Dissertations / Theses on the topic 'Moules d'eau douce'

Thèse (M. Sc.) - Université du Québec à Rimouski, 2006.
Titre de l'écran-titre (visionné le 29 novembre 2006). Mémoire présenté à l'Université du Québec à Rimouski comme exigence partielle du programme de maîtrise en gestion de la faune et de ses habitats. CaQRU CaQRU Comprend des bibliogr. Paraît aussi en éd. imprimée. CaQRU

Les dreissènes exposées au plomb accumulent le métal à des niveaux différents selon la concentration métallique dans le milieu. Les cinétiques de bioaccumulation sont linéaires pour les faibles concentrations de Pb dans le milieu et saturantes pour les concentrations élevées. Les paramètres du milieu agissent sur la bioaccumulation. L'edta réduit fortement la bioaccumulation et la toxicité létale du plomb. Le zinc montre une interaction négative avec le plomb dans la phase initiale de la cinétique de bioaccumulation. La température diminue l'accumulation du plomb en stimulant les processus d'excrétion. Dans une exposition cyclique au plomb, la cinétique de bioaccumulation présente une allure sigmoïde ce qui semble montrer que la dreissène se comporte comme un système à compartiments d'accumulation. Il existe une variation saisonnière de la bioaccumulation. C'est au printemps que la vitesse d'accumulation ainsi que les contenus métalliques des organismes sont les plus importants. Le plomb a pu être localisé histochimiquement et par microanalyse essentiellement dans des granules au sein des cellules rénales, dans le cytoplasme des granulocytes dans les branchies, l'épithélium digestif, la glande péricardiale et dans le byssus. La décontamination est faible et se produit lentement par rapport à l'accumulation. Elle est significativement augmentée en presence d'edta et par une élévation de température. Le niveau de contamination initiale ne montre pas d'influence significative sur les taux de décontamination. La décontamination totale n'est pas atteinte
Freshwater mussels (Dreissena polymorpha) were exposed to lead under laboratory conditions. Patterns of accumulation in whole animals were linear at low concentrations and the tissues lead concentrations were proportional to lead in the medium. At high concentrations of lead in the medium, the accumulation proceeded at a high rate in a saturating mode. Under cyclic conditions of exposure, kinetic of lead accumulation showed a pronounced biphasic mode. It is argued that the biphasic course of accumulation seemed to indicate that the animal acts as a multi-compartments accumulation system. The chelation of lead by EDTA decreased strongly its toxicity and bioaccumulation. In the presence of zinc, uptake of lead in whole Dreissena was reduced in the initial phase of accumulation. Thereafter, the antagonistic effect of Zn decreased and became not significant at the end of exposure period. A rise in temperature decreased lead accumulation by mussels. The results also indicate that accumulation were greatly affected by seasonal conditions. In spring, the rate of uptake was the faster and lead body burden was the most important. By means of histochemical staining method and microanalytical technique (LAMMA), lead has been localized mainly in granules of renal cells and in cytoplasm of granulocytes in gills, pericardial gland, byssal gland and digestive epithelium. The depuration process were low and occured sloly compared to accumulation. The original lead concentrations in the soft parts did not influence significantly the rate of elimination. The presence of EDTA or a rise in tempeature enhanced the rate of lead elimination. In all conditions, the total depuration were not attained and the tissue lead concentrations remained at high levels in comparison to controls

La capacité bioindicatrice des mollusques bivalves vis-à-vis des métaux est actuellement reconnue et utilisée dans le cadre du biomonitoring. La compréhension de cette capacité nécessitait une étude plus fondamentale des voies d'intoxication, de transport et d'élimination des métaux. Une étude anatomique, cytologique et microanalytique des hémocytes, de la glande péricardiale et des reins a montré le rôle des granulocytes dans le transport puis le rôle de détoxication de la glande péricardiale et des reins. Le système lysosomal joue un rôle important. La nature du métal modifie la répartition au sein des organes. Le plomb est bioconcentré en association avec P, S, Ca dans les concrétions des cellules du rein distal. La microanalyse de rayons x a été, à ce titre performante. Une adaptation éventuelle à la présence de micropolluants métalliques a été recherchée par numération des hémocytes, suivi de l'activité enzymatique et des capacités de phagocytose. Il y a tendance à l'augmentation du nombre des hémocytes ; augmentation de l'activité phosphatasique acide mais pas de modification significative de l'activité de phagocytose. Les réponses cytochimiques et biochimiques des hémocytes en présence de métaux peuvent être proposées comme méthodes d'évaluation précoce (7 jours) des effets de la contamination des eaux par les métaux ; le niveau de bioaccumulation étant évalué par la méthode des transplantations seulement après trois semaines
Bioindicator capacity of bivalves molluscs for metal is now well know and use in biomonitoring studies. Understanding of this capacity needed a more fundamental study of metal uptake, transport and excretion pathways. Anatomical, cytological and microanalytical studies of hemocytes, pericardial gland and kidney has shown granulocyte rule in transport and detoxication functions of pericardial gland and kidney. Lysosomal system plays an important function. Metal nature changes its distribution in organs. Lead is accumulated with P, S, Ca in concretion in epithelial cells of kidney distal limb. Microanalysis was performed in this case. Possible adaptation of metallic micropolluants presence was research by hemocytes counts, enzymatic activity and phagocytosis capacities evaluation. Hemocytes number and acid phosphatases activity seem to increase but no significant modifications of phagocytosis capacities was observed. Cytological and biochemical responses of hemocytes in presence of metal can be propose of early test (7 days) of metal contamination effects in aquatics systems ; bioaccumulation levels was evaluated by transplant methods after 3 weeks

L'influence de la pollution thermique sur la biologie de la reproduction du bivalve Dreissena polymorpha a été étudiée. Le choix de deux sites industriels a permis de tester in situ une gamme d'écarts thermiques de +2 à +7° C entre les stations témoins et les stations échauffées. Une échelle chronologique des étapes du cycle sexuel a été établie. Ce cycle est caractérisé par une phase de repos sexuel pendant la saison froide ; le développement et la maturation des gamètes débutent au printemps et leur émission commence à la fin du printemps et continue pendant l'été. L'analyse des variations pondérales et celles des principaux constituants biochimiques (protéines, lipides et glucides totaux) a permis d'interpréter les phases du cycle de reproduction (repos sexuel, gamétogénèse, maturation et émission des gamètes en fonction des paramètres hydrobiologiques du milieu. Les analyses biochimiques et histochimiques se complètent et permettent de confirmer le rôle important des lipides en tant que matériel de réserve vitellogénique et signe d'indicateur de ponte. Dans les stations échauffées, le reprise de gamétogénèse est précoce. On a constaté un déphasage dans le cycle d'au moins entre les animaux expérimentés et les témoins. Pendant le repos sexuel, le conditionnement en laboratoire des animaux à une température de +8°C permet la reprise de la gamétogénèse avec une acquisition précoce de la maturité sexuelle. Les animaux exposés aux températures élevées présentent des altérations histologiques. L'analyse biochimique réalisée chez les animaux élevés dans les stations échauffées montre une diminution du taux de lipides au printemps, signe de l'émission précoce des gamètes. La teneur en protéines ne montre pas de différences significatives par rapport aux témoins, en revanche, le taux de glucides est plus important
The thermal effects on the biology of reproduction cycle of the bivalve Dreissena polymorpha are studied. The selection of two industrial sites allowed to test in situ differences of temprature from +2 to +7°C between control and overheated stations. The chronological stages of reproduction cycle nomenclature is established. Normally the gametogenic quiescence occurs in the cold season ; development and maturation of gametes begin in spring. The spawning activity occurs in late spring and continues during summer. The analysis of body weight variations and the main biochemical components (proteins, lipids and carbohydrates) enabled us to confirm and improve the interpretation of reproduction cycle in relation to hydrobiological water parameters. The histochemical and biochemical analysis complement each other and permit to affirm that lipids are important in the vitellogenic material. Lipid variations considered as indicators of spawing stage. The recovery of gametogenesis is precocious for mussels. During quiescence period, laboratory acclimation mussels to +8°C, induces recovery of gametogenesis and sexual maturation is reached precociously. There is evidence of histological alterations in mussels exposed to higher temperatures. The biochemical analysis of animals at worm stations showed a decrease of the lipid contents in spring indicating an early spawning. No significant differences have been found in protein content between control and test animals. In contrast, the carbohydrate contents are higher in test animals

The zebra mussel Dreissena polymorpha provides a time-integrated biological assessment of the trace metal pollution in its ambient environment. The indication depends on the characteristics (intensity and duration) of the successive pollution events and on the own protection capacities of the animal. Different biomonitoring strategies are discussed. Active biomonitoring using translocated organisms appears to be particularly interesting, since it provides the possibility to apply the indication method to rivers which are not naturally colonized by the species. In that special case, a double impact can be monitored simultaneously : the general water quality on the physiological condition of mussels and the bioavailability of trace metals in the water column. The assessment can be refined by using simultaneously a second sentinel organism, the aquatic mosses. From several point of view, both indicators can be considered as complementary to each other, especially regarding their integration capacity of water contamination. Thus, mosses may be used for monitoring short pollution events wherereas mussels appear better suited for assessing a cumulative biological impact of trace metals. Precise experimental designs for a simultaneous use of both indicator organisms are suggested. Quality grids are defined for a pragmatic interpretation of the biomonitoring results obtained with the mussels and the mosses
La moule zébrée Dreissena polymorpha fournit un bilan biologique intégré de l'état de pollution de son milieu environnant par les micropolluants métalliques. L'indication est modulée par les caractéristiques (intensité et durée) des épisodes successifs de contamination et par les moyens de lutte dont dispose l'animal. Différentes stratégies de surveillance biologique sont discutées. La technique de transfert de moules (surveillance active) est particulièrement intéressante, car elle permet d'étendre la méthode à des sites dépourvus de populations naturelles de l'espèce. Dans ce cas, il y a possibilité de mesurer un impact double : celui de la qualité générale de l'eau sur l'état physiologique des animaux et celui de la biodisponibilité des micropolluants métalliques circulants. La surveillance biologique est affinée par l'utilisation simultanée d'un second organisme sentinelle, les mousses aquatiques. Les deux indicateurs présentent en effet une certaine complémentarité, notamment en ce qui concerne la capacité d'intégration d'une pollution dans le temps. Ainsi, les mousses peuvent être avantageusement utilisées pour détecter des événements de courte durée tandis que les moules sont plus appropriées pour mesurer un impact biologique à moyen terme. Des modalités précises pour une utilisation simultanée des deux organismes sont proposées. Les données recueillies sur le terrain sont hiérarchisées à l'aide de grilles de qualité

Cette étude traite de la toxicité comportementale et physiologique des métaux lourds (Zn, Cu, Hg, Cd et Pb) chez la moule d'eau douce Dreissena polymorpha. Une étude préliminaire sur la toxicité létale a montré que la Cl 50-96 H est de 0. 191 mg/L pour le Cu, 0. 420 mg/L pour le Hg et supérieure à 14 mg/L pour le Cd. Le Zn (jusqu'à 10 mg/ L) n'exerce pas d'effet létal en 96 H. L'étude des effets comportementaux lors d'expositions de 24 H montre que des concentrations sublétales en métaux provoquent de profondes modifications de l'activité de filtration. Alors qu'il est continu chez le témoin, le mode de filtration de l'animal exposé devient intermittent avec une augmentation des durées de fermeture valvaire. Les métaux peuvent être classés selon l'ordre de toxicité décroissante suivant : Hg, Cu, Cd, Pb, Zn. Considérant sa bonne sensibilité, la réponse comportementale de Dreissena comme critère pour l'évaluation de la toxicité. Un protocole d'essai est présenté ; ses limites de détection pour les métaux sont (en mg/L) : 0. 010 pour le Hg, 0. 015 pour le Cu, 0. 100 pour le Cd, 0. 200 pour le Zn et 0. 400 pour le Pb. Lors d'expositions de 48 H et 1 semaine, les effets des métaux sur le taux de filtration se manifestent par des réductions de celui-ci en fonction des concentrations. Ces effets ont lieu dans le même ordre de toxicité que pour le comportement. La consommation d'oxygène est augmentée par le Zn et réduite par le Cu et le Hg, le Cd et le Pb n'ayant pas d'effet significatif. Un essai d'intégration des effets physiologiques a été réalisé pour le Cd (de 0. 005 a 0. 045 mg/L) et le Cu (de 0. 004 a 0. 044 mg/L) lors d'une exposition de 4 semaines. Les résultats montrent que le Cd n'affecte pas le potentiel énergétique de croissance tandis que le Cu le réduit
The study deals with the effetcts of subletal concentrations of heavy metals (Cu, Zn, Hg, Cd, Pb) on the pumping behaviour and physiological functions (filtration rate, oxygen consumption) of the freshwater mussel Dreissena polymorpha. A preliminary study, carried out to screen the letal effects, showed that the LC 50-96 h is 0,191mg/l for Cu, 0,420 mg/l for Hg and above 14 mg/l for Cd. Zn has no letal effect in a 96 h exposure. In a 24h exposure, subletal concentrations of metals induce deep changes in the pumping activity of Dreissena. Pumping flow becomes intermittence and valve closure in enhanced. The effects are concentration dependent. Metals can be classified in a decreasing order of toxicity as following : Hg, Cu, Cd, Pb, Zn. In view of its good sensitivity, the behavioural response of Dreissena is proposed as a tool for the screening of toxicity in freshwaters. The detection limits set for metals are (in mg/l) : 0, 010 for Hg, 0,015 for Cu, 0,100 for Cd, 0,200 for Zn and 0,400 for Pb. In exposures of 48 h and 1 week, metals significantly reduce the filtration rate of Dreissena. Order of toxicity is the same as for behaviour. The oxygen consumption study showed that it is increased by Zn and reduced by Cu and Hg. No effect was obtained with Cd and Pb. Integration of the physiological effects was undertaken for Cd (0,005 to 0,045 mg/l) and Cu (0,004 to 0,044 mg/l) in a 4 weeks exposure. Results show that the Scope for Growth in not impaired by Cd whereas Cu reduces it. The usefulness of the studied physiological functions as criteria for the chronic toxicity testing is discussed

Les changements climatiques ont un impact sur quasiment toutes formes de vie. Des augmentations des moyennes de température ainsi que desfluctuations peuvent causer un stress, particulièrement chez les ectothermes aquatiques sessiles tels que les moules d’eau douce. Cependant, certaines espèces semblent mieux faire face à ces températures stressantes que d’autres. La tolérance au stress thermique peut par exemple expliquer le succès de certaines espèces envahissantes. Il est connu que les mitochondries peuvent jouer un rôle clé dans l’établissement de la thermo-tolérance des ectothermes. Dans cette étude, nous avons visé à caractériser la thermo-tolérance mitochondriale chez des moules d’eau douce endémiques et invasives. À travers l’utilisation de la respirométrie à haute résolution, nous avons analysé la respiration mitochondriale de deux espèces de moules d’eau douce exposées à plusieurs températures différentes. Nous avons remarqué que la moule invasive Dreissena bugensis possédait un métabolisme mitochondrial moins thermo-tolérant que la moule endémique Elliptio complanata. Cette lacune au niveau de la tolérance a été liée à une dépression métabolique aérobique plus marquée à des températures élevées. Ces résultats pourraient potentiellement être associées avec les traits de caractéristiques de vie de ces espèces, car D. bugensis est plus adaptée à des environnements instables dans lesquels les pressions de sélection pour des adaptations de résistance sont réduites. Nos résultats s’ajoutent à la littérature grandissante qui caractérise le métabolisme mitochondrial de plusieurs espèces aquatiques face aux changements climatiques
Climate change is impacting many, if not all, forms of life. Increases in extreme temperature fluctuations and average temperatures can cause stress, particularly in aquatic sessile ectotherms such as freshwater mussels. However, some species seem to thrive more than others in face of temperature-related stressors. Thermal tolerance may for example explain invasive species success. It is also known that mitochondria can play a key role in setting an ectothermic species’ thermal tolerance. In this study, we aimed to characterize the mitochondrial thermo-tolerance in invasive and endemic freshwater mussels. With the use of high-resolution respirometry, we analyzed the mitochondrial respiration of two freshwater bivalve species exposed to a broad range of temperatures. We noticed that the invasive dreissenid Dreissena bugensis displayed a less thermo-tolerant mitochondrial metabolism than the endemic unionid Elliptio complanata. This lack of tolerance was linked with a more noticeable depression of aerobic metabolism at elevated temperatures. These findings may be associated with the life history traits of both species, as D. bugensis is more adapted to unstable habitats, where selection pressures for resistance adaptations are reduced. Our findings add to the growing body of literature characterizing the mitochondrial metabolism of many aquatic ectotherms in the context of climate change.

Les mitochondries sont les organites qui produisent la quasi-totalité de l'énergie consommée par les cellules animales. Une de leurs particularités est de posséder leur propre génome (ADN mitochondrial ou ADNmt) qui, avec la collaboration indispensable du génome du noyau (ADNnu), code pour les enzymes responsables de la production d'énergie. Pour que ces organites fonctionnent adéquatement, la co-adaptation des génomes nucléaire et mitochondrial a donc été fortement sélectionnée au cours de l'évolution. Chez les animaux, l'ADNmt est, contrairement à l'ADNnu, transmis uniquement par la mère. L'hypothèse principale pour expliquer cette transmission maternelle est qu'en ayant un seul type d'ADNmt, la cellule évite un conflit génomique dans l'association intime entre les protéines codées par l'ADNnu et l'ADNmt. Autrement dit, la sélection naturelle doit nécessairement prévenir toute modification du dialogue entre les mitochondries et le noyau, ce qui risquerait de provoquer l'apparition de phénotypes indésirables. Exceptionnellement, un seul système mitochondrial «défie» les lois naturelles de transmission des mitochondries chez les animaux, soit celui observé chez les moules marines et d'eau douce. Les espèces possédant ce système atypique, qui est désigné sous le nom de double transmission uniparentale (doubly uniparental inheritance ou DUI), sont caractérisées par la présence de 2 ADNmt distincts qui sont hérités de façon maternelle (ADNmt F) ou paternelle (ADNmt M). Généralement, les femelles ne contiennent que le génome F, tandis que les mâles contiennent le génome F dans leurs tissus somatiques et le génome M dans leur gonade. Les divergences observées entre les ADNmt F et M chez les moules peuvent atteindre plus de 20%. Les produits des deux différents ADN mitochondriaux peuvent-ils interagir normalement avec les protéines d'un seul système génétique nucléaire (en raison de la co-adaptation intergénomique), ou certaines fonctions mitochondriales ont-elles été compromises dans une ou l'autre des lignées (c'est-à-dire, lignée paternelle M ou maternelle F)? Le grand attrait du système de double transmission uniparentale est qu'il est le seul modèle animal où deux variantes mitochondriales fortement divergentes coexistent et s'adaptent simultanément à un génome nucléaire. Cette situation se traduit probablement par la conservation d'une intégrité relative de certaines portions du génome mitochondrial afin de maintenir une cohésion fonctionnelle dans les interactions structurales entre les peptides mitochondriaux et nucléaires. L'objectif principal de mon doctorat était d'étudier l'évolution moléculaire des génomes mitochondriaux F et M chez les espèces du genre Mytilus et de vérifier si les gènes nucléaires et les gènes F et M mitochondriaux qui interagissent pour former le système de la phosphorylation oxydative co-évoluent. Spécifiquement, l'objectif premier du chapitre 1 a été d'analyser les ADNmt M et F complets chez trois espèces de moules marines (Mytilus edulis, M trossulus, et M galloprovincialis) afin de vérifier si leur évolution dans un environnement nucléaire commun (ou différent) se traduit par la conservation (ou non) de certaines de leurs portions (c'est-à-dire, évolution congruente des génomes M et F). Pour ce faire, les ADNmt ont été amplifiés par PCR et séquencés à l'aide d'un séquenceur d'ADN automatique. Les principaux résultats ont effectivement démontré que le fait de co-exister dans un même environnement nucléaire contraint les ADNmt F et M à expérimenter des pressions sélectives similaires, ce qui se traduit par une évolution congruente des différentes portions des ADNmt M et F (c'est-à-dire la corrélation positive des patrons de taux de substitution protéiniques). L'objectif du chapitre 2 a été de déterminer, chez les spermatozoïdes, si le remplacement d'un génome M par un génome F avait un effet sur les capacités métaboliques des mitochondries. L'étude visait à déterminer si la co-évolution du génome nucléaire avec deux types d'ADNmt différents avait été favorisée dans une où l'autre des lignées. Pour ce faire, des dosages enzymatiques (activité des complexes mitochondriaux I+Ill, II et IV et de la citrate synthase) ont été réalisés par spectrophotométrie. Les résultats ont démontré que la combinaison «ADNmt récemment-masculinisé -ADNnu» (qui est essentiellement une combinaison ADNmtF -ADNnu) performe mieux au niveau enzymatique que la combinaison «ADNmt M -ADNnu». Le troisième volet a été consacré à l'étude de l'évolution moléculaire des protéines interactives du système énergétique (c'est-à-dire, produits nucléaires et mitochondriaux en contact physique) afin de vérifier si les portions génétiques qui interagissent co-évoluent. Pour ce faire, le gène nucléaire codant pour le transporteur mobile d'électron cytochrome c (CYC) et des gènes mitochondriaux et nucléaires codant pour des sous-unités protéiques des complexes III (ADNmt = CYTB; ADNnu = C3S6) et IV (ADNmt = COX1 et COX2; ADNnu = COX4) du système de la phosphorylation oxydative ont été amplifiés par PCR et séquencés à l'aide d'un séquenceur d'ADN automatique. Les données moléculaires semblent démontrer que la co-évolution entre le génome F et le génome nucléaire est mieux couplée, ce qui vient appuyer les résultats enzymatiques du chapitre 2. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : ADN mitochondrial, Génomique comparative, ADN nucléaire, Mytilus, Co-évolution intergénomique.