Le processus de biominéralisation confère aux organismes qui le développent une valeur adaptative. La coquille carbonatée des mollusques intègre les fonctions de protection biomécanique à différentes échelles. La coquille résulte de l'association de composés inorganiques et d'une matrice organique protéique, médiatrice du contrôle biologique de la minéralisation. L'analyse du protéome de la coquille chez 4 espèces de bivalves met en évidence deux patrons fonctionnels et leur degré de conservation phylogénétique : l'un lié au contrôle de la minéralisation stricto sensu ; l'autre à la protection immune. L'étude de populations vivant à l'état naturel en mer Baltique, dont les eaux présentent localement de fortes variations ioniques montre que le protéome intègre également l'impact de conditions environnementales limitantes. L'anthropocène impose un rythme adaptatif pressant aux organismes et la modification acido-basique des eaux océaniques est susceptible d'impacter sensiblement les organismes calcifiants. La signature de mécanismes adaptatifs du contrôle biologique de la biominéralisation se traduit dans le protéome de la coquille. Les implications sont particulièrement signifiantes dans un contexte d'intérêt de développement aquacole grandissant. / In this study, the SMPs from four commercially important and divergent bivalve species crassostrea gigas (pacific oyster), Mya truncata (soft shell clam), Mytilus edulis (blue mussel) and Pecten maximus (king scallop) were extracted and analysed using standardized extraction protocol and proteomic pipeline. This enables us to identify critical elements of basic biomineralization tool kit for calcification process irrespective of their shell morphology, mineralogy and microstructure. In addition, it enables the identification of SMPs that are specific to calcite and aragonite mineralogies. The signifiant numbers of SMPs found species-specific were hypothesized as adaptation to their modus vivendi. In fact, the latter proteins possess immunity-related functions and fit into specific pathway, phenoloxidase, suggesting their role in defense against pathogen. The comparative study of shell proteome of mussels living in full marine condition, North Sea and the Iow saline Baltic Sea showed the modulation of the SMPs that constitute the basic biomineralization tool kit. Higher modulation of chitin related proteins and non-modulated protein such as carbonic anhydrase, EGF and fibronectin domain containing proteins points out the impaired scaffold and mineral nucleation process in Baltic mussel. The modulation of immunity related proteins denote the influence of biotic components. These investigations show the functional diversity of SMPs and their roles beyond shell formation in the bivalvesand put forth the idea that shell is dynamic, endowed with both biochemical and mechanical protection.

Les systèmes de communication chimique constituent un élément indispensable dans l'établissement des relations intra- ou inter-espèces en milieu marin, tissant un réseau de relations entre individus, au sein d'un écosystème. Les invertébrés dépourvus de système immunitaire à mémoire et au mode de vie sessile produisent des métabolites bioactifs jouant un rôle essentiel dans la réponse aux pressions environnementales telles que la prédation et la défense vis-à-vis d'autres organismes potentiellement pathogènes. L'objectif de ces travaux a été d'identifier la présence de peptides antimicrobiens chez des mollusques bivalves et des gastéropodes d'importance commerciale. Ainsi, la recherche de molécules de défense antimicrobiennes de nature peptidique a été conduite dans des extraits acides des mollusques bivalves, Cerastoderma edule, Ruditapes philippinarum, Ostrea edulis et gastéropodes, Buccinum undatum, Littorina littorea et Crepidula fornicata, ainsi qu'à partir de l'hémolymphe de Crassostrea gigas. Les extraits ont été pré-purifiés par extraction sur phase solide C18 (SPE) et l'élution a été réalisée par 3 paliers successifs de 10%, 40% et 80% d'ACN-0,1% TFA. L'activité antibactérienne a été évaluée via la détermination de la CMI sur un ensemble de bactéries à Gram+ et à Gram- ; et l'activité antivirale a été déterminée in vitro sur le modèle virus Herpes simplex type 1/cellules Vero via la viabilité cellulaire. Les espèces C. edule, L. littorea et C. gigas se sont révélées être les espèces les plus efficaces et non cytotoxiques. Une caractérisation partielle de l'activité détectée chez ces espèces a permis de déterminer la nature peptidique des molécules actives. La purification des peptides antimicrobiens a été conduite sur l'hémolymphe de C. gigas et a permis l'identification d'un peptide dont la structure de type lantibiotique laisse présager une origine bactérienne. L'hypothèse d'une association entre C. gigas et des bactéries nous a conduit, à partir de cultures d'huîtres non axéniques, à rechercher des bactéries antagonistes dans l'hémolymphe et a permis d'isoler 2 Vibrio spp. et 3 Pseudoalteromonas spp. A partir de la bactérie Pseudoalteromonas spp. souche hCg 5, un composé actif a été partiellement caractérisé. L'ensemble de ces résultats suggère que les bactéries associées au système immunitaire pourraient jouer un rôle essentiel dans la défense des bivalves.

Les LBP/BPIs sont des protéines importantes de la réponse antimicrobienne des mammifères, encore mal caractérisées chez les invertébrés. L'objectif de ce projet était d'élucider le rôle des LBP/BPIs dans la réponse immunitaire du gastéropode B. glabrata. Nous avons montré que l'une des LBP/BPI (BgLBP/BPI1) était une protéine majeure de la glande albumène et des masses d'oeufs et possédait les activités attendues des BPIs telle que la capacité de perméabilisation des bactéries.De plus, nous avons découvert une nouvelle activité biocide (anti-oomycète) inconnue jusqu'alors chez les LBP/BPI, et démontré que BgLBP/BPI1 influence à la fois la production d'oeufs et leur protection contre les infections à oomycètes. Nous avons ensuite examiné la diversité et l'évolution des BgLBP/BPIs et montré qu'au moins 5 LBP/BPIs, regroupées en 3 clades phylogénétiques, étaient exprimées chez B. glabrata. Une étude de l'expression de représentants de ces 3 clades a montré qu'ils étaient exprimés dans différents tissus, appuyant l'hypothèse de l'acquisition de spécificités fonctionnelles par les membres de cette famille multigénique. / LBP/BPIs are important immune factors of the mammalian antimicrobial response,poorly characterized in invertebrates. The aim of this work was to elucidate the role of LBP/BPIs in the immune response of the fresh-water snail B. glabrata. Firstly, we showed that one member, BgLBP/BPI1, was highly abundant in the albumen gland and the egg masses. Importantly, in addition to the expected activities of BPIs, such as the induction of bacterial permeability, we discovered a novel biocidal (antioomycete) activity that was unsuspected so far. We demonstrated that BgLBP/BPI1 is a major fitness-related protein, acting on both egg production and offspring protection against oomycete infections. Then, we investigated the sequence diversity and evolution of this LBP/BPI protein family and showed that at least 5 LBP/BPIs were expressed in B. glabrata, belonging to three distinct phylogenetic clades. Expression studies of representatives of the three clades showed that they are expressed in different tissues, differently regulated, and therefore supported the hypothesis of the acquisition of functional specificities by the members of this multigenic family.

Sur les Causses arides du Quercy (S.-O. de la France), de nombreuses mares ont été creusées dans la roche. Ces mares constituent les seules eaux superficielles de ce plateau calcaire où l'eau s'infiltre rapidement.<br />L'évolution naturelle des mares conduit à leur atterrissement et une étude comparative de trois mares à différents stades de comblement a montré l'évolution des paramètres abiotiques (température, concentration en oxygène dissous...) en fonction du niveau de comblement. Parallèlement, les mares varient en terme de richesse spécifique de la faune et de la flore. Chaque stade de comblement abrite une faune particulière et participe à la biodiversité globale de ces milieux et même de l'écosystème caussenard dans son ensemble.<br />Pour analyser ces milieux à une échelle supérieure, des échantillons ont été récoltés sur trente mares afin d'étudier les facteurs affectant la distribution de la faune dans un réseau de mares. Nous avons identifié 230 espèces d'invertébrés et 6 espèces de vertébrés. Les résultats ainsi obtenus ne permettent pas de dresser une typologie des mares ni de dégager des peuplements caractéristiques ou de réaliser une classification ascendante de ces milieux. Les mares entourées d'une matrice terrestre sont assimilables à des îles pour la faune aquatique.<br />C'est pourquoi nous avons choisi d'étudier plus précisément la distribution de cinq groupes ayant des capacités de dispersion différentes : Odonates, Coléoptères, Amphibiens, Mollusques et Oligochètes. La surface des mares affecte la distribution des Odonates. Le pourcentage de forêt autour des mares influence la distribution des<br />Amphibiens. Pour les Mollusques et les Oligochètes, les animaux à dispersion passive, les résultats indiquent que la distribution des espèces est similaire à une distribution au hasard. Pour les Coléoptères, la distribution des espèces n'est pas due au hasard mais nous n'avons pas pu mettre en évidence les facteurs explicatifs de cette distribution.<br />Nous avons utilisé la méthode de capture-marquage-recapture pour estimer le degré de lien de trois populations en patch d'Odonates. Nous avons montré que trois facteurs influencent la dispersion des Odonates : des facteurs abiotiques (conditions météorologiques), des différences inter spécifique (sensibilité aux conditions météorologiques, taille et comportement des espèces), des différences intra spécifiques (âge et sexe).<br />Ces travaux mettent en évidence le rôle des mares au niveau de la biodiversité, le rôle du réseau de mares et de l'évolution temporelle des paramètres dans le maintien de cette biodiversité. Les différents résultats obtenus sont discutés en vue de proposer une méthode de gestion rationnelle et durable de ces milieux.

L'étude sur le potentiel de bioaccumulation des mollusques comme bioindicateur est un effort important à appliquer rigoureusement dans les régions tropicales. Cette thèse présente les résultats de notre enquête pendant deux ans (2012-2013) dans 4 sites côtiers de la baie de Nha Trang de la province de Khanh Hoa (Viet Nam). L'étude a utilise des méthodes d'analyse appropriées pour déterminer la pollution en métaux lourds des sédiments et interpréter la capacité de bioaccumulation de ces métaux lourds dans plusieurs types de mollusques pour la proposer des bioindicateur et évaluer les risques lies a la consommation de ces mollusques provient des substances toxiques. Les résultats de cette étude ont démontré que la concentration de métaux lourds comme Cr, Cd, Cu et Zn ne présent pas les effets biologiques. Un traitement des résultats sur le choix d'une espece comme bioindicateurs, y compris Laternula anatine, Glauconome virens, Katelysia hiantina et Geloina coaxans en terme de bioaccumulation BSAF de métal dans leurs tissus. Les facteurs de bioaccumulation conduisant au choix d'un espèce particulière, la quelle K.hiantina pourrait être le meilleur indicateur de la pollution par les métaux. / The study on the potential bioaccumulation of mollusks as bioindicator is an important effort that contributes to the findings of method in monitoring pollution in an environment of tropical regions. This thesis reports the results of our investigation of heavy metals in mollusks and sediment samples collected from four coastal sites of different environmentally background in Nha Trang bay and adjacent areas, Khanh Hoa province, Viet Nam during 2 years from 2012 to 2013. The study used suitable analyzing methods update to find the bioaccumulation capacity of trace metals in marine ecosystems, evaluation of the bioavailability of potentially toxic substances on human health risks and available for predicting the environmental fat and effects of pollutions. Results from this study demonstrated that the 5 metals As, Cr, Cd, Cu and Zn concentrations of sediments were acceptable or moderate biological effects. These studied mollusk species including Laternula anatine, Glauconome virens, Katelysia hiantina and Geloina coaxans have high potential factors in term of metal BSAF in their tissues. They have served as good bioindicator organisms, in which K.hiantina might be the best indicator of metal pollution as it is high presence, abundance and wide geographical distribution in the study area.

Le littoral est l’objet d’une contamination chimique chronique par de nombreux polluants (résidus de pesticides, résidus médicamenteux, métaux lourds…), qui sont toxiques et qui sont impliqués dans des problématiques de santé publique et de dégradations environnementales. Certains contaminants agissent à faibles doses, tandis que d’autres induisent des effets cocktails redoutables sur les organismes. Les principaux contaminants sont régulièrement dosés dans différents points stratégiques liés à la ressource en eau, surtout celle de distribution et dans certains aliments. Mais face au foisonnement des contaminants qui sont déversés dans l’environnement, il n’existe aucun système de veille efficace qui tienne compte de l’étendue réelle du problème. Par ailleurs, contrairement à ce qui existe pour l’homme, il n’y a pas de démarches finalisées et normalisables pour évaluer l’état de santé des invertébrés aquatiques, alors qu’ils représentent plus de 95% de la biodiversité. L’objectif de ce travail de thèse interdisciplinaire a consisté à évaluer l’impact des polluants chimiques sur des espèces littorales (frange littorale et zones portuaires). Un premier champ d’études a visé à mettre au point des méthodes efficaces pour évaluer la contamination des bivalves par des polluants organiques et inorganiques (volet écotoxicologie) ; un second volet a eu pour but d’analyser les effets biologiques des polluants en développant une utilisation conjointe de plusieurs biomarqueurs (volet écophysiologie). Ainsi, à l’image de ce qui est fait en santé publique, ce projet de thèse a défini pour la première fois plusieurs démarches analytiques et statistiques pour le suivi de la qualité de l’eau en milieu littoral. / The coastline faces chronic chemical contamination due to numerous toxic pollutants (residues of pesticides and medicines, heavy metals, etc.) causing public health issues and environmental degradation. Whereas some contaminants are efficacious at low doses, others lead to dangerous cocktail effects on organisms. The main contaminants are assayed regularly among strategic stages linked to water resource. There is a particular focus on supply and food. Nonetheless, due to the proliferation of contaminants released in the environment, there is no effective monitoring system taking the real extent of the problem into consideration. Moreover, unlike existing methods for humans, there is no finalised or standardised approach to assessing the health of state of aquatic invertebrates, while they represent more than 95% of the biodiversity. The purpose of this thesis work involving interdisciplinary research was to evaluate the pollution impacts on the coastline species (coastal fringe and port areas). A first part of the study aimed at designing effective methods of contamination assessment on bivalves by organic and inorganic pollutants (ecotoxicology). Another part focused on analysing biological effects of pollutants by developing a joint use of several biomarkers (ecophysiology). Thus, like work carried out by public health, this thesis project defined for the first time several analytical and statistical steps on monitoring the state of health of marine organisms and the water quality in coastal areas.

Objectifs généraux: les systèmes fluviaux tropicaux et tempérés d'eau douce sont connus pour soutenir différentes communautés biotiques. Dans cette étude, menée dans une région d'Asie tropicale et dans une région d'Europe tempérée, j'ai étudié la composition et la diversité de la communauté des macro-invertébrés benthiques ainsi que leurs variations spatiales et temporelles. J'ai également examiné les influences des variables physico-chimiques de la qualité de l'eau sur les variations et la diversité de la composition de la communauté et j'ai modélisé l'occurrence d'espèces sélectionnées. Localisation géographique: Asie tropicale: le bassin aval du Mékong (LMB), couvrant une superficie de 609 000 km2; Europe tempérée: Europe occidentale, fleuves flamands (Belgique), couvrant une superficie de 13 787 km2. Matériel et méthodes: Pour le LMB, les données recueillies de 2004 à 2008 ont été utilisées et les valeurs médianes de cette période ont été analysées. Pour les rivières flamandes, les données collectées de 1991 à 2010 ont été utilisées. Les données ont été divisées en 4 périodes: D1: 1991-1995, D2: 1996-2000, D3: 2001-2005 et D4: 2006-2010. Les médianes de chaque période ont été utilisées pour des analyses spatiales détaillées. Des analyses multivariées ont été appliquées pour relier la composition et la diversité de la communauté aux variables physico-chimiques. Cinq techniques de modélisation, à savoir la régression logistique (LR), les Random Forest (RF), le Support Vector Machine (SVM), les réseaux de neurones artificiels (ANN) et les arbres de classification (CT) ont été utilisées pour modéliser l'occurrence desespèces sélectionnées. Principaux résultats: Variations de la composition des communautés, diversité et relation avec les variables environnementales Dans le cours aval du Mékong LMB, 299 taxons de macro-invertébrés distribués dans 196 genres et 90 familles ont été identifiées; dont 131 insectes, 98 mollusques, 38 crustacés et 32 annélides. / Overall aims: Freshwater tropical and temperate river systems are known to support different biotic communities. In this study, I investigated benthic macroinvertebrate community composition and diversity and its spatial and temporal variation both in tropical Asian and temperate European regions. I also examined the influences of physical-chemical water quality variables on community composition, variations and diversity, and modelled the occurrence of selected species. Locations: Tropical Asia: the Lower Mekong Basin (LMB), covering an area of 609,000 km2; Temperate Europe: Western Europe, Flemish rivers (Belgium), covering an area of 13,787 km2. Materials and Methods: For the LMB, data collected from 2004 to 2008 were used, and median values of this period were analysed. For Flemish rivers, data collected from 1991 to 2010 were used. The data were divided into 4 periods: D1: 1991-1995, D2: 1996-2000, D3: 2001-2005 and D4: 2006-2010. The medians of each period were used for detailed spatial analyses. Multivariate analyses were applied to relate community composition and diversity to physical-chemical variables. Five modelling techniques namely Logistic Regression (LR), Random Forest (RF), Support Vector Machine (SVM), Artificial Neural Network (ANN) and Classification Tree (CT) were used to model the occurrence of selected species. Main results: Community composition variations, diversity and relationship with environmental variables From the LMB, 299 macroinvertebrate taxa belonging to 196 genera and 90 families were identified: 131 insects, 98 molluscs, 38 crustaceans, and 32 annelids.

Pour évaluer l'impact environnemental de rejets industriels, des bio-indicateurs sont fréquemment utilisés. Dans le cas des rejets radioactifs aqueux d'une centrale nucléaire, les moules pourraient être de bons bio-indicateurs en raison des grands volumes d'eau qu'elles filtrent. Dans le cadre de ce projet, l'espèce de moules Elliptio complanata a été choisie pour étudier les rejets radioactifs aqueux de la centrale nucléaire Gentilly-2. Puisque cette centrale est de type CANDU et qu'elle rejette principalement du tritium et du carbone-14 dans l'environnement, ce sont ces deux radionucléides qui ont fait l'objet du suivi dans les moules. Pour cette étude, des centaines de moules ont été placées dans le panache des rejets aqueux de la centrale. Deux systèmes ont été utilisés : des cages positionnées à faibles distances de la source du rejet et un aquarium installé au début du rejet. Les concentrations de tritium et de carbone-14 ont été mesurées dans les moules après leur exposition, grâce à différents traitements physiques et chimiques préalables aux dosages. Les résultats des analyses montrent que les moules ayant séjourné dans les eaux de rejet de la centrale sont peu affectées par le tritium et par le carbone-14.

D’un point de vue géographique, la lagune de Venise n’a que peu en commun avec les baies principales de la Bretagne septentrionale, si ce n’est son ouverture sur la mer. Les deux réalités étudiées ont pourtant en commun leur soumission à l’action des marées qui a poussé les populations littorales à développer des savoirs et des techniques de pêche traditionnelles d’une très grande richesse et qu’ils ont su faire évoluer au cours du temps pour mieux les adapter aux caractéristiques du milieu.Les différentes formes de récolte et de pêche, l’élevage des moules en particulier, ont entraîné une domestication et une anthropisation de ces zones. En Bretagne, tout comme à Venise, la valorisation de la moule en tant que ressource alimentaire et économique est assez tardive.Que ce soit dans les sources bibliographiques ou durant l’enquête réalisée sur le terrain, notre recherche nous a permis de repérer des allusions fréquentes à la toxicité présumée de ce mollusque, à Venise appelé « peòcio » c’est-à-dire « pou » et considéré non comestible. Quels mécanismes ont métamorphosé la moule en un aliment aujourd’hui apprécié et recherché ? Et comment des zones, autrefois très pauvres se sont transformées, en des lieux renommés pour la production de moules ? C’est pour répondre à ces questions que nous avons entrepris la reconstruction de l’histoire de la mytiliculture. / From a geographic perspective, the Venice Lagoon has almost nothing in common with the main northern bays of “Bretagne”; simply, both open on the sea. Therefore, the two studied realities have to share their submission to the action of tides that have pushed the coastal communities to develop fishing knowledge and techniques. They were able to evolve over time to better suit the characteristics of the environment. The different forms of harvesting and fishing, mussel farming in particular, led to domestication and human impacts in these areas. In “Bretagne”, as in Venice, is rather late the development of mussels as food and as economic resource.Whether in the literature sources or during the survey in the field, our research has led us to identify frequent allusions to the alleged toxicity of this mollusk in Venice called “peòcio” that mean “cootie” and considered inedible. What mechanisms have metamorphosed mussels into a regarded and sought food today? And how formerly very poor areas are transformed into places renowned for the production of mussels? It is to answer these questions that we undertook the reconstruction of the history of the mussel. / Da un punto di vista geografico la laguna di Venezia ha poco in comune con la Bretagna settentrionale se non il suo sbocco sul mare. Di conseguenza le due realtà condividono la dipendenza dall’azione delle maree, le quali hanno spinto le popolazioni litoranee a sviluppare dei saperi e delle particolari tecniche di pesca adattate alle caratteristiche dell’ambiente.Nel corso della nostra ricerca abbiamo incontrato delle frequenti allusioni alla presunta tossicità del mitilo, a Venezia chiamato “peòcio”, cioè pidocchio. Infatti a Venezia, come in Bretagna, la valorizzazione dei mitili quale risorsa alimentare ed economica è un fenomeno tardivo. Quali meccanismi hanno trasformato i mitili in un alimento che è oggi apprezzato e ricercato? E in che modo delle zone un tempo molto povere si sono trasformate in località rinomate per la produzione di questi molluschi? Per rispondere a queste domande abbiamo ricostruito la storia della mitilicoltura.