Soutenance de thèse de Thomas Sol Dourdin : Effets intergénérationnels d'une exposition précoce à un mélange environnemental de pesticides chez l'huître creuse, Crassostrea gigas, jeudi 14 décembre 2023

En présentiel, au Muséum d'Histoire naturelle, 12 rue Voltaire, Nantes et en visio-conférence.

Devant le jury composé de :

• M. Frédéric Silvertre, Professeur, Université de Namur,  Rapporteur 
• Mme Marie-Agnès Coutellec, Chargée de recherche, HDR, INRAE, Rapportrice 
• M. Christoph Gunau, Professeur, Université de Perpignan Via Domitia, Examinateur
• M. Jean-Marc Le Bel, Professeur, Université Caen Normandie, Examinateur
• M. Fabien Pierron, Chargé de recherche CNRS, Université de Bordeaux, Examinateur
• Mme Aurore Zalouk-Vergnoux, Professeur, Nantes Université, Examinatrice
• M. Guillaume Rivière, Maître de conférence, HDR, Université Caen Normandie, Directeur de thèse
• Mme Rossana Sussarellu : Cadre de recherche, Ifremer, Co-encadrante de thèse

Résumé :

Les activités anthropiques relarguent dans l’environnement de nombreuses substances chimiques tels que les pesticides. Ces derniers peuvent être conduits jusque dans les eaux côtières qui sont ainsi contaminées de manière chronique par une grande diversité de composés. L’huître creuse, Crassostrea gigas, s’est imposée comme un modèle pertinent en écotoxicologie en raison de ses caractéristiques biologiques (sessile, filtreur, fécondation externe) qui la rendent particulièrement exposée à la contamination chimique. Les données disponibles révèlent la forte sensibilité de l’huître creuse à la contamination chimique pendant les stades précoces de son développement et des altérations survenant au cours de ces fenêtres critiques peuvent engendrer des effets retardés. En outre, des études récentes ont mis en évidence la transmission verticale d’effets induits par des stress environnementaux chez différentes espèces modèles, parfois sur plusieurs générations. Les mécanismes épigénétiques comme la méthylation de l’ADN sont perçus comme le potentiel support de cette forme d’hérédité. Ces découvertes ouvrent une nouvelle perspective en écotoxicologie qui, en parallèle, fait face à un autre défi : les mélanges complexes de contaminants, davantage représentatifs de l’environnement, qui demeurent encore trop peu étudiés. Deux questions sont donc abordées dans ce travail : (i) quels sont les effets d’une exposition précoce à un cocktail environnemental de pesticides sur le cycle de vie de l’huître creuse ; (ii) ces effets peuvent-ils être transmis à la descendance à travers une ou deux générations, et induire des mécanismes adaptatifs ? Pour répondre à ces questions, trois générations consécutives d’huître ont été exposées à un mélange de 18 pesticides (concentration totale : 2,85 µg.L-1) pendant les 48 premières heures de leur développement. Des analyses ont été réalisées tout au long du cycle de vie des individus, à l’échelle moléculaire (expression des gènes et méthylation de l’ADN) et à l’échelle du phénotype (croissance, survie, comportement de nage, métamorphose, reproduction). Les résultats mettent en évidence des effets retardés au sein de la première génération, qui se caractérisent par des modifications de méthylation ainsi que l’altération de certains paramètres tels que la capacité de métamorphose en réponse à un inducteur chimique, le métabolisme du glycogène ou encore la survie des naissains dans le milieu. Des implications multigénérationnelles ont aussi pu être mises en évidence, révélant une altération des voies de signalisation et de réponse au stress à différents stades de vie, ainsi que des tendances adaptatives sur différents marqueurs (i.e. expression des gènes et méthylation de l’ADN). Ce travail représente la première étude intergénérationnelle réalisée sur l’huître creuse en réponse à un mélange environnemental de pesticides.

Abstract

Anthropogenic activities release chemical substances in the environment. Those compounds enter water bodies and finally end into coastal waters that are contaminated by numerous contaminants like pesticides. The Pacific oyster, Crassostrea gigas, became a useful model in ecotoxicology, mainly because of its biological characteristics(sessile, filter feeder, external fertilization), that strongly expose it to environmental contamination. Specifically, its early-life stages are critical developmental windows highly susceptible to environmental stressors and potentially drive delayed effects later in life. Recent studies highlighted inheritance of environmentally-induced defects, arguing that DNA methylation may be a support of such phenomena. These discoveries open new perspectives in ecotoxicology, which is already facing the challenge of studying complex chemical mixtures. Therefore, two questions were addressed: (i) what are the effects of an early exposure to environmentally-relevant pesticide mixture throughout the Pacific oyster life cycle; (ii) are there intergenerational and adaptive implications of such exposure? We exposed three consecutive oyster generations to a mixture of 18 pesticides (sum concentration: 2.85 µg.L-1) during the first 48 h following fertilization. Then molecular (gene expression, DNA methylation) and phenotypic (growth, survival, swimming behaviour, metamorphosis, reproduction, etc.) endpoints were assessed throughout life cycle. Results show delayed effects in the first (F0) generation, impacting DNA methylation, metamorphosis,glycogen metabolism and on-field spat survival. Multigenerational implications were highlighted in the second (F1) generation, namely disturbance of signalling and stress response pathways at different life stages, as well as adaptive trends regarding gene expression and DNAmethylation. This work is the first intergenerational studyinvestigating the response of the Pacific oyster to environmental pesticide contamination.

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