middot - middot-middotmiddot-middotmiddotmiddot-middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot_-middot-middot -middotmiddotmiddotmiddot-middot-middot-middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot-middotmiddot middotTt~hl~ - ------ Ecirc 14 - - -- --------- ---middot---middot-middotmiddot-middot-middot-trrfo-r~~wbWljl~I~~~--------------t-------------iiiiJiI~i~L--_-----------------------8 12 YrljVWfAI--shy --shy - shy _-----------------------------
middotmiddot-middotmiddot~IImiddot middotmiddot-middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot-middotmiddotmiddotmiddot-middot --middotmiddot--shy - ------------_- ----------11 t-middot
10 ~~--shy --- ----_-- - -- - - ------------_-
~ ~ ~ ~ 3 5 = 3 -~ shy
~ ~ = ~ ~ ~ 7 ~ 7 7 ~ ~ lt lt jf ~ r- ~ C t- C ~ oA C 0 0 0 0 ~ shy0 0 N
~
Tempeacutelllture il linterfue eau-seacutediment il la pointe de lAnnorique
11 ~ li ~ ~ ~ ~ ~ of j ~ ~ i ~ f N M ~ M ecirc ~ M
(donneacutees LR-i CvRS D1513 Faculteacute des Sciences Brest)
43
ANNEXEVI
TENEURS EN QUELQUES METAUX LOURS DANS LES GONADES DOURSINS DE LA RADE DE BREST
1Armorique (n=7) lIurloux (n=8) Deliee (n=8) 1
Fer (Fe) mgfKg 2869plusmn141O 531plusmn438 410plusmn250 1
lt 02Plomb (Pb) mgfKg O75plusmnO24 026plusmnO18
Cuivre (Cu) mgfKg O76plusmnO33 030plusmnO Il 045plusmnO42
Cadmium (Cd) mgIKg 396plusmnO55464plusmn125 463+12
Zinc (Zn) mgfKg 3563plusmn2828 1811=1241 1528plusmn1506 i
1
Mercure (Hg) mgfKg 026plusmnO12 018plusmnO08 020plusmnO13 1
(donneacutees Laboratoire lvllmicipal de Brest 16 rue Alexandre Ribot - J928iuml BREST Cedex Ofi0894)
ANNEXE VII
Agents toxiques essayeacutes pour leur toxiciteacute sur le deacuteveloppement la reproduction
et pour leur toxiciteacute geacuteneacutetique sur les embryons et le sperme doursins
(dapregraves PAGAl~O et al 1987)
Classe d aogents___+-____Agent=-s____~r__---Reacute~feacuterences___--1
1 Agents Physiques Rayons X RUST AD 1959 Rayons r GIORDANO et al 1983 Lumiegravere visible PAUL et al 1970
SPECK et al 1980
II Agents chimiques A Inorganiques Arsenic PAGANO et al 1982a
Beacuteryllium GIORDAlIO et al 1983 Cadmium PAGANO et al 1982b Chrome PAGA1-iO et al 1983a Cuivre HESLINGA 1976
PAGANO et al 1986 Mercure KOBA YASHI 1980 Nickel GIORDANO et al 1982 Changements de pH PAGANO et al 1985a 1985b
CIPPOLARO et al 1986 DUBE et al 1985
Zinc GIORDANO et al 1983 PAGANO et al 1986
B 1 Organiques 1 - Polluants industriels Peacutetrole dispersants du peacutetrole HAGSTROM et LONNING 1976
Pesticides organochloreacutes FALK-PETERSEN1979 BRESCH-ARENDT 1977
Styregravene et deacuteriveacutes PAGANO et al 1978 Dipheacuteny1 dipheacutenyl ether PAGANO et al 1983b PCBs ADAMS 1983
PAGANO et al 1985c
2 - Canceacuterigegravenes Acridines BRACHET 1968 Benzo(a)pyregravenes DE ANGELIS et GIORDANO
1974 HOSE et al 1983
712 dimeacutethy1benz( a)anthracegravene DE ANGELIS et GIORDkIO 1974
TPA (phorbol ester) BRESCH--RENDT 1978 Urethane NAKASHIMA et ISHIKAWA
1978 3 - Composeacutes pharmaceutiques Agents antineacuteop1astiques REN1llLARD et al 1975
WANG et al 1977 Thalidomide HAGSTROM et LONNING 1973 Acide nalidixique CZ1TN etaI 1981 Povidone iodine ROZENKRANZ et al 1980
III Meacutelanges KOBAYASHl 1971 1984 KINAE et al 1981 OSHIDA et al 1981 DINNEL et al 1981
LES MEacuteTAUX LOURDS DES PRODUITS MAnlNS AUX CONSOMMATEURS
(Les v(Jlours m6us uang ce
Ooso quotishydienne
Il eacutecossai ro fi lhomme
(ell IlIl)
Dose toxique
pOUf lIl(Hl li)] Il
(1)
)OllS
adIJ1ilUuml
dan~ 1es al ililUlllS
(1l1Uk~raquo
EltlU ltIll Ilwr (111]1)
AlrJucs (lilgkJ )
Mollusques (IlIUkg)
Cfuslncocircs (11111111)
Poissons (muka)
Arsenic
001 ~O 02 mg
III 70 1119 1 SOllt mOrlols
0002-0001
014-1
7 -120
15 17 (rwvolln)
25-75 (oOndill)
LI ore
100 Illoi
I(i
04-20
1 (moulu)
025 15 (11111 l 1 IcircIl )
020
tilJlcilU sont les plus
CildmIcircUIll
30 mu so1l1 toxiquuumls
f()i~5()1l
1 Molluoque
rshy1
01
00006
01 i-3
Chromo
VI WO Ill) Cr ~()Ilt IIHHlelr
01
000005
002 -1
er1llllent rellcontreacutees dlIls les publications ctuel
Cuivre
2 mg
25 fi sont IllOrlel
Poisson li
Mollusqull 110
0003-001
17-124
GO-900 (Iluitru)
20-90 (convoi)
l5-G (1 lion)
Mercure
Poisson jusqul 07
0000 03
----_
O02G-O2
004
01 middot10
Plomb
moi
0000 03
05 9
28-6 (huicirctre)
~- ----shy01-23
(tHlllllnrl)
O3-G
Seacuteleacutenium
3
000009
02-01
Zinc
6- 10 mg
35
0001-001
il2-Hi)
100-1 GOO (lIl1illO)
122-18 1 (1Il1IrlllI)
02middot1 200 (llilrell~1 )
---------- ----shy
fi (JIIIIUIIIaS
Les doses admissibles dilfl~ les aliments sonl exprillleacutees en millilrammes par kilogramme daliment
Les concclltrations daJis les produits rnHIcirclls sont (ouloS oxprilllUcircfS CIl lllilliJtallHllCS pM kilonriltlHlw do Illnliegravero segravecho
Chnque (ois qlll cela a ugravet possillln on il if)diqur~ entre p1fef)lhegravesos dnns qllJllc csplco nvait ocirctri trouveacutee ln plus (orte dosn
(1) [n CilS diumlnDntioll Cil IIlle scule (ois (SOllfce Rapport du Groupe Irleflilinisteacuterid des prohl~llIes de Pollution de la Mer 1(73)
EXTRAITS DE lA CIRCUlAIRE DU 13 MAl 1991
Circulaire du Ministegravere de lEnvironnement creacuteant les contrats de baie
Les eaux inorales franccedilaises doivent se situer en permanence agrave un niveau de qualiteacute suffisant pour ne pas mettre en peacuteril les eacutecosystegravemes cocirctiers qui constituent un eacuteleacutement majeur du patrimoine eacutecologique national ()
Lapproche retenue rient compte de la diversiteacute et de la complexiteacute des situations rencontreacutees ie long des cocirctes franccedilaises Certains SeCIeurs son principalement affecteacutes par des pollutions chimiques (meacutetaux etou composeacutes organiques ( )
De plus les pheacutenoTregravenes regroupeacutes sous une mecircme appeiation (egraveystrophies marines par exemple) reacutesJltent r jait de meacutecanismes diffeacuterents dont les c1uses et les facteurs de maitrise dofent ecirctre deacutetermineacutes dans chaque cas particJpr afin decirctre certain de mettre en oeuvre au plus juste coucirct des remegravedes efficaces ( j
n apparaft au corraire que pour chaque secteur C littorc oi une action est neacutecessaire a soluor adeacutequate ne peut ecirctre trouveacutee cu au niveat loca~ en associant tous les resporsables co-erneacutes Un outil nouveau est proposeacute le Contrat de Baie dont linitiative peut br= prise par lEtat mais aussi par dautrs acteurs (collectiviteacutes locales cssociatiors rotamment) ()
Chaque Cartrat de 3aie doit correspondre agrave une uniteacute middot-orale rmogegravene ()
Puisque la lutte ccr-se la pollution des eaux littorales ne peut ecircrr= efficace que par la prise
en compte des apports de Jensemble du bassin versant le Contrat de Baie doit ecirctre eacutelaboreacute agrave ce niveau
Pour eacuteviter ces eacutecueils tout Contrat de Baie devra reposer sur une connaissance aussi preacutecise que possible
bull de lensemble des sources de poiJution affectant le secteur rejets coners (ponctuels ou diffus) apports par les cours deau immersions de deacuteblais de dragage etc
bull des meacutecanismes de transfert des pollutions au milieu marin
bull des caracteacuteristiques du milieu reacutecepteur (morphologie courants caracteacuteris-tiques hvdrochimiques et biologiques)
bull des USIlges agrave proteacuteger et des zones sensibles du point de vue eacutecologique
Puisque lameacutelioration de la qualiteacute des eaux dun secteur du littoral implique de deacutefinir un programme concernant lensemble du bassin versant la maicirctrise douvrage de leacutetude ne pourra en geacuteneacuteral ecirctre confieacutee qu acirc une collectiviteacute locale de niveau supra shycommunal ()
L finaii du Contrat de Baie est dinciter les divers panenaires concerneacutes en particuer es coliegrave-ivieacutes locales agrave deacutepasser le cadre des scheacutemas classiques dassainissement dans tcs les cas c des dispositions speacutecifiques doivent ecirctre prises pour restaurer la qualiteacute des eaux (
chaque anneacutee sur ce site agrave la faveur des apports fluviaux en eacuteleacutements nutritifs Dune part il
inhiberait laction attractive du maeumlrl dautre part la deacutecomposition de ces veacutegeacutetaux agrave
lautomne provoquerait la mortaliteacute des recrues en reacuteduisant la couche superficielle du seacutediment
et entraicircnerait le deacuteveloppement dun film bacteacuterien empecircchant 1a fixation des post~larves Le
site de la pointe de lArmorique semble au contraire avoir des recrutements reacuteguliers
Les groupes de recrues connaissent donc des destins diffeacuterents sur les deux sites ce qui
pourrait expliquer les diffeacuterences dheacuteteacuterozygotie observeacutees
Pour confirmer cette hypothegravese il conviendrait de comparer des eacutechantillons plus grands
dindividus de mecircme agravege correspondant agrave une peacuteriode ougrave le recrutement a eacuteteacute bon sur les deux
sites voire mecircme de comparer directement les geacutenotypes des jeunes individus recruteacutes dans les
deux sites Dautre part la comparaison du site de la pointe de lArmorique avec celui du
Dellec pourrait fournir des indications importantes pour confirmer lhypothegravese de lexistence
dune pression de seacutelection
V 1CONCLUSION
Leacutetude des phases de reproduction et deacuteveloppement larvaire des populations doursins de
la Rade de Brest met en eacutevidence des troubles fonctionnels chez les populations du bassin
Nord proches de la zone portuaire en particulier sur le site de la pointe de lArmorique qui
contraste avec les bons reacutesultats obtenus pour le site du Dellec sous influence oceacuteanique La
convergence des donneacutees de geacuteneacutetique avec les reacutesultats observeacutes confirme la validiteacute de la
meacutethode utiliseacutee et renforce la fiabiliteacute de Sgranularis comme bioindicateur
Les causes de ces deacuteregraveglements sont sans doute multiples aussi ce travail meacuterite-t-il un suivi
agrave plus long terme Leacuterude des diffeacuterents paramegravetres influenccedilant les conditions de vie des
oursins de la pointe de lArmorique (tempeacuterarure saliniteacute seacutedimentologie biomasse matiegravere
organique ) ainsi que des essais de transplantations in situ dindividus sains devraient
permettre de mieux preacuteciser les facteurs responsables de ces perturbations
Quant aux premiers reacutesultats danalyses des teneurs en meacutetaux lourds du Laboratoire
Municipal ils devraient ecirctre eacutetendus agrave dautres parties du corps (test intestin) et effectueacutes sur
un cycle annuel y compris sur le site des Gleacutenan
32
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38
ANNEXEI
SCHEIHA DU PROTOCOLE EXPERThlENTAL DES TESTS DE FECONDATION IN VITRO
oursin9 gonades
~ eau ae mer 1iltreacutee (045I-lm)
soies (200l-lm)
Dfiltration
eau de mer filtreacutee (045I-lm)
deacutecantation ovocytes
oursin ltJ ---+ gonades -
filtration soies (60~m) ~
D~
middot middot middot middot
30 ml bd
lavages et dilutions
1 1 1 1 1 1
bull bull bull bull bullbull ~
~~~ ~
env 1500 ovocytesml
m~ 1
env 50 ovocytesml
39
AtlNEXE II
ELECTROPHORESE
Installation des eacutechantillons
a coupe pratiqueacutee dans le gel b eacutechantillons
Montage du circuit
a tampon deacutelectrodes b eacuteponges c eacutelectrodes relieacutees au geacuteneacuterateur d ligne dinsertion des eacutechantillons
40
ANNEXEIll
PREPARATION DES SOLUfIONS DELECTROPHORESE
Tampon Tris Citrate pH 8 (TC 8)
- Electrodes Tris (062M) 756 g
Ac citrique (014M) 300 g eau distilleacutee qsp 1 l
- Gel 30 ml de tampon eacutelectrodes dans 900 ml deau distilleacutee
ajuster agrave pH 8 avec du Tris (lM) ou de lacide citrique (lM)
Tampon discontinu Tris Citrate pH 67 (TC 67)
- Electrodes pH 63 Tris (022M) 270 g
Ac citrique (008M) 180 g eau distilleacutee q sp 1 1
ajuster agrave pH 63 avec du Tris (lM) ou de lacide citrique (lM) - Gel pH 67
Tris (0008M) 097 g Ac citrique H20 (0003M) 063 g
eau distilleacutee qsp 1 1 ajuster agrave pH 67 avec du Tris (lM) ou de lacide citrique (lM)
Reacutesolution obtenue par systegraveme enzymatique
Muscle Tube Digestif Gonades Nbre Locus TCPH8 TC pH TC pH 8 1 TC pH li TC pH 8 1 TC pH dallegraveles
67 67 1 67
AAT-1 +
AAT-2 + 2
GPD-l IDH-1 + + + +
LAP-1
l1DH-1 ++ )
l1DH-2 +++ ++ 2 ME-l + 2 ME-2 + ++ 3
PGD-1 ++ + 6 PGI-1 +_
- ++ ++ 4
PGM-1 + + 3 PGM-2 +++ ++ 4
bull Faible ++ Bonne + Moyenne +++ Tregraves bonne
41
ANNEXE IV
SOLUTIONS DE COLORATIONS
AAT (Aspartate-aminotransfeacuterase)
Tris A 80 ml AccxCeacutetoGlutarique 100 mg Ac Aspartique 200 mg Phosphate de pyridoxal 10 mg dissoudre veacuterifier que pH lt 74 (ajuster avec Tris LM) verser et incuber agrave 37degC pendant 15 min puis ajouter Fast Blue BB 100 mg
IDH (Isocitrate deacuteshydrogeacutenase)
Tris A 70 ml Isocitrate (0 lM) 8 ml MnCl2 (025M) 06 ml MgC12 (OSM) 05 ml ajouter avant coloration Isocitrate (poudre) 10 mg NADP 1 2 ml PMS 1 ml NET 1 ml lvITT 05 ml
MDH (Malate Deacuteshydrogeacutenase)
Tris A 10 ml MgCl2 (OSM) 02 ml Ac Malique (2M) 3 ml NAD 1 15 ml puis ajouter avant coloration PMS 03 ml NET 07 ml MTT 07 ml +Agar dans Tris A tiegravede 10 ml
6PGD (6Phosphogluconate Deacuteshydrogeacutenase)
TrisA 10 ml MgC12 (OSM) 15 ml 6Phosphogluconate 20 mg puis ajouter avant coloration NADP 1 01 ml PMS 01 ml NET 02 ml tvm 02 ml +Agar dans Tris A tiegravede 10 ml
GPI (Glucose-Phosphate Isomeacuterase)
Tris A 10 ml MgC12 (O5Ivi) 1 ml Fructose 6P 10 mg puis ajouter avant coloration NADP 1 05 ml PMS 05 ml NET 05 ml MTT 05 ml G6PDH 6~Ll ou 17u +Agar dans Tris A tiegravede 10 ml
LAP (Leucine-aminopeptidase)
Tris-Malate 90 ml preacutechauffeacute agrave 30degC MnCl2 (01r1) 1 ml MgCl2 (05lvf) 1 ml Lleucilj3Naphthylamine 15 agrave 20 mg incubation 30 min agrave 37degC ajouter avant coloration Fast Gamet GBC 60 mg dilueacute dans quelques gouttes de Tris-Malate (manipuler ce produit avec des gants)
ME (Malice-Enzyme)
Tris A 10 ml MgCl2 (O5~1) 15 ml AcMalique (2tv1) 1 ml puis ajouter avant coloration NADP 1 01 ml PMS 03 ml NET 07 ml MTT 07 ml +Agar dans Tris A tiegravede 10 ml
PGM (phosphoglucoMutase)
Tris A 10 ml MgCl2 (05)11) 1 ml Glucose IP (+15 diP) 100 mg puis ajouter avant coloration NADP 1 05 ml PMS 05 ml NET 05 ml lvITT 05 ml G6PDH 6~1l ou 17u +Agar dans Tris A tiegravede 10 ml
42
9
----- - - - _----- - -
W~--shy
ANNEXEV
Tempeacutelllture il linterface eaumiddotseacutediment au site du Dlilec
17 T middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot-middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot-middot_middotmiddotmiddotmiddot-middot-middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot-middot--middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot-middotmiddot--- - -- ----_--- -- - shy
16 +--- ---------- --__--shy
15 --- -- ---- - --- middot - middot-middotmiddot-middotmiddotmiddot-middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot_-middot-middot -middotmiddotmiddotmiddot-middot-middot-middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot-middotmiddot middotTt~hl~ - ------ Ecirc 14 - - -- --------- ---middot---middot-middotmiddot-middot-middot-trrfo-r~~wbWljl~I~~~--------------t-------------iiiiJiI~i~L--_-----------------------8 12 YrljVWfAI--shy --shy - shy _-----------------------------
middotmiddot-middotmiddot~IImiddot middotmiddot-middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot-middotmiddotmiddotmiddot-middot --middotmiddot--shy - ------------_- ----------11 t-middot
10 ~~--shy --- ----_-- - -- - - ------------_-
~ ~ ~ ~ 3 5 = 3 -~ shy
~ ~ = ~ ~ ~ 7 ~ 7 7 ~ ~ lt lt jf ~ r- ~ C t- C ~ oA C 0 0 0 0 ~ shy0 0 N
~
Tempeacutelllture il linterfue eau-seacutediment il la pointe de lAnnorique
11 ~ li ~ ~ ~ ~ ~ of j ~ ~ i ~ f N M ~ M ecirc ~ M
(donneacutees LR-i CvRS D1513 Faculteacute des Sciences Brest)
43
ANNEXEVI
TENEURS EN QUELQUES METAUX LOURS DANS LES GONADES DOURSINS DE LA RADE DE BREST
1Armorique (n=7) lIurloux (n=8) Deliee (n=8) 1
Fer (Fe) mgfKg 2869plusmn141O 531plusmn438 410plusmn250 1
lt 02Plomb (Pb) mgfKg O75plusmnO24 026plusmnO18
Cuivre (Cu) mgfKg O76plusmnO33 030plusmnO Il 045plusmnO42
Cadmium (Cd) mgIKg 396plusmnO55464plusmn125 463+12
Zinc (Zn) mgfKg 3563plusmn2828 1811=1241 1528plusmn1506 i
1
Mercure (Hg) mgfKg 026plusmnO12 018plusmnO08 020plusmnO13 1
(donneacutees Laboratoire lvllmicipal de Brest 16 rue Alexandre Ribot - J928iuml BREST Cedex Ofi0894)
ANNEXE VII
Agents toxiques essayeacutes pour leur toxiciteacute sur le deacuteveloppement la reproduction
et pour leur toxiciteacute geacuteneacutetique sur les embryons et le sperme doursins
(dapregraves PAGAl~O et al 1987)
Classe d aogents___+-____Agent=-s____~r__---Reacute~feacuterences___--1
1 Agents Physiques Rayons X RUST AD 1959 Rayons r GIORDANO et al 1983 Lumiegravere visible PAUL et al 1970
SPECK et al 1980
II Agents chimiques A Inorganiques Arsenic PAGANO et al 1982a
Beacuteryllium GIORDAlIO et al 1983 Cadmium PAGANO et al 1982b Chrome PAGA1-iO et al 1983a Cuivre HESLINGA 1976
PAGANO et al 1986 Mercure KOBA YASHI 1980 Nickel GIORDANO et al 1982 Changements de pH PAGANO et al 1985a 1985b
CIPPOLARO et al 1986 DUBE et al 1985
Zinc GIORDANO et al 1983 PAGANO et al 1986
B 1 Organiques 1 - Polluants industriels Peacutetrole dispersants du peacutetrole HAGSTROM et LONNING 1976
Pesticides organochloreacutes FALK-PETERSEN1979 BRESCH-ARENDT 1977
Styregravene et deacuteriveacutes PAGANO et al 1978 Dipheacuteny1 dipheacutenyl ether PAGANO et al 1983b PCBs ADAMS 1983
PAGANO et al 1985c
2 - Canceacuterigegravenes Acridines BRACHET 1968 Benzo(a)pyregravenes DE ANGELIS et GIORDANO
1974 HOSE et al 1983
712 dimeacutethy1benz( a)anthracegravene DE ANGELIS et GIORDkIO 1974
TPA (phorbol ester) BRESCH--RENDT 1978 Urethane NAKASHIMA et ISHIKAWA
1978 3 - Composeacutes pharmaceutiques Agents antineacuteop1astiques REN1llLARD et al 1975
WANG et al 1977 Thalidomide HAGSTROM et LONNING 1973 Acide nalidixique CZ1TN etaI 1981 Povidone iodine ROZENKRANZ et al 1980
III Meacutelanges KOBAYASHl 1971 1984 KINAE et al 1981 OSHIDA et al 1981 DINNEL et al 1981
LES MEacuteTAUX LOURDS DES PRODUITS MAnlNS AUX CONSOMMATEURS
(Les v(Jlours m6us uang ce
Ooso quotishydienne
Il eacutecossai ro fi lhomme
(ell IlIl)
Dose toxique
pOUf lIl(Hl li)] Il
(1)
)OllS
adIJ1ilUuml
dan~ 1es al ililUlllS
(1l1Uk~raquo
EltlU ltIll Ilwr (111]1)
AlrJucs (lilgkJ )
Mollusques (IlIUkg)
Cfuslncocircs (11111111)
Poissons (muka)
Arsenic
001 ~O 02 mg
III 70 1119 1 SOllt mOrlols
0002-0001
014-1
7 -120
15 17 (rwvolln)
25-75 (oOndill)
LI ore
100 Illoi
I(i
04-20
1 (moulu)
025 15 (11111 l 1 IcircIl )
020
tilJlcilU sont les plus
CildmIcircUIll
30 mu so1l1 toxiquuumls
f()i~5()1l
1 Molluoque
rshy1
01
00006
01 i-3
Chromo
VI WO Ill) Cr ~()Ilt IIHHlelr
01
000005
002 -1
er1llllent rellcontreacutees dlIls les publications ctuel
Cuivre
2 mg
25 fi sont IllOrlel
Poisson li
Mollusqull 110
0003-001
17-124
GO-900 (Iluitru)
20-90 (convoi)
l5-G (1 lion)
Mercure
Poisson jusqul 07
0000 03
----_
O02G-O2
004
01 middot10
Plomb
moi
0000 03
05 9
28-6 (huicirctre)
~- ----shy01-23
(tHlllllnrl)
O3-G
Seacuteleacutenium
3
000009
02-01
Zinc
6- 10 mg
35
0001-001
il2-Hi)
100-1 GOO (lIl1illO)
122-18 1 (1Il1IrlllI)
02middot1 200 (llilrell~1 )
---------- ----shy
fi (JIIIIUIIIaS
Les doses admissibles dilfl~ les aliments sonl exprillleacutees en millilrammes par kilogramme daliment
Les concclltrations daJis les produits rnHIcirclls sont (ouloS oxprilllUcircfS CIl lllilliJtallHllCS pM kilonriltlHlw do Illnliegravero segravecho
Chnque (ois qlll cela a ugravet possillln on il if)diqur~ entre p1fef)lhegravesos dnns qllJllc csplco nvait ocirctri trouveacutee ln plus (orte dosn
(1) [n CilS diumlnDntioll Cil IIlle scule (ois (SOllfce Rapport du Groupe Irleflilinisteacuterid des prohl~llIes de Pollution de la Mer 1(73)
EXTRAITS DE lA CIRCUlAIRE DU 13 MAl 1991
Circulaire du Ministegravere de lEnvironnement creacuteant les contrats de baie
Les eaux inorales franccedilaises doivent se situer en permanence agrave un niveau de qualiteacute suffisant pour ne pas mettre en peacuteril les eacutecosystegravemes cocirctiers qui constituent un eacuteleacutement majeur du patrimoine eacutecologique national ()
Lapproche retenue rient compte de la diversiteacute et de la complexiteacute des situations rencontreacutees ie long des cocirctes franccedilaises Certains SeCIeurs son principalement affecteacutes par des pollutions chimiques (meacutetaux etou composeacutes organiques ( )
De plus les pheacutenoTregravenes regroupeacutes sous une mecircme appeiation (egraveystrophies marines par exemple) reacutesJltent r jait de meacutecanismes diffeacuterents dont les c1uses et les facteurs de maitrise dofent ecirctre deacutetermineacutes dans chaque cas particJpr afin decirctre certain de mettre en oeuvre au plus juste coucirct des remegravedes efficaces ( j
n apparaft au corraire que pour chaque secteur C littorc oi une action est neacutecessaire a soluor adeacutequate ne peut ecirctre trouveacutee cu au niveat loca~ en associant tous les resporsables co-erneacutes Un outil nouveau est proposeacute le Contrat de Baie dont linitiative peut br= prise par lEtat mais aussi par dautrs acteurs (collectiviteacutes locales cssociatiors rotamment) ()
Chaque Cartrat de 3aie doit correspondre agrave une uniteacute middot-orale rmogegravene ()
Puisque la lutte ccr-se la pollution des eaux littorales ne peut ecircrr= efficace que par la prise
en compte des apports de Jensemble du bassin versant le Contrat de Baie doit ecirctre eacutelaboreacute agrave ce niveau
Pour eacuteviter ces eacutecueils tout Contrat de Baie devra reposer sur une connaissance aussi preacutecise que possible
bull de lensemble des sources de poiJution affectant le secteur rejets coners (ponctuels ou diffus) apports par les cours deau immersions de deacuteblais de dragage etc
bull des meacutecanismes de transfert des pollutions au milieu marin
bull des caracteacuteristiques du milieu reacutecepteur (morphologie courants caracteacuteris-tiques hvdrochimiques et biologiques)
bull des USIlges agrave proteacuteger et des zones sensibles du point de vue eacutecologique
Puisque lameacutelioration de la qualiteacute des eaux dun secteur du littoral implique de deacutefinir un programme concernant lensemble du bassin versant la maicirctrise douvrage de leacutetude ne pourra en geacuteneacuteral ecirctre confieacutee qu acirc une collectiviteacute locale de niveau supra shycommunal ()
L finaii du Contrat de Baie est dinciter les divers panenaires concerneacutes en particuer es coliegrave-ivieacutes locales agrave deacutepasser le cadre des scheacutemas classiques dassainissement dans tcs les cas c des dispositions speacutecifiques doivent ecirctre prises pour restaurer la qualiteacute des eaux (
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ANNEXEI
SCHEIHA DU PROTOCOLE EXPERThlENTAL DES TESTS DE FECONDATION IN VITRO
oursin9 gonades
~ eau ae mer 1iltreacutee (045I-lm)
soies (200l-lm)
Dfiltration
eau de mer filtreacutee (045I-lm)
deacutecantation ovocytes
oursin ltJ ---+ gonades -
filtration soies (60~m) ~
D~
middot middot middot middot
30 ml bd
lavages et dilutions
1 1 1 1 1 1
bull bull bull bull bullbull ~
~~~ ~
env 1500 ovocytesml
m~ 1
env 50 ovocytesml
39
AtlNEXE II
ELECTROPHORESE
Installation des eacutechantillons
a coupe pratiqueacutee dans le gel b eacutechantillons
Montage du circuit
a tampon deacutelectrodes b eacuteponges c eacutelectrodes relieacutees au geacuteneacuterateur d ligne dinsertion des eacutechantillons
40
ANNEXEIll
PREPARATION DES SOLUfIONS DELECTROPHORESE
Tampon Tris Citrate pH 8 (TC 8)
- Electrodes Tris (062M) 756 g
Ac citrique (014M) 300 g eau distilleacutee qsp 1 l
- Gel 30 ml de tampon eacutelectrodes dans 900 ml deau distilleacutee
ajuster agrave pH 8 avec du Tris (lM) ou de lacide citrique (lM)
Tampon discontinu Tris Citrate pH 67 (TC 67)
- Electrodes pH 63 Tris (022M) 270 g
Ac citrique (008M) 180 g eau distilleacutee q sp 1 1
ajuster agrave pH 63 avec du Tris (lM) ou de lacide citrique (lM) - Gel pH 67
Tris (0008M) 097 g Ac citrique H20 (0003M) 063 g
eau distilleacutee qsp 1 1 ajuster agrave pH 67 avec du Tris (lM) ou de lacide citrique (lM)
Reacutesolution obtenue par systegraveme enzymatique
Muscle Tube Digestif Gonades Nbre Locus TCPH8 TC pH TC pH 8 1 TC pH li TC pH 8 1 TC pH dallegraveles
67 67 1 67
AAT-1 +
AAT-2 + 2
GPD-l IDH-1 + + + +
LAP-1
l1DH-1 ++ )
l1DH-2 +++ ++ 2 ME-l + 2 ME-2 + ++ 3
PGD-1 ++ + 6 PGI-1 +_
- ++ ++ 4
PGM-1 + + 3 PGM-2 +++ ++ 4
bull Faible ++ Bonne + Moyenne +++ Tregraves bonne
41
ANNEXE IV
SOLUTIONS DE COLORATIONS
AAT (Aspartate-aminotransfeacuterase)
Tris A 80 ml AccxCeacutetoGlutarique 100 mg Ac Aspartique 200 mg Phosphate de pyridoxal 10 mg dissoudre veacuterifier que pH lt 74 (ajuster avec Tris LM) verser et incuber agrave 37degC pendant 15 min puis ajouter Fast Blue BB 100 mg
IDH (Isocitrate deacuteshydrogeacutenase)
Tris A 70 ml Isocitrate (0 lM) 8 ml MnCl2 (025M) 06 ml MgC12 (OSM) 05 ml ajouter avant coloration Isocitrate (poudre) 10 mg NADP 1 2 ml PMS 1 ml NET 1 ml lvITT 05 ml
MDH (Malate Deacuteshydrogeacutenase)
Tris A 10 ml MgCl2 (OSM) 02 ml Ac Malique (2M) 3 ml NAD 1 15 ml puis ajouter avant coloration PMS 03 ml NET 07 ml MTT 07 ml +Agar dans Tris A tiegravede 10 ml
6PGD (6Phosphogluconate Deacuteshydrogeacutenase)
TrisA 10 ml MgC12 (OSM) 15 ml 6Phosphogluconate 20 mg puis ajouter avant coloration NADP 1 01 ml PMS 01 ml NET 02 ml tvm 02 ml +Agar dans Tris A tiegravede 10 ml
GPI (Glucose-Phosphate Isomeacuterase)
Tris A 10 ml MgC12 (O5Ivi) 1 ml Fructose 6P 10 mg puis ajouter avant coloration NADP 1 05 ml PMS 05 ml NET 05 ml MTT 05 ml G6PDH 6~Ll ou 17u +Agar dans Tris A tiegravede 10 ml
LAP (Leucine-aminopeptidase)
Tris-Malate 90 ml preacutechauffeacute agrave 30degC MnCl2 (01r1) 1 ml MgCl2 (05lvf) 1 ml Lleucilj3Naphthylamine 15 agrave 20 mg incubation 30 min agrave 37degC ajouter avant coloration Fast Gamet GBC 60 mg dilueacute dans quelques gouttes de Tris-Malate (manipuler ce produit avec des gants)
ME (Malice-Enzyme)
Tris A 10 ml MgCl2 (O5~1) 15 ml AcMalique (2tv1) 1 ml puis ajouter avant coloration NADP 1 01 ml PMS 03 ml NET 07 ml MTT 07 ml +Agar dans Tris A tiegravede 10 ml
PGM (phosphoglucoMutase)
Tris A 10 ml MgCl2 (05)11) 1 ml Glucose IP (+15 diP) 100 mg puis ajouter avant coloration NADP 1 05 ml PMS 05 ml NET 05 ml lvITT 05 ml G6PDH 6~1l ou 17u +Agar dans Tris A tiegravede 10 ml
42
9
----- - - - _----- - -
W~--shy
ANNEXEV
Tempeacutelllture il linterface eaumiddotseacutediment au site du Dlilec
17 T middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot-middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot-middot_middotmiddotmiddotmiddot-middot-middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot-middot--middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot-middotmiddot--- - -- ----_--- -- - shy
16 +--- ---------- --__--shy
15 --- -- ---- - --- middot - middot-middotmiddot-middotmiddotmiddot-middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot_-middot-middot -middotmiddotmiddotmiddot-middot-middot-middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot-middotmiddot middotTt~hl~ - ------ Ecirc 14 - - -- --------- ---middot---middot-middotmiddot-middot-middot-trrfo-r~~wbWljl~I~~~--------------t-------------iiiiJiI~i~L--_-----------------------8 12 YrljVWfAI--shy --shy - shy _-----------------------------
middotmiddot-middotmiddot~IImiddot middotmiddot-middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot-middotmiddotmiddotmiddot-middot --middotmiddot--shy - ------------_- ----------11 t-middot
10 ~~--shy --- ----_-- - -- - - ------------_-
~ ~ ~ ~ 3 5 = 3 -~ shy
~ ~ = ~ ~ ~ 7 ~ 7 7 ~ ~ lt lt jf ~ r- ~ C t- C ~ oA C 0 0 0 0 ~ shy0 0 N
~
Tempeacutelllture il linterfue eau-seacutediment il la pointe de lAnnorique
11 ~ li ~ ~ ~ ~ ~ of j ~ ~ i ~ f N M ~ M ecirc ~ M
(donneacutees LR-i CvRS D1513 Faculteacute des Sciences Brest)
43
ANNEXEVI
TENEURS EN QUELQUES METAUX LOURS DANS LES GONADES DOURSINS DE LA RADE DE BREST
1Armorique (n=7) lIurloux (n=8) Deliee (n=8) 1
Fer (Fe) mgfKg 2869plusmn141O 531plusmn438 410plusmn250 1
lt 02Plomb (Pb) mgfKg O75plusmnO24 026plusmnO18
Cuivre (Cu) mgfKg O76plusmnO33 030plusmnO Il 045plusmnO42
Cadmium (Cd) mgIKg 396plusmnO55464plusmn125 463+12
Zinc (Zn) mgfKg 3563plusmn2828 1811=1241 1528plusmn1506 i
1
Mercure (Hg) mgfKg 026plusmnO12 018plusmnO08 020plusmnO13 1
(donneacutees Laboratoire lvllmicipal de Brest 16 rue Alexandre Ribot - J928iuml BREST Cedex Ofi0894)
ANNEXE VII
Agents toxiques essayeacutes pour leur toxiciteacute sur le deacuteveloppement la reproduction
et pour leur toxiciteacute geacuteneacutetique sur les embryons et le sperme doursins
(dapregraves PAGAl~O et al 1987)
Classe d aogents___+-____Agent=-s____~r__---Reacute~feacuterences___--1
1 Agents Physiques Rayons X RUST AD 1959 Rayons r GIORDANO et al 1983 Lumiegravere visible PAUL et al 1970
SPECK et al 1980
II Agents chimiques A Inorganiques Arsenic PAGANO et al 1982a
Beacuteryllium GIORDAlIO et al 1983 Cadmium PAGANO et al 1982b Chrome PAGA1-iO et al 1983a Cuivre HESLINGA 1976
PAGANO et al 1986 Mercure KOBA YASHI 1980 Nickel GIORDANO et al 1982 Changements de pH PAGANO et al 1985a 1985b
CIPPOLARO et al 1986 DUBE et al 1985
Zinc GIORDANO et al 1983 PAGANO et al 1986
B 1 Organiques 1 - Polluants industriels Peacutetrole dispersants du peacutetrole HAGSTROM et LONNING 1976
Pesticides organochloreacutes FALK-PETERSEN1979 BRESCH-ARENDT 1977
Styregravene et deacuteriveacutes PAGANO et al 1978 Dipheacuteny1 dipheacutenyl ether PAGANO et al 1983b PCBs ADAMS 1983
PAGANO et al 1985c
2 - Canceacuterigegravenes Acridines BRACHET 1968 Benzo(a)pyregravenes DE ANGELIS et GIORDANO
1974 HOSE et al 1983
712 dimeacutethy1benz( a)anthracegravene DE ANGELIS et GIORDkIO 1974
TPA (phorbol ester) BRESCH--RENDT 1978 Urethane NAKASHIMA et ISHIKAWA
1978 3 - Composeacutes pharmaceutiques Agents antineacuteop1astiques REN1llLARD et al 1975
WANG et al 1977 Thalidomide HAGSTROM et LONNING 1973 Acide nalidixique CZ1TN etaI 1981 Povidone iodine ROZENKRANZ et al 1980
III Meacutelanges KOBAYASHl 1971 1984 KINAE et al 1981 OSHIDA et al 1981 DINNEL et al 1981
LES MEacuteTAUX LOURDS DES PRODUITS MAnlNS AUX CONSOMMATEURS
(Les v(Jlours m6us uang ce
Ooso quotishydienne
Il eacutecossai ro fi lhomme
(ell IlIl)
Dose toxique
pOUf lIl(Hl li)] Il
(1)
)OllS
adIJ1ilUuml
dan~ 1es al ililUlllS
(1l1Uk~raquo
EltlU ltIll Ilwr (111]1)
AlrJucs (lilgkJ )
Mollusques (IlIUkg)
Cfuslncocircs (11111111)
Poissons (muka)
Arsenic
001 ~O 02 mg
III 70 1119 1 SOllt mOrlols
0002-0001
014-1
7 -120
15 17 (rwvolln)
25-75 (oOndill)
LI ore
100 Illoi
I(i
04-20
1 (moulu)
025 15 (11111 l 1 IcircIl )
020
tilJlcilU sont les plus
CildmIcircUIll
30 mu so1l1 toxiquuumls
f()i~5()1l
1 Molluoque
rshy1
01
00006
01 i-3
Chromo
VI WO Ill) Cr ~()Ilt IIHHlelr
01
000005
002 -1
er1llllent rellcontreacutees dlIls les publications ctuel
Cuivre
2 mg
25 fi sont IllOrlel
Poisson li
Mollusqull 110
0003-001
17-124
GO-900 (Iluitru)
20-90 (convoi)
l5-G (1 lion)
Mercure
Poisson jusqul 07
0000 03
----_
O02G-O2
004
01 middot10
Plomb
moi
0000 03
05 9
28-6 (huicirctre)
~- ----shy01-23
(tHlllllnrl)
O3-G
Seacuteleacutenium
3
000009
02-01
Zinc
6- 10 mg
35
0001-001
il2-Hi)
100-1 GOO (lIl1illO)
122-18 1 (1Il1IrlllI)
02middot1 200 (llilrell~1 )
---------- ----shy
fi (JIIIIUIIIaS
Les doses admissibles dilfl~ les aliments sonl exprillleacutees en millilrammes par kilogramme daliment
Les concclltrations daJis les produits rnHIcirclls sont (ouloS oxprilllUcircfS CIl lllilliJtallHllCS pM kilonriltlHlw do Illnliegravero segravecho
Chnque (ois qlll cela a ugravet possillln on il if)diqur~ entre p1fef)lhegravesos dnns qllJllc csplco nvait ocirctri trouveacutee ln plus (orte dosn
(1) [n CilS diumlnDntioll Cil IIlle scule (ois (SOllfce Rapport du Groupe Irleflilinisteacuterid des prohl~llIes de Pollution de la Mer 1(73)
EXTRAITS DE lA CIRCUlAIRE DU 13 MAl 1991
Circulaire du Ministegravere de lEnvironnement creacuteant les contrats de baie
Les eaux inorales franccedilaises doivent se situer en permanence agrave un niveau de qualiteacute suffisant pour ne pas mettre en peacuteril les eacutecosystegravemes cocirctiers qui constituent un eacuteleacutement majeur du patrimoine eacutecologique national ()
Lapproche retenue rient compte de la diversiteacute et de la complexiteacute des situations rencontreacutees ie long des cocirctes franccedilaises Certains SeCIeurs son principalement affecteacutes par des pollutions chimiques (meacutetaux etou composeacutes organiques ( )
De plus les pheacutenoTregravenes regroupeacutes sous une mecircme appeiation (egraveystrophies marines par exemple) reacutesJltent r jait de meacutecanismes diffeacuterents dont les c1uses et les facteurs de maitrise dofent ecirctre deacutetermineacutes dans chaque cas particJpr afin decirctre certain de mettre en oeuvre au plus juste coucirct des remegravedes efficaces ( j
n apparaft au corraire que pour chaque secteur C littorc oi une action est neacutecessaire a soluor adeacutequate ne peut ecirctre trouveacutee cu au niveat loca~ en associant tous les resporsables co-erneacutes Un outil nouveau est proposeacute le Contrat de Baie dont linitiative peut br= prise par lEtat mais aussi par dautrs acteurs (collectiviteacutes locales cssociatiors rotamment) ()
Chaque Cartrat de 3aie doit correspondre agrave une uniteacute middot-orale rmogegravene ()
Puisque la lutte ccr-se la pollution des eaux littorales ne peut ecircrr= efficace que par la prise
en compte des apports de Jensemble du bassin versant le Contrat de Baie doit ecirctre eacutelaboreacute agrave ce niveau
Pour eacuteviter ces eacutecueils tout Contrat de Baie devra reposer sur une connaissance aussi preacutecise que possible
bull de lensemble des sources de poiJution affectant le secteur rejets coners (ponctuels ou diffus) apports par les cours deau immersions de deacuteblais de dragage etc
bull des meacutecanismes de transfert des pollutions au milieu marin
bull des caracteacuteristiques du milieu reacutecepteur (morphologie courants caracteacuteris-tiques hvdrochimiques et biologiques)
bull des USIlges agrave proteacuteger et des zones sensibles du point de vue eacutecologique
Puisque lameacutelioration de la qualiteacute des eaux dun secteur du littoral implique de deacutefinir un programme concernant lensemble du bassin versant la maicirctrise douvrage de leacutetude ne pourra en geacuteneacuteral ecirctre confieacutee qu acirc une collectiviteacute locale de niveau supra shycommunal ()
L finaii du Contrat de Baie est dinciter les divers panenaires concerneacutes en particuer es coliegrave-ivieacutes locales agrave deacutepasser le cadre des scheacutemas classiques dassainissement dans tcs les cas c des dispositions speacutecifiques doivent ecirctre prises pour restaurer la qualiteacute des eaux (
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36
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Aroc1or 1254 toxicity in sea urchin embryos and gametes Exp Oneol (Life Science Adv)
7 57-64
37
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145-151
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urchins spennatozoa Biol Bllll 147 236-246
38
ANNEXEI
SCHEIHA DU PROTOCOLE EXPERThlENTAL DES TESTS DE FECONDATION IN VITRO
oursin9 gonades
~ eau ae mer 1iltreacutee (045I-lm)
soies (200l-lm)
Dfiltration
eau de mer filtreacutee (045I-lm)
deacutecantation ovocytes
oursin ltJ ---+ gonades -
filtration soies (60~m) ~
D~
middot middot middot middot
30 ml bd
lavages et dilutions
1 1 1 1 1 1
bull bull bull bull bullbull ~
~~~ ~
env 1500 ovocytesml
m~ 1
env 50 ovocytesml
39
AtlNEXE II
ELECTROPHORESE
Installation des eacutechantillons
a coupe pratiqueacutee dans le gel b eacutechantillons
Montage du circuit
a tampon deacutelectrodes b eacuteponges c eacutelectrodes relieacutees au geacuteneacuterateur d ligne dinsertion des eacutechantillons
40
ANNEXEIll
PREPARATION DES SOLUfIONS DELECTROPHORESE
Tampon Tris Citrate pH 8 (TC 8)
- Electrodes Tris (062M) 756 g
Ac citrique (014M) 300 g eau distilleacutee qsp 1 l
- Gel 30 ml de tampon eacutelectrodes dans 900 ml deau distilleacutee
ajuster agrave pH 8 avec du Tris (lM) ou de lacide citrique (lM)
Tampon discontinu Tris Citrate pH 67 (TC 67)
- Electrodes pH 63 Tris (022M) 270 g
Ac citrique (008M) 180 g eau distilleacutee q sp 1 1
ajuster agrave pH 63 avec du Tris (lM) ou de lacide citrique (lM) - Gel pH 67
Tris (0008M) 097 g Ac citrique H20 (0003M) 063 g
eau distilleacutee qsp 1 1 ajuster agrave pH 67 avec du Tris (lM) ou de lacide citrique (lM)
Reacutesolution obtenue par systegraveme enzymatique
Muscle Tube Digestif Gonades Nbre Locus TCPH8 TC pH TC pH 8 1 TC pH li TC pH 8 1 TC pH dallegraveles
67 67 1 67
AAT-1 +
AAT-2 + 2
GPD-l IDH-1 + + + +
LAP-1
l1DH-1 ++ )
l1DH-2 +++ ++ 2 ME-l + 2 ME-2 + ++ 3
PGD-1 ++ + 6 PGI-1 +_
- ++ ++ 4
PGM-1 + + 3 PGM-2 +++ ++ 4
bull Faible ++ Bonne + Moyenne +++ Tregraves bonne
41
ANNEXE IV
SOLUTIONS DE COLORATIONS
AAT (Aspartate-aminotransfeacuterase)
Tris A 80 ml AccxCeacutetoGlutarique 100 mg Ac Aspartique 200 mg Phosphate de pyridoxal 10 mg dissoudre veacuterifier que pH lt 74 (ajuster avec Tris LM) verser et incuber agrave 37degC pendant 15 min puis ajouter Fast Blue BB 100 mg
IDH (Isocitrate deacuteshydrogeacutenase)
Tris A 70 ml Isocitrate (0 lM) 8 ml MnCl2 (025M) 06 ml MgC12 (OSM) 05 ml ajouter avant coloration Isocitrate (poudre) 10 mg NADP 1 2 ml PMS 1 ml NET 1 ml lvITT 05 ml
MDH (Malate Deacuteshydrogeacutenase)
Tris A 10 ml MgCl2 (OSM) 02 ml Ac Malique (2M) 3 ml NAD 1 15 ml puis ajouter avant coloration PMS 03 ml NET 07 ml MTT 07 ml +Agar dans Tris A tiegravede 10 ml
6PGD (6Phosphogluconate Deacuteshydrogeacutenase)
TrisA 10 ml MgC12 (OSM) 15 ml 6Phosphogluconate 20 mg puis ajouter avant coloration NADP 1 01 ml PMS 01 ml NET 02 ml tvm 02 ml +Agar dans Tris A tiegravede 10 ml
GPI (Glucose-Phosphate Isomeacuterase)
Tris A 10 ml MgC12 (O5Ivi) 1 ml Fructose 6P 10 mg puis ajouter avant coloration NADP 1 05 ml PMS 05 ml NET 05 ml MTT 05 ml G6PDH 6~Ll ou 17u +Agar dans Tris A tiegravede 10 ml
LAP (Leucine-aminopeptidase)
Tris-Malate 90 ml preacutechauffeacute agrave 30degC MnCl2 (01r1) 1 ml MgCl2 (05lvf) 1 ml Lleucilj3Naphthylamine 15 agrave 20 mg incubation 30 min agrave 37degC ajouter avant coloration Fast Gamet GBC 60 mg dilueacute dans quelques gouttes de Tris-Malate (manipuler ce produit avec des gants)
ME (Malice-Enzyme)
Tris A 10 ml MgCl2 (O5~1) 15 ml AcMalique (2tv1) 1 ml puis ajouter avant coloration NADP 1 01 ml PMS 03 ml NET 07 ml MTT 07 ml +Agar dans Tris A tiegravede 10 ml
PGM (phosphoglucoMutase)
Tris A 10 ml MgCl2 (05)11) 1 ml Glucose IP (+15 diP) 100 mg puis ajouter avant coloration NADP 1 05 ml PMS 05 ml NET 05 ml lvITT 05 ml G6PDH 6~1l ou 17u +Agar dans Tris A tiegravede 10 ml
42
9
----- - - - _----- - -
W~--shy
ANNEXEV
Tempeacutelllture il linterface eaumiddotseacutediment au site du Dlilec
17 T middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot-middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot-middot_middotmiddotmiddotmiddot-middot-middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot-middot--middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot-middotmiddot--- - -- ----_--- -- - shy
16 +--- ---------- --__--shy
15 --- -- ---- - --- middot - middot-middotmiddot-middotmiddotmiddot-middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot_-middot-middot -middotmiddotmiddotmiddot-middot-middot-middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot-middotmiddot middotTt~hl~ - ------ Ecirc 14 - - -- --------- ---middot---middot-middotmiddot-middot-middot-trrfo-r~~wbWljl~I~~~--------------t-------------iiiiJiI~i~L--_-----------------------8 12 YrljVWfAI--shy --shy - shy _-----------------------------
middotmiddot-middotmiddot~IImiddot middotmiddot-middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot-middotmiddotmiddotmiddot-middot --middotmiddot--shy - ------------_- ----------11 t-middot
10 ~~--shy --- ----_-- - -- - - ------------_-
~ ~ ~ ~ 3 5 = 3 -~ shy
~ ~ = ~ ~ ~ 7 ~ 7 7 ~ ~ lt lt jf ~ r- ~ C t- C ~ oA C 0 0 0 0 ~ shy0 0 N
~
Tempeacutelllture il linterfue eau-seacutediment il la pointe de lAnnorique
11 ~ li ~ ~ ~ ~ ~ of j ~ ~ i ~ f N M ~ M ecirc ~ M
(donneacutees LR-i CvRS D1513 Faculteacute des Sciences Brest)
43
ANNEXEVI
TENEURS EN QUELQUES METAUX LOURS DANS LES GONADES DOURSINS DE LA RADE DE BREST
1Armorique (n=7) lIurloux (n=8) Deliee (n=8) 1
Fer (Fe) mgfKg 2869plusmn141O 531plusmn438 410plusmn250 1
lt 02Plomb (Pb) mgfKg O75plusmnO24 026plusmnO18
Cuivre (Cu) mgfKg O76plusmnO33 030plusmnO Il 045plusmnO42
Cadmium (Cd) mgIKg 396plusmnO55464plusmn125 463+12
Zinc (Zn) mgfKg 3563plusmn2828 1811=1241 1528plusmn1506 i
1
Mercure (Hg) mgfKg 026plusmnO12 018plusmnO08 020plusmnO13 1
(donneacutees Laboratoire lvllmicipal de Brest 16 rue Alexandre Ribot - J928iuml BREST Cedex Ofi0894)
ANNEXE VII
Agents toxiques essayeacutes pour leur toxiciteacute sur le deacuteveloppement la reproduction
et pour leur toxiciteacute geacuteneacutetique sur les embryons et le sperme doursins
(dapregraves PAGAl~O et al 1987)
Classe d aogents___+-____Agent=-s____~r__---Reacute~feacuterences___--1
1 Agents Physiques Rayons X RUST AD 1959 Rayons r GIORDANO et al 1983 Lumiegravere visible PAUL et al 1970
SPECK et al 1980
II Agents chimiques A Inorganiques Arsenic PAGANO et al 1982a
Beacuteryllium GIORDAlIO et al 1983 Cadmium PAGANO et al 1982b Chrome PAGA1-iO et al 1983a Cuivre HESLINGA 1976
PAGANO et al 1986 Mercure KOBA YASHI 1980 Nickel GIORDANO et al 1982 Changements de pH PAGANO et al 1985a 1985b
CIPPOLARO et al 1986 DUBE et al 1985
Zinc GIORDANO et al 1983 PAGANO et al 1986
B 1 Organiques 1 - Polluants industriels Peacutetrole dispersants du peacutetrole HAGSTROM et LONNING 1976
Pesticides organochloreacutes FALK-PETERSEN1979 BRESCH-ARENDT 1977
Styregravene et deacuteriveacutes PAGANO et al 1978 Dipheacuteny1 dipheacutenyl ether PAGANO et al 1983b PCBs ADAMS 1983
PAGANO et al 1985c
2 - Canceacuterigegravenes Acridines BRACHET 1968 Benzo(a)pyregravenes DE ANGELIS et GIORDANO
1974 HOSE et al 1983
712 dimeacutethy1benz( a)anthracegravene DE ANGELIS et GIORDkIO 1974
TPA (phorbol ester) BRESCH--RENDT 1978 Urethane NAKASHIMA et ISHIKAWA
1978 3 - Composeacutes pharmaceutiques Agents antineacuteop1astiques REN1llLARD et al 1975
WANG et al 1977 Thalidomide HAGSTROM et LONNING 1973 Acide nalidixique CZ1TN etaI 1981 Povidone iodine ROZENKRANZ et al 1980
III Meacutelanges KOBAYASHl 1971 1984 KINAE et al 1981 OSHIDA et al 1981 DINNEL et al 1981
LES MEacuteTAUX LOURDS DES PRODUITS MAnlNS AUX CONSOMMATEURS
(Les v(Jlours m6us uang ce
Ooso quotishydienne
Il eacutecossai ro fi lhomme
(ell IlIl)
Dose toxique
pOUf lIl(Hl li)] Il
(1)
)OllS
adIJ1ilUuml
dan~ 1es al ililUlllS
(1l1Uk~raquo
EltlU ltIll Ilwr (111]1)
AlrJucs (lilgkJ )
Mollusques (IlIUkg)
Cfuslncocircs (11111111)
Poissons (muka)
Arsenic
001 ~O 02 mg
III 70 1119 1 SOllt mOrlols
0002-0001
014-1
7 -120
15 17 (rwvolln)
25-75 (oOndill)
LI ore
100 Illoi
I(i
04-20
1 (moulu)
025 15 (11111 l 1 IcircIl )
020
tilJlcilU sont les plus
CildmIcircUIll
30 mu so1l1 toxiquuumls
f()i~5()1l
1 Molluoque
rshy1
01
00006
01 i-3
Chromo
VI WO Ill) Cr ~()Ilt IIHHlelr
01
000005
002 -1
er1llllent rellcontreacutees dlIls les publications ctuel
Cuivre
2 mg
25 fi sont IllOrlel
Poisson li
Mollusqull 110
0003-001
17-124
GO-900 (Iluitru)
20-90 (convoi)
l5-G (1 lion)
Mercure
Poisson jusqul 07
0000 03
----_
O02G-O2
004
01 middot10
Plomb
moi
0000 03
05 9
28-6 (huicirctre)
~- ----shy01-23
(tHlllllnrl)
O3-G
Seacuteleacutenium
3
000009
02-01
Zinc
6- 10 mg
35
0001-001
il2-Hi)
100-1 GOO (lIl1illO)
122-18 1 (1Il1IrlllI)
02middot1 200 (llilrell~1 )
---------- ----shy
fi (JIIIIUIIIaS
Les doses admissibles dilfl~ les aliments sonl exprillleacutees en millilrammes par kilogramme daliment
Les concclltrations daJis les produits rnHIcirclls sont (ouloS oxprilllUcircfS CIl lllilliJtallHllCS pM kilonriltlHlw do Illnliegravero segravecho
Chnque (ois qlll cela a ugravet possillln on il if)diqur~ entre p1fef)lhegravesos dnns qllJllc csplco nvait ocirctri trouveacutee ln plus (orte dosn
(1) [n CilS diumlnDntioll Cil IIlle scule (ois (SOllfce Rapport du Groupe Irleflilinisteacuterid des prohl~llIes de Pollution de la Mer 1(73)
EXTRAITS DE lA CIRCUlAIRE DU 13 MAl 1991
Circulaire du Ministegravere de lEnvironnement creacuteant les contrats de baie
Les eaux inorales franccedilaises doivent se situer en permanence agrave un niveau de qualiteacute suffisant pour ne pas mettre en peacuteril les eacutecosystegravemes cocirctiers qui constituent un eacuteleacutement majeur du patrimoine eacutecologique national ()
Lapproche retenue rient compte de la diversiteacute et de la complexiteacute des situations rencontreacutees ie long des cocirctes franccedilaises Certains SeCIeurs son principalement affecteacutes par des pollutions chimiques (meacutetaux etou composeacutes organiques ( )
De plus les pheacutenoTregravenes regroupeacutes sous une mecircme appeiation (egraveystrophies marines par exemple) reacutesJltent r jait de meacutecanismes diffeacuterents dont les c1uses et les facteurs de maitrise dofent ecirctre deacutetermineacutes dans chaque cas particJpr afin decirctre certain de mettre en oeuvre au plus juste coucirct des remegravedes efficaces ( j
n apparaft au corraire que pour chaque secteur C littorc oi une action est neacutecessaire a soluor adeacutequate ne peut ecirctre trouveacutee cu au niveat loca~ en associant tous les resporsables co-erneacutes Un outil nouveau est proposeacute le Contrat de Baie dont linitiative peut br= prise par lEtat mais aussi par dautrs acteurs (collectiviteacutes locales cssociatiors rotamment) ()
Chaque Cartrat de 3aie doit correspondre agrave une uniteacute middot-orale rmogegravene ()
Puisque la lutte ccr-se la pollution des eaux littorales ne peut ecircrr= efficace que par la prise
en compte des apports de Jensemble du bassin versant le Contrat de Baie doit ecirctre eacutelaboreacute agrave ce niveau
Pour eacuteviter ces eacutecueils tout Contrat de Baie devra reposer sur une connaissance aussi preacutecise que possible
bull de lensemble des sources de poiJution affectant le secteur rejets coners (ponctuels ou diffus) apports par les cours deau immersions de deacuteblais de dragage etc
bull des meacutecanismes de transfert des pollutions au milieu marin
bull des caracteacuteristiques du milieu reacutecepteur (morphologie courants caracteacuteris-tiques hvdrochimiques et biologiques)
bull des USIlges agrave proteacuteger et des zones sensibles du point de vue eacutecologique
Puisque lameacutelioration de la qualiteacute des eaux dun secteur du littoral implique de deacutefinir un programme concernant lensemble du bassin versant la maicirctrise douvrage de leacutetude ne pourra en geacuteneacuteral ecirctre confieacutee qu acirc une collectiviteacute locale de niveau supra shycommunal ()
L finaii du Contrat de Baie est dinciter les divers panenaires concerneacutes en particuer es coliegrave-ivieacutes locales agrave deacutepasser le cadre des scheacutemas classiques dassainissement dans tcs les cas c des dispositions speacutecifiques doivent ecirctre prises pour restaurer la qualiteacute des eaux (
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~ eau ae mer 1iltreacutee (045I-lm)
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eau de mer filtreacutee (045I-lm)
deacutecantation ovocytes
oursin ltJ ---+ gonades -
filtration soies (60~m) ~
D~
middot middot middot middot
30 ml bd
lavages et dilutions
1 1 1 1 1 1
bull bull bull bull bullbull ~
~~~ ~
env 1500 ovocytesml
m~ 1
env 50 ovocytesml
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AtlNEXE II
ELECTROPHORESE
Installation des eacutechantillons
a coupe pratiqueacutee dans le gel b eacutechantillons
Montage du circuit
a tampon deacutelectrodes b eacuteponges c eacutelectrodes relieacutees au geacuteneacuterateur d ligne dinsertion des eacutechantillons
40
ANNEXEIll
PREPARATION DES SOLUfIONS DELECTROPHORESE
Tampon Tris Citrate pH 8 (TC 8)
- Electrodes Tris (062M) 756 g
Ac citrique (014M) 300 g eau distilleacutee qsp 1 l
- Gel 30 ml de tampon eacutelectrodes dans 900 ml deau distilleacutee
ajuster agrave pH 8 avec du Tris (lM) ou de lacide citrique (lM)
Tampon discontinu Tris Citrate pH 67 (TC 67)
- Electrodes pH 63 Tris (022M) 270 g
Ac citrique (008M) 180 g eau distilleacutee q sp 1 1
ajuster agrave pH 63 avec du Tris (lM) ou de lacide citrique (lM) - Gel pH 67
Tris (0008M) 097 g Ac citrique H20 (0003M) 063 g
eau distilleacutee qsp 1 1 ajuster agrave pH 67 avec du Tris (lM) ou de lacide citrique (lM)
Reacutesolution obtenue par systegraveme enzymatique
Muscle Tube Digestif Gonades Nbre Locus TCPH8 TC pH TC pH 8 1 TC pH li TC pH 8 1 TC pH dallegraveles
67 67 1 67
AAT-1 +
AAT-2 + 2
GPD-l IDH-1 + + + +
LAP-1
l1DH-1 ++ )
l1DH-2 +++ ++ 2 ME-l + 2 ME-2 + ++ 3
PGD-1 ++ + 6 PGI-1 +_
- ++ ++ 4
PGM-1 + + 3 PGM-2 +++ ++ 4
bull Faible ++ Bonne + Moyenne +++ Tregraves bonne
41
ANNEXE IV
SOLUTIONS DE COLORATIONS
AAT (Aspartate-aminotransfeacuterase)
Tris A 80 ml AccxCeacutetoGlutarique 100 mg Ac Aspartique 200 mg Phosphate de pyridoxal 10 mg dissoudre veacuterifier que pH lt 74 (ajuster avec Tris LM) verser et incuber agrave 37degC pendant 15 min puis ajouter Fast Blue BB 100 mg
IDH (Isocitrate deacuteshydrogeacutenase)
Tris A 70 ml Isocitrate (0 lM) 8 ml MnCl2 (025M) 06 ml MgC12 (OSM) 05 ml ajouter avant coloration Isocitrate (poudre) 10 mg NADP 1 2 ml PMS 1 ml NET 1 ml lvITT 05 ml
MDH (Malate Deacuteshydrogeacutenase)
Tris A 10 ml MgCl2 (OSM) 02 ml Ac Malique (2M) 3 ml NAD 1 15 ml puis ajouter avant coloration PMS 03 ml NET 07 ml MTT 07 ml +Agar dans Tris A tiegravede 10 ml
6PGD (6Phosphogluconate Deacuteshydrogeacutenase)
TrisA 10 ml MgC12 (OSM) 15 ml 6Phosphogluconate 20 mg puis ajouter avant coloration NADP 1 01 ml PMS 01 ml NET 02 ml tvm 02 ml +Agar dans Tris A tiegravede 10 ml
GPI (Glucose-Phosphate Isomeacuterase)
Tris A 10 ml MgC12 (O5Ivi) 1 ml Fructose 6P 10 mg puis ajouter avant coloration NADP 1 05 ml PMS 05 ml NET 05 ml MTT 05 ml G6PDH 6~Ll ou 17u +Agar dans Tris A tiegravede 10 ml
LAP (Leucine-aminopeptidase)
Tris-Malate 90 ml preacutechauffeacute agrave 30degC MnCl2 (01r1) 1 ml MgCl2 (05lvf) 1 ml Lleucilj3Naphthylamine 15 agrave 20 mg incubation 30 min agrave 37degC ajouter avant coloration Fast Gamet GBC 60 mg dilueacute dans quelques gouttes de Tris-Malate (manipuler ce produit avec des gants)
ME (Malice-Enzyme)
Tris A 10 ml MgCl2 (O5~1) 15 ml AcMalique (2tv1) 1 ml puis ajouter avant coloration NADP 1 01 ml PMS 03 ml NET 07 ml MTT 07 ml +Agar dans Tris A tiegravede 10 ml
PGM (phosphoglucoMutase)
Tris A 10 ml MgCl2 (05)11) 1 ml Glucose IP (+15 diP) 100 mg puis ajouter avant coloration NADP 1 05 ml PMS 05 ml NET 05 ml lvITT 05 ml G6PDH 6~1l ou 17u +Agar dans Tris A tiegravede 10 ml
42
9
----- - - - _----- - -
W~--shy
ANNEXEV
Tempeacutelllture il linterface eaumiddotseacutediment au site du Dlilec
17 T middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot-middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot-middot_middotmiddotmiddotmiddot-middot-middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot-middot--middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot-middotmiddot--- - -- ----_--- -- - shy
16 +--- ---------- --__--shy
15 --- -- ---- - --- middot - middot-middotmiddot-middotmiddotmiddot-middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot_-middot-middot -middotmiddotmiddotmiddot-middot-middot-middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot-middotmiddot middotTt~hl~ - ------ Ecirc 14 - - -- --------- ---middot---middot-middotmiddot-middot-middot-trrfo-r~~wbWljl~I~~~--------------t-------------iiiiJiI~i~L--_-----------------------8 12 YrljVWfAI--shy --shy - shy _-----------------------------
middotmiddot-middotmiddot~IImiddot middotmiddot-middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot-middotmiddotmiddotmiddot-middot --middotmiddot--shy - ------------_- ----------11 t-middot
10 ~~--shy --- ----_-- - -- - - ------------_-
~ ~ ~ ~ 3 5 = 3 -~ shy
~ ~ = ~ ~ ~ 7 ~ 7 7 ~ ~ lt lt jf ~ r- ~ C t- C ~ oA C 0 0 0 0 ~ shy0 0 N
~
Tempeacutelllture il linterfue eau-seacutediment il la pointe de lAnnorique
11 ~ li ~ ~ ~ ~ ~ of j ~ ~ i ~ f N M ~ M ecirc ~ M
(donneacutees LR-i CvRS D1513 Faculteacute des Sciences Brest)
43
ANNEXEVI
TENEURS EN QUELQUES METAUX LOURS DANS LES GONADES DOURSINS DE LA RADE DE BREST
1Armorique (n=7) lIurloux (n=8) Deliee (n=8) 1
Fer (Fe) mgfKg 2869plusmn141O 531plusmn438 410plusmn250 1
lt 02Plomb (Pb) mgfKg O75plusmnO24 026plusmnO18
Cuivre (Cu) mgfKg O76plusmnO33 030plusmnO Il 045plusmnO42
Cadmium (Cd) mgIKg 396plusmnO55464plusmn125 463+12
Zinc (Zn) mgfKg 3563plusmn2828 1811=1241 1528plusmn1506 i
1
Mercure (Hg) mgfKg 026plusmnO12 018plusmnO08 020plusmnO13 1
(donneacutees Laboratoire lvllmicipal de Brest 16 rue Alexandre Ribot - J928iuml BREST Cedex Ofi0894)
ANNEXE VII
Agents toxiques essayeacutes pour leur toxiciteacute sur le deacuteveloppement la reproduction
et pour leur toxiciteacute geacuteneacutetique sur les embryons et le sperme doursins
(dapregraves PAGAl~O et al 1987)
Classe d aogents___+-____Agent=-s____~r__---Reacute~feacuterences___--1
1 Agents Physiques Rayons X RUST AD 1959 Rayons r GIORDANO et al 1983 Lumiegravere visible PAUL et al 1970
SPECK et al 1980
II Agents chimiques A Inorganiques Arsenic PAGANO et al 1982a
Beacuteryllium GIORDAlIO et al 1983 Cadmium PAGANO et al 1982b Chrome PAGA1-iO et al 1983a Cuivre HESLINGA 1976
PAGANO et al 1986 Mercure KOBA YASHI 1980 Nickel GIORDANO et al 1982 Changements de pH PAGANO et al 1985a 1985b
CIPPOLARO et al 1986 DUBE et al 1985
Zinc GIORDANO et al 1983 PAGANO et al 1986
B 1 Organiques 1 - Polluants industriels Peacutetrole dispersants du peacutetrole HAGSTROM et LONNING 1976
Pesticides organochloreacutes FALK-PETERSEN1979 BRESCH-ARENDT 1977
Styregravene et deacuteriveacutes PAGANO et al 1978 Dipheacuteny1 dipheacutenyl ether PAGANO et al 1983b PCBs ADAMS 1983
PAGANO et al 1985c
2 - Canceacuterigegravenes Acridines BRACHET 1968 Benzo(a)pyregravenes DE ANGELIS et GIORDANO
1974 HOSE et al 1983
712 dimeacutethy1benz( a)anthracegravene DE ANGELIS et GIORDkIO 1974
TPA (phorbol ester) BRESCH--RENDT 1978 Urethane NAKASHIMA et ISHIKAWA
1978 3 - Composeacutes pharmaceutiques Agents antineacuteop1astiques REN1llLARD et al 1975
WANG et al 1977 Thalidomide HAGSTROM et LONNING 1973 Acide nalidixique CZ1TN etaI 1981 Povidone iodine ROZENKRANZ et al 1980
III Meacutelanges KOBAYASHl 1971 1984 KINAE et al 1981 OSHIDA et al 1981 DINNEL et al 1981
LES MEacuteTAUX LOURDS DES PRODUITS MAnlNS AUX CONSOMMATEURS
(Les v(Jlours m6us uang ce
Ooso quotishydienne
Il eacutecossai ro fi lhomme
(ell IlIl)
Dose toxique
pOUf lIl(Hl li)] Il
(1)
)OllS
adIJ1ilUuml
dan~ 1es al ililUlllS
(1l1Uk~raquo
EltlU ltIll Ilwr (111]1)
AlrJucs (lilgkJ )
Mollusques (IlIUkg)
Cfuslncocircs (11111111)
Poissons (muka)
Arsenic
001 ~O 02 mg
III 70 1119 1 SOllt mOrlols
0002-0001
014-1
7 -120
15 17 (rwvolln)
25-75 (oOndill)
LI ore
100 Illoi
I(i
04-20
1 (moulu)
025 15 (11111 l 1 IcircIl )
020
tilJlcilU sont les plus
CildmIcircUIll
30 mu so1l1 toxiquuumls
f()i~5()1l
1 Molluoque
rshy1
01
00006
01 i-3
Chromo
VI WO Ill) Cr ~()Ilt IIHHlelr
01
000005
002 -1
er1llllent rellcontreacutees dlIls les publications ctuel
Cuivre
2 mg
25 fi sont IllOrlel
Poisson li
Mollusqull 110
0003-001
17-124
GO-900 (Iluitru)
20-90 (convoi)
l5-G (1 lion)
Mercure
Poisson jusqul 07
0000 03
----_
O02G-O2
004
01 middot10
Plomb
moi
0000 03
05 9
28-6 (huicirctre)
~- ----shy01-23
(tHlllllnrl)
O3-G
Seacuteleacutenium
3
000009
02-01
Zinc
6- 10 mg
35
0001-001
il2-Hi)
100-1 GOO (lIl1illO)
122-18 1 (1Il1IrlllI)
02middot1 200 (llilrell~1 )
---------- ----shy
fi (JIIIIUIIIaS
Les doses admissibles dilfl~ les aliments sonl exprillleacutees en millilrammes par kilogramme daliment
Les concclltrations daJis les produits rnHIcirclls sont (ouloS oxprilllUcircfS CIl lllilliJtallHllCS pM kilonriltlHlw do Illnliegravero segravecho
Chnque (ois qlll cela a ugravet possillln on il if)diqur~ entre p1fef)lhegravesos dnns qllJllc csplco nvait ocirctri trouveacutee ln plus (orte dosn
(1) [n CilS diumlnDntioll Cil IIlle scule (ois (SOllfce Rapport du Groupe Irleflilinisteacuterid des prohl~llIes de Pollution de la Mer 1(73)
EXTRAITS DE lA CIRCUlAIRE DU 13 MAl 1991
Circulaire du Ministegravere de lEnvironnement creacuteant les contrats de baie
Les eaux inorales franccedilaises doivent se situer en permanence agrave un niveau de qualiteacute suffisant pour ne pas mettre en peacuteril les eacutecosystegravemes cocirctiers qui constituent un eacuteleacutement majeur du patrimoine eacutecologique national ()
Lapproche retenue rient compte de la diversiteacute et de la complexiteacute des situations rencontreacutees ie long des cocirctes franccedilaises Certains SeCIeurs son principalement affecteacutes par des pollutions chimiques (meacutetaux etou composeacutes organiques ( )
De plus les pheacutenoTregravenes regroupeacutes sous une mecircme appeiation (egraveystrophies marines par exemple) reacutesJltent r jait de meacutecanismes diffeacuterents dont les c1uses et les facteurs de maitrise dofent ecirctre deacutetermineacutes dans chaque cas particJpr afin decirctre certain de mettre en oeuvre au plus juste coucirct des remegravedes efficaces ( j
n apparaft au corraire que pour chaque secteur C littorc oi une action est neacutecessaire a soluor adeacutequate ne peut ecirctre trouveacutee cu au niveat loca~ en associant tous les resporsables co-erneacutes Un outil nouveau est proposeacute le Contrat de Baie dont linitiative peut br= prise par lEtat mais aussi par dautrs acteurs (collectiviteacutes locales cssociatiors rotamment) ()
Chaque Cartrat de 3aie doit correspondre agrave une uniteacute middot-orale rmogegravene ()
Puisque la lutte ccr-se la pollution des eaux littorales ne peut ecircrr= efficace que par la prise
en compte des apports de Jensemble du bassin versant le Contrat de Baie doit ecirctre eacutelaboreacute agrave ce niveau
Pour eacuteviter ces eacutecueils tout Contrat de Baie devra reposer sur une connaissance aussi preacutecise que possible
bull de lensemble des sources de poiJution affectant le secteur rejets coners (ponctuels ou diffus) apports par les cours deau immersions de deacuteblais de dragage etc
bull des meacutecanismes de transfert des pollutions au milieu marin
bull des caracteacuteristiques du milieu reacutecepteur (morphologie courants caracteacuteris-tiques hvdrochimiques et biologiques)
bull des USIlges agrave proteacuteger et des zones sensibles du point de vue eacutecologique
Puisque lameacutelioration de la qualiteacute des eaux dun secteur du littoral implique de deacutefinir un programme concernant lensemble du bassin versant la maicirctrise douvrage de leacutetude ne pourra en geacuteneacuteral ecirctre confieacutee qu acirc une collectiviteacute locale de niveau supra shycommunal ()
L finaii du Contrat de Baie est dinciter les divers panenaires concerneacutes en particuer es coliegrave-ivieacutes locales agrave deacutepasser le cadre des scheacutemas classiques dassainissement dans tcs les cas c des dispositions speacutecifiques doivent ecirctre prises pour restaurer la qualiteacute des eaux (
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38
ANNEXEI
SCHEIHA DU PROTOCOLE EXPERThlENTAL DES TESTS DE FECONDATION IN VITRO
oursin9 gonades
~ eau ae mer 1iltreacutee (045I-lm)
soies (200l-lm)
Dfiltration
eau de mer filtreacutee (045I-lm)
deacutecantation ovocytes
oursin ltJ ---+ gonades -
filtration soies (60~m) ~
D~
middot middot middot middot
30 ml bd
lavages et dilutions
1 1 1 1 1 1
bull bull bull bull bullbull ~
~~~ ~
env 1500 ovocytesml
m~ 1
env 50 ovocytesml
39
AtlNEXE II
ELECTROPHORESE
Installation des eacutechantillons
a coupe pratiqueacutee dans le gel b eacutechantillons
Montage du circuit
a tampon deacutelectrodes b eacuteponges c eacutelectrodes relieacutees au geacuteneacuterateur d ligne dinsertion des eacutechantillons
40
ANNEXEIll
PREPARATION DES SOLUfIONS DELECTROPHORESE
Tampon Tris Citrate pH 8 (TC 8)
- Electrodes Tris (062M) 756 g
Ac citrique (014M) 300 g eau distilleacutee qsp 1 l
- Gel 30 ml de tampon eacutelectrodes dans 900 ml deau distilleacutee
ajuster agrave pH 8 avec du Tris (lM) ou de lacide citrique (lM)
Tampon discontinu Tris Citrate pH 67 (TC 67)
- Electrodes pH 63 Tris (022M) 270 g
Ac citrique (008M) 180 g eau distilleacutee q sp 1 1
ajuster agrave pH 63 avec du Tris (lM) ou de lacide citrique (lM) - Gel pH 67
Tris (0008M) 097 g Ac citrique H20 (0003M) 063 g
eau distilleacutee qsp 1 1 ajuster agrave pH 67 avec du Tris (lM) ou de lacide citrique (lM)
Reacutesolution obtenue par systegraveme enzymatique
Muscle Tube Digestif Gonades Nbre Locus TCPH8 TC pH TC pH 8 1 TC pH li TC pH 8 1 TC pH dallegraveles
67 67 1 67
AAT-1 +
AAT-2 + 2
GPD-l IDH-1 + + + +
LAP-1
l1DH-1 ++ )
l1DH-2 +++ ++ 2 ME-l + 2 ME-2 + ++ 3
PGD-1 ++ + 6 PGI-1 +_
- ++ ++ 4
PGM-1 + + 3 PGM-2 +++ ++ 4
bull Faible ++ Bonne + Moyenne +++ Tregraves bonne
41
ANNEXE IV
SOLUTIONS DE COLORATIONS
AAT (Aspartate-aminotransfeacuterase)
Tris A 80 ml AccxCeacutetoGlutarique 100 mg Ac Aspartique 200 mg Phosphate de pyridoxal 10 mg dissoudre veacuterifier que pH lt 74 (ajuster avec Tris LM) verser et incuber agrave 37degC pendant 15 min puis ajouter Fast Blue BB 100 mg
IDH (Isocitrate deacuteshydrogeacutenase)
Tris A 70 ml Isocitrate (0 lM) 8 ml MnCl2 (025M) 06 ml MgC12 (OSM) 05 ml ajouter avant coloration Isocitrate (poudre) 10 mg NADP 1 2 ml PMS 1 ml NET 1 ml lvITT 05 ml
MDH (Malate Deacuteshydrogeacutenase)
Tris A 10 ml MgCl2 (OSM) 02 ml Ac Malique (2M) 3 ml NAD 1 15 ml puis ajouter avant coloration PMS 03 ml NET 07 ml MTT 07 ml +Agar dans Tris A tiegravede 10 ml
6PGD (6Phosphogluconate Deacuteshydrogeacutenase)
TrisA 10 ml MgC12 (OSM) 15 ml 6Phosphogluconate 20 mg puis ajouter avant coloration NADP 1 01 ml PMS 01 ml NET 02 ml tvm 02 ml +Agar dans Tris A tiegravede 10 ml
GPI (Glucose-Phosphate Isomeacuterase)
Tris A 10 ml MgC12 (O5Ivi) 1 ml Fructose 6P 10 mg puis ajouter avant coloration NADP 1 05 ml PMS 05 ml NET 05 ml MTT 05 ml G6PDH 6~Ll ou 17u +Agar dans Tris A tiegravede 10 ml
LAP (Leucine-aminopeptidase)
Tris-Malate 90 ml preacutechauffeacute agrave 30degC MnCl2 (01r1) 1 ml MgCl2 (05lvf) 1 ml Lleucilj3Naphthylamine 15 agrave 20 mg incubation 30 min agrave 37degC ajouter avant coloration Fast Gamet GBC 60 mg dilueacute dans quelques gouttes de Tris-Malate (manipuler ce produit avec des gants)
ME (Malice-Enzyme)
Tris A 10 ml MgCl2 (O5~1) 15 ml AcMalique (2tv1) 1 ml puis ajouter avant coloration NADP 1 01 ml PMS 03 ml NET 07 ml MTT 07 ml +Agar dans Tris A tiegravede 10 ml
PGM (phosphoglucoMutase)
Tris A 10 ml MgCl2 (05)11) 1 ml Glucose IP (+15 diP) 100 mg puis ajouter avant coloration NADP 1 05 ml PMS 05 ml NET 05 ml lvITT 05 ml G6PDH 6~1l ou 17u +Agar dans Tris A tiegravede 10 ml
42
9
----- - - - _----- - -
W~--shy
ANNEXEV
Tempeacutelllture il linterface eaumiddotseacutediment au site du Dlilec
17 T middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot-middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot-middot_middotmiddotmiddotmiddot-middot-middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot-middot--middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot-middotmiddot--- - -- ----_--- -- - shy
16 +--- ---------- --__--shy
15 --- -- ---- - --- middot - middot-middotmiddot-middotmiddotmiddot-middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot_-middot-middot -middotmiddotmiddotmiddot-middot-middot-middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot-middotmiddot middotTt~hl~ - ------ Ecirc 14 - - -- --------- ---middot---middot-middotmiddot-middot-middot-trrfo-r~~wbWljl~I~~~--------------t-------------iiiiJiI~i~L--_-----------------------8 12 YrljVWfAI--shy --shy - shy _-----------------------------
middotmiddot-middotmiddot~IImiddot middotmiddot-middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot-middotmiddotmiddotmiddot-middot --middotmiddot--shy - ------------_- ----------11 t-middot
10 ~~--shy --- ----_-- - -- - - ------------_-
~ ~ ~ ~ 3 5 = 3 -~ shy
~ ~ = ~ ~ ~ 7 ~ 7 7 ~ ~ lt lt jf ~ r- ~ C t- C ~ oA C 0 0 0 0 ~ shy0 0 N
~
Tempeacutelllture il linterfue eau-seacutediment il la pointe de lAnnorique
11 ~ li ~ ~ ~ ~ ~ of j ~ ~ i ~ f N M ~ M ecirc ~ M
(donneacutees LR-i CvRS D1513 Faculteacute des Sciences Brest)
43
ANNEXEVI
TENEURS EN QUELQUES METAUX LOURS DANS LES GONADES DOURSINS DE LA RADE DE BREST
1Armorique (n=7) lIurloux (n=8) Deliee (n=8) 1
Fer (Fe) mgfKg 2869plusmn141O 531plusmn438 410plusmn250 1
lt 02Plomb (Pb) mgfKg O75plusmnO24 026plusmnO18
Cuivre (Cu) mgfKg O76plusmnO33 030plusmnO Il 045plusmnO42
Cadmium (Cd) mgIKg 396plusmnO55464plusmn125 463+12
Zinc (Zn) mgfKg 3563plusmn2828 1811=1241 1528plusmn1506 i
1
Mercure (Hg) mgfKg 026plusmnO12 018plusmnO08 020plusmnO13 1
(donneacutees Laboratoire lvllmicipal de Brest 16 rue Alexandre Ribot - J928iuml BREST Cedex Ofi0894)
ANNEXE VII
Agents toxiques essayeacutes pour leur toxiciteacute sur le deacuteveloppement la reproduction
et pour leur toxiciteacute geacuteneacutetique sur les embryons et le sperme doursins
(dapregraves PAGAl~O et al 1987)
Classe d aogents___+-____Agent=-s____~r__---Reacute~feacuterences___--1
1 Agents Physiques Rayons X RUST AD 1959 Rayons r GIORDANO et al 1983 Lumiegravere visible PAUL et al 1970
SPECK et al 1980
II Agents chimiques A Inorganiques Arsenic PAGANO et al 1982a
Beacuteryllium GIORDAlIO et al 1983 Cadmium PAGANO et al 1982b Chrome PAGA1-iO et al 1983a Cuivre HESLINGA 1976
PAGANO et al 1986 Mercure KOBA YASHI 1980 Nickel GIORDANO et al 1982 Changements de pH PAGANO et al 1985a 1985b
CIPPOLARO et al 1986 DUBE et al 1985
Zinc GIORDANO et al 1983 PAGANO et al 1986
B 1 Organiques 1 - Polluants industriels Peacutetrole dispersants du peacutetrole HAGSTROM et LONNING 1976
Pesticides organochloreacutes FALK-PETERSEN1979 BRESCH-ARENDT 1977
Styregravene et deacuteriveacutes PAGANO et al 1978 Dipheacuteny1 dipheacutenyl ether PAGANO et al 1983b PCBs ADAMS 1983
PAGANO et al 1985c
2 - Canceacuterigegravenes Acridines BRACHET 1968 Benzo(a)pyregravenes DE ANGELIS et GIORDANO
1974 HOSE et al 1983
712 dimeacutethy1benz( a)anthracegravene DE ANGELIS et GIORDkIO 1974
TPA (phorbol ester) BRESCH--RENDT 1978 Urethane NAKASHIMA et ISHIKAWA
1978 3 - Composeacutes pharmaceutiques Agents antineacuteop1astiques REN1llLARD et al 1975
WANG et al 1977 Thalidomide HAGSTROM et LONNING 1973 Acide nalidixique CZ1TN etaI 1981 Povidone iodine ROZENKRANZ et al 1980
III Meacutelanges KOBAYASHl 1971 1984 KINAE et al 1981 OSHIDA et al 1981 DINNEL et al 1981
LES MEacuteTAUX LOURDS DES PRODUITS MAnlNS AUX CONSOMMATEURS
(Les v(Jlours m6us uang ce
Ooso quotishydienne
Il eacutecossai ro fi lhomme
(ell IlIl)
Dose toxique
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Mollusques (IlIUkg)
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Poissons (muka)
Arsenic
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III 70 1119 1 SOllt mOrlols
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15 17 (rwvolln)
25-75 (oOndill)
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025 15 (11111 l 1 IcircIl )
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30 mu so1l1 toxiquuumls
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1 Molluoque
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0000 03
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02middot1 200 (llilrell~1 )
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Les doses admissibles dilfl~ les aliments sonl exprillleacutees en millilrammes par kilogramme daliment
Les concclltrations daJis les produits rnHIcirclls sont (ouloS oxprilllUcircfS CIl lllilliJtallHllCS pM kilonriltlHlw do Illnliegravero segravecho
Chnque (ois qlll cela a ugravet possillln on il if)diqur~ entre p1fef)lhegravesos dnns qllJllc csplco nvait ocirctri trouveacutee ln plus (orte dosn
(1) [n CilS diumlnDntioll Cil IIlle scule (ois (SOllfce Rapport du Groupe Irleflilinisteacuterid des prohl~llIes de Pollution de la Mer 1(73)
EXTRAITS DE lA CIRCUlAIRE DU 13 MAl 1991
Circulaire du Ministegravere de lEnvironnement creacuteant les contrats de baie
Les eaux inorales franccedilaises doivent se situer en permanence agrave un niveau de qualiteacute suffisant pour ne pas mettre en peacuteril les eacutecosystegravemes cocirctiers qui constituent un eacuteleacutement majeur du patrimoine eacutecologique national ()
Lapproche retenue rient compte de la diversiteacute et de la complexiteacute des situations rencontreacutees ie long des cocirctes franccedilaises Certains SeCIeurs son principalement affecteacutes par des pollutions chimiques (meacutetaux etou composeacutes organiques ( )
De plus les pheacutenoTregravenes regroupeacutes sous une mecircme appeiation (egraveystrophies marines par exemple) reacutesJltent r jait de meacutecanismes diffeacuterents dont les c1uses et les facteurs de maitrise dofent ecirctre deacutetermineacutes dans chaque cas particJpr afin decirctre certain de mettre en oeuvre au plus juste coucirct des remegravedes efficaces ( j
n apparaft au corraire que pour chaque secteur C littorc oi une action est neacutecessaire a soluor adeacutequate ne peut ecirctre trouveacutee cu au niveat loca~ en associant tous les resporsables co-erneacutes Un outil nouveau est proposeacute le Contrat de Baie dont linitiative peut br= prise par lEtat mais aussi par dautrs acteurs (collectiviteacutes locales cssociatiors rotamment) ()
Chaque Cartrat de 3aie doit correspondre agrave une uniteacute middot-orale rmogegravene ()
Puisque la lutte ccr-se la pollution des eaux littorales ne peut ecircrr= efficace que par la prise
en compte des apports de Jensemble du bassin versant le Contrat de Baie doit ecirctre eacutelaboreacute agrave ce niveau
Pour eacuteviter ces eacutecueils tout Contrat de Baie devra reposer sur une connaissance aussi preacutecise que possible
bull de lensemble des sources de poiJution affectant le secteur rejets coners (ponctuels ou diffus) apports par les cours deau immersions de deacuteblais de dragage etc
bull des meacutecanismes de transfert des pollutions au milieu marin
bull des caracteacuteristiques du milieu reacutecepteur (morphologie courants caracteacuteris-tiques hvdrochimiques et biologiques)
bull des USIlges agrave proteacuteger et des zones sensibles du point de vue eacutecologique
Puisque lameacutelioration de la qualiteacute des eaux dun secteur du littoral implique de deacutefinir un programme concernant lensemble du bassin versant la maicirctrise douvrage de leacutetude ne pourra en geacuteneacuteral ecirctre confieacutee qu acirc une collectiviteacute locale de niveau supra shycommunal ()
L finaii du Contrat de Baie est dinciter les divers panenaires concerneacutes en particuer es coliegrave-ivieacutes locales agrave deacutepasser le cadre des scheacutemas classiques dassainissement dans tcs les cas c des dispositions speacutecifiques doivent ecirctre prises pour restaurer la qualiteacute des eaux (
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recipes Bioehemical geneties 4 297-320
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bathyal Gastropod Bathybembyx bairdii ftfarine Biology 47 265-275
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and its possible significance Malacologia 25 (2) 569-581
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green sea urchin Strongylocentrotus droebachiensis spawnlng in the St Lavvrence Estuary
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(Hydrozoa) by Copper Cadmium and other toxicants Aquat Toicol 1 227-238
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37
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population structure Evolution 38 (6) 1358-1370
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38
ANNEXEI
SCHEIHA DU PROTOCOLE EXPERThlENTAL DES TESTS DE FECONDATION IN VITRO
oursin9 gonades
~ eau ae mer 1iltreacutee (045I-lm)
soies (200l-lm)
Dfiltration
eau de mer filtreacutee (045I-lm)
deacutecantation ovocytes
oursin ltJ ---+ gonades -
filtration soies (60~m) ~
D~
middot middot middot middot
30 ml bd
lavages et dilutions
1 1 1 1 1 1
bull bull bull bull bullbull ~
~~~ ~
env 1500 ovocytesml
m~ 1
env 50 ovocytesml
39
AtlNEXE II
ELECTROPHORESE
Installation des eacutechantillons
a coupe pratiqueacutee dans le gel b eacutechantillons
Montage du circuit
a tampon deacutelectrodes b eacuteponges c eacutelectrodes relieacutees au geacuteneacuterateur d ligne dinsertion des eacutechantillons
40
ANNEXEIll
PREPARATION DES SOLUfIONS DELECTROPHORESE
Tampon Tris Citrate pH 8 (TC 8)
- Electrodes Tris (062M) 756 g
Ac citrique (014M) 300 g eau distilleacutee qsp 1 l
- Gel 30 ml de tampon eacutelectrodes dans 900 ml deau distilleacutee
ajuster agrave pH 8 avec du Tris (lM) ou de lacide citrique (lM)
Tampon discontinu Tris Citrate pH 67 (TC 67)
- Electrodes pH 63 Tris (022M) 270 g
Ac citrique (008M) 180 g eau distilleacutee q sp 1 1
ajuster agrave pH 63 avec du Tris (lM) ou de lacide citrique (lM) - Gel pH 67
Tris (0008M) 097 g Ac citrique H20 (0003M) 063 g
eau distilleacutee qsp 1 1 ajuster agrave pH 67 avec du Tris (lM) ou de lacide citrique (lM)
Reacutesolution obtenue par systegraveme enzymatique
Muscle Tube Digestif Gonades Nbre Locus TCPH8 TC pH TC pH 8 1 TC pH li TC pH 8 1 TC pH dallegraveles
67 67 1 67
AAT-1 +
AAT-2 + 2
GPD-l IDH-1 + + + +
LAP-1
l1DH-1 ++ )
l1DH-2 +++ ++ 2 ME-l + 2 ME-2 + ++ 3
PGD-1 ++ + 6 PGI-1 +_
- ++ ++ 4
PGM-1 + + 3 PGM-2 +++ ++ 4
bull Faible ++ Bonne + Moyenne +++ Tregraves bonne
41
ANNEXE IV
SOLUTIONS DE COLORATIONS
AAT (Aspartate-aminotransfeacuterase)
Tris A 80 ml AccxCeacutetoGlutarique 100 mg Ac Aspartique 200 mg Phosphate de pyridoxal 10 mg dissoudre veacuterifier que pH lt 74 (ajuster avec Tris LM) verser et incuber agrave 37degC pendant 15 min puis ajouter Fast Blue BB 100 mg
IDH (Isocitrate deacuteshydrogeacutenase)
Tris A 70 ml Isocitrate (0 lM) 8 ml MnCl2 (025M) 06 ml MgC12 (OSM) 05 ml ajouter avant coloration Isocitrate (poudre) 10 mg NADP 1 2 ml PMS 1 ml NET 1 ml lvITT 05 ml
MDH (Malate Deacuteshydrogeacutenase)
Tris A 10 ml MgCl2 (OSM) 02 ml Ac Malique (2M) 3 ml NAD 1 15 ml puis ajouter avant coloration PMS 03 ml NET 07 ml MTT 07 ml +Agar dans Tris A tiegravede 10 ml
6PGD (6Phosphogluconate Deacuteshydrogeacutenase)
TrisA 10 ml MgC12 (OSM) 15 ml 6Phosphogluconate 20 mg puis ajouter avant coloration NADP 1 01 ml PMS 01 ml NET 02 ml tvm 02 ml +Agar dans Tris A tiegravede 10 ml
GPI (Glucose-Phosphate Isomeacuterase)
Tris A 10 ml MgC12 (O5Ivi) 1 ml Fructose 6P 10 mg puis ajouter avant coloration NADP 1 05 ml PMS 05 ml NET 05 ml MTT 05 ml G6PDH 6~Ll ou 17u +Agar dans Tris A tiegravede 10 ml
LAP (Leucine-aminopeptidase)
Tris-Malate 90 ml preacutechauffeacute agrave 30degC MnCl2 (01r1) 1 ml MgCl2 (05lvf) 1 ml Lleucilj3Naphthylamine 15 agrave 20 mg incubation 30 min agrave 37degC ajouter avant coloration Fast Gamet GBC 60 mg dilueacute dans quelques gouttes de Tris-Malate (manipuler ce produit avec des gants)
ME (Malice-Enzyme)
Tris A 10 ml MgCl2 (O5~1) 15 ml AcMalique (2tv1) 1 ml puis ajouter avant coloration NADP 1 01 ml PMS 03 ml NET 07 ml MTT 07 ml +Agar dans Tris A tiegravede 10 ml
PGM (phosphoglucoMutase)
Tris A 10 ml MgCl2 (05)11) 1 ml Glucose IP (+15 diP) 100 mg puis ajouter avant coloration NADP 1 05 ml PMS 05 ml NET 05 ml lvITT 05 ml G6PDH 6~1l ou 17u +Agar dans Tris A tiegravede 10 ml
42
9
----- - - - _----- - -
W~--shy
ANNEXEV
Tempeacutelllture il linterface eaumiddotseacutediment au site du Dlilec
17 T middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot-middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot-middot_middotmiddotmiddotmiddot-middot-middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot-middot--middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot-middotmiddot--- - -- ----_--- -- - shy
16 +--- ---------- --__--shy
15 --- -- ---- - --- middot - middot-middotmiddot-middotmiddotmiddot-middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot_-middot-middot -middotmiddotmiddotmiddot-middot-middot-middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot-middotmiddot middotTt~hl~ - ------ Ecirc 14 - - -- --------- ---middot---middot-middotmiddot-middot-middot-trrfo-r~~wbWljl~I~~~--------------t-------------iiiiJiI~i~L--_-----------------------8 12 YrljVWfAI--shy --shy - shy _-----------------------------
middotmiddot-middotmiddot~IImiddot middotmiddot-middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot-middotmiddotmiddotmiddot-middot --middotmiddot--shy - ------------_- ----------11 t-middot
10 ~~--shy --- ----_-- - -- - - ------------_-
~ ~ ~ ~ 3 5 = 3 -~ shy
~ ~ = ~ ~ ~ 7 ~ 7 7 ~ ~ lt lt jf ~ r- ~ C t- C ~ oA C 0 0 0 0 ~ shy0 0 N
~
Tempeacutelllture il linterfue eau-seacutediment il la pointe de lAnnorique
11 ~ li ~ ~ ~ ~ ~ of j ~ ~ i ~ f N M ~ M ecirc ~ M
(donneacutees LR-i CvRS D1513 Faculteacute des Sciences Brest)
43
ANNEXEVI
TENEURS EN QUELQUES METAUX LOURS DANS LES GONADES DOURSINS DE LA RADE DE BREST
1Armorique (n=7) lIurloux (n=8) Deliee (n=8) 1
Fer (Fe) mgfKg 2869plusmn141O 531plusmn438 410plusmn250 1
lt 02Plomb (Pb) mgfKg O75plusmnO24 026plusmnO18
Cuivre (Cu) mgfKg O76plusmnO33 030plusmnO Il 045plusmnO42
Cadmium (Cd) mgIKg 396plusmnO55464plusmn125 463+12
Zinc (Zn) mgfKg 3563plusmn2828 1811=1241 1528plusmn1506 i
1
Mercure (Hg) mgfKg 026plusmnO12 018plusmnO08 020plusmnO13 1
(donneacutees Laboratoire lvllmicipal de Brest 16 rue Alexandre Ribot - J928iuml BREST Cedex Ofi0894)
ANNEXE VII
Agents toxiques essayeacutes pour leur toxiciteacute sur le deacuteveloppement la reproduction
et pour leur toxiciteacute geacuteneacutetique sur les embryons et le sperme doursins
(dapregraves PAGAl~O et al 1987)
Classe d aogents___+-____Agent=-s____~r__---Reacute~feacuterences___--1
1 Agents Physiques Rayons X RUST AD 1959 Rayons r GIORDANO et al 1983 Lumiegravere visible PAUL et al 1970
SPECK et al 1980
II Agents chimiques A Inorganiques Arsenic PAGANO et al 1982a
Beacuteryllium GIORDAlIO et al 1983 Cadmium PAGANO et al 1982b Chrome PAGA1-iO et al 1983a Cuivre HESLINGA 1976
PAGANO et al 1986 Mercure KOBA YASHI 1980 Nickel GIORDANO et al 1982 Changements de pH PAGANO et al 1985a 1985b
CIPPOLARO et al 1986 DUBE et al 1985
Zinc GIORDANO et al 1983 PAGANO et al 1986
B 1 Organiques 1 - Polluants industriels Peacutetrole dispersants du peacutetrole HAGSTROM et LONNING 1976
Pesticides organochloreacutes FALK-PETERSEN1979 BRESCH-ARENDT 1977
Styregravene et deacuteriveacutes PAGANO et al 1978 Dipheacuteny1 dipheacutenyl ether PAGANO et al 1983b PCBs ADAMS 1983
PAGANO et al 1985c
2 - Canceacuterigegravenes Acridines BRACHET 1968 Benzo(a)pyregravenes DE ANGELIS et GIORDANO
1974 HOSE et al 1983
712 dimeacutethy1benz( a)anthracegravene DE ANGELIS et GIORDkIO 1974
TPA (phorbol ester) BRESCH--RENDT 1978 Urethane NAKASHIMA et ISHIKAWA
1978 3 - Composeacutes pharmaceutiques Agents antineacuteop1astiques REN1llLARD et al 1975
WANG et al 1977 Thalidomide HAGSTROM et LONNING 1973 Acide nalidixique CZ1TN etaI 1981 Povidone iodine ROZENKRANZ et al 1980
III Meacutelanges KOBAYASHl 1971 1984 KINAE et al 1981 OSHIDA et al 1981 DINNEL et al 1981
LES MEacuteTAUX LOURDS DES PRODUITS MAnlNS AUX CONSOMMATEURS
(Les v(Jlours m6us uang ce
Ooso quotishydienne
Il eacutecossai ro fi lhomme
(ell IlIl)
Dose toxique
pOUf lIl(Hl li)] Il
(1)
)OllS
adIJ1ilUuml
dan~ 1es al ililUlllS
(1l1Uk~raquo
EltlU ltIll Ilwr (111]1)
AlrJucs (lilgkJ )
Mollusques (IlIUkg)
Cfuslncocircs (11111111)
Poissons (muka)
Arsenic
001 ~O 02 mg
III 70 1119 1 SOllt mOrlols
0002-0001
014-1
7 -120
15 17 (rwvolln)
25-75 (oOndill)
LI ore
100 Illoi
I(i
04-20
1 (moulu)
025 15 (11111 l 1 IcircIl )
020
tilJlcilU sont les plus
CildmIcircUIll
30 mu so1l1 toxiquuumls
f()i~5()1l
1 Molluoque
rshy1
01
00006
01 i-3
Chromo
VI WO Ill) Cr ~()Ilt IIHHlelr
01
000005
002 -1
er1llllent rellcontreacutees dlIls les publications ctuel
Cuivre
2 mg
25 fi sont IllOrlel
Poisson li
Mollusqull 110
0003-001
17-124
GO-900 (Iluitru)
20-90 (convoi)
l5-G (1 lion)
Mercure
Poisson jusqul 07
0000 03
----_
O02G-O2
004
01 middot10
Plomb
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05 9
28-6 (huicirctre)
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3
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Zinc
6- 10 mg
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0001-001
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100-1 GOO (lIl1illO)
122-18 1 (1Il1IrlllI)
02middot1 200 (llilrell~1 )
---------- ----shy
fi (JIIIIUIIIaS
Les doses admissibles dilfl~ les aliments sonl exprillleacutees en millilrammes par kilogramme daliment
Les concclltrations daJis les produits rnHIcirclls sont (ouloS oxprilllUcircfS CIl lllilliJtallHllCS pM kilonriltlHlw do Illnliegravero segravecho
Chnque (ois qlll cela a ugravet possillln on il if)diqur~ entre p1fef)lhegravesos dnns qllJllc csplco nvait ocirctri trouveacutee ln plus (orte dosn
(1) [n CilS diumlnDntioll Cil IIlle scule (ois (SOllfce Rapport du Groupe Irleflilinisteacuterid des prohl~llIes de Pollution de la Mer 1(73)
EXTRAITS DE lA CIRCUlAIRE DU 13 MAl 1991
Circulaire du Ministegravere de lEnvironnement creacuteant les contrats de baie
Les eaux inorales franccedilaises doivent se situer en permanence agrave un niveau de qualiteacute suffisant pour ne pas mettre en peacuteril les eacutecosystegravemes cocirctiers qui constituent un eacuteleacutement majeur du patrimoine eacutecologique national ()
Lapproche retenue rient compte de la diversiteacute et de la complexiteacute des situations rencontreacutees ie long des cocirctes franccedilaises Certains SeCIeurs son principalement affecteacutes par des pollutions chimiques (meacutetaux etou composeacutes organiques ( )
De plus les pheacutenoTregravenes regroupeacutes sous une mecircme appeiation (egraveystrophies marines par exemple) reacutesJltent r jait de meacutecanismes diffeacuterents dont les c1uses et les facteurs de maitrise dofent ecirctre deacutetermineacutes dans chaque cas particJpr afin decirctre certain de mettre en oeuvre au plus juste coucirct des remegravedes efficaces ( j
n apparaft au corraire que pour chaque secteur C littorc oi une action est neacutecessaire a soluor adeacutequate ne peut ecirctre trouveacutee cu au niveat loca~ en associant tous les resporsables co-erneacutes Un outil nouveau est proposeacute le Contrat de Baie dont linitiative peut br= prise par lEtat mais aussi par dautrs acteurs (collectiviteacutes locales cssociatiors rotamment) ()
Chaque Cartrat de 3aie doit correspondre agrave une uniteacute middot-orale rmogegravene ()
Puisque la lutte ccr-se la pollution des eaux littorales ne peut ecircrr= efficace que par la prise
en compte des apports de Jensemble du bassin versant le Contrat de Baie doit ecirctre eacutelaboreacute agrave ce niveau
Pour eacuteviter ces eacutecueils tout Contrat de Baie devra reposer sur une connaissance aussi preacutecise que possible
bull de lensemble des sources de poiJution affectant le secteur rejets coners (ponctuels ou diffus) apports par les cours deau immersions de deacuteblais de dragage etc
bull des meacutecanismes de transfert des pollutions au milieu marin
bull des caracteacuteristiques du milieu reacutecepteur (morphologie courants caracteacuteris-tiques hvdrochimiques et biologiques)
bull des USIlges agrave proteacuteger et des zones sensibles du point de vue eacutecologique
Puisque lameacutelioration de la qualiteacute des eaux dun secteur du littoral implique de deacutefinir un programme concernant lensemble du bassin versant la maicirctrise douvrage de leacutetude ne pourra en geacuteneacuteral ecirctre confieacutee qu acirc une collectiviteacute locale de niveau supra shycommunal ()
L finaii du Contrat de Baie est dinciter les divers panenaires concerneacutes en particuer es coliegrave-ivieacutes locales agrave deacutepasser le cadre des scheacutemas classiques dassainissement dans tcs les cas c des dispositions speacutecifiques doivent ecirctre prises pour restaurer la qualiteacute des eaux (
WATTS R 1 JOHNSON M S BLACK R (1990) Effects of recruitment on genetic
patchiness in the urchin Echinometra mathaei in Western Australia il1arine Biology 105
145-151
WEIR B S COCKERHAM C C (1984) Estimating F-statistics for the analysis of
population structure Evolution 38 (6) 1358-1370
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tribes II Local genetic differenciation in the Papago American journal of Human Genetics
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regard to system ofmating Evolution 19395-420
YOUNG L NELSON L (1974) The effects of heavy metals ions on the motility of sea
urchins spennatozoa Biol Bllll 147 236-246
38
ANNEXEI
SCHEIHA DU PROTOCOLE EXPERThlENTAL DES TESTS DE FECONDATION IN VITRO
oursin9 gonades
~ eau ae mer 1iltreacutee (045I-lm)
soies (200l-lm)
Dfiltration
eau de mer filtreacutee (045I-lm)
deacutecantation ovocytes
oursin ltJ ---+ gonades -
filtration soies (60~m) ~
D~
middot middot middot middot
30 ml bd
lavages et dilutions
1 1 1 1 1 1
bull bull bull bull bullbull ~
~~~ ~
env 1500 ovocytesml
m~ 1
env 50 ovocytesml
39
AtlNEXE II
ELECTROPHORESE
Installation des eacutechantillons
a coupe pratiqueacutee dans le gel b eacutechantillons
Montage du circuit
a tampon deacutelectrodes b eacuteponges c eacutelectrodes relieacutees au geacuteneacuterateur d ligne dinsertion des eacutechantillons
40
ANNEXEIll
PREPARATION DES SOLUfIONS DELECTROPHORESE
Tampon Tris Citrate pH 8 (TC 8)
- Electrodes Tris (062M) 756 g
Ac citrique (014M) 300 g eau distilleacutee qsp 1 l
- Gel 30 ml de tampon eacutelectrodes dans 900 ml deau distilleacutee
ajuster agrave pH 8 avec du Tris (lM) ou de lacide citrique (lM)
Tampon discontinu Tris Citrate pH 67 (TC 67)
- Electrodes pH 63 Tris (022M) 270 g
Ac citrique (008M) 180 g eau distilleacutee q sp 1 1
ajuster agrave pH 63 avec du Tris (lM) ou de lacide citrique (lM) - Gel pH 67
Tris (0008M) 097 g Ac citrique H20 (0003M) 063 g
eau distilleacutee qsp 1 1 ajuster agrave pH 67 avec du Tris (lM) ou de lacide citrique (lM)
Reacutesolution obtenue par systegraveme enzymatique
Muscle Tube Digestif Gonades Nbre Locus TCPH8 TC pH TC pH 8 1 TC pH li TC pH 8 1 TC pH dallegraveles
67 67 1 67
AAT-1 +
AAT-2 + 2
GPD-l IDH-1 + + + +
LAP-1
l1DH-1 ++ )
l1DH-2 +++ ++ 2 ME-l + 2 ME-2 + ++ 3
PGD-1 ++ + 6 PGI-1 +_
- ++ ++ 4
PGM-1 + + 3 PGM-2 +++ ++ 4
bull Faible ++ Bonne + Moyenne +++ Tregraves bonne
41
ANNEXE IV
SOLUTIONS DE COLORATIONS
AAT (Aspartate-aminotransfeacuterase)
Tris A 80 ml AccxCeacutetoGlutarique 100 mg Ac Aspartique 200 mg Phosphate de pyridoxal 10 mg dissoudre veacuterifier que pH lt 74 (ajuster avec Tris LM) verser et incuber agrave 37degC pendant 15 min puis ajouter Fast Blue BB 100 mg
IDH (Isocitrate deacuteshydrogeacutenase)
Tris A 70 ml Isocitrate (0 lM) 8 ml MnCl2 (025M) 06 ml MgC12 (OSM) 05 ml ajouter avant coloration Isocitrate (poudre) 10 mg NADP 1 2 ml PMS 1 ml NET 1 ml lvITT 05 ml
MDH (Malate Deacuteshydrogeacutenase)
Tris A 10 ml MgCl2 (OSM) 02 ml Ac Malique (2M) 3 ml NAD 1 15 ml puis ajouter avant coloration PMS 03 ml NET 07 ml MTT 07 ml +Agar dans Tris A tiegravede 10 ml
6PGD (6Phosphogluconate Deacuteshydrogeacutenase)
TrisA 10 ml MgC12 (OSM) 15 ml 6Phosphogluconate 20 mg puis ajouter avant coloration NADP 1 01 ml PMS 01 ml NET 02 ml tvm 02 ml +Agar dans Tris A tiegravede 10 ml
GPI (Glucose-Phosphate Isomeacuterase)
Tris A 10 ml MgC12 (O5Ivi) 1 ml Fructose 6P 10 mg puis ajouter avant coloration NADP 1 05 ml PMS 05 ml NET 05 ml MTT 05 ml G6PDH 6~Ll ou 17u +Agar dans Tris A tiegravede 10 ml
LAP (Leucine-aminopeptidase)
Tris-Malate 90 ml preacutechauffeacute agrave 30degC MnCl2 (01r1) 1 ml MgCl2 (05lvf) 1 ml Lleucilj3Naphthylamine 15 agrave 20 mg incubation 30 min agrave 37degC ajouter avant coloration Fast Gamet GBC 60 mg dilueacute dans quelques gouttes de Tris-Malate (manipuler ce produit avec des gants)
ME (Malice-Enzyme)
Tris A 10 ml MgCl2 (O5~1) 15 ml AcMalique (2tv1) 1 ml puis ajouter avant coloration NADP 1 01 ml PMS 03 ml NET 07 ml MTT 07 ml +Agar dans Tris A tiegravede 10 ml
PGM (phosphoglucoMutase)
Tris A 10 ml MgCl2 (05)11) 1 ml Glucose IP (+15 diP) 100 mg puis ajouter avant coloration NADP 1 05 ml PMS 05 ml NET 05 ml lvITT 05 ml G6PDH 6~1l ou 17u +Agar dans Tris A tiegravede 10 ml
42
9
----- - - - _----- - -
W~--shy
ANNEXEV
Tempeacutelllture il linterface eaumiddotseacutediment au site du Dlilec
17 T middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot-middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot-middot_middotmiddotmiddotmiddot-middot-middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot-middot--middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot-middotmiddot--- - -- ----_--- -- - shy
16 +--- ---------- --__--shy
15 --- -- ---- - --- middot - middot-middotmiddot-middotmiddotmiddot-middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot_-middot-middot -middotmiddotmiddotmiddot-middot-middot-middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot-middotmiddot middotTt~hl~ - ------ Ecirc 14 - - -- --------- ---middot---middot-middotmiddot-middot-middot-trrfo-r~~wbWljl~I~~~--------------t-------------iiiiJiI~i~L--_-----------------------8 12 YrljVWfAI--shy --shy - shy _-----------------------------
middotmiddot-middotmiddot~IImiddot middotmiddot-middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot-middotmiddotmiddotmiddot-middot --middotmiddot--shy - ------------_- ----------11 t-middot
10 ~~--shy --- ----_-- - -- - - ------------_-
~ ~ ~ ~ 3 5 = 3 -~ shy
~ ~ = ~ ~ ~ 7 ~ 7 7 ~ ~ lt lt jf ~ r- ~ C t- C ~ oA C 0 0 0 0 ~ shy0 0 N
~
Tempeacutelllture il linterfue eau-seacutediment il la pointe de lAnnorique
11 ~ li ~ ~ ~ ~ ~ of j ~ ~ i ~ f N M ~ M ecirc ~ M
(donneacutees LR-i CvRS D1513 Faculteacute des Sciences Brest)
43
ANNEXEVI
TENEURS EN QUELQUES METAUX LOURS DANS LES GONADES DOURSINS DE LA RADE DE BREST
1Armorique (n=7) lIurloux (n=8) Deliee (n=8) 1
Fer (Fe) mgfKg 2869plusmn141O 531plusmn438 410plusmn250 1
lt 02Plomb (Pb) mgfKg O75plusmnO24 026plusmnO18
Cuivre (Cu) mgfKg O76plusmnO33 030plusmnO Il 045plusmnO42
Cadmium (Cd) mgIKg 396plusmnO55464plusmn125 463+12
Zinc (Zn) mgfKg 3563plusmn2828 1811=1241 1528plusmn1506 i
1
Mercure (Hg) mgfKg 026plusmnO12 018plusmnO08 020plusmnO13 1
(donneacutees Laboratoire lvllmicipal de Brest 16 rue Alexandre Ribot - J928iuml BREST Cedex Ofi0894)
ANNEXE VII
Agents toxiques essayeacutes pour leur toxiciteacute sur le deacuteveloppement la reproduction
et pour leur toxiciteacute geacuteneacutetique sur les embryons et le sperme doursins
(dapregraves PAGAl~O et al 1987)
Classe d aogents___+-____Agent=-s____~r__---Reacute~feacuterences___--1
1 Agents Physiques Rayons X RUST AD 1959 Rayons r GIORDANO et al 1983 Lumiegravere visible PAUL et al 1970
SPECK et al 1980
II Agents chimiques A Inorganiques Arsenic PAGANO et al 1982a
Beacuteryllium GIORDAlIO et al 1983 Cadmium PAGANO et al 1982b Chrome PAGA1-iO et al 1983a Cuivre HESLINGA 1976
PAGANO et al 1986 Mercure KOBA YASHI 1980 Nickel GIORDANO et al 1982 Changements de pH PAGANO et al 1985a 1985b
CIPPOLARO et al 1986 DUBE et al 1985
Zinc GIORDANO et al 1983 PAGANO et al 1986
B 1 Organiques 1 - Polluants industriels Peacutetrole dispersants du peacutetrole HAGSTROM et LONNING 1976
Pesticides organochloreacutes FALK-PETERSEN1979 BRESCH-ARENDT 1977
Styregravene et deacuteriveacutes PAGANO et al 1978 Dipheacuteny1 dipheacutenyl ether PAGANO et al 1983b PCBs ADAMS 1983
PAGANO et al 1985c
2 - Canceacuterigegravenes Acridines BRACHET 1968 Benzo(a)pyregravenes DE ANGELIS et GIORDANO
1974 HOSE et al 1983
712 dimeacutethy1benz( a)anthracegravene DE ANGELIS et GIORDkIO 1974
TPA (phorbol ester) BRESCH--RENDT 1978 Urethane NAKASHIMA et ISHIKAWA
1978 3 - Composeacutes pharmaceutiques Agents antineacuteop1astiques REN1llLARD et al 1975
WANG et al 1977 Thalidomide HAGSTROM et LONNING 1973 Acide nalidixique CZ1TN etaI 1981 Povidone iodine ROZENKRANZ et al 1980
III Meacutelanges KOBAYASHl 1971 1984 KINAE et al 1981 OSHIDA et al 1981 DINNEL et al 1981
LES MEacuteTAUX LOURDS DES PRODUITS MAnlNS AUX CONSOMMATEURS
(Les v(Jlours m6us uang ce
Ooso quotishydienne
Il eacutecossai ro fi lhomme
(ell IlIl)
Dose toxique
pOUf lIl(Hl li)] Il
(1)
)OllS
adIJ1ilUuml
dan~ 1es al ililUlllS
(1l1Uk~raquo
EltlU ltIll Ilwr (111]1)
AlrJucs (lilgkJ )
Mollusques (IlIUkg)
Cfuslncocircs (11111111)
Poissons (muka)
Arsenic
001 ~O 02 mg
III 70 1119 1 SOllt mOrlols
0002-0001
014-1
7 -120
15 17 (rwvolln)
25-75 (oOndill)
LI ore
100 Illoi
I(i
04-20
1 (moulu)
025 15 (11111 l 1 IcircIl )
020
tilJlcilU sont les plus
CildmIcircUIll
30 mu so1l1 toxiquuumls
f()i~5()1l
1 Molluoque
rshy1
01
00006
01 i-3
Chromo
VI WO Ill) Cr ~()Ilt IIHHlelr
01
000005
002 -1
er1llllent rellcontreacutees dlIls les publications ctuel
Cuivre
2 mg
25 fi sont IllOrlel
Poisson li
Mollusqull 110
0003-001
17-124
GO-900 (Iluitru)
20-90 (convoi)
l5-G (1 lion)
Mercure
Poisson jusqul 07
0000 03
----_
O02G-O2
004
01 middot10
Plomb
moi
0000 03
05 9
28-6 (huicirctre)
~- ----shy01-23
(tHlllllnrl)
O3-G
Seacuteleacutenium
3
000009
02-01
Zinc
6- 10 mg
35
0001-001
il2-Hi)
100-1 GOO (lIl1illO)
122-18 1 (1Il1IrlllI)
02middot1 200 (llilrell~1 )
---------- ----shy
fi (JIIIIUIIIaS
Les doses admissibles dilfl~ les aliments sonl exprillleacutees en millilrammes par kilogramme daliment
Les concclltrations daJis les produits rnHIcirclls sont (ouloS oxprilllUcircfS CIl lllilliJtallHllCS pM kilonriltlHlw do Illnliegravero segravecho
Chnque (ois qlll cela a ugravet possillln on il if)diqur~ entre p1fef)lhegravesos dnns qllJllc csplco nvait ocirctri trouveacutee ln plus (orte dosn
(1) [n CilS diumlnDntioll Cil IIlle scule (ois (SOllfce Rapport du Groupe Irleflilinisteacuterid des prohl~llIes de Pollution de la Mer 1(73)
EXTRAITS DE lA CIRCUlAIRE DU 13 MAl 1991
Circulaire du Ministegravere de lEnvironnement creacuteant les contrats de baie
Les eaux inorales franccedilaises doivent se situer en permanence agrave un niveau de qualiteacute suffisant pour ne pas mettre en peacuteril les eacutecosystegravemes cocirctiers qui constituent un eacuteleacutement majeur du patrimoine eacutecologique national ()
Lapproche retenue rient compte de la diversiteacute et de la complexiteacute des situations rencontreacutees ie long des cocirctes franccedilaises Certains SeCIeurs son principalement affecteacutes par des pollutions chimiques (meacutetaux etou composeacutes organiques ( )
De plus les pheacutenoTregravenes regroupeacutes sous une mecircme appeiation (egraveystrophies marines par exemple) reacutesJltent r jait de meacutecanismes diffeacuterents dont les c1uses et les facteurs de maitrise dofent ecirctre deacutetermineacutes dans chaque cas particJpr afin decirctre certain de mettre en oeuvre au plus juste coucirct des remegravedes efficaces ( j
n apparaft au corraire que pour chaque secteur C littorc oi une action est neacutecessaire a soluor adeacutequate ne peut ecirctre trouveacutee cu au niveat loca~ en associant tous les resporsables co-erneacutes Un outil nouveau est proposeacute le Contrat de Baie dont linitiative peut br= prise par lEtat mais aussi par dautrs acteurs (collectiviteacutes locales cssociatiors rotamment) ()
Chaque Cartrat de 3aie doit correspondre agrave une uniteacute middot-orale rmogegravene ()
Puisque la lutte ccr-se la pollution des eaux littorales ne peut ecircrr= efficace que par la prise
en compte des apports de Jensemble du bassin versant le Contrat de Baie doit ecirctre eacutelaboreacute agrave ce niveau
Pour eacuteviter ces eacutecueils tout Contrat de Baie devra reposer sur une connaissance aussi preacutecise que possible
bull de lensemble des sources de poiJution affectant le secteur rejets coners (ponctuels ou diffus) apports par les cours deau immersions de deacuteblais de dragage etc
bull des meacutecanismes de transfert des pollutions au milieu marin
bull des caracteacuteristiques du milieu reacutecepteur (morphologie courants caracteacuteris-tiques hvdrochimiques et biologiques)
bull des USIlges agrave proteacuteger et des zones sensibles du point de vue eacutecologique
Puisque lameacutelioration de la qualiteacute des eaux dun secteur du littoral implique de deacutefinir un programme concernant lensemble du bassin versant la maicirctrise douvrage de leacutetude ne pourra en geacuteneacuteral ecirctre confieacutee qu acirc une collectiviteacute locale de niveau supra shycommunal ()
L finaii du Contrat de Baie est dinciter les divers panenaires concerneacutes en particuer es coliegrave-ivieacutes locales agrave deacutepasser le cadre des scheacutemas classiques dassainissement dans tcs les cas c des dispositions speacutecifiques doivent ecirctre prises pour restaurer la qualiteacute des eaux (
ANNEXEI
SCHEIHA DU PROTOCOLE EXPERThlENTAL DES TESTS DE FECONDATION IN VITRO
oursin9 gonades
~ eau ae mer 1iltreacutee (045I-lm)
soies (200l-lm)
Dfiltration
eau de mer filtreacutee (045I-lm)
deacutecantation ovocytes
oursin ltJ ---+ gonades -
filtration soies (60~m) ~
D~
middot middot middot middot
30 ml bd
lavages et dilutions
1 1 1 1 1 1
bull bull bull bull bullbull ~
~~~ ~
env 1500 ovocytesml
m~ 1
env 50 ovocytesml
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AtlNEXE II
ELECTROPHORESE
Installation des eacutechantillons
a coupe pratiqueacutee dans le gel b eacutechantillons
Montage du circuit
a tampon deacutelectrodes b eacuteponges c eacutelectrodes relieacutees au geacuteneacuterateur d ligne dinsertion des eacutechantillons
40
ANNEXEIll
PREPARATION DES SOLUfIONS DELECTROPHORESE
Tampon Tris Citrate pH 8 (TC 8)
- Electrodes Tris (062M) 756 g
Ac citrique (014M) 300 g eau distilleacutee qsp 1 l
- Gel 30 ml de tampon eacutelectrodes dans 900 ml deau distilleacutee
ajuster agrave pH 8 avec du Tris (lM) ou de lacide citrique (lM)
Tampon discontinu Tris Citrate pH 67 (TC 67)
- Electrodes pH 63 Tris (022M) 270 g
Ac citrique (008M) 180 g eau distilleacutee q sp 1 1
ajuster agrave pH 63 avec du Tris (lM) ou de lacide citrique (lM) - Gel pH 67
Tris (0008M) 097 g Ac citrique H20 (0003M) 063 g
eau distilleacutee qsp 1 1 ajuster agrave pH 67 avec du Tris (lM) ou de lacide citrique (lM)
Reacutesolution obtenue par systegraveme enzymatique
Muscle Tube Digestif Gonades Nbre Locus TCPH8 TC pH TC pH 8 1 TC pH li TC pH 8 1 TC pH dallegraveles
67 67 1 67
AAT-1 +
AAT-2 + 2
GPD-l IDH-1 + + + +
LAP-1
l1DH-1 ++ )
l1DH-2 +++ ++ 2 ME-l + 2 ME-2 + ++ 3
PGD-1 ++ + 6 PGI-1 +_
- ++ ++ 4
PGM-1 + + 3 PGM-2 +++ ++ 4
bull Faible ++ Bonne + Moyenne +++ Tregraves bonne
41
ANNEXE IV
SOLUTIONS DE COLORATIONS
AAT (Aspartate-aminotransfeacuterase)
Tris A 80 ml AccxCeacutetoGlutarique 100 mg Ac Aspartique 200 mg Phosphate de pyridoxal 10 mg dissoudre veacuterifier que pH lt 74 (ajuster avec Tris LM) verser et incuber agrave 37degC pendant 15 min puis ajouter Fast Blue BB 100 mg
IDH (Isocitrate deacuteshydrogeacutenase)
Tris A 70 ml Isocitrate (0 lM) 8 ml MnCl2 (025M) 06 ml MgC12 (OSM) 05 ml ajouter avant coloration Isocitrate (poudre) 10 mg NADP 1 2 ml PMS 1 ml NET 1 ml lvITT 05 ml
MDH (Malate Deacuteshydrogeacutenase)
Tris A 10 ml MgCl2 (OSM) 02 ml Ac Malique (2M) 3 ml NAD 1 15 ml puis ajouter avant coloration PMS 03 ml NET 07 ml MTT 07 ml +Agar dans Tris A tiegravede 10 ml
6PGD (6Phosphogluconate Deacuteshydrogeacutenase)
TrisA 10 ml MgC12 (OSM) 15 ml 6Phosphogluconate 20 mg puis ajouter avant coloration NADP 1 01 ml PMS 01 ml NET 02 ml tvm 02 ml +Agar dans Tris A tiegravede 10 ml
GPI (Glucose-Phosphate Isomeacuterase)
Tris A 10 ml MgC12 (O5Ivi) 1 ml Fructose 6P 10 mg puis ajouter avant coloration NADP 1 05 ml PMS 05 ml NET 05 ml MTT 05 ml G6PDH 6~Ll ou 17u +Agar dans Tris A tiegravede 10 ml
LAP (Leucine-aminopeptidase)
Tris-Malate 90 ml preacutechauffeacute agrave 30degC MnCl2 (01r1) 1 ml MgCl2 (05lvf) 1 ml Lleucilj3Naphthylamine 15 agrave 20 mg incubation 30 min agrave 37degC ajouter avant coloration Fast Gamet GBC 60 mg dilueacute dans quelques gouttes de Tris-Malate (manipuler ce produit avec des gants)
ME (Malice-Enzyme)
Tris A 10 ml MgCl2 (O5~1) 15 ml AcMalique (2tv1) 1 ml puis ajouter avant coloration NADP 1 01 ml PMS 03 ml NET 07 ml MTT 07 ml +Agar dans Tris A tiegravede 10 ml
PGM (phosphoglucoMutase)
Tris A 10 ml MgCl2 (05)11) 1 ml Glucose IP (+15 diP) 100 mg puis ajouter avant coloration NADP 1 05 ml PMS 05 ml NET 05 ml lvITT 05 ml G6PDH 6~1l ou 17u +Agar dans Tris A tiegravede 10 ml
42
9
----- - - - _----- - -
W~--shy
ANNEXEV
Tempeacutelllture il linterface eaumiddotseacutediment au site du Dlilec
17 T middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot-middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot-middot_middotmiddotmiddotmiddot-middot-middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot-middot--middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot-middotmiddot--- - -- ----_--- -- - shy
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15 --- -- ---- - --- middot - middot-middotmiddot-middotmiddotmiddot-middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot_-middot-middot -middotmiddotmiddotmiddot-middot-middot-middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot-middotmiddot middotTt~hl~ - ------ Ecirc 14 - - -- --------- ---middot---middot-middotmiddot-middot-middot-trrfo-r~~wbWljl~I~~~--------------t-------------iiiiJiI~i~L--_-----------------------8 12 YrljVWfAI--shy --shy - shy _-----------------------------
middotmiddot-middotmiddot~IImiddot middotmiddot-middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot-middotmiddotmiddotmiddot-middot --middotmiddot--shy - ------------_- ----------11 t-middot
10 ~~--shy --- ----_-- - -- - - ------------_-
~ ~ ~ ~ 3 5 = 3 -~ shy
~ ~ = ~ ~ ~ 7 ~ 7 7 ~ ~ lt lt jf ~ r- ~ C t- C ~ oA C 0 0 0 0 ~ shy0 0 N
~
Tempeacutelllture il linterfue eau-seacutediment il la pointe de lAnnorique
11 ~ li ~ ~ ~ ~ ~ of j ~ ~ i ~ f N M ~ M ecirc ~ M
(donneacutees LR-i CvRS D1513 Faculteacute des Sciences Brest)
43
ANNEXEVI
TENEURS EN QUELQUES METAUX LOURS DANS LES GONADES DOURSINS DE LA RADE DE BREST
1Armorique (n=7) lIurloux (n=8) Deliee (n=8) 1
Fer (Fe) mgfKg 2869plusmn141O 531plusmn438 410plusmn250 1
lt 02Plomb (Pb) mgfKg O75plusmnO24 026plusmnO18
Cuivre (Cu) mgfKg O76plusmnO33 030plusmnO Il 045plusmnO42
Cadmium (Cd) mgIKg 396plusmnO55464plusmn125 463+12
Zinc (Zn) mgfKg 3563plusmn2828 1811=1241 1528plusmn1506 i
1
Mercure (Hg) mgfKg 026plusmnO12 018plusmnO08 020plusmnO13 1
(donneacutees Laboratoire lvllmicipal de Brest 16 rue Alexandre Ribot - J928iuml BREST Cedex Ofi0894)
ANNEXE VII
Agents toxiques essayeacutes pour leur toxiciteacute sur le deacuteveloppement la reproduction
et pour leur toxiciteacute geacuteneacutetique sur les embryons et le sperme doursins
(dapregraves PAGAl~O et al 1987)
Classe d aogents___+-____Agent=-s____~r__---Reacute~feacuterences___--1
1 Agents Physiques Rayons X RUST AD 1959 Rayons r GIORDANO et al 1983 Lumiegravere visible PAUL et al 1970
SPECK et al 1980
II Agents chimiques A Inorganiques Arsenic PAGANO et al 1982a
Beacuteryllium GIORDAlIO et al 1983 Cadmium PAGANO et al 1982b Chrome PAGA1-iO et al 1983a Cuivre HESLINGA 1976
PAGANO et al 1986 Mercure KOBA YASHI 1980 Nickel GIORDANO et al 1982 Changements de pH PAGANO et al 1985a 1985b
CIPPOLARO et al 1986 DUBE et al 1985
Zinc GIORDANO et al 1983 PAGANO et al 1986
B 1 Organiques 1 - Polluants industriels Peacutetrole dispersants du peacutetrole HAGSTROM et LONNING 1976
Pesticides organochloreacutes FALK-PETERSEN1979 BRESCH-ARENDT 1977
Styregravene et deacuteriveacutes PAGANO et al 1978 Dipheacuteny1 dipheacutenyl ether PAGANO et al 1983b PCBs ADAMS 1983
PAGANO et al 1985c
2 - Canceacuterigegravenes Acridines BRACHET 1968 Benzo(a)pyregravenes DE ANGELIS et GIORDANO
1974 HOSE et al 1983
712 dimeacutethy1benz( a)anthracegravene DE ANGELIS et GIORDkIO 1974
TPA (phorbol ester) BRESCH--RENDT 1978 Urethane NAKASHIMA et ISHIKAWA
1978 3 - Composeacutes pharmaceutiques Agents antineacuteop1astiques REN1llLARD et al 1975
WANG et al 1977 Thalidomide HAGSTROM et LONNING 1973 Acide nalidixique CZ1TN etaI 1981 Povidone iodine ROZENKRANZ et al 1980
III Meacutelanges KOBAYASHl 1971 1984 KINAE et al 1981 OSHIDA et al 1981 DINNEL et al 1981
LES MEacuteTAUX LOURDS DES PRODUITS MAnlNS AUX CONSOMMATEURS
(Les v(Jlours m6us uang ce
Ooso quotishydienne
Il eacutecossai ro fi lhomme
(ell IlIl)
Dose toxique
pOUf lIl(Hl li)] Il
(1)
)OllS
adIJ1ilUuml
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EltlU ltIll Ilwr (111]1)
AlrJucs (lilgkJ )
Mollusques (IlIUkg)
Cfuslncocircs (11111111)
Poissons (muka)
Arsenic
001 ~O 02 mg
III 70 1119 1 SOllt mOrlols
0002-0001
014-1
7 -120
15 17 (rwvolln)
25-75 (oOndill)
LI ore
100 Illoi
I(i
04-20
1 (moulu)
025 15 (11111 l 1 IcircIl )
020
tilJlcilU sont les plus
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30 mu so1l1 toxiquuumls
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00006
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VI WO Ill) Cr ~()Ilt IIHHlelr
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000005
002 -1
er1llllent rellcontreacutees dlIls les publications ctuel
Cuivre
2 mg
25 fi sont IllOrlel
Poisson li
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0003-001
17-124
GO-900 (Iluitru)
20-90 (convoi)
l5-G (1 lion)
Mercure
Poisson jusqul 07
0000 03
----_
O02G-O2
004
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Plomb
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0000 03
05 9
28-6 (huicirctre)
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000009
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Zinc
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122-18 1 (1Il1IrlllI)
02middot1 200 (llilrell~1 )
---------- ----shy
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Les doses admissibles dilfl~ les aliments sonl exprillleacutees en millilrammes par kilogramme daliment
Les concclltrations daJis les produits rnHIcirclls sont (ouloS oxprilllUcircfS CIl lllilliJtallHllCS pM kilonriltlHlw do Illnliegravero segravecho
Chnque (ois qlll cela a ugravet possillln on il if)diqur~ entre p1fef)lhegravesos dnns qllJllc csplco nvait ocirctri trouveacutee ln plus (orte dosn
(1) [n CilS diumlnDntioll Cil IIlle scule (ois (SOllfce Rapport du Groupe Irleflilinisteacuterid des prohl~llIes de Pollution de la Mer 1(73)
EXTRAITS DE lA CIRCUlAIRE DU 13 MAl 1991
Circulaire du Ministegravere de lEnvironnement creacuteant les contrats de baie
Les eaux inorales franccedilaises doivent se situer en permanence agrave un niveau de qualiteacute suffisant pour ne pas mettre en peacuteril les eacutecosystegravemes cocirctiers qui constituent un eacuteleacutement majeur du patrimoine eacutecologique national ()
Lapproche retenue rient compte de la diversiteacute et de la complexiteacute des situations rencontreacutees ie long des cocirctes franccedilaises Certains SeCIeurs son principalement affecteacutes par des pollutions chimiques (meacutetaux etou composeacutes organiques ( )
De plus les pheacutenoTregravenes regroupeacutes sous une mecircme appeiation (egraveystrophies marines par exemple) reacutesJltent r jait de meacutecanismes diffeacuterents dont les c1uses et les facteurs de maitrise dofent ecirctre deacutetermineacutes dans chaque cas particJpr afin decirctre certain de mettre en oeuvre au plus juste coucirct des remegravedes efficaces ( j
n apparaft au corraire que pour chaque secteur C littorc oi une action est neacutecessaire a soluor adeacutequate ne peut ecirctre trouveacutee cu au niveat loca~ en associant tous les resporsables co-erneacutes Un outil nouveau est proposeacute le Contrat de Baie dont linitiative peut br= prise par lEtat mais aussi par dautrs acteurs (collectiviteacutes locales cssociatiors rotamment) ()
Chaque Cartrat de 3aie doit correspondre agrave une uniteacute middot-orale rmogegravene ()
Puisque la lutte ccr-se la pollution des eaux littorales ne peut ecircrr= efficace que par la prise
en compte des apports de Jensemble du bassin versant le Contrat de Baie doit ecirctre eacutelaboreacute agrave ce niveau
Pour eacuteviter ces eacutecueils tout Contrat de Baie devra reposer sur une connaissance aussi preacutecise que possible
bull de lensemble des sources de poiJution affectant le secteur rejets coners (ponctuels ou diffus) apports par les cours deau immersions de deacuteblais de dragage etc
bull des meacutecanismes de transfert des pollutions au milieu marin
bull des caracteacuteristiques du milieu reacutecepteur (morphologie courants caracteacuteris-tiques hvdrochimiques et biologiques)
bull des USIlges agrave proteacuteger et des zones sensibles du point de vue eacutecologique
Puisque lameacutelioration de la qualiteacute des eaux dun secteur du littoral implique de deacutefinir un programme concernant lensemble du bassin versant la maicirctrise douvrage de leacutetude ne pourra en geacuteneacuteral ecirctre confieacutee qu acirc une collectiviteacute locale de niveau supra shycommunal ()
L finaii du Contrat de Baie est dinciter les divers panenaires concerneacutes en particuer es coliegrave-ivieacutes locales agrave deacutepasser le cadre des scheacutemas classiques dassainissement dans tcs les cas c des dispositions speacutecifiques doivent ecirctre prises pour restaurer la qualiteacute des eaux (
AtlNEXE II
ELECTROPHORESE
Installation des eacutechantillons
a coupe pratiqueacutee dans le gel b eacutechantillons
Montage du circuit
a tampon deacutelectrodes b eacuteponges c eacutelectrodes relieacutees au geacuteneacuterateur d ligne dinsertion des eacutechantillons
40
ANNEXEIll
PREPARATION DES SOLUfIONS DELECTROPHORESE
Tampon Tris Citrate pH 8 (TC 8)
- Electrodes Tris (062M) 756 g
Ac citrique (014M) 300 g eau distilleacutee qsp 1 l
- Gel 30 ml de tampon eacutelectrodes dans 900 ml deau distilleacutee
ajuster agrave pH 8 avec du Tris (lM) ou de lacide citrique (lM)
Tampon discontinu Tris Citrate pH 67 (TC 67)
- Electrodes pH 63 Tris (022M) 270 g
Ac citrique (008M) 180 g eau distilleacutee q sp 1 1
ajuster agrave pH 63 avec du Tris (lM) ou de lacide citrique (lM) - Gel pH 67
Tris (0008M) 097 g Ac citrique H20 (0003M) 063 g
eau distilleacutee qsp 1 1 ajuster agrave pH 67 avec du Tris (lM) ou de lacide citrique (lM)
Reacutesolution obtenue par systegraveme enzymatique
Muscle Tube Digestif Gonades Nbre Locus TCPH8 TC pH TC pH 8 1 TC pH li TC pH 8 1 TC pH dallegraveles
67 67 1 67
AAT-1 +
AAT-2 + 2
GPD-l IDH-1 + + + +
LAP-1
l1DH-1 ++ )
l1DH-2 +++ ++ 2 ME-l + 2 ME-2 + ++ 3
PGD-1 ++ + 6 PGI-1 +_
- ++ ++ 4
PGM-1 + + 3 PGM-2 +++ ++ 4
bull Faible ++ Bonne + Moyenne +++ Tregraves bonne
41
ANNEXE IV
SOLUTIONS DE COLORATIONS
AAT (Aspartate-aminotransfeacuterase)
Tris A 80 ml AccxCeacutetoGlutarique 100 mg Ac Aspartique 200 mg Phosphate de pyridoxal 10 mg dissoudre veacuterifier que pH lt 74 (ajuster avec Tris LM) verser et incuber agrave 37degC pendant 15 min puis ajouter Fast Blue BB 100 mg
IDH (Isocitrate deacuteshydrogeacutenase)
Tris A 70 ml Isocitrate (0 lM) 8 ml MnCl2 (025M) 06 ml MgC12 (OSM) 05 ml ajouter avant coloration Isocitrate (poudre) 10 mg NADP 1 2 ml PMS 1 ml NET 1 ml lvITT 05 ml
MDH (Malate Deacuteshydrogeacutenase)
Tris A 10 ml MgCl2 (OSM) 02 ml Ac Malique (2M) 3 ml NAD 1 15 ml puis ajouter avant coloration PMS 03 ml NET 07 ml MTT 07 ml +Agar dans Tris A tiegravede 10 ml
6PGD (6Phosphogluconate Deacuteshydrogeacutenase)
TrisA 10 ml MgC12 (OSM) 15 ml 6Phosphogluconate 20 mg puis ajouter avant coloration NADP 1 01 ml PMS 01 ml NET 02 ml tvm 02 ml +Agar dans Tris A tiegravede 10 ml
GPI (Glucose-Phosphate Isomeacuterase)
Tris A 10 ml MgC12 (O5Ivi) 1 ml Fructose 6P 10 mg puis ajouter avant coloration NADP 1 05 ml PMS 05 ml NET 05 ml MTT 05 ml G6PDH 6~Ll ou 17u +Agar dans Tris A tiegravede 10 ml
LAP (Leucine-aminopeptidase)
Tris-Malate 90 ml preacutechauffeacute agrave 30degC MnCl2 (01r1) 1 ml MgCl2 (05lvf) 1 ml Lleucilj3Naphthylamine 15 agrave 20 mg incubation 30 min agrave 37degC ajouter avant coloration Fast Gamet GBC 60 mg dilueacute dans quelques gouttes de Tris-Malate (manipuler ce produit avec des gants)
ME (Malice-Enzyme)
Tris A 10 ml MgCl2 (O5~1) 15 ml AcMalique (2tv1) 1 ml puis ajouter avant coloration NADP 1 01 ml PMS 03 ml NET 07 ml MTT 07 ml +Agar dans Tris A tiegravede 10 ml
PGM (phosphoglucoMutase)
Tris A 10 ml MgCl2 (05)11) 1 ml Glucose IP (+15 diP) 100 mg puis ajouter avant coloration NADP 1 05 ml PMS 05 ml NET 05 ml lvITT 05 ml G6PDH 6~1l ou 17u +Agar dans Tris A tiegravede 10 ml
42
9
----- - - - _----- - -
W~--shy
ANNEXEV
Tempeacutelllture il linterface eaumiddotseacutediment au site du Dlilec
17 T middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot-middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot-middot_middotmiddotmiddotmiddot-middot-middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot-middot--middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot-middotmiddot--- - -- ----_--- -- - shy
16 +--- ---------- --__--shy
15 --- -- ---- - --- middot - middot-middotmiddot-middotmiddotmiddot-middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot_-middot-middot -middotmiddotmiddotmiddot-middot-middot-middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot-middotmiddot middotTt~hl~ - ------ Ecirc 14 - - -- --------- ---middot---middot-middotmiddot-middot-middot-trrfo-r~~wbWljl~I~~~--------------t-------------iiiiJiI~i~L--_-----------------------8 12 YrljVWfAI--shy --shy - shy _-----------------------------
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10 ~~--shy --- ----_-- - -- - - ------------_-
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~ ~ = ~ ~ ~ 7 ~ 7 7 ~ ~ lt lt jf ~ r- ~ C t- C ~ oA C 0 0 0 0 ~ shy0 0 N
~
Tempeacutelllture il linterfue eau-seacutediment il la pointe de lAnnorique
11 ~ li ~ ~ ~ ~ ~ of j ~ ~ i ~ f N M ~ M ecirc ~ M
(donneacutees LR-i CvRS D1513 Faculteacute des Sciences Brest)
43
ANNEXEVI
TENEURS EN QUELQUES METAUX LOURS DANS LES GONADES DOURSINS DE LA RADE DE BREST
1Armorique (n=7) lIurloux (n=8) Deliee (n=8) 1
Fer (Fe) mgfKg 2869plusmn141O 531plusmn438 410plusmn250 1
lt 02Plomb (Pb) mgfKg O75plusmnO24 026plusmnO18
Cuivre (Cu) mgfKg O76plusmnO33 030plusmnO Il 045plusmnO42
Cadmium (Cd) mgIKg 396plusmnO55464plusmn125 463+12
Zinc (Zn) mgfKg 3563plusmn2828 1811=1241 1528plusmn1506 i
1
Mercure (Hg) mgfKg 026plusmnO12 018plusmnO08 020plusmnO13 1
(donneacutees Laboratoire lvllmicipal de Brest 16 rue Alexandre Ribot - J928iuml BREST Cedex Ofi0894)
ANNEXE VII
Agents toxiques essayeacutes pour leur toxiciteacute sur le deacuteveloppement la reproduction
et pour leur toxiciteacute geacuteneacutetique sur les embryons et le sperme doursins
(dapregraves PAGAl~O et al 1987)
Classe d aogents___+-____Agent=-s____~r__---Reacute~feacuterences___--1
1 Agents Physiques Rayons X RUST AD 1959 Rayons r GIORDANO et al 1983 Lumiegravere visible PAUL et al 1970
SPECK et al 1980
II Agents chimiques A Inorganiques Arsenic PAGANO et al 1982a
Beacuteryllium GIORDAlIO et al 1983 Cadmium PAGANO et al 1982b Chrome PAGA1-iO et al 1983a Cuivre HESLINGA 1976
PAGANO et al 1986 Mercure KOBA YASHI 1980 Nickel GIORDANO et al 1982 Changements de pH PAGANO et al 1985a 1985b
CIPPOLARO et al 1986 DUBE et al 1985
Zinc GIORDANO et al 1983 PAGANO et al 1986
B 1 Organiques 1 - Polluants industriels Peacutetrole dispersants du peacutetrole HAGSTROM et LONNING 1976
Pesticides organochloreacutes FALK-PETERSEN1979 BRESCH-ARENDT 1977
Styregravene et deacuteriveacutes PAGANO et al 1978 Dipheacuteny1 dipheacutenyl ether PAGANO et al 1983b PCBs ADAMS 1983
PAGANO et al 1985c
2 - Canceacuterigegravenes Acridines BRACHET 1968 Benzo(a)pyregravenes DE ANGELIS et GIORDANO
1974 HOSE et al 1983
712 dimeacutethy1benz( a)anthracegravene DE ANGELIS et GIORDkIO 1974
TPA (phorbol ester) BRESCH--RENDT 1978 Urethane NAKASHIMA et ISHIKAWA
1978 3 - Composeacutes pharmaceutiques Agents antineacuteop1astiques REN1llLARD et al 1975
WANG et al 1977 Thalidomide HAGSTROM et LONNING 1973 Acide nalidixique CZ1TN etaI 1981 Povidone iodine ROZENKRANZ et al 1980
III Meacutelanges KOBAYASHl 1971 1984 KINAE et al 1981 OSHIDA et al 1981 DINNEL et al 1981
LES MEacuteTAUX LOURDS DES PRODUITS MAnlNS AUX CONSOMMATEURS
(Les v(Jlours m6us uang ce
Ooso quotishydienne
Il eacutecossai ro fi lhomme
(ell IlIl)
Dose toxique
pOUf lIl(Hl li)] Il
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EltlU ltIll Ilwr (111]1)
AlrJucs (lilgkJ )
Mollusques (IlIUkg)
Cfuslncocircs (11111111)
Poissons (muka)
Arsenic
001 ~O 02 mg
III 70 1119 1 SOllt mOrlols
0002-0001
014-1
7 -120
15 17 (rwvolln)
25-75 (oOndill)
LI ore
100 Illoi
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025 15 (11111 l 1 IcircIl )
020
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CildmIcircUIll
30 mu so1l1 toxiquuumls
f()i~5()1l
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Cuivre
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0003-001
17-124
GO-900 (Iluitru)
20-90 (convoi)
l5-G (1 lion)
Mercure
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----_
O02G-O2
004
01 middot10
Plomb
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0000 03
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02middot1 200 (llilrell~1 )
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Les doses admissibles dilfl~ les aliments sonl exprillleacutees en millilrammes par kilogramme daliment
Les concclltrations daJis les produits rnHIcirclls sont (ouloS oxprilllUcircfS CIl lllilliJtallHllCS pM kilonriltlHlw do Illnliegravero segravecho
Chnque (ois qlll cela a ugravet possillln on il if)diqur~ entre p1fef)lhegravesos dnns qllJllc csplco nvait ocirctri trouveacutee ln plus (orte dosn
(1) [n CilS diumlnDntioll Cil IIlle scule (ois (SOllfce Rapport du Groupe Irleflilinisteacuterid des prohl~llIes de Pollution de la Mer 1(73)
EXTRAITS DE lA CIRCUlAIRE DU 13 MAl 1991
Circulaire du Ministegravere de lEnvironnement creacuteant les contrats de baie
Les eaux inorales franccedilaises doivent se situer en permanence agrave un niveau de qualiteacute suffisant pour ne pas mettre en peacuteril les eacutecosystegravemes cocirctiers qui constituent un eacuteleacutement majeur du patrimoine eacutecologique national ()
Lapproche retenue rient compte de la diversiteacute et de la complexiteacute des situations rencontreacutees ie long des cocirctes franccedilaises Certains SeCIeurs son principalement affecteacutes par des pollutions chimiques (meacutetaux etou composeacutes organiques ( )
De plus les pheacutenoTregravenes regroupeacutes sous une mecircme appeiation (egraveystrophies marines par exemple) reacutesJltent r jait de meacutecanismes diffeacuterents dont les c1uses et les facteurs de maitrise dofent ecirctre deacutetermineacutes dans chaque cas particJpr afin decirctre certain de mettre en oeuvre au plus juste coucirct des remegravedes efficaces ( j
n apparaft au corraire que pour chaque secteur C littorc oi une action est neacutecessaire a soluor adeacutequate ne peut ecirctre trouveacutee cu au niveat loca~ en associant tous les resporsables co-erneacutes Un outil nouveau est proposeacute le Contrat de Baie dont linitiative peut br= prise par lEtat mais aussi par dautrs acteurs (collectiviteacutes locales cssociatiors rotamment) ()
Chaque Cartrat de 3aie doit correspondre agrave une uniteacute middot-orale rmogegravene ()
Puisque la lutte ccr-se la pollution des eaux littorales ne peut ecircrr= efficace que par la prise
en compte des apports de Jensemble du bassin versant le Contrat de Baie doit ecirctre eacutelaboreacute agrave ce niveau
Pour eacuteviter ces eacutecueils tout Contrat de Baie devra reposer sur une connaissance aussi preacutecise que possible
bull de lensemble des sources de poiJution affectant le secteur rejets coners (ponctuels ou diffus) apports par les cours deau immersions de deacuteblais de dragage etc
bull des meacutecanismes de transfert des pollutions au milieu marin
bull des caracteacuteristiques du milieu reacutecepteur (morphologie courants caracteacuteris-tiques hvdrochimiques et biologiques)
bull des USIlges agrave proteacuteger et des zones sensibles du point de vue eacutecologique
Puisque lameacutelioration de la qualiteacute des eaux dun secteur du littoral implique de deacutefinir un programme concernant lensemble du bassin versant la maicirctrise douvrage de leacutetude ne pourra en geacuteneacuteral ecirctre confieacutee qu acirc une collectiviteacute locale de niveau supra shycommunal ()
L finaii du Contrat de Baie est dinciter les divers panenaires concerneacutes en particuer es coliegrave-ivieacutes locales agrave deacutepasser le cadre des scheacutemas classiques dassainissement dans tcs les cas c des dispositions speacutecifiques doivent ecirctre prises pour restaurer la qualiteacute des eaux (
ANNEXEIll
PREPARATION DES SOLUfIONS DELECTROPHORESE
Tampon Tris Citrate pH 8 (TC 8)
- Electrodes Tris (062M) 756 g
Ac citrique (014M) 300 g eau distilleacutee qsp 1 l
- Gel 30 ml de tampon eacutelectrodes dans 900 ml deau distilleacutee
ajuster agrave pH 8 avec du Tris (lM) ou de lacide citrique (lM)
Tampon discontinu Tris Citrate pH 67 (TC 67)
- Electrodes pH 63 Tris (022M) 270 g
Ac citrique (008M) 180 g eau distilleacutee q sp 1 1
ajuster agrave pH 63 avec du Tris (lM) ou de lacide citrique (lM) - Gel pH 67
Tris (0008M) 097 g Ac citrique H20 (0003M) 063 g
eau distilleacutee qsp 1 1 ajuster agrave pH 67 avec du Tris (lM) ou de lacide citrique (lM)
Reacutesolution obtenue par systegraveme enzymatique
Muscle Tube Digestif Gonades Nbre Locus TCPH8 TC pH TC pH 8 1 TC pH li TC pH 8 1 TC pH dallegraveles
67 67 1 67
AAT-1 +
AAT-2 + 2
GPD-l IDH-1 + + + +
LAP-1
l1DH-1 ++ )
l1DH-2 +++ ++ 2 ME-l + 2 ME-2 + ++ 3
PGD-1 ++ + 6 PGI-1 +_
- ++ ++ 4
PGM-1 + + 3 PGM-2 +++ ++ 4
bull Faible ++ Bonne + Moyenne +++ Tregraves bonne
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ANNEXE IV
SOLUTIONS DE COLORATIONS
AAT (Aspartate-aminotransfeacuterase)
Tris A 80 ml AccxCeacutetoGlutarique 100 mg Ac Aspartique 200 mg Phosphate de pyridoxal 10 mg dissoudre veacuterifier que pH lt 74 (ajuster avec Tris LM) verser et incuber agrave 37degC pendant 15 min puis ajouter Fast Blue BB 100 mg
IDH (Isocitrate deacuteshydrogeacutenase)
Tris A 70 ml Isocitrate (0 lM) 8 ml MnCl2 (025M) 06 ml MgC12 (OSM) 05 ml ajouter avant coloration Isocitrate (poudre) 10 mg NADP 1 2 ml PMS 1 ml NET 1 ml lvITT 05 ml
MDH (Malate Deacuteshydrogeacutenase)
Tris A 10 ml MgCl2 (OSM) 02 ml Ac Malique (2M) 3 ml NAD 1 15 ml puis ajouter avant coloration PMS 03 ml NET 07 ml MTT 07 ml +Agar dans Tris A tiegravede 10 ml
6PGD (6Phosphogluconate Deacuteshydrogeacutenase)
TrisA 10 ml MgC12 (OSM) 15 ml 6Phosphogluconate 20 mg puis ajouter avant coloration NADP 1 01 ml PMS 01 ml NET 02 ml tvm 02 ml +Agar dans Tris A tiegravede 10 ml
GPI (Glucose-Phosphate Isomeacuterase)
Tris A 10 ml MgC12 (O5Ivi) 1 ml Fructose 6P 10 mg puis ajouter avant coloration NADP 1 05 ml PMS 05 ml NET 05 ml MTT 05 ml G6PDH 6~Ll ou 17u +Agar dans Tris A tiegravede 10 ml
LAP (Leucine-aminopeptidase)
Tris-Malate 90 ml preacutechauffeacute agrave 30degC MnCl2 (01r1) 1 ml MgCl2 (05lvf) 1 ml Lleucilj3Naphthylamine 15 agrave 20 mg incubation 30 min agrave 37degC ajouter avant coloration Fast Gamet GBC 60 mg dilueacute dans quelques gouttes de Tris-Malate (manipuler ce produit avec des gants)
ME (Malice-Enzyme)
Tris A 10 ml MgCl2 (O5~1) 15 ml AcMalique (2tv1) 1 ml puis ajouter avant coloration NADP 1 01 ml PMS 03 ml NET 07 ml MTT 07 ml +Agar dans Tris A tiegravede 10 ml
PGM (phosphoglucoMutase)
Tris A 10 ml MgCl2 (05)11) 1 ml Glucose IP (+15 diP) 100 mg puis ajouter avant coloration NADP 1 05 ml PMS 05 ml NET 05 ml lvITT 05 ml G6PDH 6~1l ou 17u +Agar dans Tris A tiegravede 10 ml
42
9
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W~--shy
ANNEXEV
Tempeacutelllture il linterface eaumiddotseacutediment au site du Dlilec
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~
Tempeacutelllture il linterfue eau-seacutediment il la pointe de lAnnorique
11 ~ li ~ ~ ~ ~ ~ of j ~ ~ i ~ f N M ~ M ecirc ~ M
(donneacutees LR-i CvRS D1513 Faculteacute des Sciences Brest)
43
ANNEXEVI
TENEURS EN QUELQUES METAUX LOURS DANS LES GONADES DOURSINS DE LA RADE DE BREST
1Armorique (n=7) lIurloux (n=8) Deliee (n=8) 1
Fer (Fe) mgfKg 2869plusmn141O 531plusmn438 410plusmn250 1
lt 02Plomb (Pb) mgfKg O75plusmnO24 026plusmnO18
Cuivre (Cu) mgfKg O76plusmnO33 030plusmnO Il 045plusmnO42
Cadmium (Cd) mgIKg 396plusmnO55464plusmn125 463+12
Zinc (Zn) mgfKg 3563plusmn2828 1811=1241 1528plusmn1506 i
1
Mercure (Hg) mgfKg 026plusmnO12 018plusmnO08 020plusmnO13 1
(donneacutees Laboratoire lvllmicipal de Brest 16 rue Alexandre Ribot - J928iuml BREST Cedex Ofi0894)
ANNEXE VII
Agents toxiques essayeacutes pour leur toxiciteacute sur le deacuteveloppement la reproduction
et pour leur toxiciteacute geacuteneacutetique sur les embryons et le sperme doursins
(dapregraves PAGAl~O et al 1987)
Classe d aogents___+-____Agent=-s____~r__---Reacute~feacuterences___--1
1 Agents Physiques Rayons X RUST AD 1959 Rayons r GIORDANO et al 1983 Lumiegravere visible PAUL et al 1970
SPECK et al 1980
II Agents chimiques A Inorganiques Arsenic PAGANO et al 1982a
Beacuteryllium GIORDAlIO et al 1983 Cadmium PAGANO et al 1982b Chrome PAGA1-iO et al 1983a Cuivre HESLINGA 1976
PAGANO et al 1986 Mercure KOBA YASHI 1980 Nickel GIORDANO et al 1982 Changements de pH PAGANO et al 1985a 1985b
CIPPOLARO et al 1986 DUBE et al 1985
Zinc GIORDANO et al 1983 PAGANO et al 1986
B 1 Organiques 1 - Polluants industriels Peacutetrole dispersants du peacutetrole HAGSTROM et LONNING 1976
Pesticides organochloreacutes FALK-PETERSEN1979 BRESCH-ARENDT 1977
Styregravene et deacuteriveacutes PAGANO et al 1978 Dipheacuteny1 dipheacutenyl ether PAGANO et al 1983b PCBs ADAMS 1983
PAGANO et al 1985c
2 - Canceacuterigegravenes Acridines BRACHET 1968 Benzo(a)pyregravenes DE ANGELIS et GIORDANO
1974 HOSE et al 1983
712 dimeacutethy1benz( a)anthracegravene DE ANGELIS et GIORDkIO 1974
TPA (phorbol ester) BRESCH--RENDT 1978 Urethane NAKASHIMA et ISHIKAWA
1978 3 - Composeacutes pharmaceutiques Agents antineacuteop1astiques REN1llLARD et al 1975
WANG et al 1977 Thalidomide HAGSTROM et LONNING 1973 Acide nalidixique CZ1TN etaI 1981 Povidone iodine ROZENKRANZ et al 1980
III Meacutelanges KOBAYASHl 1971 1984 KINAE et al 1981 OSHIDA et al 1981 DINNEL et al 1981
LES MEacuteTAUX LOURDS DES PRODUITS MAnlNS AUX CONSOMMATEURS
(Les v(Jlours m6us uang ce
Ooso quotishydienne
Il eacutecossai ro fi lhomme
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Dose toxique
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Poissons (muka)
Arsenic
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0002-0001
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7 -120
15 17 (rwvolln)
25-75 (oOndill)
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100 Illoi
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0000 03
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100-1 GOO (lIl1illO)
122-18 1 (1Il1IrlllI)
02middot1 200 (llilrell~1 )
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Les doses admissibles dilfl~ les aliments sonl exprillleacutees en millilrammes par kilogramme daliment
Les concclltrations daJis les produits rnHIcirclls sont (ouloS oxprilllUcircfS CIl lllilliJtallHllCS pM kilonriltlHlw do Illnliegravero segravecho
Chnque (ois qlll cela a ugravet possillln on il if)diqur~ entre p1fef)lhegravesos dnns qllJllc csplco nvait ocirctri trouveacutee ln plus (orte dosn
(1) [n CilS diumlnDntioll Cil IIlle scule (ois (SOllfce Rapport du Groupe Irleflilinisteacuterid des prohl~llIes de Pollution de la Mer 1(73)
EXTRAITS DE lA CIRCUlAIRE DU 13 MAl 1991
Circulaire du Ministegravere de lEnvironnement creacuteant les contrats de baie
Les eaux inorales franccedilaises doivent se situer en permanence agrave un niveau de qualiteacute suffisant pour ne pas mettre en peacuteril les eacutecosystegravemes cocirctiers qui constituent un eacuteleacutement majeur du patrimoine eacutecologique national ()
Lapproche retenue rient compte de la diversiteacute et de la complexiteacute des situations rencontreacutees ie long des cocirctes franccedilaises Certains SeCIeurs son principalement affecteacutes par des pollutions chimiques (meacutetaux etou composeacutes organiques ( )
De plus les pheacutenoTregravenes regroupeacutes sous une mecircme appeiation (egraveystrophies marines par exemple) reacutesJltent r jait de meacutecanismes diffeacuterents dont les c1uses et les facteurs de maitrise dofent ecirctre deacutetermineacutes dans chaque cas particJpr afin decirctre certain de mettre en oeuvre au plus juste coucirct des remegravedes efficaces ( j
n apparaft au corraire que pour chaque secteur C littorc oi une action est neacutecessaire a soluor adeacutequate ne peut ecirctre trouveacutee cu au niveat loca~ en associant tous les resporsables co-erneacutes Un outil nouveau est proposeacute le Contrat de Baie dont linitiative peut br= prise par lEtat mais aussi par dautrs acteurs (collectiviteacutes locales cssociatiors rotamment) ()
Chaque Cartrat de 3aie doit correspondre agrave une uniteacute middot-orale rmogegravene ()
Puisque la lutte ccr-se la pollution des eaux littorales ne peut ecircrr= efficace que par la prise
en compte des apports de Jensemble du bassin versant le Contrat de Baie doit ecirctre eacutelaboreacute agrave ce niveau
Pour eacuteviter ces eacutecueils tout Contrat de Baie devra reposer sur une connaissance aussi preacutecise que possible
bull de lensemble des sources de poiJution affectant le secteur rejets coners (ponctuels ou diffus) apports par les cours deau immersions de deacuteblais de dragage etc
bull des meacutecanismes de transfert des pollutions au milieu marin
bull des caracteacuteristiques du milieu reacutecepteur (morphologie courants caracteacuteris-tiques hvdrochimiques et biologiques)
bull des USIlges agrave proteacuteger et des zones sensibles du point de vue eacutecologique
Puisque lameacutelioration de la qualiteacute des eaux dun secteur du littoral implique de deacutefinir un programme concernant lensemble du bassin versant la maicirctrise douvrage de leacutetude ne pourra en geacuteneacuteral ecirctre confieacutee qu acirc une collectiviteacute locale de niveau supra shycommunal ()
L finaii du Contrat de Baie est dinciter les divers panenaires concerneacutes en particuer es coliegrave-ivieacutes locales agrave deacutepasser le cadre des scheacutemas classiques dassainissement dans tcs les cas c des dispositions speacutecifiques doivent ecirctre prises pour restaurer la qualiteacute des eaux (
ANNEXE IV
SOLUTIONS DE COLORATIONS
AAT (Aspartate-aminotransfeacuterase)
Tris A 80 ml AccxCeacutetoGlutarique 100 mg Ac Aspartique 200 mg Phosphate de pyridoxal 10 mg dissoudre veacuterifier que pH lt 74 (ajuster avec Tris LM) verser et incuber agrave 37degC pendant 15 min puis ajouter Fast Blue BB 100 mg
IDH (Isocitrate deacuteshydrogeacutenase)
Tris A 70 ml Isocitrate (0 lM) 8 ml MnCl2 (025M) 06 ml MgC12 (OSM) 05 ml ajouter avant coloration Isocitrate (poudre) 10 mg NADP 1 2 ml PMS 1 ml NET 1 ml lvITT 05 ml
MDH (Malate Deacuteshydrogeacutenase)
Tris A 10 ml MgCl2 (OSM) 02 ml Ac Malique (2M) 3 ml NAD 1 15 ml puis ajouter avant coloration PMS 03 ml NET 07 ml MTT 07 ml +Agar dans Tris A tiegravede 10 ml
6PGD (6Phosphogluconate Deacuteshydrogeacutenase)
TrisA 10 ml MgC12 (OSM) 15 ml 6Phosphogluconate 20 mg puis ajouter avant coloration NADP 1 01 ml PMS 01 ml NET 02 ml tvm 02 ml +Agar dans Tris A tiegravede 10 ml
GPI (Glucose-Phosphate Isomeacuterase)
Tris A 10 ml MgC12 (O5Ivi) 1 ml Fructose 6P 10 mg puis ajouter avant coloration NADP 1 05 ml PMS 05 ml NET 05 ml MTT 05 ml G6PDH 6~Ll ou 17u +Agar dans Tris A tiegravede 10 ml
LAP (Leucine-aminopeptidase)
Tris-Malate 90 ml preacutechauffeacute agrave 30degC MnCl2 (01r1) 1 ml MgCl2 (05lvf) 1 ml Lleucilj3Naphthylamine 15 agrave 20 mg incubation 30 min agrave 37degC ajouter avant coloration Fast Gamet GBC 60 mg dilueacute dans quelques gouttes de Tris-Malate (manipuler ce produit avec des gants)
ME (Malice-Enzyme)
Tris A 10 ml MgCl2 (O5~1) 15 ml AcMalique (2tv1) 1 ml puis ajouter avant coloration NADP 1 01 ml PMS 03 ml NET 07 ml MTT 07 ml +Agar dans Tris A tiegravede 10 ml
PGM (phosphoglucoMutase)
Tris A 10 ml MgCl2 (05)11) 1 ml Glucose IP (+15 diP) 100 mg puis ajouter avant coloration NADP 1 05 ml PMS 05 ml NET 05 ml lvITT 05 ml G6PDH 6~1l ou 17u +Agar dans Tris A tiegravede 10 ml
42
9
----- - - - _----- - -
W~--shy
ANNEXEV
Tempeacutelllture il linterface eaumiddotseacutediment au site du Dlilec
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Tempeacutelllture il linterfue eau-seacutediment il la pointe de lAnnorique
11 ~ li ~ ~ ~ ~ ~ of j ~ ~ i ~ f N M ~ M ecirc ~ M
(donneacutees LR-i CvRS D1513 Faculteacute des Sciences Brest)
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ANNEXEVI
TENEURS EN QUELQUES METAUX LOURS DANS LES GONADES DOURSINS DE LA RADE DE BREST
1Armorique (n=7) lIurloux (n=8) Deliee (n=8) 1
Fer (Fe) mgfKg 2869plusmn141O 531plusmn438 410plusmn250 1
lt 02Plomb (Pb) mgfKg O75plusmnO24 026plusmnO18
Cuivre (Cu) mgfKg O76plusmnO33 030plusmnO Il 045plusmnO42
Cadmium (Cd) mgIKg 396plusmnO55464plusmn125 463+12
Zinc (Zn) mgfKg 3563plusmn2828 1811=1241 1528plusmn1506 i
1
Mercure (Hg) mgfKg 026plusmnO12 018plusmnO08 020plusmnO13 1
(donneacutees Laboratoire lvllmicipal de Brest 16 rue Alexandre Ribot - J928iuml BREST Cedex Ofi0894)
ANNEXE VII
Agents toxiques essayeacutes pour leur toxiciteacute sur le deacuteveloppement la reproduction
et pour leur toxiciteacute geacuteneacutetique sur les embryons et le sperme doursins
(dapregraves PAGAl~O et al 1987)
Classe d aogents___+-____Agent=-s____~r__---Reacute~feacuterences___--1
1 Agents Physiques Rayons X RUST AD 1959 Rayons r GIORDANO et al 1983 Lumiegravere visible PAUL et al 1970
SPECK et al 1980
II Agents chimiques A Inorganiques Arsenic PAGANO et al 1982a
Beacuteryllium GIORDAlIO et al 1983 Cadmium PAGANO et al 1982b Chrome PAGA1-iO et al 1983a Cuivre HESLINGA 1976
PAGANO et al 1986 Mercure KOBA YASHI 1980 Nickel GIORDANO et al 1982 Changements de pH PAGANO et al 1985a 1985b
CIPPOLARO et al 1986 DUBE et al 1985
Zinc GIORDANO et al 1983 PAGANO et al 1986
B 1 Organiques 1 - Polluants industriels Peacutetrole dispersants du peacutetrole HAGSTROM et LONNING 1976
Pesticides organochloreacutes FALK-PETERSEN1979 BRESCH-ARENDT 1977
Styregravene et deacuteriveacutes PAGANO et al 1978 Dipheacuteny1 dipheacutenyl ether PAGANO et al 1983b PCBs ADAMS 1983
PAGANO et al 1985c
2 - Canceacuterigegravenes Acridines BRACHET 1968 Benzo(a)pyregravenes DE ANGELIS et GIORDANO
1974 HOSE et al 1983
712 dimeacutethy1benz( a)anthracegravene DE ANGELIS et GIORDkIO 1974
TPA (phorbol ester) BRESCH--RENDT 1978 Urethane NAKASHIMA et ISHIKAWA
1978 3 - Composeacutes pharmaceutiques Agents antineacuteop1astiques REN1llLARD et al 1975
WANG et al 1977 Thalidomide HAGSTROM et LONNING 1973 Acide nalidixique CZ1TN etaI 1981 Povidone iodine ROZENKRANZ et al 1980
III Meacutelanges KOBAYASHl 1971 1984 KINAE et al 1981 OSHIDA et al 1981 DINNEL et al 1981
LES MEacuteTAUX LOURDS DES PRODUITS MAnlNS AUX CONSOMMATEURS
(Les v(Jlours m6us uang ce
Ooso quotishydienne
Il eacutecossai ro fi lhomme
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EltlU ltIll Ilwr (111]1)
AlrJucs (lilgkJ )
Mollusques (IlIUkg)
Cfuslncocircs (11111111)
Poissons (muka)
Arsenic
001 ~O 02 mg
III 70 1119 1 SOllt mOrlols
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17-124
GO-900 (Iluitru)
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l5-G (1 lion)
Mercure
Poisson jusqul 07
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Les concclltrations daJis les produits rnHIcirclls sont (ouloS oxprilllUcircfS CIl lllilliJtallHllCS pM kilonriltlHlw do Illnliegravero segravecho
Chnque (ois qlll cela a ugravet possillln on il if)diqur~ entre p1fef)lhegravesos dnns qllJllc csplco nvait ocirctri trouveacutee ln plus (orte dosn
(1) [n CilS diumlnDntioll Cil IIlle scule (ois (SOllfce Rapport du Groupe Irleflilinisteacuterid des prohl~llIes de Pollution de la Mer 1(73)
EXTRAITS DE lA CIRCUlAIRE DU 13 MAl 1991
Circulaire du Ministegravere de lEnvironnement creacuteant les contrats de baie
Les eaux inorales franccedilaises doivent se situer en permanence agrave un niveau de qualiteacute suffisant pour ne pas mettre en peacuteril les eacutecosystegravemes cocirctiers qui constituent un eacuteleacutement majeur du patrimoine eacutecologique national ()
Lapproche retenue rient compte de la diversiteacute et de la complexiteacute des situations rencontreacutees ie long des cocirctes franccedilaises Certains SeCIeurs son principalement affecteacutes par des pollutions chimiques (meacutetaux etou composeacutes organiques ( )
De plus les pheacutenoTregravenes regroupeacutes sous une mecircme appeiation (egraveystrophies marines par exemple) reacutesJltent r jait de meacutecanismes diffeacuterents dont les c1uses et les facteurs de maitrise dofent ecirctre deacutetermineacutes dans chaque cas particJpr afin decirctre certain de mettre en oeuvre au plus juste coucirct des remegravedes efficaces ( j
n apparaft au corraire que pour chaque secteur C littorc oi une action est neacutecessaire a soluor adeacutequate ne peut ecirctre trouveacutee cu au niveat loca~ en associant tous les resporsables co-erneacutes Un outil nouveau est proposeacute le Contrat de Baie dont linitiative peut br= prise par lEtat mais aussi par dautrs acteurs (collectiviteacutes locales cssociatiors rotamment) ()
Chaque Cartrat de 3aie doit correspondre agrave une uniteacute middot-orale rmogegravene ()
Puisque la lutte ccr-se la pollution des eaux littorales ne peut ecircrr= efficace que par la prise
en compte des apports de Jensemble du bassin versant le Contrat de Baie doit ecirctre eacutelaboreacute agrave ce niveau
Pour eacuteviter ces eacutecueils tout Contrat de Baie devra reposer sur une connaissance aussi preacutecise que possible
bull de lensemble des sources de poiJution affectant le secteur rejets coners (ponctuels ou diffus) apports par les cours deau immersions de deacuteblais de dragage etc
bull des meacutecanismes de transfert des pollutions au milieu marin
bull des caracteacuteristiques du milieu reacutecepteur (morphologie courants caracteacuteris-tiques hvdrochimiques et biologiques)
bull des USIlges agrave proteacuteger et des zones sensibles du point de vue eacutecologique
Puisque lameacutelioration de la qualiteacute des eaux dun secteur du littoral implique de deacutefinir un programme concernant lensemble du bassin versant la maicirctrise douvrage de leacutetude ne pourra en geacuteneacuteral ecirctre confieacutee qu acirc une collectiviteacute locale de niveau supra shycommunal ()
L finaii du Contrat de Baie est dinciter les divers panenaires concerneacutes en particuer es coliegrave-ivieacutes locales agrave deacutepasser le cadre des scheacutemas classiques dassainissement dans tcs les cas c des dispositions speacutecifiques doivent ecirctre prises pour restaurer la qualiteacute des eaux (
9
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Tempeacutelllture il linterface eaumiddotseacutediment au site du Dlilec
17 T middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot-middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot-middot_middotmiddotmiddotmiddot-middot-middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot-middot--middotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddotmiddot-middotmiddot--- - -- ----_--- -- - shy
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11 ~ li ~ ~ ~ ~ ~ of j ~ ~ i ~ f N M ~ M ecirc ~ M
(donneacutees LR-i CvRS D1513 Faculteacute des Sciences Brest)
43
ANNEXEVI
TENEURS EN QUELQUES METAUX LOURS DANS LES GONADES DOURSINS DE LA RADE DE BREST
1Armorique (n=7) lIurloux (n=8) Deliee (n=8) 1
Fer (Fe) mgfKg 2869plusmn141O 531plusmn438 410plusmn250 1
lt 02Plomb (Pb) mgfKg O75plusmnO24 026plusmnO18
Cuivre (Cu) mgfKg O76plusmnO33 030plusmnO Il 045plusmnO42
Cadmium (Cd) mgIKg 396plusmnO55464plusmn125 463+12
Zinc (Zn) mgfKg 3563plusmn2828 1811=1241 1528plusmn1506 i
1
Mercure (Hg) mgfKg 026plusmnO12 018plusmnO08 020plusmnO13 1
(donneacutees Laboratoire lvllmicipal de Brest 16 rue Alexandre Ribot - J928iuml BREST Cedex Ofi0894)
ANNEXE VII
Agents toxiques essayeacutes pour leur toxiciteacute sur le deacuteveloppement la reproduction
et pour leur toxiciteacute geacuteneacutetique sur les embryons et le sperme doursins
(dapregraves PAGAl~O et al 1987)
Classe d aogents___+-____Agent=-s____~r__---Reacute~feacuterences___--1
1 Agents Physiques Rayons X RUST AD 1959 Rayons r GIORDANO et al 1983 Lumiegravere visible PAUL et al 1970
SPECK et al 1980
II Agents chimiques A Inorganiques Arsenic PAGANO et al 1982a
Beacuteryllium GIORDAlIO et al 1983 Cadmium PAGANO et al 1982b Chrome PAGA1-iO et al 1983a Cuivre HESLINGA 1976
PAGANO et al 1986 Mercure KOBA YASHI 1980 Nickel GIORDANO et al 1982 Changements de pH PAGANO et al 1985a 1985b
CIPPOLARO et al 1986 DUBE et al 1985
Zinc GIORDANO et al 1983 PAGANO et al 1986
B 1 Organiques 1 - Polluants industriels Peacutetrole dispersants du peacutetrole HAGSTROM et LONNING 1976
Pesticides organochloreacutes FALK-PETERSEN1979 BRESCH-ARENDT 1977
Styregravene et deacuteriveacutes PAGANO et al 1978 Dipheacuteny1 dipheacutenyl ether PAGANO et al 1983b PCBs ADAMS 1983
PAGANO et al 1985c
2 - Canceacuterigegravenes Acridines BRACHET 1968 Benzo(a)pyregravenes DE ANGELIS et GIORDANO
1974 HOSE et al 1983
712 dimeacutethy1benz( a)anthracegravene DE ANGELIS et GIORDkIO 1974
TPA (phorbol ester) BRESCH--RENDT 1978 Urethane NAKASHIMA et ISHIKAWA
1978 3 - Composeacutes pharmaceutiques Agents antineacuteop1astiques REN1llLARD et al 1975
WANG et al 1977 Thalidomide HAGSTROM et LONNING 1973 Acide nalidixique CZ1TN etaI 1981 Povidone iodine ROZENKRANZ et al 1980
III Meacutelanges KOBAYASHl 1971 1984 KINAE et al 1981 OSHIDA et al 1981 DINNEL et al 1981
LES MEacuteTAUX LOURDS DES PRODUITS MAnlNS AUX CONSOMMATEURS
(Les v(Jlours m6us uang ce
Ooso quotishydienne
Il eacutecossai ro fi lhomme
(ell IlIl)
Dose toxique
pOUf lIl(Hl li)] Il
(1)
)OllS
adIJ1ilUuml
dan~ 1es al ililUlllS
(1l1Uk~raquo
EltlU ltIll Ilwr (111]1)
AlrJucs (lilgkJ )
Mollusques (IlIUkg)
Cfuslncocircs (11111111)
Poissons (muka)
Arsenic
001 ~O 02 mg
III 70 1119 1 SOllt mOrlols
0002-0001
014-1
7 -120
15 17 (rwvolln)
25-75 (oOndill)
LI ore
100 Illoi
I(i
04-20
1 (moulu)
025 15 (11111 l 1 IcircIl )
020
tilJlcilU sont les plus
CildmIcircUIll
30 mu so1l1 toxiquuumls
f()i~5()1l
1 Molluoque
rshy1
01
00006
01 i-3
Chromo
VI WO Ill) Cr ~()Ilt IIHHlelr
01
000005
002 -1
er1llllent rellcontreacutees dlIls les publications ctuel
Cuivre
2 mg
25 fi sont IllOrlel
Poisson li
Mollusqull 110
0003-001
17-124
GO-900 (Iluitru)
20-90 (convoi)
l5-G (1 lion)
Mercure
Poisson jusqul 07
0000 03
----_
O02G-O2
004
01 middot10
Plomb
moi
0000 03
05 9
28-6 (huicirctre)
~- ----shy01-23
(tHlllllnrl)
O3-G
Seacuteleacutenium
3
000009
02-01
Zinc
6- 10 mg
35
0001-001
il2-Hi)
100-1 GOO (lIl1illO)
122-18 1 (1Il1IrlllI)
02middot1 200 (llilrell~1 )
---------- ----shy
fi (JIIIIUIIIaS
Les doses admissibles dilfl~ les aliments sonl exprillleacutees en millilrammes par kilogramme daliment
Les concclltrations daJis les produits rnHIcirclls sont (ouloS oxprilllUcircfS CIl lllilliJtallHllCS pM kilonriltlHlw do Illnliegravero segravecho
Chnque (ois qlll cela a ugravet possillln on il if)diqur~ entre p1fef)lhegravesos dnns qllJllc csplco nvait ocirctri trouveacutee ln plus (orte dosn
(1) [n CilS diumlnDntioll Cil IIlle scule (ois (SOllfce Rapport du Groupe Irleflilinisteacuterid des prohl~llIes de Pollution de la Mer 1(73)
EXTRAITS DE lA CIRCUlAIRE DU 13 MAl 1991
Circulaire du Ministegravere de lEnvironnement creacuteant les contrats de baie
Les eaux inorales franccedilaises doivent se situer en permanence agrave un niveau de qualiteacute suffisant pour ne pas mettre en peacuteril les eacutecosystegravemes cocirctiers qui constituent un eacuteleacutement majeur du patrimoine eacutecologique national ()
Lapproche retenue rient compte de la diversiteacute et de la complexiteacute des situations rencontreacutees ie long des cocirctes franccedilaises Certains SeCIeurs son principalement affecteacutes par des pollutions chimiques (meacutetaux etou composeacutes organiques ( )
De plus les pheacutenoTregravenes regroupeacutes sous une mecircme appeiation (egraveystrophies marines par exemple) reacutesJltent r jait de meacutecanismes diffeacuterents dont les c1uses et les facteurs de maitrise dofent ecirctre deacutetermineacutes dans chaque cas particJpr afin decirctre certain de mettre en oeuvre au plus juste coucirct des remegravedes efficaces ( j
n apparaft au corraire que pour chaque secteur C littorc oi une action est neacutecessaire a soluor adeacutequate ne peut ecirctre trouveacutee cu au niveat loca~ en associant tous les resporsables co-erneacutes Un outil nouveau est proposeacute le Contrat de Baie dont linitiative peut br= prise par lEtat mais aussi par dautrs acteurs (collectiviteacutes locales cssociatiors rotamment) ()
Chaque Cartrat de 3aie doit correspondre agrave une uniteacute middot-orale rmogegravene ()
Puisque la lutte ccr-se la pollution des eaux littorales ne peut ecircrr= efficace que par la prise
en compte des apports de Jensemble du bassin versant le Contrat de Baie doit ecirctre eacutelaboreacute agrave ce niveau
Pour eacuteviter ces eacutecueils tout Contrat de Baie devra reposer sur une connaissance aussi preacutecise que possible
bull de lensemble des sources de poiJution affectant le secteur rejets coners (ponctuels ou diffus) apports par les cours deau immersions de deacuteblais de dragage etc
bull des meacutecanismes de transfert des pollutions au milieu marin
bull des caracteacuteristiques du milieu reacutecepteur (morphologie courants caracteacuteris-tiques hvdrochimiques et biologiques)
bull des USIlges agrave proteacuteger et des zones sensibles du point de vue eacutecologique
Puisque lameacutelioration de la qualiteacute des eaux dun secteur du littoral implique de deacutefinir un programme concernant lensemble du bassin versant la maicirctrise douvrage de leacutetude ne pourra en geacuteneacuteral ecirctre confieacutee qu acirc une collectiviteacute locale de niveau supra shycommunal ()
L finaii du Contrat de Baie est dinciter les divers panenaires concerneacutes en particuer es coliegrave-ivieacutes locales agrave deacutepasser le cadre des scheacutemas classiques dassainissement dans tcs les cas c des dispositions speacutecifiques doivent ecirctre prises pour restaurer la qualiteacute des eaux (
ANNEXEVI
TENEURS EN QUELQUES METAUX LOURS DANS LES GONADES DOURSINS DE LA RADE DE BREST
1Armorique (n=7) lIurloux (n=8) Deliee (n=8) 1
Fer (Fe) mgfKg 2869plusmn141O 531plusmn438 410plusmn250 1
lt 02Plomb (Pb) mgfKg O75plusmnO24 026plusmnO18
Cuivre (Cu) mgfKg O76plusmnO33 030plusmnO Il 045plusmnO42
Cadmium (Cd) mgIKg 396plusmnO55464plusmn125 463+12
Zinc (Zn) mgfKg 3563plusmn2828 1811=1241 1528plusmn1506 i
1
Mercure (Hg) mgfKg 026plusmnO12 018plusmnO08 020plusmnO13 1
(donneacutees Laboratoire lvllmicipal de Brest 16 rue Alexandre Ribot - J928iuml BREST Cedex Ofi0894)
ANNEXE VII
Agents toxiques essayeacutes pour leur toxiciteacute sur le deacuteveloppement la reproduction
et pour leur toxiciteacute geacuteneacutetique sur les embryons et le sperme doursins
(dapregraves PAGAl~O et al 1987)
Classe d aogents___+-____Agent=-s____~r__---Reacute~feacuterences___--1
1 Agents Physiques Rayons X RUST AD 1959 Rayons r GIORDANO et al 1983 Lumiegravere visible PAUL et al 1970
SPECK et al 1980
II Agents chimiques A Inorganiques Arsenic PAGANO et al 1982a
Beacuteryllium GIORDAlIO et al 1983 Cadmium PAGANO et al 1982b Chrome PAGA1-iO et al 1983a Cuivre HESLINGA 1976
PAGANO et al 1986 Mercure KOBA YASHI 1980 Nickel GIORDANO et al 1982 Changements de pH PAGANO et al 1985a 1985b
CIPPOLARO et al 1986 DUBE et al 1985
Zinc GIORDANO et al 1983 PAGANO et al 1986
B 1 Organiques 1 - Polluants industriels Peacutetrole dispersants du peacutetrole HAGSTROM et LONNING 1976
Pesticides organochloreacutes FALK-PETERSEN1979 BRESCH-ARENDT 1977
Styregravene et deacuteriveacutes PAGANO et al 1978 Dipheacuteny1 dipheacutenyl ether PAGANO et al 1983b PCBs ADAMS 1983
PAGANO et al 1985c
2 - Canceacuterigegravenes Acridines BRACHET 1968 Benzo(a)pyregravenes DE ANGELIS et GIORDANO
1974 HOSE et al 1983
712 dimeacutethy1benz( a)anthracegravene DE ANGELIS et GIORDkIO 1974
TPA (phorbol ester) BRESCH--RENDT 1978 Urethane NAKASHIMA et ISHIKAWA
1978 3 - Composeacutes pharmaceutiques Agents antineacuteop1astiques REN1llLARD et al 1975
WANG et al 1977 Thalidomide HAGSTROM et LONNING 1973 Acide nalidixique CZ1TN etaI 1981 Povidone iodine ROZENKRANZ et al 1980
III Meacutelanges KOBAYASHl 1971 1984 KINAE et al 1981 OSHIDA et al 1981 DINNEL et al 1981
LES MEacuteTAUX LOURDS DES PRODUITS MAnlNS AUX CONSOMMATEURS
(Les v(Jlours m6us uang ce
Ooso quotishydienne
Il eacutecossai ro fi lhomme
(ell IlIl)
Dose toxique
pOUf lIl(Hl li)] Il
(1)
)OllS
adIJ1ilUuml
dan~ 1es al ililUlllS
(1l1Uk~raquo
EltlU ltIll Ilwr (111]1)
AlrJucs (lilgkJ )
Mollusques (IlIUkg)
Cfuslncocircs (11111111)
Poissons (muka)
Arsenic
001 ~O 02 mg
III 70 1119 1 SOllt mOrlols
0002-0001
014-1
7 -120
15 17 (rwvolln)
25-75 (oOndill)
LI ore
100 Illoi
I(i
04-20
1 (moulu)
025 15 (11111 l 1 IcircIl )
020
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CildmIcircUIll
30 mu so1l1 toxiquuumls
f()i~5()1l
1 Molluoque
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Chromo
VI WO Ill) Cr ~()Ilt IIHHlelr
01
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er1llllent rellcontreacutees dlIls les publications ctuel
Cuivre
2 mg
25 fi sont IllOrlel
Poisson li
Mollusqull 110
0003-001
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GO-900 (Iluitru)
20-90 (convoi)
l5-G (1 lion)
Mercure
Poisson jusqul 07
0000 03
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O02G-O2
004
01 middot10
Plomb
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28-6 (huicirctre)
~- ----shy01-23
(tHlllllnrl)
O3-G
Seacuteleacutenium
3
000009
02-01
Zinc
6- 10 mg
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0001-001
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100-1 GOO (lIl1illO)
122-18 1 (1Il1IrlllI)
02middot1 200 (llilrell~1 )
---------- ----shy
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Les doses admissibles dilfl~ les aliments sonl exprillleacutees en millilrammes par kilogramme daliment
Les concclltrations daJis les produits rnHIcirclls sont (ouloS oxprilllUcircfS CIl lllilliJtallHllCS pM kilonriltlHlw do Illnliegravero segravecho
Chnque (ois qlll cela a ugravet possillln on il if)diqur~ entre p1fef)lhegravesos dnns qllJllc csplco nvait ocirctri trouveacutee ln plus (orte dosn
(1) [n CilS diumlnDntioll Cil IIlle scule (ois (SOllfce Rapport du Groupe Irleflilinisteacuterid des prohl~llIes de Pollution de la Mer 1(73)
EXTRAITS DE lA CIRCUlAIRE DU 13 MAl 1991
Circulaire du Ministegravere de lEnvironnement creacuteant les contrats de baie
Les eaux inorales franccedilaises doivent se situer en permanence agrave un niveau de qualiteacute suffisant pour ne pas mettre en peacuteril les eacutecosystegravemes cocirctiers qui constituent un eacuteleacutement majeur du patrimoine eacutecologique national ()
Lapproche retenue rient compte de la diversiteacute et de la complexiteacute des situations rencontreacutees ie long des cocirctes franccedilaises Certains SeCIeurs son principalement affecteacutes par des pollutions chimiques (meacutetaux etou composeacutes organiques ( )
De plus les pheacutenoTregravenes regroupeacutes sous une mecircme appeiation (egraveystrophies marines par exemple) reacutesJltent r jait de meacutecanismes diffeacuterents dont les c1uses et les facteurs de maitrise dofent ecirctre deacutetermineacutes dans chaque cas particJpr afin decirctre certain de mettre en oeuvre au plus juste coucirct des remegravedes efficaces ( j
n apparaft au corraire que pour chaque secteur C littorc oi une action est neacutecessaire a soluor adeacutequate ne peut ecirctre trouveacutee cu au niveat loca~ en associant tous les resporsables co-erneacutes Un outil nouveau est proposeacute le Contrat de Baie dont linitiative peut br= prise par lEtat mais aussi par dautrs acteurs (collectiviteacutes locales cssociatiors rotamment) ()
Chaque Cartrat de 3aie doit correspondre agrave une uniteacute middot-orale rmogegravene ()
Puisque la lutte ccr-se la pollution des eaux littorales ne peut ecircrr= efficace que par la prise
en compte des apports de Jensemble du bassin versant le Contrat de Baie doit ecirctre eacutelaboreacute agrave ce niveau
Pour eacuteviter ces eacutecueils tout Contrat de Baie devra reposer sur une connaissance aussi preacutecise que possible
bull de lensemble des sources de poiJution affectant le secteur rejets coners (ponctuels ou diffus) apports par les cours deau immersions de deacuteblais de dragage etc
bull des meacutecanismes de transfert des pollutions au milieu marin
bull des caracteacuteristiques du milieu reacutecepteur (morphologie courants caracteacuteris-tiques hvdrochimiques et biologiques)
bull des USIlges agrave proteacuteger et des zones sensibles du point de vue eacutecologique
Puisque lameacutelioration de la qualiteacute des eaux dun secteur du littoral implique de deacutefinir un programme concernant lensemble du bassin versant la maicirctrise douvrage de leacutetude ne pourra en geacuteneacuteral ecirctre confieacutee qu acirc une collectiviteacute locale de niveau supra shycommunal ()
L finaii du Contrat de Baie est dinciter les divers panenaires concerneacutes en particuer es coliegrave-ivieacutes locales agrave deacutepasser le cadre des scheacutemas classiques dassainissement dans tcs les cas c des dispositions speacutecifiques doivent ecirctre prises pour restaurer la qualiteacute des eaux (
ANNEXE VII
Agents toxiques essayeacutes pour leur toxiciteacute sur le deacuteveloppement la reproduction
et pour leur toxiciteacute geacuteneacutetique sur les embryons et le sperme doursins
(dapregraves PAGAl~O et al 1987)
Classe d aogents___+-____Agent=-s____~r__---Reacute~feacuterences___--1
1 Agents Physiques Rayons X RUST AD 1959 Rayons r GIORDANO et al 1983 Lumiegravere visible PAUL et al 1970
SPECK et al 1980
II Agents chimiques A Inorganiques Arsenic PAGANO et al 1982a
Beacuteryllium GIORDAlIO et al 1983 Cadmium PAGANO et al 1982b Chrome PAGA1-iO et al 1983a Cuivre HESLINGA 1976
PAGANO et al 1986 Mercure KOBA YASHI 1980 Nickel GIORDANO et al 1982 Changements de pH PAGANO et al 1985a 1985b
CIPPOLARO et al 1986 DUBE et al 1985
Zinc GIORDANO et al 1983 PAGANO et al 1986
B 1 Organiques 1 - Polluants industriels Peacutetrole dispersants du peacutetrole HAGSTROM et LONNING 1976
Pesticides organochloreacutes FALK-PETERSEN1979 BRESCH-ARENDT 1977
Styregravene et deacuteriveacutes PAGANO et al 1978 Dipheacuteny1 dipheacutenyl ether PAGANO et al 1983b PCBs ADAMS 1983
PAGANO et al 1985c
2 - Canceacuterigegravenes Acridines BRACHET 1968 Benzo(a)pyregravenes DE ANGELIS et GIORDANO
1974 HOSE et al 1983
712 dimeacutethy1benz( a)anthracegravene DE ANGELIS et GIORDkIO 1974
TPA (phorbol ester) BRESCH--RENDT 1978 Urethane NAKASHIMA et ISHIKAWA
1978 3 - Composeacutes pharmaceutiques Agents antineacuteop1astiques REN1llLARD et al 1975
WANG et al 1977 Thalidomide HAGSTROM et LONNING 1973 Acide nalidixique CZ1TN etaI 1981 Povidone iodine ROZENKRANZ et al 1980
III Meacutelanges KOBAYASHl 1971 1984 KINAE et al 1981 OSHIDA et al 1981 DINNEL et al 1981
LES MEacuteTAUX LOURDS DES PRODUITS MAnlNS AUX CONSOMMATEURS
(Les v(Jlours m6us uang ce
Ooso quotishydienne
Il eacutecossai ro fi lhomme
(ell IlIl)
Dose toxique
pOUf lIl(Hl li)] Il
(1)
)OllS
adIJ1ilUuml
dan~ 1es al ililUlllS
(1l1Uk~raquo
EltlU ltIll Ilwr (111]1)
AlrJucs (lilgkJ )
Mollusques (IlIUkg)
Cfuslncocircs (11111111)
Poissons (muka)
Arsenic
001 ~O 02 mg
III 70 1119 1 SOllt mOrlols
0002-0001
014-1
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15 17 (rwvolln)
25-75 (oOndill)
LI ore
100 Illoi
I(i
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1 (moulu)
025 15 (11111 l 1 IcircIl )
020
tilJlcilU sont les plus
CildmIcircUIll
30 mu so1l1 toxiquuumls
f()i~5()1l
1 Molluoque
rshy1
01
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01 i-3
Chromo
VI WO Ill) Cr ~()Ilt IIHHlelr
01
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002 -1
er1llllent rellcontreacutees dlIls les publications ctuel
Cuivre
2 mg
25 fi sont IllOrlel
Poisson li
Mollusqull 110
0003-001
17-124
GO-900 (Iluitru)
20-90 (convoi)
l5-G (1 lion)
Mercure
Poisson jusqul 07
0000 03
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004
01 middot10
Plomb
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28-6 (huicirctre)
~- ----shy01-23
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O3-G
Seacuteleacutenium
3
000009
02-01
Zinc
6- 10 mg
35
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100-1 GOO (lIl1illO)
122-18 1 (1Il1IrlllI)
02middot1 200 (llilrell~1 )
---------- ----shy
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Les doses admissibles dilfl~ les aliments sonl exprillleacutees en millilrammes par kilogramme daliment
Les concclltrations daJis les produits rnHIcirclls sont (ouloS oxprilllUcircfS CIl lllilliJtallHllCS pM kilonriltlHlw do Illnliegravero segravecho
Chnque (ois qlll cela a ugravet possillln on il if)diqur~ entre p1fef)lhegravesos dnns qllJllc csplco nvait ocirctri trouveacutee ln plus (orte dosn
(1) [n CilS diumlnDntioll Cil IIlle scule (ois (SOllfce Rapport du Groupe Irleflilinisteacuterid des prohl~llIes de Pollution de la Mer 1(73)
EXTRAITS DE lA CIRCUlAIRE DU 13 MAl 1991
Circulaire du Ministegravere de lEnvironnement creacuteant les contrats de baie
Les eaux inorales franccedilaises doivent se situer en permanence agrave un niveau de qualiteacute suffisant pour ne pas mettre en peacuteril les eacutecosystegravemes cocirctiers qui constituent un eacuteleacutement majeur du patrimoine eacutecologique national ()
Lapproche retenue rient compte de la diversiteacute et de la complexiteacute des situations rencontreacutees ie long des cocirctes franccedilaises Certains SeCIeurs son principalement affecteacutes par des pollutions chimiques (meacutetaux etou composeacutes organiques ( )
De plus les pheacutenoTregravenes regroupeacutes sous une mecircme appeiation (egraveystrophies marines par exemple) reacutesJltent r jait de meacutecanismes diffeacuterents dont les c1uses et les facteurs de maitrise dofent ecirctre deacutetermineacutes dans chaque cas particJpr afin decirctre certain de mettre en oeuvre au plus juste coucirct des remegravedes efficaces ( j
n apparaft au corraire que pour chaque secteur C littorc oi une action est neacutecessaire a soluor adeacutequate ne peut ecirctre trouveacutee cu au niveat loca~ en associant tous les resporsables co-erneacutes Un outil nouveau est proposeacute le Contrat de Baie dont linitiative peut br= prise par lEtat mais aussi par dautrs acteurs (collectiviteacutes locales cssociatiors rotamment) ()
Chaque Cartrat de 3aie doit correspondre agrave une uniteacute middot-orale rmogegravene ()
Puisque la lutte ccr-se la pollution des eaux littorales ne peut ecircrr= efficace que par la prise
en compte des apports de Jensemble du bassin versant le Contrat de Baie doit ecirctre eacutelaboreacute agrave ce niveau
Pour eacuteviter ces eacutecueils tout Contrat de Baie devra reposer sur une connaissance aussi preacutecise que possible
bull de lensemble des sources de poiJution affectant le secteur rejets coners (ponctuels ou diffus) apports par les cours deau immersions de deacuteblais de dragage etc
bull des meacutecanismes de transfert des pollutions au milieu marin
bull des caracteacuteristiques du milieu reacutecepteur (morphologie courants caracteacuteris-tiques hvdrochimiques et biologiques)
bull des USIlges agrave proteacuteger et des zones sensibles du point de vue eacutecologique
Puisque lameacutelioration de la qualiteacute des eaux dun secteur du littoral implique de deacutefinir un programme concernant lensemble du bassin versant la maicirctrise douvrage de leacutetude ne pourra en geacuteneacuteral ecirctre confieacutee qu acirc une collectiviteacute locale de niveau supra shycommunal ()
L finaii du Contrat de Baie est dinciter les divers panenaires concerneacutes en particuer es coliegrave-ivieacutes locales agrave deacutepasser le cadre des scheacutemas classiques dassainissement dans tcs les cas c des dispositions speacutecifiques doivent ecirctre prises pour restaurer la qualiteacute des eaux (
LES MEacuteTAUX LOURDS DES PRODUITS MAnlNS AUX CONSOMMATEURS
(Les v(Jlours m6us uang ce
Ooso quotishydienne
Il eacutecossai ro fi lhomme
(ell IlIl)
Dose toxique
pOUf lIl(Hl li)] Il
(1)
)OllS
adIJ1ilUuml
dan~ 1es al ililUlllS
(1l1Uk~raquo
EltlU ltIll Ilwr (111]1)
AlrJucs (lilgkJ )
Mollusques (IlIUkg)
Cfuslncocircs (11111111)
Poissons (muka)
Arsenic
001 ~O 02 mg
III 70 1119 1 SOllt mOrlols
0002-0001
014-1
7 -120
15 17 (rwvolln)
25-75 (oOndill)
LI ore
100 Illoi
I(i
04-20
1 (moulu)
025 15 (11111 l 1 IcircIl )
020
tilJlcilU sont les plus
CildmIcircUIll
30 mu so1l1 toxiquuumls
f()i~5()1l
1 Molluoque
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01
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01 i-3
Chromo
VI WO Ill) Cr ~()Ilt IIHHlelr
01
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er1llllent rellcontreacutees dlIls les publications ctuel
Cuivre
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25 fi sont IllOrlel
Poisson li
Mollusqull 110
0003-001
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GO-900 (Iluitru)
20-90 (convoi)
l5-G (1 lion)
Mercure
Poisson jusqul 07
0000 03
----_
O02G-O2
004
01 middot10
Plomb
moi
0000 03
05 9
28-6 (huicirctre)
~- ----shy01-23
(tHlllllnrl)
O3-G
Seacuteleacutenium
3
000009
02-01
Zinc
6- 10 mg
35
0001-001
il2-Hi)
100-1 GOO (lIl1illO)
122-18 1 (1Il1IrlllI)
02middot1 200 (llilrell~1 )
---------- ----shy
fi (JIIIIUIIIaS
Les doses admissibles dilfl~ les aliments sonl exprillleacutees en millilrammes par kilogramme daliment
Les concclltrations daJis les produits rnHIcirclls sont (ouloS oxprilllUcircfS CIl lllilliJtallHllCS pM kilonriltlHlw do Illnliegravero segravecho
Chnque (ois qlll cela a ugravet possillln on il if)diqur~ entre p1fef)lhegravesos dnns qllJllc csplco nvait ocirctri trouveacutee ln plus (orte dosn
(1) [n CilS diumlnDntioll Cil IIlle scule (ois (SOllfce Rapport du Groupe Irleflilinisteacuterid des prohl~llIes de Pollution de la Mer 1(73)
EXTRAITS DE lA CIRCUlAIRE DU 13 MAl 1991
Circulaire du Ministegravere de lEnvironnement creacuteant les contrats de baie
Les eaux inorales franccedilaises doivent se situer en permanence agrave un niveau de qualiteacute suffisant pour ne pas mettre en peacuteril les eacutecosystegravemes cocirctiers qui constituent un eacuteleacutement majeur du patrimoine eacutecologique national ()
Lapproche retenue rient compte de la diversiteacute et de la complexiteacute des situations rencontreacutees ie long des cocirctes franccedilaises Certains SeCIeurs son principalement affecteacutes par des pollutions chimiques (meacutetaux etou composeacutes organiques ( )
De plus les pheacutenoTregravenes regroupeacutes sous une mecircme appeiation (egraveystrophies marines par exemple) reacutesJltent r jait de meacutecanismes diffeacuterents dont les c1uses et les facteurs de maitrise dofent ecirctre deacutetermineacutes dans chaque cas particJpr afin decirctre certain de mettre en oeuvre au plus juste coucirct des remegravedes efficaces ( j
n apparaft au corraire que pour chaque secteur C littorc oi une action est neacutecessaire a soluor adeacutequate ne peut ecirctre trouveacutee cu au niveat loca~ en associant tous les resporsables co-erneacutes Un outil nouveau est proposeacute le Contrat de Baie dont linitiative peut br= prise par lEtat mais aussi par dautrs acteurs (collectiviteacutes locales cssociatiors rotamment) ()
Chaque Cartrat de 3aie doit correspondre agrave une uniteacute middot-orale rmogegravene ()
Puisque la lutte ccr-se la pollution des eaux littorales ne peut ecircrr= efficace que par la prise
en compte des apports de Jensemble du bassin versant le Contrat de Baie doit ecirctre eacutelaboreacute agrave ce niveau
Pour eacuteviter ces eacutecueils tout Contrat de Baie devra reposer sur une connaissance aussi preacutecise que possible
bull de lensemble des sources de poiJution affectant le secteur rejets coners (ponctuels ou diffus) apports par les cours deau immersions de deacuteblais de dragage etc
bull des meacutecanismes de transfert des pollutions au milieu marin
bull des caracteacuteristiques du milieu reacutecepteur (morphologie courants caracteacuteris-tiques hvdrochimiques et biologiques)
bull des USIlges agrave proteacuteger et des zones sensibles du point de vue eacutecologique
Puisque lameacutelioration de la qualiteacute des eaux dun secteur du littoral implique de deacutefinir un programme concernant lensemble du bassin versant la maicirctrise douvrage de leacutetude ne pourra en geacuteneacuteral ecirctre confieacutee qu acirc une collectiviteacute locale de niveau supra shycommunal ()
L finaii du Contrat de Baie est dinciter les divers panenaires concerneacutes en particuer es coliegrave-ivieacutes locales agrave deacutepasser le cadre des scheacutemas classiques dassainissement dans tcs les cas c des dispositions speacutecifiques doivent ecirctre prises pour restaurer la qualiteacute des eaux (
EXTRAITS DE lA CIRCUlAIRE DU 13 MAl 1991
Circulaire du Ministegravere de lEnvironnement creacuteant les contrats de baie
Les eaux inorales franccedilaises doivent se situer en permanence agrave un niveau de qualiteacute suffisant pour ne pas mettre en peacuteril les eacutecosystegravemes cocirctiers qui constituent un eacuteleacutement majeur du patrimoine eacutecologique national ()
Lapproche retenue rient compte de la diversiteacute et de la complexiteacute des situations rencontreacutees ie long des cocirctes franccedilaises Certains SeCIeurs son principalement affecteacutes par des pollutions chimiques (meacutetaux etou composeacutes organiques ( )
De plus les pheacutenoTregravenes regroupeacutes sous une mecircme appeiation (egraveystrophies marines par exemple) reacutesJltent r jait de meacutecanismes diffeacuterents dont les c1uses et les facteurs de maitrise dofent ecirctre deacutetermineacutes dans chaque cas particJpr afin decirctre certain de mettre en oeuvre au plus juste coucirct des remegravedes efficaces ( j
n apparaft au corraire que pour chaque secteur C littorc oi une action est neacutecessaire a soluor adeacutequate ne peut ecirctre trouveacutee cu au niveat loca~ en associant tous les resporsables co-erneacutes Un outil nouveau est proposeacute le Contrat de Baie dont linitiative peut br= prise par lEtat mais aussi par dautrs acteurs (collectiviteacutes locales cssociatiors rotamment) ()
Chaque Cartrat de 3aie doit correspondre agrave une uniteacute middot-orale rmogegravene ()
Puisque la lutte ccr-se la pollution des eaux littorales ne peut ecircrr= efficace que par la prise
en compte des apports de Jensemble du bassin versant le Contrat de Baie doit ecirctre eacutelaboreacute agrave ce niveau
Pour eacuteviter ces eacutecueils tout Contrat de Baie devra reposer sur une connaissance aussi preacutecise que possible
bull de lensemble des sources de poiJution affectant le secteur rejets coners (ponctuels ou diffus) apports par les cours deau immersions de deacuteblais de dragage etc
bull des meacutecanismes de transfert des pollutions au milieu marin
bull des caracteacuteristiques du milieu reacutecepteur (morphologie courants caracteacuteris-tiques hvdrochimiques et biologiques)
bull des USIlges agrave proteacuteger et des zones sensibles du point de vue eacutecologique
Puisque lameacutelioration de la qualiteacute des eaux dun secteur du littoral implique de deacutefinir un programme concernant lensemble du bassin versant la maicirctrise douvrage de leacutetude ne pourra en geacuteneacuteral ecirctre confieacutee qu acirc une collectiviteacute locale de niveau supra shycommunal ()
L finaii du Contrat de Baie est dinciter les divers panenaires concerneacutes en particuer es coliegrave-ivieacutes locales agrave deacutepasser le cadre des scheacutemas classiques dassainissement dans tcs les cas c des dispositions speacutecifiques doivent ecirctre prises pour restaurer la qualiteacute des eaux (