Dinoflagellés toxiques dans les lagunes sud Méditerranéennes du

Dinoflagellés toxiques dans les lagunes sud Méditerranéennes du Maghreb :
diversité spécifique et toxinique, traits écophysiologiquesdéterminisme des efflorescences - aide à la décision.
Contexte du projet et questions scientifiques
Les efflorescences phytoplanctoniques impliquant des dinoflagellés toxiques (HABs : Harmful
Algal Blooms) sont devenues un problème circumméditerranéen. France, Espagne et Italie sont
directement concernées en
Europe de l’Ouest. Les pays
de
Maghreb
(Tunisie,
Algérie
et
Maroc)
connaissent également des
développements
importants des microalgues
toxiques avec des épisodes
d’intoxications des produits
de la mer entrainant des
répercussions
économiques. Tant le
réchauffement climatique
que
l’intervention
de
l’homme contribuent à l’extension de leurs aires de dispersion et à leur installation durable en de
nombreux sites des côtes situées tant au nord qu'au sud de la Méditerranée. Les lagunes côtières, en
raison de leur écologie spécifique, sont les premières concernées. Nombres d’entre elles
correspondent à des zones de production conchylicole importantes, où l’apparition et le maintien de
populations algales à fort potentiel toxique posent de graves problèmes économiques. L’exploitation
de leur forte productivité, naturelle (pêche) ou contrôlée (élevage), plus ou moins intenses selon les
régions, est souvent juxtaposée à d’autres formes d’occupation de l’espace et du milieu.
Urbanisation, densification démographique ou industrialisation exercent de fortes contraintes,
principalement sous forme de rejets organiques ou non qui perturbent le fonctionnement des
écosystèmes lagunaires. L’artificialisation des milieux (endiguement, dragage, ouverture ou
fermeture de passes, etc.) modifie leur structuration, tandis qu’au gré d’aléas globaux
(e.g.réchauffement climatique) ou locaux (e.g. eutrophisation ou à l’inverse oligotrophisation), de
nouvelles conditions environnementales apparaissent pouvant être propices au développement
d’espèces phytoplanctoniques nuisibles.
Les lagunes sont
donc concernées par la
récurrence d’épisodes de
proliférations
phytoplanctoniques dont
certains,
toxiques,
provoquent de graves
nuisances : la pullulation
de dinoflagellés ou de
certaines espèces de diatomées, est en effet directement ou indirectement responsable de
problèmes sanitaires (démangeaisons, gêne oculaire ou respiratoire, troubles neurologiques et
gastriques) pouvant parfois entraîner la mort. Ces pullulations correspondent à des phénomènes
sporadiques connus sous le nom de HAB (Harmful Algal Blooms) : les concentrations cellulaires
peuvent atteindre 105 à 107 cellules par litre dans le cas de blooms exceptionnels. Leur augmentation
en fréquence, intensité et étendue géographique est aujourd’hui avérée.
La recherche des zones à risque de développement des dinoflagellés toxiques, la
détermination des foyers de kystes de résistance de ces microalgues dans les lagunes concernées, la
mise en évidence d’espèces toxiques émergentes dans les lagunes méditerranéennes peuvent
accompagner les stratégies de restauration des écosystèmes, orienter les différentes opérations
d’ingénierie écologique et mieux préserver des activités aquacoles..
Objectifs scientifiques
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Rechercher la diversité des dinoflagellés toxiques dans plusieurs lagunes
méditerranéennes d’importance économique et riche en biodiversité en Tunisie (Lagune
de Bizerte) au Maroc (Lagune de Nador) et en Algérie (Lagune Mellah).
Déterminer les constantes écophysiologiques (croissance, assimilation de nutriments)
des principales espèces toxiques et d’étudier les principaux déterminants
environnementaux des efflorescences
Développer l’expertise scientifique à partir de la collecte des données nécessaires, pour
porter un diagnostic sur la présence et les dangers potentiels que peuvent représenter
les dinoflagellés toxiques sur les écosystèmes exploités en affectant les activités
aquacoles et de pêche
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Création et exploitation d’une base de données
Etude écophysiologique et écologique des dinoflagellés toxiques dominants et à toxicité
importante se développant dans les lagunes sud méditerranéennes
Cartographie des banques de kystes de résistance des dinoflagellés potentiellement
toxiques dans les lagunes méditerranéennes des trois pays du Maghreb
Etude taxinomique, phylogénétique et toxinique des principales espèces de dinoflagellés
toxiques isolées dans les lagunes méditerranéennes ciblées.
Etude de l’impact des efflorescences toxiques sur l’environnement, mise au point d’outils
complémentaires de surveillance notamment par rapport au suivi de la banque de
kystes.
Vulgarisation scientifique et écriture de publications scientifiques.
Formation des étudiants et transfert de technologie vers le personnel technique
Aide à la mise en place de souchothèques de microalgues toxiques dans les différents
laboratoires partenaires.
Sites d’étude : Tunisie (Lagune de Bizerte), Algérie (Lagune de Mellah), développés dans le site IRD
Tunis.
Sites d’étude au Maroc : Lagune de Nador (Maroc). C’est un Site à Intérêt Biologique et Ecologique
(SIBE) dont la superficie de son plan d’eau est estimée à 115 Km² est inscrite sur la liste des sites
RAMSAR. Sa forte productivité biologique a favorisé, à travers le temps, un important
développement de la pêche artisanale qui présente, actuellement, la principale activité socioéconomique qui s’y exerce. Cette activité génère plus de 700 emplois et constitue une source de vie
pour plus de 3000 personnes d'où son intérêt socio-économique. Cette lagune est soumise à une
forte anthropisation et son équilibre écologique menacé. Les espèces potentiellement toxiques
(Alexandrium minutum, Pseudonitzschia delicatissima, Dinophysis sacculus, Gymnodinium
catenatum) observées dans la lagune de Nador sont réparties sur l’ensemble de lagune et sont
présentes à toutes les saisons. Plusieurs fois, la proportion de ces espèces dépasse les 80% par
rapport au phytoplancton total. Ces efflorescences toxiques peuvent dépasser le seuil de toxicité. La
caractérisation morpho-génétique de ces espèces et l’étude de la répartition et diversité des kystes
de résistance est très importante.
Les sites d’étude du projet Lagunotox ont été naturellement étendus à d’autres écosystèmes (Baie de
Mdiq et Oued Laou en Méditerranée ouest, les lagunes de Oulidia et Si Moussa sur la façade
Atlantique et la Baie de Dakhla).
Financements
Fondation TOTAL, Projet EC2CO Vulcano, ressources propres de différents laboratoires partenaires
Partenaires et chercheurs participants
Partenaire 1 : Center for Marine Biodiversity, Exploitation and Conservation (MARBEC), Montpellier
University, CNRS, IRD, Ifremer, Place Eugène. Bataillon, CC093, 34095, Montpellier Cedex 5,
France. Mohamed Laabir (MC UM2) Biologie, écologie des microalgues toxiques
(coordination, isolement, kystes, écophysiologie, morphologie, étude in situ). Estelle
Masseret (MC UM2) génétique des populations, biogéographie (isolement, génétique)
Partenaire 2 : a-Ifremer LER Sète : Eric Abadie (CR), écologie du phytoplancton (caractérisation
morphogénétique, écophysiologie, étude in situ) ; analyses toxiniques
b-Ifremer Nantes, Equipe Phycotoxines. Philipp Hess (DR) et Zouher Amzil, toxines de
microalgues, (échantillonneur passif, analyses toxiniques). Véronique Sèchet (CR) biologie
des dinoflagellés (cultures, toxicologie).
c-Ifremer Concarneau : Nicolas Chomérat (CR) morphogénétique des dinoflagellés
(caractérisation morphologique, phylogénie).
Partenaire 3 : Institut National de Recherche Halieutique, BenLahcen Rijalblad (CR, Centre de Tanger)
phytoplanctonologiste et Faid Elmadani (CR, Centre de Nador), écologue. Echantillonnage du
sédiment et du phytoplancton, isolement des dinoflagellés, Btissam Ennaffah (CR, centre
casablanca), systématiques, kystes.
Partenaire 4 : Institut National des Sciences et Technologie de la Mer, Souad Turki (Prof), Institut
National Agronomique de Tunis, Ons Daly (Prof), écologie, systématique
Partenaire 5 : Laboratoire Bioressources marines, Université Badji-Mokhtar, Hocine Frehi (MC)
écologue. Echantillonnage du sédiment et du phytoplancton, isolement des dinoflagellés.
Contacts (Responsable Scientifique)
Dr. Mohamed Laabir (MC UM), délégation IRD (début octobre 2014), Center for Marine Biodiversity,
Exploitation and Conservation (MARBEC), Montpellier University, CNRS, IRD, Ifremer, Place Eugène.
Bataillon, CC093, 34095, Montpellier Cedex 5, France.
Représentation de l’IRD à Rabat
Formation par la recherche (thèses)
Eric Abadie thèse intitulée « Etude de Vulcanodinium rugosum (Dinoflagellé producteur de
pinnatoxines) se développant dans la lagune méditerranéenne de l’Ingril ». (Ecole doctorale
SIBAGUE, Université Montpellier). Directeur M. Laabir, Co-Directeur N. Chomérat (CR Ifremer).
Soutenue le 15 décembre 2015.
Habiba Zmerli-Triki thèse intitulée « Etude des kystes des dinoflagellés dans la lagune de Bizerte –
Ecophysiologie et cycle de vie du dinoflagellé toxique Alexandrium pseudogonyaulax. (Ecole
doctorale de l’Université de Carthage Directeur Dr. O. Daly-Kefi, Co-Directeur M. Laabir. Thèse
dans le cadre de la JEAI ECOBIZ. Soutenue le 05 février 2016
Hela BenGharbia a obtenu un financement du Laboratoire Mixte International COSYSMED (20152017) pour conduire une thèse intitulée « Etude des interactions allélopathiques entre les
macrophytes (Cymodocea nodosa, Zostera noltei, Ulva rigida) et les dinoflagellés benthique
toxiques » Directeur Dr. O. Daly-Kefi, Co-Directeur Dr. M. Laabir. Cette thèse est soutenue
également par le projet LAGUNOTOX concernant le volet Espèces de dinoflagellés benthiques
toxiques émergentes. Soutenance prévue en juillet 2017. Financement par le LMI COSYSMED
Anis Draredja effectue une thèse (2016-2018) à l’Université Badji Mokhtar Annaba (Algérie), bourse
du ministère Algérien de l’Enseignement Supérieur et de la Recherche. Co-encadrement Dr.
H. Frehi (MC, UBM Algérie) et Dr. M.Laabir (MC UM). Etude du phytoplancton toxique de la
lagune de Mellah.
Valorisation scientifique
Zmerli Triki, H., Kefi Daly-Yahia, O., Malouche, D., Komiha, Y., Deidun, A., Brahim, M., Laabir, M.,
2014. Resting cysts distribution of the potentially toxic dinoflagellate Alexandrium
pseudogonyaulax in recent sediment of Bizerte Lagoon (Mediterranean coast, Tunisia). Mar.
Pollut. Bull. 84, 172-181.
Zmerli Triki, H., Laabir M., Kefi Daly-Yahia, O., 2015. Life history, excystment features and growth
characteristics of the Mediterranean harmful dinoflagellate Alexandrium pseudogonyaulax.
Journal of Phycology 51(5), 980-989.
Abadie, E., Kaci, L., Berteaux, T., Hess, P., Sechet, V., Masseret, E., Rolland, J., Laabir, M., 2015. Effect
of Nitrate, Ammonium and Urea on Growth and Pinnatoxin G Production of Vulcanodinium
rugosum. Marine Drugs 13(9), 5642.
Fertouna-Bellakhal, M., Dhib, A., Fathalli, A., Bellakhal, M., Chom, N., Masseret, E., Laabir, M., Turki,
S., Aleya, L. 2015. Alexandrium pacificum Litaker sp. nov (Group IV): Resting cyst distribution
and toxin profile of vegetative cells in Bizerte Lagoon (Tunisia, Southern Mediterranean Sea).
Harmful Algae 48, 69-82.
Zmerli-Triki, H., Laabir, M., Moeller, P., Chomérat, N., Kéfi Daly-Yahia, O., 2016. Production of
goniodomin A by the dinoflagellate Alexandrium pseudogonyaulax developing in southern
Mediterranean (Bizerte Lagoon, Tunisia). Toxicon 111, 91-99
Abadie, E., Muguet A., Berteaux, T., Chomérat, N., Hess, P., Roque D’OrbCastel, E., Masseret, E.,
Laabir, M. Toxin and growth responses of Vulcanodinium rugosum to varying temperature and
salinity conditions. Toxins 8, 136-154.
Ben-Gharbia, H., Kéfi-Daly Yahia, O., Amzil, Z., Chomérat, N., Abadie, E., Masseret, E., Sibat, M, Zmerli
Triki, H., Nouri, H. and Laabir, M. 2016. Toxicity and Growth Assessments of Three
Thermophilic Benthic Dinoflagellates (Ostreopsis cf. ovata, Prorocentrum lima and Coolia
monotis) Developing in the Southern Mediterranean Basin. Toxins 8, 297-335.