Séminaire

Les transferts de matières organiques naturelles et anthropiques dans les écosystèmes aquatiques et terrestres y induisent des changement d’équilibre qui peuvent avoir des impacts contrastés sur la biosphère. Etudier ces transferts à différentes échelles spatio-temporelles permet de comprendre leurs effets à plus ou moins long terme sur le continuum sol-eau-sédiment-biosphère. Par exemple, les transferts de matière organique naturelle et des nutriments associés dans les écosystèmes lacustres, par érosion de sol et relargage sédimentaire, peuvent modifier les interactions entre les organismes aquatiques au sein de ces réseaux trophiques. Des expérimentations en microcosmes et mésocosmes (effet descendant et ascendant) combinant bio-manipulations, mesures de biodégradabilité, géochimie organique et marquage isotopique ont montrées que :

• L’érosion de sol en milieux aquatiques augmente sa biodégradabilité et le priming effect, favorisant la croissance du benthos détritivore (lymnées) et des prédateurs en haut de chaine alimentaire (poissons)
• Favorisée par leurs teneurs en protéines, sucres et acides gras poly insaturés, la biodégradation de sédiments lacustres induit un relarguage de nutriments dans la colonne d’eau augmentant la croissance des organismes photosynthétiques et en retour celle de leurs prédateurs (zooplancton planctonivore).

Dans un autre contexte, le transfert de matières fécales dans les bassins versants urbains et agricoles peut impliquer des enjeux sanitaires et socio-économiques liés à la présence d’agents pathogènes dans ces rejets. L’utilisation des stanols comme traceurs de sources de contamination fécale dans des organismes filtreurs et des eaux contaminées a été étudiée en :

• Comparant différents protocoles analytiques pour l’analyse de ces marqueurs et en appliquant le plus approprié à l’échelle d’un bassin versant pour identifier l’élevage bovin comme source majeure de contamination fécal
• En vérifiant en microcosme que les cinétiques d’accumulation de stanols fécaux chez l’huitre creuse sont similaires à celles de bactéries pathogènes
• En identifiant les élevages bovins et porcins comme sources principales de contaminations fécales à long terme (2 ans) de trois bassins versant exposés.

A une autre échelle temporelle, l’utilisation des stanols fécaux pour retracer les sources de matières fécales en contexte archéologique représente une nouvelle source d’information pour interpréter des sites occupés par le passé. Afin d’identifier des « empreintes stanols » spécifiques à l’échelle de l’espèce au sein d’un même groupe alimentaire (herbivore), une base de données d’empreintes références (10 espèces) a été construite en intégrant de nouveaux composés identifiés. En complément d’autres méthodes géo-archéologiques, ces résultats ont été appliqués à des sites Sibérien et Suédois (11ème siècle) pour y confirmer la présence de rennes, espèce importante chez les peuples nomades locaux, et ce durant différentes périodes d’occupation.

Les approches pluridisciplinaires (biogéochimie, écologie aquatique, statistiques…) et les outils développés pour ces thématiques peuvent être appliqués à l’étude du transfert et du devenir dans les écosystèmes de micropolluants organiques et de leurs métabolites, qui représentent des enjeux contemporains majeurs d’un point de vue environnemental, sanitaire et socio-économique.

aurelie.goutte@upmc.fr