Notre étude a porté sur le diagnostic de la présence des perturbateurs endocriniens dans le golfe de Gabès (Tunisie), leurs effets sur la reproduction d’une espèce bioindicatrice de pollution, la palourde R. decussatus ainsi que leurs mécanismes d’action. Pour atteindre ces objectifs, nous avons fait appel à plusieurs outils méthodologiques, des expositions in vivo (effluents urbains, effluents industriels, 17β-œstradiol) et des prélèvements in situ afin d’évaluer le risque encouru par l’écosystème du golfe de Gabès tout entier en utilisant une approche multiparamétrique basée sur différents niveaux de l’organisation biologique (allant du niveau biochimique jusqu’au niveau populationnel). Nous avons mis en évidence la présence des composés reprotoxiques tout au long de la côte Sud-Est de la Tunisie. Les résultats obtenus ont révélé une corrélation entre la contamination chimique (cadmium, activités œstrogéniques et androgéniques au niveau du sédiment) et certains paramètres biologiques liés à la reproduction (diamètre ovocytaire, vitellogénine, glycogène) et un site très divergent de tous les autres sites (El hofra). Cette station d’El hofra semble être touchée par une perturbation endocrinienne liée probablement à une synergie entre la contamination par le Cd et la présence des composés à activité œstrogénique et androgénique dans le milieu. En parallèle à cette étude in situ, trois expérimentations au laboratoire ont été réalisées. Les résultats ont montré que les effluents de la station d’épuration de Sfax (cocktail de contaminants) sont capables d’affecter la reproduction de la palourde en induisant la synthèse de la vitellogénine et stimulant la reproduction chez les deux sexes. L’exposition des palourdes à un contaminant pur, le 17β-œstradiol, a révélé qu’il peut contribuer à expliquer les perturbations du cycle reproducteur observées dans l’expérience précédente. Cette hormone naturelle a un effet et sans doute un rôle dans la physiologie de la palourde. Dans le but d’étudier son mécanisme d’action via le récepteur aux œstrogènes (RE), nous avons cloné une partie de l’ADNc codant pour les RE. Cependant, l’analyse de la réponse transcriptionnelle n’a pas montré de changement significatif dans l'expression du gène aussi bien chez les mâles que chez les femelles suite à une exposition aux œstrogènes (17β-œstradiol, effluents urbains et industriels). / Our study aimed to assess the presence of endocrine disrupting compounds in the Gulf of Gabes area (Tunisia), their effects on the reproductive potential of the marine bivalve, Ruditapes decussatus as well as elucidating their mechanisms of action. To achieve these goals, several methodologies have been deployed, such as laboratory in vivo exposures (to urban or industrial effluents, estradiol), and in situ sampling to assess the risk of such substances on this ecosystem by using a multiparametric approach based on different levels of biological organization in clams (from biochemical level to the population level). We have demonstrated the presence of reprotoxic compounds along the south-eastern coast of Tunisia. The results revealed, a strong correlation between chemical contamination (cadmium, estrogenic and androgenic activities in sediment) and some reproductive parameters (oocyte diameter, vitellogénine and glycogen levels) and, a particular site (El hofra) that differs from all the other studied sites in this polluted context. Clams from this station seem to suffer from endocrine disruption probably resulting from a synergistic effect between both cadmium contamination and the presence of chemicals acting as estrogens and androgens in the environment. In parallel to this in situ study, three laboratory experiments were performed. The results showed that exposure to a mixture of chemical compounds released by the Sfax wastewater treatment plant had an adverse impact on the reproductive potential of R. decussatus, by inducing vitellogenin synthesis and stimulating reproduction in both sexes. Results of the exposure of organisms to 17β-estradiol alone, revealed that the estrogenic compound could contribute to the observed effects on the reproductive cycle of the test animals in the previous experiment. This natural hormone has induced deleterious effects and may play a role in the physiology of the clam. To study its mechanism of action via estrogen receptors, a partial cDNA of the gene was isolated and characterized from the clam R. decussatus. However, analysis of the transcriptional response did not show a significant change in the gene expression in males as well as in females following exposure to estrogens (17β-estradiol, urban and industrial effluents).

La palourde grise européenne, Ruditapes decussatus est un coquillage d’importance socio-économique en Europe du Sud. Sa production est basée sur le recrutement naturel, qui est sujet à de fortes fluctuations annuelles. Au Portugal, les principales zones de production de cette espèce sont les lagunes de Ria de Aveiro et Ria Formosa. Ces populations présentent des réponses différentes à l'induction de la ponte, résultat d’intérêt dans un contexte d'amélioration de la production aquacole. L'objectif de cette thèse était d'améliorer les connaissances sur la reproduction de R. decussatus en utilisant des approches génomiques et cellulaires avec pour principales applications : le conditionnement de géniteurs et la qualité des gamètes.Le cycle de reproduction de ces populations a été caractérisé par histologie pour le développement gonadique, l’aire gonadique et le diamètre de l’ovocyte. À l'exception de la dynamique de la gamétogénèse, aucune différence significative n’a été identifiée entre populations. Grâce à un effort de séquençage (Illumina) de banque d’ADNc de différents tissus/stades pour enrichir en transcrits liés à la reproduction, une puce à ADN (oligoarray) représentant 51 678 contigs a été produite et utilisée afin de caractériser les bases transcriptomiques de la reproduction de R. decussatus. Des gènes différentiellement exprimés et la voie “N-Glycan biosynthesis”, impliquées dans l'interaction spermatozoïde – ovocyte, ont été soulignés, ce qui suggère que la reconnaissance entre gamètes puisse expliquer en partie les différences de succès d'induction de ponte entre ces populations. De plus, le transcriptome d’ovocytes collectés chez 15 femelles a été analysé par puce à ADN avec pour objectif d'identifier des potentiels marqueurs de la qualité des ovocytes. Des gènes codant pour des protéines chaperonnes, dont certains caractérisés comme des ARNm maternels essentiels pour le développement précoce, sont apparus différentiellement exprimés entre ovocytes de bonne et mauvaise qualité établie sur le taux de larves D obtenu. La présente étude fournit de nouvelles informations génomiques précieuses pour la compréhension de la reproduction de cette espèce et liste des gènes candidats codant la protéine disulforide isomerase (PDI), des calmodulines et la caspase 8 comme points de départ possibles pour des études fonctionnelles. Leur implication dans les phases importantes de la reproduction comme l’interaction spermatozoïde-ovocyte, la protection de l'ovocyte, la régulation du calcium et l'apoptose ont font des marqueurs potentiels de la qualité ovocytaire de cette espèce. / The European clam, Ruditapes decussatus is considered a high value seafood product in Southern Europe. Its production is almost based on natural recruitment, which is subject to annual fluctuations. In Portugal, two of the main production areas of this species are Ria de Aveiro and Ria Formosa Lagoons. These populations were characterized by different responses to spawning induction, which is of great interest in a context of improvement of aquaculture. The purpose of this thesis was to improve the cellular and genomic knowledge on the reproduction of R. decussatus with major applications: broodstock conditioning and gamete quality.The reproductive cycle of the two populations was histologically characterized by comparing the gonadal development, gonadal area and oocyte diameter. With the exception of the dynamics of gonadal development, which may originate in the environment, no differences concerning gametogenesis were found. cDNA libraries of oocytes, larvae and gonads were sequenced on Illumina platform, to enrich resources in reproductive Expressed Sequence Tags, and a custom oligoarray representing 51,678 assembled contigs was then designed. To characterize the transcriptomic bases of reproduction, microarray analyses were performed in four gonadal maturation stages of the two populations. Differentially expressed probes and the “N-Glycan biosynthesis” pathway, potentially involved in sperm-egg interaction, were identified, suggesting that gamete recognition can explain part of the differences in terms of spawning induction success between populations.Moreover, microarray analyses were also performed in oocytes, with the objective of identifying potential markers of oocyte quality in this species. Genes coding for chaperone proteins demonstrated to be important markers of oocyte quality, with some of them being maternal mRNAs essential for early development.The present study provides new highly valuable genomic information for the understanding of reproduction of R. decussatus and emphasizes some candidate genes like protein disulforide isomerase (PDI), Calmodulin family and caspase 8 as possible starting points for further functional studies.

Cette étude nous a permis tout d'abord de décrire et de comparer la gamétogenèse chez R. decussatus, en milieu naturel (sud tunisien) et en milieu contrôlé, de définir les critères d'évaluation de leur maturité et de mettre en évidence le rôle positif du conditionnement dans la réussite de la reproduction artificielle. Afin de répondre à ces objectifs, des approches qualitatives (analyse histologique) et semi-quantitatives (suivi d'un indice de condition et analyse d'images) sont utilisées. Les résultats obtenus montrent que le cycle sexuel est continu. En janvier et février, les individus débutent leur gamétogenèse. De mars à novembre – décembre, l'activité gonadique est importante. La période d'émissions gamétiques s'étale de juin à décembre avec un intervalle de temps irrégulier entre les émissions. En conditionnement d'hiver, les palourdes produisent des ovocytes matures à partir de mars et les émissions gamétiques commencent en avril. Le cycle est alors accéléré grâce à l'élévation de température et l'abondance de nourriture, les reproducteurs produisent alors des gamètes matures plutôt dans l'année, en avance de trois mois par rapport au milieu naturel. Quant au conditionnement d'été, l'évolution du cycle sexuel est la même qu'en milieu naturel et les périodes de maturation et d'émissions gamétiques coïncident parfaitement. Ainsi, cette étude nous a permis de fournir des résultats essentiels pour la maîtrise du conditionnement de la palourde R. decussatus, permettant aux écloseurs d'évaluer l'état de maturité des géniteurs, de concentrer leurs efforts sur le conditionnement uniquement à certaines périodes de l'année allant de février à mai, ce qui leur permet de gagner autant en temps qu'en coût de production. Par ailleurs, afin de maîtriser d'avantage l'élevage de la palourde et perfectionner les techniques de production en écloserie, nous avons tenté de trouver une technique alternative aux chocs thermiques qui nous permet d'obtenir plus facilement et plus rapidement des gamètes matures pour la conduite d'un élevage larvaire. La méthode proposée est celle de la dissection de la gonade (stripping). Cette étude étant la première à s'intéresser à la maturation ovocytaire pouvant être induite par la sérotonine chez cette espèce de bivalve en milieu contrôlé. Nous avons ainsi montré que l'ajout de 20 µM de sérotonine au milieu extérieur permet la reprise de la méiose des ovocytes strippés en environ 90 minutes à 20°C. Le maximum de réussite étant de 67%. Par ailleurs, nous avons aussi pu évaluer la compétence des ovocytes débloqués à la fécondation. En effet, plus les géniteurs entrent en maturation plus le pourcentage des ovocytes fécondables augmente. A partir d'un seuil estimé à 53%, les géniteurs placés en milieu contrôlé, répondent positivement aux chocs thermiques subis. Ceci nous permet d'estimer ce pourcentage comme un critère d'évaluation de la compétence des ovocytes à la fécondation et ainsi de choisir le moment propice pour la réalisation d'un élevage larvaire. En 3ème et dernière partie, nous avons recherché si des variations des paramètres immunitaires (cellulaires et biochimiques de l'hémolymphe) pouvaient être associées à des changements physiologiques liés à la reproduction, ceci dans le but d'approfondir notre étude, de mieux comprendre le comportement hémocytaire pendant le cycle de reproduction et de chercher de nouveaux critères de maturation en moyennant de nouvelles approches autres que celles couramment utilisées (histologie et analyse d'image) dans la littérature. Ainsi les mécanismes physiologiques liés à la reproduction entraînent des changements profonds dans les paramètres de défense de R. decussatus en milieu naturel ou en milieu contrôlé. En période de reproduction, on assiste à une migration des hémocytes des tissus vers le compartiment circulatoire pour le transport de métabolites pour l'approvisionnement des gonades d'où l'augmentation de la concentration hémocytaire observée pendant cette période. En période d'émissions gamétiques, on assiste à une diminution de la concentration hémocytaire, liée à la mobilisation des hémocytes vers la gonade. Dans le cas de la résorption complète de la gonade, une forte augmentation de la concentration hémocytaire est signalée, ceci nous permet d'attribuer aux hémocytes un rôle potentiel de nettoyage après atrésie. Outre les paramètres cellulaires, les paramètres biochimiques de l'hémolymphe peuvent aussi témoigner des changements cycliques liés à la reproduction, en particulier en période de maturation gamétique où une forte synthèse d'enzymes lysosomales dans le sérum est observée, liée à leur rôle dans le transport de réserve. Ainsi afin de préciser le rôle des hémocytes et approfondir les liens entre la reproduction et l'immunité chez les bivalves, des dosages plus précis des activités fonctionnelles des hémocytes sont préconisés ; d'une part des tests fonctionnels tels que l'évaluation de la phagocytose pourraient être inclus dans le protocole, en association avec les activités microbicides afin de mieux préciser le rôle des hémocytes dans la défense, d'autre part des activités biochimiques tel que des mesures de métabolites comme les lipides dans l'hémolymphe afin d'évaluer l'activité hémocytaire dans la reproduction.

Cette étude à pour objectif de maîtriser les conditions de culture et de production toxinique chez Karenia selliformis et Alexandrium ostenfeldii dans le but de réaliser des contaminations expérimentales indépendamment du caractère aléatoire des proliférations toxiques en zones côtières. Ce travail vise également à étudier l'impact de l'alimentation sur la détoxification artificielle de la palourde Ruditapes decussatus contaminée par des gymnodimines et de l'huître Crassostrea gigas contaminées par des spirolides et enfin d'étudier l'impact physiologique de ces micro-algues toxiques au niveau des organes accumulateurs des coquillages. Dans un premier temps, il a été mis en évidence que les performances de croissance de K. selliformis (taux de croissance et concentration maximale) sont obtenues à une température de 22°C pour une salinité de 36 psu en utilisant le milieu f/2 alors que celles d'A. ostenfeldii sont obtenues à une température de 16°C pour une salinité de 35 psu en utilisant le milieu L1. Le contenu en gymnodimine dans les cellules de K. selliformis augmente en fonction de l'âge de la culture alors que le contenu en spirolide diminue au cours de la croissance cellulaire d'A. ostenfeldii plus particulièrement lors de la culture en photobioréacteur de 100 l. Dans un deuxième temps, des études expérimentales portant sur l'interaction des micro-algues toxiques avec les mollusques ont permis d'apporter des connaissances nouvelles sur le devenir des imines cycliques après contamination et lors de la détoxification. Il a ainsi été mis en évidence i) une accumulation majoritaire des GYMs et des SPXs au niveau des glandes digestives des palourdes et des huîtres ii) une accélération des cinétiques de détoxification lors de l'ajout de l'alimentation. Dans un troisième temps, les essais portant sur la contamination de C. gigas par A. ostenfeldii ont permis de déterminer i) une altération des diverticules digestifs consistant en une réduction de l'épaisseur de la paroi épithéliale et en une augmentation de la surface de la lumière des diverticules digestifs ii) une réaction inflammatoire dans la glande digestive de certains individus contaminés se caractérisant par une agglutination massive d'hémocytes autour de différents organes de la glande digestive: l'estomac, l'intestin ainsi que les conduits et tubules digestifs. Dans le cas des contaminations naturelles et expérimentales des palourdes les analyses histologiques réalisées n'ont pas permis de mettre en évidence des signes d'altération de la glande digestive comme dans le cas des les huîtres contaminées par A. ostenfeldii.

El objetivo de esta tesis es avanzar en el conocimiento de la dinámica ecológica de la almeja fina nativa de Europa, Ruditapes decussatus, y la almeja japonesa introducida, Ruditapes philippinarum. Se estudian aspectos relevantes de la dinámica ecológica que requerían ser investigados, tales como la expansión de almeja japonesa, la interacción competitiva, la dispersión larvaria y reclutamiento o la estimación de la talla mínima de captura. A la vez se explora la idoneidad de una metodología de muestreo para la evaluación continua de estas poblaciones en estuarios de gran extensión. Para el desarrollo de estos estudios se realizaron muestreos y experimentos de las especies objetivo en el ámbito de estudio y se llevaron a cabo los análisis de laboratorio asociados a los mismos. Además, se desarrollaron y se aplicaron modelos ecológicos predictivos. Los resultados de la tesis proveen información y herramientas para apoyar los modelos de gestión del marisqueo de las especies estudiadas tanto, en general, para los estuarios donde están presentes y son explotadas como, en particular, para la Bahía de Santander. / The objective of the thesis is to advance in the understanding of ecological dynamics of the European native grooved carpet shell clam Ruditapes decussatus and the introduced Manila clam Ruditapes philippinarum. Ecologically relevant aspects requiring investigation, such as the expansion of the Manila clam, competitive interaction, larval dispersal and recruitment or suitable specific catch size have been investigated. Moreover, the suitability of a sampling methodology for the assessment of these clam populations in large estuaries have been evaluated. For this purpose, field surveys, laboratory procedures and field experiments have been conducted, together with the development and application of ecological predictive models. The results of this thesis provide information and tools to support the studied species fishery management models both in general, for the estuaries where these species dwell and exploited and, in particular, for the Bay of Santander.