merlumed 11-12 octobre 2007 - ifremer.fr trophique_cm.pdf · iv iii v vi avril-mai et oct-nov....

Merlumed 11-12 octobre 2007

1

Sète, 11-12 octobre 2007

Objectifs

Alimentation

Croissance (dilution)

Reproduction FaecesMetabolisation

Eau

Apports contaminants

Pertes contaminants

Reproduction (ponte) Métabolisation

Atmosphère


Sédiment

2

Stratégie d’étude

Devenir de différentes familles de contaminants chez le merlu ?

Mesures ModèleEchantillonnage Paramètres biologiques

Existants

A mesurer

Travaux sur la structure et la dynamique de la chaîne trophique du

merlu

Outil de prédiction

Etat des lieux de la contamination

Processus contrôlant le devenir des

contaminants

3


Outils mis en œuvre

• Campagnes de prélèvements (21 campagnes en 5 ans + 2 MEDITS)• Paramètres biométriques des différentes espèces.• Biomasses et détermination spécifique des principales espèces

phyto, zooplanctoniques, suprabenthiques ….• Contenus stomacaux et rapports isotopiques (identification des

compartiments du réseau).• Croissance et reproduction du merlu (marquage, détermination

structures des otolithes, suivi de la reproduction…)• Caractérisation du substrat sédimentaire.• Détermination et quantification des contaminants dans les différents

compartiments.• Détermination et quantification des contaminants dans les différents

tissus• Modélisation de la bioaccumulation.

4


LT de 5 à > 60 cm

Contenus stomacaux

Signatures isotopiques

Positionnement des individus dans les réseaux trophiques :

niveau trophique, source de nourriture, fractionnement trophique

δ13C et δ15N (‰)

Importance relative des proies,

changements trophiques

Facteurs de variation:taille des merlusprofondeurdistance Rhôneannéesaisonsexe

Indices alimentaires

Mensurations

Indices de condition

Habitats essentiels

Indices d’abondance

Campagnes MEDITS

Réseaux trophiques

5


Alimentation des merlus

5-910-14

15-1920-24

25-2930-65

0

10

20

30

40

50

60

70

80%

Classe de taille merlus (cm)

Suprabenthos Crevettes CéphalopodesPoissons benthiques Poissons démersaux Poissons pélagiques

6


0102030405060708090

100

5-9 10-14 15-19 20-24 25-29 30-65

Classes de taille merlus (cm)

%

80 %Invertébrés Vertébrés

Vertébrés: Poissons

Invertébrés: crustacés, céphal.

PrintempsAutomne

Changements ontogéniques des ressources alimentaires

30-40 % Invertébrés

60-70% Vertébrés 7

Changements ontogéniques des ressources alimentaires

5 à 9 cm : crustacés suprabenthiques (amphipodes, mysidacés et euphausiacés)

10 à 14 cm : crustacés suprabenthiques, crevettes, poissons

15 à 24 cm : poissons pélagiques (sardine, anchois)

Crustacés (proies de petite taille)

Poissons (proies de plus grande taille)

8


Crustacés suprabenthiques

e.g.:Variabilités spatiales: influence du Rhône

9Stations les plus proches du Rhône les plus abondantes ensuprabenthos


10

‰

• Variation du 13C

y = -0.0132Ln(x) - 17.224R2 = 0.0003

y = 0.4343Ln(x) - 19.156R2 = 0.4192

-19.5

-19.0

-18.5

-18.0

-17.5

-17.0

-16.5

-16.0

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75

Taille merlu (cm)

D13

C

printempsautomne

‰

e.g.:Variabilités saisonnières

Signatures isotopiques du merlu

y = 1.1538Ln(x) + 6.7488R2 = 0.4174

y = 2.394Ln(x) + 2.0023R2 = 0.8093

456789

1011

1314

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75

Taille merlu (cm)

�15

N

12

printemps

automne

• Variation du 15N

Phyto Zoo P. pélagiques

APPORTS : Dissous & Particulaires

Fleuve Côte Large

ACCUMULATION & PRODUCTION

TRANSFERT & EXPORTATION

Crevettes

P. benthiques

Suprabenthos

Sels nutritifs

adultes

larves

juvéniles

oeufs

Merlu

P. démersaux

RHONE

Benthos

Réseaux trophiques des merlus

compartiments à échantillonner 11


12

Zones d’études et principaux compartiments échantillonnés pour les contaminants

Phytoplancton, zooplancton, suprabenthos, crevettes, gobies, tacauds, merlans bleus, chinchards, anchois,

sardines, cépoles, merlus et sédiment

Rhône

II

I IV

III

V

VI

Avril-Mai et Oct-Nov.2004, 2005, 2006

Campagnes RESOMER

Avril-Mai et Oct-Nov.2004, 2005

Campagnes MERMED


Caractérisation des zones d’échantillonnages

• Tous secteurs confondus: golfe du Lion

• Variations spatiales: Influence du RhôneVariation côte/large

• Variations saisonnières

• Golfe du Lion/ autres secteurs géographique

13


Contamination du merlu en mercure et PCB (CB 153)

Mercure

14


0

2

4

6

8

10

12

0 20 40 60 80 100Longueur (cm)

HgT

(µg/

g, p

s) Mermed-5

0

20

40

60

80

0 10 20 30 40 50 60 70

Taille merlu (cm)

[CB1

53] (

ng/g

ww

)

M

F

Ind

PCB (CB 153)

Tous secteurs confondus: Golfe du Lion, Taille

Contamination des proies du merlu en PCB (CB 153)

Tous secteurs confondus: Golfe du Lion,�15N (niv. trophique)

R2 = 0,9513

0

60

120

180

4 5 6 7 8 9 10 11 12

Delta N 15

Con

cent

ratio

n C

B15

3 (n

g/g

PS)

PhytoplanctonZooplancton

Sépioles

Sardines

Mysidacés

Tacauds

Gobies

AnchoisCrevette

15


Contamination du merlu en PCB (CB 153)

Tous secteurs confondus: Golfe du Lion, δ 15N (niv. Trophique)

Merlu - Printemps 2004 - Secteur 1

R2 = 0.8229

0

10

20

30

40

50

60

4 5 6 7 8 9 10 11 12

Delta N 15

[CB

153]

(ng/

g W

W)

merlus: < 25 cm

merlus: >= 25 cm

16


Contamination des proies en HAP

Tous secteurs confondus: Golfe du Lion

0

20

40

60

80

100

120

140

160

Phytop

lancto

n

Zoo 2

00µm

Ancho

is

sardi

ne

Mysida

cé

Taca

ud

Crevett

e

ng/g

PS

PhenanthreneChrysène

Biotransformation des HAP17


Contamination du merlu en mercure et PCB (CB 153)

18

0

0.5

1

1.5

2

2.5

HgT

(µg/

g, p

s)muscle foie gonade hépatpancréas

• Mercure


Tous secteurs confondus: Golfe du Lion, différents tissus

• PCB (CB 153)

0

500

1000

1500

2000

Femelle 28 cm Femelle 38 cm Male 28 cm Male 38 cm

Con

cent

ratio

n C

B15

3 (n

g/g

PS

MuscleFoieGonade

Contamination du merlu en PCB (CB 153)

Tous secteurs confondus: Golfe du Lion, sexe

0

500

1000

1500

2000

Femelle 28 cm Femelle 38 cm Male 28 cm Male 38 cm

Con

cent

ratio

n C

B15

3 (n

g/g

PS

MuscleFoieGonade

19

A taille égale, les niveaux de CB153 sont identiques chez les jeunes individus, et sont plus élevés dans le foie des grands mâles, alors que pour les femelles le niveau augmente dans les gonades

Contamination du phytoplancton en PCB

Variabilités spatiales: influence du Rhône et côte/large

Mai 2004

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

cb52 cb101 pp'DDE

cb110 cb149 cb118 cb153 cb132 cb105 cb138 cb187 cb128 cb156 cb180 cb170 cb194

ng/g

PS

Secteur II (19) Secteur I (17)

Secteur IV (39) Secteur III (42)

Stations les plus proches du Rhône les plus contaminées (sauf pour le DDE) 20


Contamination du sédiment en PCB


Mai 2004

00.5

11.5

22.5

33.5

44.5

5

cb52cb101

pp' DDE

cb110cb149cb118cb153cb132cb105cb138cb187cb128cb156cb180cb170cb194

ng/g

PS

Secteur II (19)

Secteur I (17)

Secteur IV (39)

Stations les plus proches du Rhône les plus contaminées 21


Contamination des merlus en PCB (CB 153)


Mai 2004

02468

101214161820

10 15 20 24

Taille merlu (cm)

CB15

3 (n

g/g

PF)

Secteur 1 Secteur 2

Secteur 3 Secteur 4

Stations les plus proches du Rhône les plus contaminées 22


Contamination du merlu en Césium

Variabilités spatiales: côte/large13

7Cs

(Bq

kg-1

sec)

0

0,5

1

1,5

10-19 20-29 30-39 40-49

Taille merlus (cm)

Secteur Rhône large ( ) > secteur Rhône côte ( )

23


Contamination du phytoplancton en PCB

Variabilités saisonnières

Variations saisonnière Secteur I (Rhône large) 2004-2005

0

2

4

6

8

10

12

cb52

cb10

1pp

' DDE

cb11

0cb

149

cb11

8cb

153

cb13

2cb

105

cb13

8cb

187

cb12

8cb

156

cb18

0cb

170

cb19

4

ng/g

PS

mai-04 nov-04mai-05 nov-05

Les prélèvements d’automne sont les plus contaminés 24


Contamination du merlu en PCB

Variabilités saisonnières

0

10

20

9 13 17 21

Taille merlu (cm)

[CB

153]

(ng.

g-1

WW

May

October

Les prélèvements d’automne sont les plus contaminés

25⇒ Influence du régime alimentaire et/ou de la vitesse de croissance


Contamination du merlu en PBDE et mercureGolfe du Lion / autres secteurs géographiques

26

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

M1-M01

M1-M02

M4-F01

M4-F02

M4-F03

M4-F04

M4-F05

M4-F06

M4-F07

M4-F08

M1-F04

M1-F03

GdG-M01

GdG-M02

GdG-F01GdG-F02GdG-F03GdG-F04GdG-F05GdG-F06GdG-F07

BD

E-47

(pg/

g ps

.)

Mer_Med BDE-47 Gascogne BDE-47

26 à 58 cm 13 à 70 cm

• PBDE, muscle merlu

• Mercure, muscle merlu

Med

Médite

0

0.5

1

1.5

2

2.5

3Ba

rBa

udro

ieCo

ngre

Flet

Mer

lu

Plie

Rous

ette

Sole

Roug

et

VIId

VIIe

VIIIa

VIIIb

>40 cm

<40 cm

> 20 cm

< 20 cm


mâles femelles

27

0

5 0 0 0

1 0 0 0 0

1 5 0 0 0

2 0 0 0 0

2 5 0 0 0

3 0 0 0 0

M4-F-01

M4-F-02

M4-F-03

M4-F-04

M4-F-05

M4-F-06

M4-F-07

M4-F-08

GdG-M01

GdG-M02

GdG-F01GdG-F02GdG-F03GdG-F04GdG-F05GdG-F06GdG-F07

BD

E-47

(pg/

g ps

.)Mer_Med BDE-47 Gascogne BDE-47

26 à 58 cm 13 à 70 cm

• PBDE, foie merlu

2 55 0

5 0 - 1 0 0

2 0 0 - 3 0 0

2 0 0

4 0 0 - 8 0 0

6 0 0 -8 0 0

1 0 0 0 -1 5 0 01 0

2 0

3 0

4 0

T a il le e n c m

1 0

2 0

3 0

4 0

T a il le e n c m

2 55 0

5 0 - 1 0 0

2 0 0 - 3 0 0

2 0 0

4 0 0 - 8 0 0

6 0 0 -8 0 0

1 0 0 0 -1 5 0 0

2 55 0

5 0 - 1 0 0

2 0 0 - 3 0 0

2 55 0

5 0 - 1 0 0

2 0 0 - 3 0 0

2 0 0

4 0 0 - 8 0 0

6 0 0 -8 0 0

1 0 0 0 -1 5 0 0

2 0 0

4 0 0 - 8 0 0

6 0 0 -8 0 0

1 0 0 0 -1 5 0 01 0

2 0

3 0

4 0

T a il le e n c m

1 0

2 0

3 0

4 0

T a il le e n c m

1 0

2 0

3 0

4 0

T a il le e n c m

1 0

2 0

3 0

4 0

1 0

2 0

3 0

4 0

T a il le e n c m

1 0

2 0

3 0

4 0

T a il le e n c m

1 0

2 0

3 0

4 0

1 0

2 0

3 0

4 0

T a il le e n c m

• PCB (CB 153), foie merlu


Contamination du merlu en PBDE et PCB (CB 153)Golfe du Lion / autres secteurs géographiques

28

Croissance: marquages du merluCampagne 2006: MERVIV3

0

100

200

300

400

500

600

700

11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 33 35 37 39 42 44 55Taille (cm)

Nom

bre

de m

erlu

s m

arqu

és

recapturé

vivant

mort 4000 individus

Taux recaptures: 6.4%

Campagne 2007 : MERVIV4

0

200

400

600

800

1000

1200

8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34 36 38 40 42 44 46 48 50

Taille merlu (cm)

Nom

bre

de m

erlu

s m

arqu

és

recapturé

mort

vivant

5000 individus

Taux recaptures: 4.5%

croissance de 1.5 à 2.2 cm.mois-1 observée jusqu’à 55 cm

résultat similaire dans la 1ère année de vie (Morales-Nin et al 2005)

croissance plus rapide au printemps qu’en automne (Morales-Nin et al 2005)

29

Fractionnement isotopique ?• Signature isotopique du tissu d’un consommateur est fonction de:

signature

bol alimentaire

enrichissementen isotope entre consommateuret bol alimentaire= Fractionnement

trophique

+ 3.4 ‰

+ 1 ‰

P1

C1

C2D15N

D13C

30

Croissance somatique: P > A

(Morales-Nin et Moranta, 2004)

Reproduction

Croissance somatique: A > P

Hypothèse: Variabilité du fractionnement en azote (3.4 ‰)

‰

taux de croissance somatique, assimilation en azote, fractionnement

0.0

4.0

10-14cm 15-19cm 20-24cm 25-29cm 30-65 cm

printemps∆δ15N ‰

automne

1.0

2.0

3.0

Reproduction

• Différenciation précoce entre mâles et femelles (<10 cm)

• Validation de la maturité sexuelle chez les femelles en cours (échantillonnagemensuel, campagnes)

31

Modèle de bioaccumulation: DEB

Food

1-κ maturitymaintenance

Repro. Storage(adults)

maturation

food faecesassimilation

reserve

feeding defecation

structurestructure

somaticmaintenance

growth

κ

maturity(juvenils)

reproduction

gametsgamets

1-κ maturitymaintenance

Repro. Storage(adults)

maturation

food faecesassimilation

reserve

feeding defecation

structurestructure

somaticmaintenance

growth

κ

maturity(juvenils)

reproduction

gametsgamets

PCBs

PCBs

PCBs

PCBs

PCBs

PCBs

PCBs

PCBs

PCBs

PCBs

PCBs

PCBs

PCBs

PCBs32


Résultat du modèle de bioaccumulation

0

10

20

30

40

50

60

70

80

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50

Length (cm)

PCB

153

(ng/

g W

W)

Unspecified sex datasFemales datasMales datasFemales modelMales model

33


Conclusions

34

– Compartiments du réseau trophique du merlu identifiés– Niveaux de contamination élevés pour le mercure et les

PCB (et PBDE)– Bioaccumulation dans le réseau trophique du merlu – Influence du comportement alimentaire sur le profil de

contamination (différences saisonnières, nature des proies)– Influence de la source sur le profil de contamination

(Rhône)– Influence de la croissance sur le profil de contamination – Augmentation de la contamination avec l’âge des individus

pour le mercure et les individus mâles pour le CB 153– Influence du sexe sur les niveaux de contamination

Perspectives fin action Merlumed2003-2008

– Poursuite de la détermination des niveaux de contamination.

– Poursuite croissance et reproduction– Paramétrisation et validation d’un modèle de

bioaccumulation des PCB dans le merlu du golfe du Lion ; comparaison avec le mercure

– Extension à d’autres familles de contaminants (HAP, composés émergeants, autres métaux,…) « MERLUTHEQUE »

– 2008 : valorisation de tout l’acquis– Colloque de restitution fin 2008

35

36

Base de données

37

Base de donnBase de donnééeses1 – Compartiments du réseau trophique du merlu: phytoplancton,

zooplancton, suprabenthos, poissons, macroinvertébrés, sédiment (endofaune et MOP sédimentée)

2 – Sous compartiments: muscle, foie, vésicule biliaire, tube digestif, gonades, otolithes, arêtes

3 – Paramètres quantifiés:- biométrie: taille, masse, abondance- qualité et quantité de proies- isotopes stables du carbone et de l’azote- chloro a, phéopigments, C, N.- granulométrie sédiment - contaminants chimiques: mercure, PCB, PBDE, HAP, Césium 135,(autres métaux)

4 – Processus: croissance, reproduction

Marseille, 29 mars 2007

38

MERLUMED

Remerciements auxéquipes de l’Europe et du Téthys

Teresa Mathews

Capucine Mellon-Duval

Luisa Metral

Serge Mortreux

Hélène de Pontual

Xavier.Philippon

Cyrille Przybyla

Loïc Quemener

François Roupsard

Jacques Sacchi

Chantal Salen-Picard

Jean Claude Sorbe

Hervé Thébault

Yacek Tronczynsky

Alain Veron

Xavier Bodiguel

Hélène Budzinski

Sabine Charmasson

Ysabelle Cheret

Daniel Cossa

Nicolas Courbin

Christian Fauvel

Franck Ferraton

Yvon Guennegan

Jean François Guillaud

Alain Guillou

Mireille Harmelin-Vivien

Rachel Hermand

Carole Leite

Véronique Loizeau

Denise Arlhac

Mireille Arnaud

Hervé Barone

Daniella Banaru

Alcia Bautista-Vega

Marseille, 29 mars 2007

Merci de votre attention

Récapitulatif échantillons

• Campagnes RESOMER (station 1,2,3,4)– Mai – Novembre (2004 – 2006)

recap_resomer

Echantillons disponibles principalement sur Resomer (3 et 4 ; 2005); et (5 ; 2006

o Campagnes MERMED (station 1,2,3,4)n Mai – Novembre (2004 – 2005)

Echantillons disponibles principalement en 2005 (Cf. MERLUTHEQUE)

43

Contamination Zooplancton / Suprabenthos en PCB

Valeurs du CB153 dans le zooplancton :Ø Baie de Seine 30 ng.g-1 PSØ Golfe de Gascogne : 3 – 5 ng.g-1 PSØ Golfe du Lion : 10 ng.g-1 PS

0

2

4

6

8

10

12

14

52 101

pp' D

DE

110

149

118

153

132

105

138

187

128

156

180

170

194

ng/g

PS

zooplanctonMysidacé

44


Contamination du sédiment en PCBVariabilités saisonnières

Variation saisonnières Secteur I (Rhône large ) 2004-2005

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

cb52

cb10

1pp

' DDE

cb11

0cb

149

cb11

8

cb15

3cb

132

cb10

5cb

138

cb18

7cb

128

cb15

6cb

180

cb17

0cb

194

mai-04 nov-04

mai-05

Les prélèvements d’automne sont les plus contaminés 45


merlumed 11-12 octobre 2007 - ifremer.fr trophique_cm.pdf · iv iii v vi avril-mai et oct-nov....

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