Construire une évaluation multi-échelle des effets des contaminants dans les milieux aquatiques d'eau douce avec les macro-invertébrés (2010)

/ La mise en ½uvre d'une démarche écotoxicologique à la fois prédictive et diagnostique pour l'évaluation de l'impact des contaminants chimiques sur les écosystèmes, impose de construire sur le long terme des méthodes et des outils adaptés au milieu et à la complexité de son fonctionnement, et facilitant à terme la cohérence entre approche prédictive et diagnostique. Dans ce but le laboratoire du Cemagref de Lyon a choisi de développer ses recherches autour de trois espèces dulçaquicoles d'invertébrés présentes dans les rivières nationales (un Crustacé, un Gastéropode, un Insecte). Le choix de ces espèces modèles a été guidé à la fois par la possibilité de combiner mesures toxicologiques en laboratoire et expérimentations in situ (encagements ; posters Geffard et al. et Gust et al.) et à la fois, par la volonté de proposer une évaluation de la toxicité intégrant une part de la diversité phylogénétique et bio-écologique des espèces potentiellement exposées dans les milieux (pluralité des mécanismes d'action, différences de voies d'exposition, diversité des dynamiques de population). Le choix des invertébrés comme modèles nous permet de construire une démarche allant jusqu'à une lecture des effets au niveau populationnel. Cette démarche multi-échelle met en lien les niveaux d'observation de la toxicité - i.e. sub-individuel (biomarqueurs) et individuel (traits de vie) - et les niveaux de lecture plus intégrés de ces effets - respectivement niveaux individuel et populationnel - en recourant à la modélisation pour le changement d'échelles (poster Chaumot et al.). Cette volonté d'intégration impose le choix de biomarqueurs reliés à la fitness des organismes et de marqueurs individuels en lien avec les dynamiques démographiques.\nNous illustrerons cette approche à partir des travaux réalisés chez Gammarus fossarum. Aussi bien pour les biomarqueurs (neurotoxicité, génotoxicité, perturbation endocrinienne) que pour les marqueurs d'effets individuels choisis (comportement alimentaire, reprotoxicité, croissance), notre démarche consiste à (i) caractériser et développer une méthodologie de mesure du marqueur, (ii) proposer un protocole de biotest mettant en application ce marqueur au laboratoire et in situ, (iii) définir des valeurs de référence en conditions contrôlées (compilation de données témoin) et sur le terrain (suivi de la variabilité spatiale et temporelle) en tenant compte de l'influence de paramètres non-contrôlés comme la température (modélisation), (iv) tester la sensibilité du marqueur par l'exposition à des substances modèles au laboratoire et par l'application dans des milieux aux contaminations contrastées, (v) proposer une lecture à un niveau intégré des modulations du marqueur en établissant des liens entre effets aux niveaux sub-individuel, individuel et populationnel. Le changement d'échelle individu / population est réalisé à l'aide de modèles de dynamique de population paramétrés à partir du suivi de populations naturelles ; cette démarche d'intégration populationnelle des effets est mise en ½uvre dans un cadre aussi bien d'évaluation prédictive des effets que diagnostique de la qualité de l'eau.