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Informations générales

Événement : 83e Congrès de l'Acfas

Type : Colloque

Section : Enjeux de la recherche

Description :

L’écotoxicologie est une science qui s’est développée durant les trente dernières années, essentiellement dans les universités et dans les laboratoires des agences gouvernementales, parfois de façon parallèle, mais le plus souvent en étroite collaboration comme l’a fait le professeur Pelletier tout au long de sa carrière. L’écotoxicologie marine a pour objet d’étude les effets des activités humaines sur la santé de l’environnement marin à une époque où la pression sur l’exploitation des ressources naturelles s’accentue, la sécurité alimentaire doit être assurée et la demande pour la circulation des produits de consommation croît sans cesse.

Or, l’espace de recherche en écotoxicologie marine au Canada a changé très rapidement depuis peu : le développement de ce domaine scientifique n’est pratiquement plus assumé par les chercheurs du gouvernement canadien et la recherche fondamentale est plus difficile à financer. Il convient de faire une réflexion sur les perspectives d’avenir de cette science, et c’est l’objectif de ce colloque.

Cette réflexion s’inscrit dans un contexte de quasi-urgence : la réglementation pour la protection de l’environnement marin semble plus souple et les études d’impact environnemental ont maintenant un fort caractère économique, et une exigence de résultats dans des délais de plus en plus courts. Pourtant, le défi apparaît de moins en moins technologique : les instruments analytiques (et bioanalytiques) sont performants, sensibles et automatisés, un grand nombre de données est généré rapidement. Quels sont alors les défis des chercheurs en écotoxicologie marine dans le nouveau contexte de recherche qui se met en place?

Date :
Responsables :

Programme

Communications orales

L'écotoxicologie marine à l'échelle de la cellule

  • Mot de bienvenue
  • L'écotoxicologie à l'échelle de la cellule : comparaison des micropolluants organiques et des contaminants métalliques
    Peter G.c. Campbell (INRS - Institut national de la recherche scientifique)

    Le rôle des contaminants comme facteurs pouvant provoquer des stress environnementaux est reconnu depuis les années 1960, c'est-à-dire depuis le cri d'alarme lancé par Rachel Carson en ce qui concerne les effets des pesticides organochlorés chez la faune sauvage. Ce n'était qu'environ 15 ans plus tard que l'on a démontré que les activités anthropiques influaient également sur le cycle biogéochimique des métaux. La contamination par les composés organiques persistants ayant été identifiée en premier, les concepts de base en écotoxicologie se sont naturellement développés dans un contexte de produits organiques de synthèse. Pour un contaminant de ce type, trois critères sont généralement employés pour évaluer son danger potentiel : sapersistance dans le milieu récepteur, sa bioaccumulation chez les organismes vivants, et satoxicité inhérente (P-B-T). Cette approche s'est avérée utile pour identifier les contaminants organiques problématiques, mais son application aux composés inorganiques (ex. : les métaux) s'est heurtée à une réalité chimique toute différente.

    Dans cette présentation on fera d'abord un survol du comportement des contaminants organiques et inorganiques dans le milieu récepteur, à l'interface entre le milieu abiotique et la cellule vivante, et dans le milieu intracellulaire. Ensuite, en mettant l'accent sur les contaminants inorganiques, on considérera le cas des métaux non essentiels (ex. : Ag, Cd, Hg) et leurs effets sur les organismes aquatiques.

  • Immunotoxicologie de l'environnement : du laboratoire au terrain, de la molécule aux populations
    Pauline Brousseau (INRS - Institut Armand-Frappier), Michel Fournier (INRS - Institut national de la recherche scientifique)

    Au cours des 30 dernières années, l'effet de substances toxiques sur le système immunitaire a constitué un corps de connaissances de plus en plus important permettant actuellement de considérer ce domaine de recherche comme une nouvelle science. L'immunotoxicologie tire ses racines de préoccupations plutôt pharmacologiques, basées sur la recherche de substances pouvant moduler les capacités immunitaires d'êtres humains à des fins thérapeutiques. Elle s'appuyait sur des connaissances et des outils adaptés aux modèles murins. L'application à d'autres espèces animales et la prise en considération des contaminants environnementaux, a forcé le développement de nouvelles approches d'études, adaptées aux expériences réalisées en laboratoire et aux terrains. L'utilisation d'espèces animales nouvelles força à la fois l'acquisition de connaissances fondamentales sur le fonctionnement de leur système immunitaire ainsi que le développement de nouveaux outils d'investigation. Ces démarches impliquent des travaux visant aussi bien les bases moléculaires de l'action de toxiques sur la compétence immunitaire que sur les conséquences pour la santé des organismes et des populations exposés. Dans cette présentation nous illustrerons différentes situations avec des cas-types adaptés plus particulièrement au milieu marin.

  • Distribution subcellulaire des éléments du groupe platine et des terres rares chez l'algue verte Chlamydomonas reinhardtii
    Peter CAMPBELL (INRS - ETE - Institut national de la recherche scientifique - Eau Terre Environnement), Claude FORTIN (INRS - ETE - Institut national de la recherche scientifique - Eau Terre Environnement), Kim Racine (INRS - ETE - Institut national de la recherche scientifique - Eau Terre Environnement)

    Les éléments du groupe platine et les terres rares sont des éléments très convoités, ce qui est susceptible d'augmenter leur présence dans les eaux de surface et leur disponibilité pour les organismes aquatiques. Ce projet s'insère à l'intérieur d'un programme de recherche visant à mieux comprendre l'accumulation et la toxicité de ces éléments chez les organismes aquatiques. L'objectif spécifique du présent projet est d'examiner la gestion intracellulaire de quatre éléments (Pd, Pt, La, Eu) chez une algue verte (C. reinhardtii) grâce au fractionnement subcellulaire par centrifugation différentielle. Suite à une exposition d'une heure ([M] < 200 nM), dans un milieu sans phosphate afin d'éviter les précipitations avec les terres rares, les parties granules, organites, débris, HSP (heat stable peptides) et HDP (heat denatured proteins) sont analysées à l'ICP-MS. L'addition de ces fractions est comparée avec la fraction «totale intracellulaire» qui représente les cellules non fractionnées, afin d'établir un bilan de masse. Suite au fractionnement, nous avons observé une proportion importante de Pd et de Pt (éléments mous) dans la fraction organites. Les éléments La et Eu (éléments durs) se retrouvent davantage dans la partie granule. Cette différentiation dans la distribution subcellulaire entre éléments durs et mous est conforme avec nos observations passées chez C. reinhardtii avec d'autres éléments (Sc, Al, Ag, Cd).

  • Pause
  • Suivi environnemental dans le parc marin du Saguenay–Saint-Laurent : approche multibiomarqueur chez Mya arenaria
    Alexandre BEAUDRY (INRS - Institut Armand-Frappier), Christian BLAISE (EC - Environnement Canada), Pauline BROUSSEAU (INRS - Institut Armand-Frappier), Marlène FORTIER (INRS - Institut Armand-Frappier), Michel FOURNIER (INRS - Institut Armand-Frappier), François GAGNÉ (EC - Environnement Canada), Audrey JOBIN-PICHÉ (Parc marin du Saguenay-Saint-Laurent, Parcs Canada), Emilie Lacaze (INRS - Institut Armand-Frappier)

    Depuis 1994, un suivi environnemental du fjord du Saguenay a été entrepris afin de mieux comprendre les effets écotoxiques des pressions anthropiques que subies le fjord. L'espèce sentinelle retenue est la mye Mya arenaria, bivalve intrasédimentaire ubiquiste dans le fjord et l'estuaire du Saint-Laurent. Pour évaluer les effets de l'exposition chronique à la contamination du fjord et pour répondre aux objectifs de surveillance du milieu, notre étude s'est intéressée aux réponses de plusieurs biomarqueurs d'exposition et de dommages aux niveaux moléculaire et cellulaire. Ces réponses ont été interprétées au regard de la contamination chimique des myes (concentration en HAP, BPC, PDBE, POC) ainsi qu'au regard de l'état de santé global de l'organisme. Une dichotomie dans l'état de santé des myes entre les sites de l'estuaire et ceux du fjord apparaît clairement. Malgré des conditions environnementales favorables à l'estuaire, les pressions anthropiques portuaires et municipales que subissent ces sites entraînent un état de santé des bivalves amoindris par rapport aux myes du Saguenay. Toutefois, le gradient de contamination amont-aval dans le fjord reste marqué puisque les myes prélevées dans les sites le plus en amont sont celles subissant les effets les plus délétères de la contamination du fjord. Cette étude confirme la validité de cette méthodologie pour le suivi du fjord et souligne la pertinence d'un tel suivi pour la gestion et la conservation de ce milieu naturel.

  • Développement de méthodes, de nouveaux standards d'indice de rétention et d'un matériel référence de cyanobactéries pour l'analyse de toxines algales par LC-MS et LC-UV
    Khalida Békri (Université Laval), Christie HOLLINGDALE (CNRC, Science des mesures et étalons), Nancy LEWIS (CNRC, Science des mesures et étalons), Pearse MCCARRON (CNRC, Science des mesures et étalons), Michael A. QUILLIAM (CNRC, Science des mesures et étalons), Krista THOMAS (CNRC, Science des mesures et étalons)

    Les efflorescences algales dans les milieux aquatiques est un phénomène mondial croissant. En eaux douces, les blooms sont souvent inquiétants car plusieurs cyanobactéries (algues bleu-vert) peuvent produire des toxines (cyanotoxines) qui sont une menace pour les écosystèmes, la faune et les sources d'eau potable. Par ailleurs, la popularité des suppléments alimentaires naturels composés de cyanobactéries peuvent poser un risque pour les consommateurs s'ils contiennent des toxines. Il est donc important de développer des méthodes d'analyses pour le suivi des cyanotoxines dans l'environnement et protéger la santé publique. Dans ce travail, une méthode de séparation à haute résolution utilisant la chromatographie liquide LC et la spectrométrie de masse MS a été développée et validée pour l'analyse de mélanges complexes de microcystines, d'anatoxines et de cylindrospermopsines. Cette méthode a été utilisée pour l'identification de variants connus et inconnus de cyanotoxines provenant de cultures algales de milieux naturels ou de laboratoire et leur évaluation dans le cadre d'une étude de faisabilité pour la production d'un matériel référence RM de cyanobactéries lyophilisées contenant plusieurs cyanotoxines. De plus, une série de composés homologues d'alkyl-pyridine d'acide sulfonique ont été synthétisés et un RM produit pour la caractérisation de plusieurs cyanotoxines ainsi que de toxines d'algues marines et de médicaments vétérinaires en terme d'indices de rétention par LC-MS.

  • Les radiomarqueurs pour comprendre le devenir des contaminants chez les organismes aquatiques : les techniques nucléaires appliquées aux sciences l'environnement
    Emilien PELLETIER (UQAR - Université du Québec à Rimouski), Claude Rouleau (UQAR - Université du Québec à Rimouski)

    L'évaluation des risques représentées par une substance chimique (pesticides, métaux, HAP, etc.) pour le biote aquatique repose, entre autres, sur la détermination préalable de la relation quantitative Exposition – Dose – Effets (ExDE). La compréhension et la quantification du processus de bioaccumulation, c'est-à-dire la relation Exposition – Dose, en est la première étape. On doit alors répondre aux questions qui permettront de quantifier la relation Exposition – Dose. Comment ? À quelle vitesse ? Combien ? Où ? La réponse à ces questions est le plus souvent obtenue expérimentalement, en exposant en laboratoire des organismes modèles à la substance chimique à évaluer, dans des conditions contrôlées représentatives du milieu réel. La réalisation de telles expériences à l'aide des techniques classiques de dissection et de chimie analytique s'avère souvent très coûteuse en temps, en main d'œuvre, en matériel et en organismes. L'utilisation d'un radio-marqueur, un atome radioactif intégré à la structure même de la substance chimique à l'étude, permet de réaliser ce type d'expériences avec une importante économie de ressources matérielles, humaines et animales, tout en permettant d'obtenir des résultats de meilleures qualités. Cette approche ‘nucléaire' sera illustrée et commentée avec des résultats obtenus au cours des 20 dernières années à l'aide des deux principales techniques nucléaires utilisées au LAMER; le comptage gamma in vivo et la macro-autoradiographie.

  • Discussion toxico-pratique : l'écotoxicologue dans son milieu privé
    Émilie Doussantousse (UQAR - Université du Québec à Rimouski)

    Tous les écotoxicologues ne travaillent pas en milieu universitaire ou dans un laboratoire gouvernemental. La toxicologie de l'environnement est pourtant partout autour de nous. Quelles sont les défis auxquels nous devons faire face en tant qu'écotoxicologue, une fois la formation reçue, une fois que nous exerçons ? Et puis, quelles sont les défis vécus par les entreprises ?

    Pour clôre la session, nous discuterons du transfert des outils de la recherche en milieu universitaire vers le milieu privé.

  • Dîner

Communications orales

L'écotoxicologie marine à l'échelle de l'écosystème

  • Mot de bienvenue
  • Les polluants organiques émergents : a-t-on les connaissances et les outils pour prédire leur toxicité chez les espèces aquatiques?
    Jonathan Verreault (UQAM - Université du Québec à Montréal)

    Les organismes aquatiques sont constamment exposés à une pléthore de polluants organiques halogénés d'origine industrielle dont certains peuvent être persistants, bioaccumulables et toxiques. Parmi ceux-ci, les restrictions internationales récentes sur l'utilisation de certains retardateurs de flamme (composés ignifuges) et composés perfluorés (surfactants), font en sorte que plusieurs nouveaux composés ont fait leur apparition sur le marché pour les mêmes applications commerciales et domestiques. De nouveaux retardateurs de flamme pour lesquels aucune réglementation n'existe ont d'ailleurs été récemment identifiés chez des espèces de poissons et d'oiseaux du Fleuve Saint-Laurent ainsi que chez le béluga de l'estuaire du Saint-Laurent. Il existe cependant un manque criant de connaissances sur le devenir et la toxicité de ces nouveaux composés chimiques au sein des espèces fauniques. Est-ce que ces nouveaux polluants nécessiteraient un suivi environnemental plus serré? Devrait-on s'inquiéter de leur impact potentiel sur la santé des espèces aquatiques?

  • Un modèle de risque relatif pour prioriser les méthodes d'intervention en cas de marées noires sur les littoraux du golfe du Saint-Laurent
    Adeline BAZOGE (MDDELCC, DEC), Nicolas GRUYER (MDDELCC, CEAEQ), Nicolas Lemaire (ISMER - Institut des sciences de la mer de Rimouski), Emilien PELLETIER (UQAR - Université du Québec à Rimouski), Gaëlle TRIFFAULT-BOUCHET (MDDELCC - CEAEQ)

    À la suite d'un déversement pétrolier, l'engluement des espèces dans la nappe d'hydrocarbures est certainement le phénomène le plus emblématique de la catastrophe. Cependant, le spectre des effets environnementaux est bien plus complexe et s'observe à plusieurs niveaux organisationnels et temporels au sein des écosystèmes. Pour minimiser ces impacts, différentes méthodes d'intervention existent : intervention mécanique, agents chimiques, biorestauration, atténuation naturelle. Aucune d'entre elles n'est parfaite, chacune possède des avantages et des inconvénients variant en fonction des caractéristiques de la contamination et des écosystèmes affectés. Les équipes d'intervention doivent donc choisir judicieusement l'option qui offrira le meilleur bénéfice environnemental net. Pour appuyer cette prise de décision, un modèle de risque relatif visant à déterminer la méthode d'intervention la moins dommageable pour la protection et la décontamination de différents types d'habitats littoraux du golfe du Saint-Laurent est en développement. Ce modèle calcule un indice incorporant les paramètres du déversement, les caractéristiques de l'écosystème affecté ainsi que les avantages et inconvénients des méthodes d'interventions. Cet indice permettra d'identifier, parmi les méthodes efficaces pour nettoyer chaque type d'habitats littoraux souillés, celle qui présente le meilleur bénéfice environnemental net.

  • Lixiviats en milieu côtier : développement d'un outil de suivi de la toxicité en continu
    Gabriel Dubé (UQAR - Université du Québec à Rimouski), Richard SAINT-LOUIS (UQAR - Université du Québec à Rimouski)

    La surveillance de la toxicité des eaux de lixiviations (issues de la percolation des dépotoirs) représente un défi pour les responsables des lieux d'enfouissement techniques. Par le passé, certains incidents (Gaspé, 2012) ont déjà forcé le rejet de lixiviats dans le milieu marin. La toxicité des lixiviats de Rimouski a été mesurée sur des gammares (CL-50, 96h) : une concentration de 72% de lixiviats pendant 96h est létale pour 50% des gammares. L'utilisation de ce type de test nécessite cependant beaucoup de ressources (physiques et humaines) sur une grande période de temps pour une seule donnée. Ceci constitue un obstacle à la surveillance continue de la toxicité d'un lixiviat et augmente le temps de réaction lors d'une situation d'urgence. Dans l'optique d'améliorer la surveillance des lixiviats, Luminotox®, un outil de suivi des eaux usées, a été employé sur certains échantillons prélevés sur trois sites d'enfouissement différents (Rimouski, Rivière-du-Loup, Matane) et a permis l'obtention d'informations sur leur toxicité aigüe. À l'instar des biotests classiques, Luminotox® propose une réponse en une heure et substitue l'utilisation d'animaux de laboratoires par des microalgues d'eau douce ou un extrait de cellule photosynthétique. Le développement de cet outil est maintenant orienté vers l'utilisation de microalgues marines pour tenir compte du milieu récepteur impacté par le mélange toxique.

  • La spectrométrie de masse à introduction par membrane (MIMS) : un outil pour l'évaluation de l'élimination d'azote dans le milieu
    Alexandra RAO (ISMER - Institut des sciences de la mer de Rimouski), Clara Rodriguez (ISMER - Institut des sciences de la mer de Rimouski)

    Le cycle de l'azote est contrôlé par un couplage complexe de différentes transformations biogéochimiques. Sa dynamique modulant la productivité océanique, elle est d'une importance majeure dans la réponse océanique aux changements environnementaux. Cependant, le cycle de cet élément est fortement sensible aux influences anthropiques. En effet, l'augmentation des décharges azotées dans les écosystèmes aquatiques est l'une des principales causes des phénomènes d'eutrophisation. Afin d'évaluer l'impact des apports de polluants dans le milieu océanique, il est donc important de quantifier leur effet sur les taux d'élimination d'azote. Une des méthodes de quantification de ces processus se fait par l'analyse de gaz dissous par spectrométrie de masse à introduction par membrane (MIMS). Nous Présenterons les résultats préliminaires du développement de cette méthode à l'UQAR--‐ISMER, incluant l'optimisation de différentes conditions de manipulation et configurations d'introduction de gaz. Nous discuterons également des différentes applications de cette méthode d'analyse afin d'illustrer son utilité dans l'évaluation de l'état de santé du milieu.

  • Un président de choix ou le choix du président… pour le parc marin!
    Chloé BONNETTE (SEPAQ - Parc Marin Saguenay St-Laurent), Nadia Ménard (Parcs Canada)

    Le Dr Émilien Pelletier a effectué plusieurs recherches en écotoxicologie marine dans la région qui est devenue, en 1998, le parc marin du Saguenay–Saint-Laurent, une des premières aires marines protégées au Canada. Il est arrivé au comité de coordination du parc marin du Saguenay–Saint-Laurent en septembre 2000. Il a alors remplacé le Dr Yves Gratton à titre de membres du comité de coordination et président du comité-conseil sur la gestion des écosystèmes et la recherche du parc marin. En 2010, il devient président du comité de coordination, succédant au Dr Jules Dufour. Aimé, respecté, écouté, Émilien anime les rencontres, les 5 à 7, les pauses-café, les soupers conviviaux, bref, dès qu'il est là les gens s'abreuvent de ses paroles et Dieu sait qu'il a le moulin pour ça. Excellent vulgarisateur, il traite de sujets chauds (ou froids), il aime être au cœur de l'action et peut-être de la controverse. Son rire est contagieux et l'homme, sympathique à tous. Il a fait le choix de s'investir dans le développement du parc marin du Saguenay–Saint-Laurent, contribuant ainsi à faire de celui-ci ce qu'il est aujourd'hui. Cette présentation passera en revue la contribution scientifique et humaine d'Émilien Pelletier au parc marin du Saguenay–Saint-Laurent.

  • Pause
  • Conférence de clôture : l'écotoxicologie du futur
    Emilien Pelletier (UQAR - Université du Québec à Rimouski)

Cocktail

Cocktail et jasette