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Etude bibliographique sur les bio-indicateurs et biomarqueurs des effets des perturbations des ecosystèmes par les pesticides

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par Mathias KAYALTO
Institut agronomique et vétérinaire Hassan II du Maroc - Diplome de 3ème cycle d'ingénieur agronome 2011
  

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3.8. Bioamplification ou biomagnification

Dans la chaîne alimentaire, les consommateurs du rang élevé présentent des concentrations plus élevée que ceux des niveaux qui les précédent. Plus le composé toxique est stable, plus il est lipophile et plus la chaîne alimentaire est longue, plus importantes seront les teneurs en bout de chaîne.

Ce phénomène d'amplification le long de la chaîne trophique appelé la « biomagnification » (ou bioamplification) est caractérisée par le facteur de transfert (FT) :

FT = X1/X0 ; X1 : niveau trophique supérieur ; X0 : niveau trophique inférieur.

FT dépend de ce qui est absorbé par l'organisme en fonction du : i) Poids de l'organisme et

ii) Niveau de contamination des proies. Cela définit la capacité de l'organisme à excréter une

partie du polluant, qui intervient sur FT. Alors on aura : FT= a.f/m.k ; d'où a et k : capacitéd'excrétion ; f : taux et m : masse.
Exemple : Si FT = 1 ; dans ce cas, la substance n'est pas biodégradable. On a donc un
transfert équivalent d'un niveau trophique X0 et X1. Si FT > 1 ; il y a bioamplification dans la
chaîne trophique. Si FT< 1 ; la capacité d'excrétion de l'animal (k) est grande. Il y a donc une
diminution de la substance le long de la chaîne trophique. C'est le cas rencontré le plus
souvent (Le Bras, 2007). La biomagnification est définie comme l'accumulation du polluant
dans un organisme prédateur à partir de sa proie. On a alors : FM = concentration dans le
prédateur / concentration dans la proie. Ainsi la bioaccumulation = bioconcentration +
biomagnification.

3.9. La Bioévaluation

C'est une méthode de surveillance de l'environnement qui a pour objectif d'évaluer le vivant et de déceler objectivement d'éventuelles modifications. On distingue:

- Les indicateurs biologiques (bioaccumulateur, Biomarqueur),

- Les indicateurs écologiques (IE).

Figure 17 : schéma d'évaluation biologique Source : Perez, 2007.

3.10. Indicateurs biologiques de la qualité des milieux terrestres

Le sol est un milieu particulier réunissant un grand nombre d'organismes vivants. Ces organismes possèdent tous les caractéristiques génétiques uniques et appartiennent à des niveaux trophiques différents. Ils remplissent des fonctions essentielles (Bispo et al., 2009). Le sol est une ressource essentielle pour les sociétés humaines et les écosystèmes. Ces ressources malheureusement sont soumises à des pressions de plus en plus importantes (production agricole, développement urbain, invasions acridiennes etc.). Par ailleurs, le sol n'étant pas une ressource renouvelable ; il est nécessaire d'en assurer la protection afin de permettre le développement des sociétés. L'intérêt de la composante biologique du sol repose sur les fonctions dont il assure : i) la formation et l'entretien de la structure des sols (la rétention en eau, la compaction) ; ii) la décomposition, la transformation et le transport de la matière organique ; iii) La dégradation des polluants organiques et métalliques du sol (fonction de filtre et du réacteur biologique) ; iv) le fonctionnement global des écosystèmes (symbiose racinaires) ; v) l'émission, séquestration de gaz à effet de serre. Ces fonctions sont réalisées par une multitude d'organismes interdépendants. Une perturbation à un niveau peut engendrer des dommages à d'autres niveaux. Les recherches sur les composantes biologiques des sols et le développement des bioindicateurs sont nécessaires pour compléter les outils disponibles et renseigner sur les modifications et/ou altérations les écosystèmes terrestres (Bispo et al, 2009).

3.10.1. Les invertébrés indicateurs de la qualité des milieux terrestres

Les invertébrés terrestres constituent un groupe d'animaux mieux adaptés au sol. Certains d'entre eux assurent la reproduction des végétaux par la pollinisation des plants à fleurs, certains sont herbivores et ont un impact sur la formation de la biomasse et la survie des plantes. D'autres ont un rôle important dans la régulation des populations d'animaux, soit comme ravageurs soit comme prédateurs. Par ailleurs, les invertébrés sont une importante source de nourriture à de nombreux amphibiens et reptiles, aux oiseaux et à certains mammifères (Colin, 2002). Parmi les invertébrés terrestres, un certain nombre de groupes taxonomiques au fort pouvoir de bioaccumulation sont énumérés.

- Les Annélides

Ces invertébrés sont utilisés comme bioaccumulateurs de pollution des sols par les composés de synthèse.

Les annélides jouent un rôle important dans la structure et les fonctions du sol et leur relative sensibilité aux pesticides a fortement contribué à faire de ces organismes le point d'entrée des études d'écotoxicité des pesticides et autres substances chimiques pour les micro-organismes du sol. L'absence de cuticule, qui favorise l'absorption d'épidermiques des substances, la faible expression d'enzymes de détoxication telles que les mono oxygénases à cytochrome P450 font des vers de terre des organismes potentiellement vulnérable à la présence des pesticides dans le sol. Les vers de terre font partie des organismes inclus dans le groupe taxonomique des essais d'écotoxicité du point de vue réglementaire pour les produits phytopharmaceutiques (Directives 91/41/EC, 2004).

- Les Crustacés isopodes

Les Crustacés isopodes comme les cloportes ainsi que les gastéropodes pulmonés sont aussi des bioaccumulateurs performants de la pollution des sols.

- Les acariens

Les acariens sont les Arachnides les plus représentés dans le sol. Ils occupent principalement les premiers centimètres des sols. Il existe aussi des espèces des strates profondes. Ils ont une importance particulière dans la vie des sols. On rencontre deux ordres principaux dans le sol :

- Les Oribatidés ou (Cryptostigmates)

Ils sont essentiellement saprophages et se nourrissent principalement de matières organiques en décomposition et jouent un rôle fondamental dans son recyclage. Leur présence est un excellent indicateur de la fertilité du sol.

- Les Gamasides

Les Gamasides sont plus polyphages et notamment prédateurs d'autres arthropodes (ex : les phytoseides) et des petits vers. Tout comme les phytoseides, les Gamasides sont sensibles aux produits chimiques (pesticides) (Alter-Agri, 2004).

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