Répercussions d’une contamination aux herbicides sur la qualité nutritive des biofilms algaux à la base de la chaîne alimentaire : étude des profils en acides gras comme biomarqueurs de stress

1. Résumé du projet

Au Québec, les grandes cultures (ex.: maïs, soya) sont les principales activités agricoles et contribuent à l’utilisation massive d’herbicides qui peuvent ensuite atteindre les écosystèmes aquatiques. Ces contaminants peuvent perturber les organismes vivants en altérant diverses fonctions métaboliques dont les effets à courts et à longs termes sont plus ou moins bien connus selon les herbicides et les organismes à l’étude. Les herbicides peuvent avoir des impacts particulièrement importants sur la composante algale des biofilms, car ils agissent souvent au niveau de la photosynthèse (transport d’électrons/protons résultant en une accumulation d’espèces réactives d’oxygène, stress oxydant, dommages aux pigments/protéines/lipides). Les algues sont généralement les organismes dominant des biofilms et les plus riches d’un point de vue nutritionnel en comparaison aux bactéries et aux champignons. La présence d’herbicides dans les rivières peut donc affecter la qualité nutritive des biofilms et entraîner des répercussions sur l’ensemble de la chaîne alimentaire.

Ce projet vise à améliorer les connaissances sur les effets des herbicides au niveau de l’écosystème en général, avec la qualité nutritive à la base de la chaîne alimentaire comme proxy de l’intégrité biologique globale. Les profils en acides gras (AG) dans les biofilms seront ici utilisés comme biomarqueurs de la qualité nutritive, et permettront de comprendre les répercussions de la contamination par les herbicides sur le contenu nutritif à la base de la chaîne alimentaire, et ultimement, sur le risque d’affecter les niveaux trophiques supérieurs. Les AG sont des composantes nutritionnelles clé pour les consommateurs puisqu’ils sont essentiels à plusieurs fonctions métaboliques (membranes cellulaires, hormones, etc). Les AG polyinsaturés essentiels sont principalement synthétisés par les algues ; les organismes hétérotrophes ne peuvent généralement pas les synthétiser de novo ou alors la synthèse se fait à un très faible taux et est métaboliquement coûteuse pour l’organisme. Des changements dans la production d’AG à la base du réseau alimentaire sont donc susceptibles d’avoir un impact sur les consommateurs.

Le S-métolachlore et l’atrazine ont été sélectionnés comme herbicides à l’étude puisqu’ils sont parmi les produits de synthèse les plus utilisés dans les régions en cultures intensives de maïs/soya au Québec. Ce projet de recherche a comme objectif premier d’établir une approche solide permettant de comprendre les effets d’une contamination en S-métolachlore et en atrazine (seul ou en mélange) sur les profils en AG des biofilms. Le projet repose (1) sur des expériences en conditions contrôlées afin de mieux interpréter les effets directs du S-métolachlore et de l’atrazine sur les profils en AG des biofilms et (2) sur une approche « terrain » sous conditions environnementales réalistes (ex.: mélange d’herbicides) à l’échelle de l’écosystème.