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MERLUMEDBIOACCUMULATION DES

CONTAMINANTS DANS LE RESEAU TROPHIQUE DU MERLU (Merluccius

merluccius) EN MEDITERRANEE NORD-OCCIDENTALE

C. Mellon-Duval, M. Harmelin-Vivien, V. Loizeau, D. Cossa, J. Tronczynski, S. Charmasson, H. de Pontual, F. Ferraton, X. Bodiguel, L. Metral, Y. Cheret, D. Roos,

S. Mortreux, C. Salen-Picard, JC Sorbe.

Interactions trophiques et contaminants dans un écosystème côtier

Niveaux de contamination

Structuration trophique

Processus biologiques

Rôle de la dynamique trophique dans la contamination

Influence des processus biologiques sur la contamination

Paramétrisation et modélisation des processus de la contamination

Que

stio

ns

Réseau trophique: nature, taille et qualité énergétique des proies

Variation de sources

Structuration spatiale et temporelle de l’alimentation

Relation taille des proies - taille du prédateur

Prédation opportuniste ou ciblée selon taille et mobilité du prédateur

Qualité des proies: condition du prédateur

Niveau trophique: variation du fractionnement trophique avec lacroissance

Forte contamination dans le golfe du Lion

Rôle de l’alimentation: bioamplification des contaminants

Rôle des processus biologiques: bioaccumulation des contaminants

Modèle DEB pour le CB 153

Fonctionnement trophique et contaminants: qualité des habitats

Méditerranée: merlu du golfe du Lion

RT: 14 Campagnes (MERMED, RESOMER, TECPEC) 2004-2006

2 saisons, 3 années

RHONE Port-St Louis

Sète

AGDE

100 m

200 m

400 m

1

6

23

4

5

4

Résultats

Colloque FOF 4-5 mars 2010

2550

50 - 100

200 - 300

200

400 - 800

600 -800

1000 -1500

Niveau de contamination par les PCB :(Mesures CB153 réalisées dans le foie ng.g-1 PS)

10

20

30

40

Taille en cm

10

20

30

40

Taille en cm

Merlu du golfe du Lion 5 à 8 fois plus contaminés que dans le golfe de Gascogne

V. Loizeau, X. Bodiguel


Proies principales: • suprabenthos • petits pélagiques (sardine, anchois, poutassou)

Qualité nutritive des proies:

+ Protéique -poutas G > poutas P = anchois P > anchois G = sardine P = crevet > euphaus > sardine G = mysid > amphi

- Lipidique +

Réseau trophique : nature, taille et qualitéénergétique des proies

poutassou

sardine

anchois

anchois

Amphip-Mysid

Euphausiacés

merlu T1

merlu T2

merlu T3

merlu T4

merlu T5poutassou

sardine

merlu T6

Phytoplancton marin.

3.0

4.0

5.0

6.0

7.0

8.0

9.0

10.0

11.0

12.0

-21.5 -20.5 -19.5 -18.5 -17.5 -16.5

δ13C (source)

δ15N

(niv

eau

troph

ique

)

Mellon-Duval et al. En préparation


Variation saisonnière des sources

3

4

5

6

7

8

9

10

-26 -25 -24 -23 -22 -21 -20 -19 -18

δ15 N

δ13C

Surface POM

Phytoplankton3

4

5

6

7

8

9

10

-26 -25 -24 -23 -22 -21 -20 -19 -18

δ15 N

δ13C

3

4

5

6

7

8

9

10

-26 -25 -24 -23 -22 -21 -20 -19 -183

4

5

6

7

8

9

10

-26 -25 -24 -23 -22 -21 -20 -19 -18

δ15 N

δ13C

Surface POM

Phytoplankton

Harmelin-Vivien M et al 2008


05

101520253035404550556065707580859095

100105

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19

Ages

Taill

es (c

m)

Femelles nouvelle estimation

Mâles nouvelle estimation

Femelles ancienne estimation

Mâles ancienne estimation

Mellon-Duval et al. 2010, ICES Journal of Marine Science

4 campagnes MERVIV 2005-2007:9000 merlus marqués

taux de recapture : 6.4% et 5.4%

taille marquage: 12 à 44 cm

durée marquage: 1 à 507 jours

Processus biologiques: Croissance du merlu


Rôle de l’alimentation : bioamplification des contaminants(CB153)

R2 = 0.9513

020406080

100120140160180

4 5 6 7 8 9 10 11 12

Con

cent

ratio

n C

B15

3 (n

g/g

PS)

Phytoplancton

Zooplancton

Sépioles

Sardine

Mysidacés

Tacaud

Gobies

AnchoisCrevette

R2 = 0.9513

020406080

100120140160180

4 5 6 7 8 9 10 11 12

Con

cent

ratio

n C

B15

3 (n

g/g

PS)

Phytoplancton

Zooplancton

Sépioles

Sardine

Mysidacés

Tacaud

Gobies

AnchoisCrevette

Phytoplancton

Zooplancton

Sépioles

Sardine

Mysidacés

Tacaud

Gobies

AnchoisCrevette

δ15N (niveau trophique)


R2 = 0.8661

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

6 7 8 9 10 11 12

δ15N

137C

s (B

q kg

-1 s

ec)

Anchois

Tacauds

Sardines

Merlus 10cm

Merlus 40cm

Césium 137 S. Charmasson

MercureD. Cossa

Rôle de l’alimentation : bioamplification des contaminants(mercure et Césium 137)

0.0

0.1

1.0

10.0

100.0

4 5 6 7 8 9 10 11 12

Delta 15N

HgT

(mg

kg-1

, p.s

.)

Phytoplancton

Proies démersales

Proies pélagiques

Merlus juveniles

Merlus mâles

Merlus femelles

25-34 cm

35-44 cm 45-55 cm

>55 cm

5-10 cm

15-20 cm

20-25 cm


0

10

20

30

40

50

60

70

80

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70

Taille merlu (cm)

[CB

153]

(ng/

g PF

) MFInd

taille sexe croissance reproduction

Bodiguel et al. 2009, Science of the Total Environment


Rôle des processus biologiques : bioaccumulation descontaminants (CB 153)

0.01

0.10

1.00

10.00

0 10 20 30 40 50 60 70 80

Longueur Totale (cm)

Hg T

(mg

kg-1

, p.s

.)

Golfe du Lion

Golfe de Gascogne

Rôle des processus biologiques: bioaccumulation du mercure et du Césium 137

00.20.40.60.8

11.21.41.61.8

2

10-14 15-19 25-29 30-34 35-39 40-49 50-59 >60

Longueur Totale (cm)

Bq

kg-1

sec

femelles mâles ind.

MercureD. Cossa

Césium 137 S. Charmasson


Modèle bioénergétique: approche DEB

(Kooijman)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50

Longueur totale (cm)

PCB

153

(ng/

g W

W) Unspecified sex datas

Females datas

Males datas

Females model

Males model

Bodiguel et al. 2009, Journal of Sea Research

k 1-k

maturation

maintenancesomatique

croissance reproduction

maintenance maturité

alimentationaliment excretionfécès

assimilation

Gamètes

Repro. Storage(adultes)

Maturité(juvéniles)

Structure(protéines)

Réserves = lipides


Qualité des habitats: ● distribution spatiale du merlu et des proies ● contaminants (Mesures CB153 réalisées dans le foie ng.g-1 PS)

200400 - 800

600 -800

1000 -1500

10

20

30

40Taille en cm

Zone de reproduction et de nourricerie

Zone peu accessible au chalutage

Qualité trophique du suprabenthos et du poutassouConcentration de reproduction (sexe ratio très déséquilibré) Gros individus très contaminés maispas d’influence sur les jeunes individusColloque FOF 4-5 mars 2010

Bilan des campagnes 2005Bilan des campagnes 2005--2008: 2008: 1414Bilan des campagnes 2003Bilan des campagnes 2003--2008: 2008: 2222

• 3 campagnes TECPEC: technologie des engins2003 – 2008: 7

• 3 campagnes MERMED: prélèvements merlus etproies poissons et invert.2003 – 2008: 5

• 4 campagnes RESOMER: prélèvements proiesinverterbrés, sédiment,phyto et zooplancton2003 – 2008: 6

• 4 campagnes MERVIV: croissance des merlus2003 – 2008: 4

(• campagnes MEDITS: prélèvements de merlus2002 et 2003)

MERLUMEDMERLUMED


Bartsch I., 2007. Halacarus longiunguis Police, 1909 (Acai : Halacaridae), a new record a century later, re-description andnotes on Mediterranean Halacarus species. Entomol. Mitt. Zool. Mus. Hamburg, 14 (176) : 393-403

Bodiguel X, V Loizeau, AM Le Guellec, F Roupsard, X Philippon, C Mellon-Duval (2009) Influence of sex, maturity andreproduction on PCB and p,p′DDE concentrations and repartitions in the European hake (Merluccius merluccius, L.) from the Gulf of Lions (N.W. Mediterranean). Science of the Total Environment 408: 304–311

Bodiguel Xavier, O. Maury, C. Mellon-Duval, F. Roupsard, A.M. Le Guellec, Véronique Loizeau (2009) A dynamic and mechanistic model of PCB bioaccumulation in the European hake (M. merluccius.) from the Gulf of Lions(N.W. Mediterranean). Journal of Sea Research, 62: 124-134

Courbin Nicolas, Ronan Fablet, Capucine Mellon, Hélène De Pontual, 2007. Are hake otolith macrostructures randomly deposited ? Insights from an unsupervised statistical and quantitative approach applied to Mediterranean hake otoliths. ICES J. Mar. Sci. 64(6): 1191-1201

Ferraton F., Harmelin-Vivien M., Mellon-Duval C., Souplet A., 2007. Spatio-temporal variation in diet may affect condition andabundance of juvenile European hake (Merluccius merluccius) in the Gulf of Lions (NW Mediterranean).

Marine Ecology Progress Series, 337:197-208)Harmelin-Vivien M, V Loizeau, C Mellon, B Beker, D Arlhac, X Bodiguel, F Ferraton, Rachel Hermand, X Philippon, CSalen-

Picard (2008) Comparison of C and N stable isotope ratios between surface particulate organic matter andphytoplankton in the Gulf of Lions (NW Mediterranean). Continental Shelf Research, 28:1911-1919

Harmelin-Vivien M, D Cossa, S Crochet, D Banaru, Y Letourneur, C Mellon-Duval (2009) Difference of mercury bioaccumulation in red mullets from the north-western Mediterranean and Black seas. Marine Pollution Bulletin 58 : 679-685

Lahaye , V., P. Bustamante, W. Dabin, O. Van Canneyt, F. Dhermain, C. Cesarini, G.J. Pierce, F. Caurant, 2006. New insights from age determination on toxic element accumulation in striped and bottlenose dolphins from Atlantic andMediterranean waters. Marine Pollution Bulletin 52 (2006) 1219–1230

Mellon-Duval C., H. de Pontual, L. Métral, L. Quemener, 2010. Growth of the European hake (Merluccius merluccius) in theGulf of Lions based on conventional tagging. ICES J. Mar. Sci. 67(1): 62-70

En préparation --------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------Mellon-Duval C., M. Harmelin-Vivien, JM. Fromentin, F. Ferraton, L. Métral, V. Loizeau, S. Mortreux, D. Roos Trophic web of

the European hake (Merluccius merluccius Linnaeus, 1758) in the Gulf of Lions based on stomach contentsand isotopic analysis. (En prep pour soumission à 2010)

Bodiguel X., F. Ferraton, V. Loizeau, M. Harmelin-Vivien, F. Roupsard,A.M. Le Guellec, X. Philippon, C. Mellon-Duval.Biomagnification and differential partitioning of polychlorinated biphenyls in the European hake food web fromthe Gulf of Lions (NW Mediterranean). (En préparation pour soumission 2010)

Ferraton F., Mellon-Duval C., Luisa Métral, François Roupsard, Mireille Harmelin-Vivien, 2008. Evidence of nitrogen isotope fractionation variability in fish from field data: consequence on trophic level estimation (en préparation poursoumission 2010)

Bilan des publicationsBilan des publications


MERLUMED

Remerciements auxéquipes de l’Europe et du Téthys

Teresa Mathews

Capucine Mellon-Duval

Luisa Metral

Serge Mortreux

Hélène de Pontual

Xavier.Philippon

Cyrille Przybyla

Loïc Quemener

François Roupsard

Jacques Sacchi

Chantal Salen-Picard

Jean Claude Sorbe

Hervé Thébault

Yacek Tronczynsky

Alain Veron

Xavier Bodiguel

Hélène Budzinski

Sabine Charmasson

Ysabelle Cheret

Daniel Cossa

Nicolas Courbin

Christian Fauvel

Franck Ferraton

Yvon Guennegan

Jean François Guillaud

Alain Guillou

Mireille Harmelin-Vivien

Rachel Hermand

Carole Leite

Véronique Loizeau

Denise Arlhac

Mireille Arnaud

Hervé Barone

Daniella Banaru

Alcia Bautista-Vega

Denise Arlhac

Mireille Arnaud

Hervé Barone

Daniella Banaru

Xavier Bodiguel

Hélène Budzinski

Sabine Charmasson

Ysabelle Cheret

Daniel Cossa

Nicolas Courbin

Christian Fauvel

Franck Ferraton

Yvon Guennegan

Jean François Guillaud

Alain Guillou

Mireille Harmelin-Vivien

Rachel Hermand

Carole Leite

Anne-Marie Le Guellec

Véronique Loizeau

Teresa Mathews

Capucine Mellon-Duval

Luisa Metral

Serge Mortreux

Hélène de Pontual

Xavier.Philippon

Cyrille Przybyla

Loïc Quemener

François Roupsard

Jacques Sacchi

Chantal Salen-Picard

Jean Claude Sorbe

Hervé Thébault

Yacek Tronczynsky

Alain Veron

MERCIColloque FOF 4-5 mars 2010

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