Compréhension et prédiction des effets de bisphénol A sur la dynamique de population de l'épinoche trois épines en mésocosme
Résumé
En écotoxicologie, la compréhension des effets directs et indirects des contaminants à des niveaux d'organisations biologiques tels que les populations et les écosystèmes est d'un enjeu important pour l'évaluation des risques environnementaux. Dans ce contexte, des modèles individucentrés (IBM) couplés à des modèles bioénergétiques comme le modèle DEB (Dynamic Energy Budget) sont des outils pertinents pour extrapoler les effets des substances chimiques sur l'organisme aux effets sur les populations. De plus, l'utilisation de modèle DEB-IBM en appui aux résultats d'expériences en rivières artificielles (mésocosmes) pourrait permettre une meilleure compréhension des effets d'un stress chimique sur la dynamique de population dans ces mésocosmes. L'objectif de cette étude est donc de développer un modèle DEB-IBM pour prédire la dynamique de population de l'épinoche à trois épines (Gasterosteus aculeatus) en rivières artificielles (mésocosmes) en condition normale et exposée à un perturbateur endocrinien, le bisphenol A (O, 1, 10 et 100 ug/L en trois réplicas). Pour cela, le développement du modèle DEB-IBM a été réalisé en prenant en compte les processus biologiques de l'épinoche à trois épines décrits dans la littérature et observés en mésocosmes. Des méthodes d'analyses de sensibilité ont permis de hiérarchiser les paramètres en fonction de leur niveau de sensibilité pour les sorties du modèle et ainsi de mettre en évidence ceux à calibrer en priorité. La calibration a ensuite été effectuée à partir de deux jeux de données indépendants et provenant de deux expériences en mésocosmes sans exposition à un toxique. Ce modèle en condition témoin a finalement été validé sur les données témoins provenant de l'expérience en mésocosmes testant le bisphenol A. De plus, afin d'obtenir un modèle prédictif des effets toxiques, les effets du bisphenol A observés au niveau individuel et en laboratoire sur les processus physiologiques des poissons ont été implémentés dans le modèle. Les effets indirects du bisphenol A ont également pu être appréhendés en intégrant les données observées de proies des épinoches provenant des mésocosmes contaminés. Les courbes dose-réponses du bisphenol A sur les variables descriptives de la population extrapolées à partir du modèle prédictif ont pu être validées avec les observations des mésocosmes contaminés. Ainsi, le modèle DEB-IBM a permis une meilleure compréhension des effets directs et indirects du bisphenol A au niveau populationnel dans les mésocosmes. Le modèle en condition témoin pourra être ensuite utilisé pour prédire les effets sur la dynamique de population de l'épinoche à trois épines de d'autres substances chimiques testées en mésocosmes.