Les plans d’eau, du «bas delta» du fleuve Sénégal sont de plus en plus confrontés aux problèmes d’efflorescences à cyanobactéries qui menacent la ressource en eau des États riverains. Une étude, couplant approches in situ et expérimentales, a été menée pour analyser les principaux facteurs biologiques qui interviennent dans l’apparition et le contrôle de ces phénomènes. L’étude in situ a permis d’analyser la distribution spatio-temporelle du phyto et du zooplancton et les relations entre ces communautés dans 13 sites représentatifs à différentes saisons. L’importance croissante, des cyanobactéries et notamment d’espèces à potentiel toxique comme Cylindrospermopsis raciborskii, Anabaena solitaria, Anabaena flos-aquae et Microcystis aeruginosa a été mise en évidence. Certains aspects des communautés zooplanctoniques (avantage des cyclopoïdes sur les calanoïdes, présence-abondance d’espèces indicatrices, faibles biomasses par rapport au phytoplancton) indiquent une tendance à l’eutrophisation des plans d’eau. Une forte association entre communautés phyto et zooplanctoniques a été mise en évidence par des analyses multivariables. Une étude expérimentale sur le broutage a montré que les cyanobactéries filamenteuses sont consommées et/ou fractionnées avec une efficacité variable selon les brouteurs et que le zooplancton est un facteur important de contrôle descendant des cyanobactéries filamenteuses (jusqu’à 50% du stock par jour). Des expériences de toxicité ont clairement mis en évidence des effets négatifs des cyanobactéries sur la survie et la croissance du zooplancton, mais avec une sensibilité différente des espèces aux toxines. Des dégradations musculaires et intestinales ainsi que des modifications de l’activité de l’acétylcholinestérase ont été mises en évidence chez des copépodes mais plusieurs éléments suggèrent que les effets ne seraient pas liés aux cyanotoxines classiques, mais plutôt liés à la présence d’autres métabolites émis soit par les cyanobactéries, soit par la flore associée puisque les cultures utilisées n’étaient pas axéniques. / The lower delta of the Senegal river faced with problems linked to cyanobacterial bloom which threaten the water resource of The riverine countries. A study, coupling in situ and experimental approaches, was carried out to analyze the biologicalfactors which intervene in the appearance and the control of these phenomena. The in situ study made analyzed the space time distribution of the phyto- and the zooplankton communities and their relationships in 13 representative sites at various seasons. The increasing importance, of the cyanobacteria and in particular of species with toxic potential like Cylindrospermopsis raciborskii, Anabaena solitaria, Anabaena flos-aquae and Microcystis aeruginosa was highlighted.Certain aspects of the zooplanktonic communities (importance of cyclopoïds compared to calanoïds, presence-abundance ofindicating species, low zooplankton biomasse compared to the phytoplankton) indicate a trend towards eutrophication. Astrong association between phyto- and zooplankton communities was highlighted by multivariable analyzes. Grazing experiments showed that the filamentous cyanobacteria are consumed and/or split with a variable efficiency according to the grazers and that the zooplankton exert a strong top-down control of the filamentous cyanobacteria (up to 50% of stock perday). Toxicity experiments clearly highlighted negative effects of the cyanobacteries on zooplankton survival and growth, butwith a variable sensitivity according to the species. Ultrastructural deformations and muscular and intestinal degradations aswell as modifications of the acétylcholinestérase activity were highlighted for copepods, but several elements suggest thatthe effects would not be related to the traditional cyanotoxins, but rather related to the presence of other metabolites emittedeither by the cyanobacteria, or by the associated flora since the cultures used were not axenic.

En intégrant cette étude dans un contexte d'écologie du stress, l'objectif général de cette thèse est d'une part d'évaluer l'exposition et les effets des éléments traces métalliques (ETMs)et du parasitisme chez le mulot sylvestre (apodemus sylvaticus) et d'autre part de contribuer au développement de marqueurs d'exposition et d'effets toxiques non létaux. Au cours de trois sessions de capture, des individus ont été collectés dur 30 sites localisés autour de l'ancienne fonderie de Metaleurop (Nord-Pas-de-Calais) les concentrations en Cd et Pb ont été mesurées dans les organes cibles (foie et reins) et dans les poils des mulots. différents biomarqueurs d'effets toxiques létaux et non létaux ont également été mesurés. Le nombre important de mulots prélevé (n=886) a permis d'étudier l'influence des caractéristiques individuelles (âge et sexe) et des caractéristique paysagères sur les réponses des biomarqueurs. Les résultats indiquent que les concentrations en ETMs des animaux vivants sur les sites les plus contaminés s'avèrent significativement plus importantes que celles mesurées sur les autres sites. En outre, plus de 25% des mulots provenant des sites des plis pollués présente des concentrations supérieures aux seuils toxiques et ont donc un risque accru de développer des pathologies (œdème, cancers). Par ailleurs, cette étude révèle également que ETMs chez le mulot est influencée par les caractéristiques, individuelles (âge et sexe), par l'occupation des sols et qu'elle varie en fonction de la session de capture. De plus, les résultats montrent que les concentrations ETMs [...] et les caractéristiques paysagères modulent les prévalences de certains parasites. En effet, la richesse parasitaire augmente chez les individus les plus exposés aux ETMs. Ces concentrations influencent également les différents biomarqueurs d'effets létaux [...] et non létaux [...]évalués. Ces résultats illustrent donc l'intérêt du développement de biomarqueurs on létaux pour l'évaluation des effets toxiques des ETMs les plus élevées présentent des atteintes au niveau individuel [...] et au niveau cellulaire [...] Cependant, étant donnés les effets potentiels de parasitisme sur la santé de la faune sauvage, les liens de causalité entre la présence d' ETMs et les atteintes observées sont discutables. Ce travail de thèse souligne l'intérêt des approches multi-stress dans le cadre de l'évaluation de la santé de la faune sauvage. / By integrating this study in a stess-ecology Framework, the aim of this thesis is to assess exposure and effects of trace metals (TMs) and parasitism on wood mouse[…] and to contribute to the development of non-lethal exposure and toxicity makers […].This study also reveals that the accumulations of the TMs in wood mice is influenced by individual characteristics […] and landscape features and varies according to the trapping session. In addition, results show that the concentrations of TMs […] and landscape characteristics modulate the prevalence of some parasites. […].However, given the potential effects of parasitism on animals’ health, the causal links between the presence of TMs and observed alterations are questionable. This work emphasizes the importance of multi-stress approaches on wildlife’s health assessment.

Le transfert et les effets de 3 éléments traces métalliques (ETMs : Cd, Pb et Zn) dans les réseaux trophiques terrestres ont été étudiés sur une zone de 40 km2 polluée par l'ancienne fonderie de Metaleurop Nord (France). Les objectifs étaient (i) d'identifier les principaux facteurs expliquant les concentrations en ETMs dans les sols et les animaux étudiés, de déterminer à quelles échelles spatiales ces facteurs interviennent et si le paysage module les contaminations; (ii) de mesurer les réponses des espèces étudiées à différents niveaux d'organisation biologique et de rechercher des liens entre réponses individuelles et/ou populationnelles. Des échantillonnages portant sur les sols d'habitats ligneux (milieux boisés favorables pour les espèces étudiées) et plusieurs espèces d'escargots et de micromammifères ont été menés durant 3 années consécutives à plusieurs saisons. L'analyse de la distribution spatiale de la contamination des sols montre que les variables expliquant les concentrations totales en ETMs dans les sols (distance à la source, fréquence du vent) agissent à des échelles spatiales relativement larges, alors que des facteurs locaux (caractéristiques des sols, notamment le pH) déterminent les concentrations extractibles au CaCl2 (considérées comme disponibles). Des méthodes géostatistiques d'interpolation spatiale, krigeage ordinaire et universel, ont permis de générer des cartes de contamination des sols sur l'ensemble de la zone d'étude et d'établir une évaluation du risque spatialisée pour les invertébrés et vertébrés des habitats ligneux (basée sur les Eco-SSLs de l'US EPA). Les relations entre les concentrations en ETMs des animaux et des sols ont été étudiées chez 2 espèces d'escargots (Cepaea sp et Oxychilus draparnaudi) et 2 espèces de micromammifères (Crocidure musette Crocidura russula et Campagnol roussâtre Myodes glareolus) sympatriques ayant des régimes alimentaires contrastés. Les concentrations internes augmentent avec la contamination des sols et sont toujours mieux expliquées par les concentrations totales qu'extractibles, sauf pour Cepaea sp. Le paysage influence les niveaux d'ETMs accumulées et leur augmentation le long du gradient de pollution. L'échelle spatiale à laquelle la corrélation entre les concentrations en ETMs dans les animaux et les sols est la meilleure varie entre espèces et entre paysages. Les facteurs physiologiques et écologiques, tels que le régime alimentaire mais aussi la préférence et l'exploitation d'habitat, modulent la bioaccumulation des ETMs. L'influence des caractéristiques du récepteur (sexe, âge, régime alimentaire...) sur l'accumulation et la séquestration des ETMs a été étudiée chez plusieurs micromammifères sympatriques (Mulot sylvestre Apodemus sylvaticus, Campagnol roussâtre, Musaraigne carrelet Sorex araneus et Musaraigne pygmée Sorex minutus). L'âge plus que le sexe, et l'espèce plus que le niveau trophique, influencent les niveaux d'ETMs et de métallothionéines (MTs) et leurs relations. Trois patrons de relations entre capacité d'accumulation des ETMs et production de MTs ont été identifiés. Des mesures de santé individuelle suggèrent que la sensibilité des récepteurs aux ETMs (musaraigne < campagnol < mulot) décroît quand leur capacité de production de MTs augmente. La mesure des MTs seule ne constitue pas un biomarqueur d'exposition pertinent, mais elle est nécessaire pour interpréter la probabilité d'occurrence d'effets délétères. La variabilité temporelle de l'accumulation des ETMs a été étudiée chez le Campagnol roussâtre, mettant en évidence des différences inter-annuelles et inter-saisonnières. Tandis que le Pb (foie et reins) montre des variations inter-saisonnières (printemps < automne), le Cd et le Zn ont des patrons différents entre organes, et des variations inter-annuelles sans effet saisonnier net. L'adaptation potentielle à la pollution métallique de 2 escargots autochtones du site d'étude, l'escargot petit-gris Cantareus aspersus et l'escargot des bois Cepaea nemoralis, a été examinée : des individus issus de 2 origines (parents exposés ou non aux ETMs) ont été exposés in situ en microcosmes dans une expérience de transplantation croisée. L'analyse de l'accumulation des ETMs (facteur de bioaccumulation, paramètres cinétiques) ne montrent pas d'adaptation. Cependant, les caractéristiques de la coquille suggèrent des processus d'acclimatation et d'adaptation à travers une modification du métabolisme du Ca. Ce travail montre que l'analyse de la réponse d'un organisme à la pollution doit s'appuyer sur la mesure de plusieurs paramètres (bioaccumulation, biomarqueur, indice de santé, population...), et que l'interprétation d'une mesure nécessite sa mise en perspective dans son contexte global en changeant de niveaux de perception (niveau d'organisation biologique, contextes temporel et spatial). Dans le cadre de l'évaluation du risque environnemental et de la biosurveillance, nos travaux soulignent la nécessité des suivis à long terme, et de la mise en place de procédures sur des étendues pertinentes par rapport aux processus écologiques qui participent aux réponses observées et tenant compte du paysage.