Importance des biofilms algaux comme vecteurs de microplastiques/microfibres dans les réseaux alimentaires fluviaux

La présence de microplastiques et de microfibres (MP/MF, fragments, microbilles et microfibres de 1 µm à 1 mm) dans les écosystèmes aquatiques a donné suite à un large éventail d’études scientifiques sur le sujet depuis une dizaine d’années. Il est toutefois surprenant de réaliser à quel point les publications axées sur cette problématique dans les écosystèmes fluviaux sont relativement rares, comparativement à celles conduites en milieu marin, étant donné leur proximité et leurs liens directs avec les sources terrestres de MP. En effet, les écosystèmes fluviaux représentent une voie d’entrée majeure de MP/MF vers les océans et sont également sujets à subir des perturbations physiques, chimiques et biologiques lors du transit ou du dépôt de ces particules plastiques. De plus, très peu d’études se sont penchées sur la problématique des MP/MF dans les biofilms algaux (consortium d’algues, de bactéries, de champignons et de micro-méiofaune dans les milieux exposés à la lumière) et leurs potentiels effets sur ce maillon clé des réseaux trophiques. Les biofilms algaux (ou périphyton) sont à la base de la chaîne alimentaire, particulièrement en rivières de petites à moyennes tailles ou en zones peu profondes de grands systèmes, et sont donc une composante clé du bon fonctionnement de ces écosystèmes. Ces biofilms, agissent potentiellement comme « pièges » à microplastiques et à microfibres. De plus, plusieurs études ont montré que des contaminants sont souvent associés à ces particules plastiques, ce qui pourraient en exacerber la toxicité pour le biote.

Une fois intégrés au biofilm, les MP/MF et les contaminants adsorbés sont susceptibles d’être ingérés par les organismes se nourrissant de cette ressource (ex., micro-méiofaune, invertébrés, poissons herbivores). Dans le système digestif, les MP/MF peuvent entraîner des dommages mécaniques tels qu’un blocage et des lésions. Plusieurs études conduites sur des consommateurs primaires (ex., têtards, amphipodes, rotifères, copépodes) suggèrent, également, une diminution de la croissance/taille et des répercussions au niveau de la reproduction. Une réduction de la quantité et de la taille des organismes consommateurs de biofilms, découlant de la présence de MP/MF dans la matrice algale, pourrait se produire et avoir des conséquences indirectes importantes sur les maillons trophiques supérieurs.

L’objectif général de ce projet de recherche est de détecter, de quantifier et de caractériser les MP/MF dans les biofilms algaux d’écosystèmes fluviaux ainsi que d’évaluer leurs effets sur les organismes qui les composent et sur les consommateurs de ce maillon clé de la chaine trophique. Un suivi « terrain » sera réalisé et des expériences d’exposition en conditions contrôlées seront conduites avec des biofilms cultivés et un consommateur primaire (gastéropode).

Ce projet permettra de développer des méthodes pour quantifier les MP/MF dans les biofilms algaux et déterminer leurs effets sur les premiers maillons de la chaine trophique en milieu fluvial. Les connaissances issues de ce projet serviront ainsi d’assise pour le développement de protocoles de suivi sur le terrain et d’expérimentation en laboratoire spécifiquement conçus pour l’étude des MP/MF dans les biofilms algaux.