Sources and fate of methylmercury in the Southern Ocean : use of model seabirds and mercury stable isotopes

Malgre leur distance de la pression industrielle, les milieux marins austraux et antarctiques sont contamines par des polluants globaux, tels que le mercure (Hg), par le transport atmospherique et les courants oceaniques. Jusqu'a present, les voies de contamination du Hg dans l'Ocean Austral restent peu connues, en particulier dans le secteur Indien, et de nouvelles etudes sont necessaires pour elucider son devenir et son impact dans ces regions. Les oiseaux marins, en tant que predateurs superieurs des chaines alimentaires marines, sont exposes a des concentrations elevees de methylmercure (MeHg) via leur regime alimentaire. De plus, ils presentent des habitats de predation contrastes dans les differents compartiments marins (en termes spatiaux et de profondeur). Par consequent, ils sont consideres comme des bioindicateurs efficaces de la contamination par Hg et la bonne connaissance de leurs caracteristiques ecologiques permet leur application comme traceurs du Hg dans des environnements eloignes, qui sont autrement difficiles a echantillonner. L'objectif principal de ce travail de doctorat est la caracterisation des voies d'exposition de MeHg accumule par les oiseaux marins et l'identification des processus impliques dans le cycle biogeochimique du Hg dans l'Ocean Austral (des eaux antarctiques aux eaux subtropicales). L'approche methodologique proposee consiste a combiner la composition isotopique du Hg et la speciation du Hg dans les tissus d’especes d’oiseaux marins de l'Ocean Austral choisis precisement. Dans une premiere etape, une evaluation des signatures isotopiques de Hg specifique de chaque tissu a ete realisee, notamment dans le sang et les plumes, car ceux-ci peuvent etre echantillonnes de maniere non letale. Chez les poussins, les deux tissus peuvent etre utilises efficacement et indifferemment comme bioindicateurs de la contamination locale en utilisant des isotopes du Hg, alors que chez les adultes, chaque tissu donne acces a une exposition temporelle differente : le sang a l'echelle recente (c'est-a-dire l'exposition pendant la periode de reproduction) et les plumes a l'echelle annuelle, fournissant ainsi des informations isotopiques complementaires aux differentes etapes du cycle annuel des oiseaux. Une deuxieme partie a ete axee sur l'exploration des sources de MeHg dans quatre especes de manchots d’une meme zone subantarctique, les iles de Crozet. Les populations ont ete discriminees par leurs signatures isotopiques du Hg en fonction de leurs habitats de predation et leurs mouvements latitudinaux, qui se trouvent etre les facteurs principaux determinant leur exposition a differentes sources de MeHg. Dans une troisieme partie, les isotopes du Hg ont ete etudies dans deux modeles d'oiseaux (poussins de labbes et manchots adultes) sur une grande echelle latitudinale de l'Antarctique a la zone subtropicale. Les variations latitudinales des valeurs isotopiques du Hg (δ202Hg, Δ199Hg) semblent etre influencees par une differente amplitude des processus photochimiques et d'autres voies biogeochimiques telles que la reduction du Hg, et les processus de methylation / demethylation, ainsi que les processus trophiques ou metaboliques.