Gammarus : espèce sentinelle en écotoxicologie pour la surveillance des milieux aquatiques d'eau douce (2015)

/ Un des enjeux pour l'écotoxicologie est de pouvoir rendre compte des effets des contaminants dans les milieux, notamment dans un objectif de surveillance de la qualité environnementale. Il y a une dizaine d'années le laboratoire d'écotoxicologie à Irstea a opéré une rupture méthodologique pour aborder cette question du diagnostic. Le choix a été fait d'abandonner dans un premier temps l'approche classique "biomarqueurs" inspiré de la bio-indication, et de recourir plutôt à une philosophie d'expérimentation (par des méthodes de transplantation par encagement). Ceci a permis d'avancer dans l'établissement de relations causales entre exposition dans le milieu et impact écotoxicologique. Le choix de l'espèce Gammarus fossarum a été fait en raison de l'importance écologique de cet amphipode dans les cours d'eaux, de sa forte sensibilité écotoxicologique et du fait qu'il permet de développer des protocoles d'exposition au laboratoire et in situ. Après un fort investissement pour accroître notre connaissance de l'écophysiologie de l'espèce, différents types de marqueurs de toxicité ont été développés dans le cadre de collaborations: neurotoxicité, génotoxicité, perturbation endocrinienne, enzymes digestives, feeding rate, reproduction. L'approche par monitoring actif nous a permis de contrôler la durée d'exposition, les différents facteurs biotiques (taille, sexe, stade de développement ou état reproductif...), ainsi que d'intégrer l'influence de facteurs environnementaux notamment par la modélisation de l'effet de la température sur le niveau de base des marqueurs. Ceci a abouti à la détermination de valeurs de référence, répondant à la problématique de "l'absence de témoin" qui limite souvent ces approches de diagnostic in situ à une utilisation amont-aval d'un rejet. Ceci a permis de rendre comparable les mesures dans le temps (suivi de tendance) et dans l'espace (priorisation de sites, amont-aval de source de pollution, gradient...). Une application a été d'utiliser cette méthodologie également pour faire du gammare un "capteur actif" de la contamination biodisponible, aujourd'hui envisagé pour le suivi biote DCE (e.g. suivi des tendances). Par ailleurs, un point fort a été de mettre en relation les marqueurs aux différentes échelles allant jusqu'aux dynamiques de population grâce au développement de modèles pour ce changement d'échelles.\nGrâce à de nouvelles collaborations soutenues par différents projets, les deux grandes pistes actuelles de poursuite de ces recherches sont : (1) le développement d'approches omiques de pointe (RNA-Seq et shotgun proteomic) comme démarche de rupture pour la définition de biomarqueurs, en adoptant des stratégies adaptées (utilisée en omique environnementale) pour cette espèce non-modèle de la biologie moléculaire; (2) réinvestir la question de la diversité (entre populations, espèces, adaptation, cryptisme, effet du parasitisme) pour d'une part répondre à la question de la représentativité du diagnostic obtenu par les approches de monitoring actif, et d'avancer dans l'examen des différents déterminismes de la vulnérabilité des populations au sein des écosystèmes.