EQ 6.2: Biomarkers and Environmental Bioindicators

Team leader: Christophe Mazzia (Avignon University)

mission statement...

L’équipe BBE étudie les effets de perturbations d’origine anthropique (nanoparticules, insecticides) ou autre (crues, sécheresses) sur des écosystèmes aussi bien aquatiques (mares temporaires, lacs, rivières) que terrestres (vergers agricoles), en tenant compte de l’influence des facteurs biotiques et abiotiques. Les études sont réalisées selon une approche intégrative dans le but de corréler les effets de l’individu aux populations et d’établir des liens entre stress environnementaux et capacités d’adaptation des organismes. Les méthodes utilisées associent des mesures de terrain, des mesures en mésocosmes et en microcosmes.

Axe écosystèmes aquatiques

Les écosystèmes aquatiques étudiés font l’objet d’études tant au niveau de la qualité physico-chimiques des eaux (température, oxygène, teneurs en contaminants) qu’au niveau des organismes selon un gradient d’échelles, incluant les aspects :

  • 1) biochimiques (activité / expression des enzymes antioxydantes, des métallothionéines, quantification des dommages oxydatifs…),
  • 2) physiologiques (consommations d’oxygène, osmorégulation, ...),
  • 3) populationnels (traits d’histoire de vie)
  • 4) biocénotiques (transferts des contaminants dans les réseaux trophiques, bioamplification…).

Axe écosystèmes terrestres

Dans le domaine du terrestre, les recherches intègrent l’étude de différentes espèces non-cibles rencontrées en vergers et choisies de manière à couvrir différents niveaux d’exposition : le milieu sol (ver de terre), la surface et les parties aériennes (forficules, araignées) et la surface (escargot) et s’articulent autour des points suivants :

  • 1) mesure des impacts des pratiques phytosanitaires (insecticides entre autres) à l’échelle des individus (biomarqueurs biochimiques, physiologiques et comportementaux) mais aussi des populations (biodiversité, espèces bioindicatrices)
  • 2) développement des méthodes de lutte alternative aux insecticides en utilisant des auxiliaires généralistes (forficules, araignées) contre des ravageurs du pommier.
  • 3) évaluation des mécanismes d’acclimatation et de résistance aux insecticides

BBE Team

Membres de l’équipe

Responsable d’équipe : Christophe Mazzia (Aix-Marseille Université)

Chercheurs, enseignants chercheurs :

Julien Issartel (MCF)
Caroline Martin-Chauvin (MCF)
Christophe Mazzia (MCF, responsable)
Magali Rault (MCF)
Séverine Suchail (MCF)
Nadira Taïeb (MCF)
Alain Thiéry (PR1)

Post doctorante
Ester Artells
Martin Lilley

Thèmes de recherches

• Impacts des insecticides utilisés en vergers de pommier sur des organismes non-cibles. Utilisation des biomarqueurs biochimiques et comportementaux

• Impacts de pratiques phytosanitaires en vergers de pommier sur la biodiversité des invertébrés

• Développement de méthodes de lutte alternative aux insecticides (auxiliaires)

• Mise au point d’indice biologiques de Qualité de l’eau spécifiques à la région Méditerranéenne (ex. rivières : adaptation de l’IBGN), définition de typologies et d’espèces invertébrées bioindicatrices

• Nanotoxicologie: effets des nanoparticules oxydes métalliques (TiO2, CeO2, …) sur les organismes aquatiques (stress oxydant, traits de vie/fécondité, durée de vie, …ANR NANAN, programme ImpECNano-INERIS) et analyse des transferts des NPs le long des chaînes trophiques (ANR P2N MESONNET).

Collaborations, partenariats

Allemagne : Institute of Evolution and Ecology. University of Tübingen Tübingen

Espagne : Facultad de Ciencias Ambientales y Bioquímica. Universidad de Castilla-La Mancha Toledo

Etats Unis : Université de DUKE USA [GDRi iCeint]

France : CEA Marcoule, CEA Cadarache, Institut Neil Grenoble, ESPCI Ecole Supérieure de Physique et de Chimie Industrielle de Paris Tech, Muséum National d’Histoire Naturelle de Paris, UICN Comité France, Université Bordeaux 2 Victor Segalen, Ouest Provence Istres, Marais du Viguiérat.

Nouvelle-Zélande: Université de Lincoln à Christchurch

Publications

Liste des publications avec IF

2012

THIERY A., DEJONG L., ISSARTEL J., MOREAU X., SAEZ G., BARTHELEMY P., BESTEL I., SANTAELLA C., ACHOUAK W., AUFFAN M., ROSE J. & BOTTERO J.-Y., 2012. Effects of metallic and metal oxide nanoparticles in aquatic and terrestrial food chains. Biomarkers responses in invertebrates and bacteria. International Journal of Nanotechnology, 9(3-7): 181-203.

AUFFAN M., BERTIN D., CHAURAND P., PAILLES C., DOMINICI C., ROSE J., BOTTERO J.-Y. & THIERY A. 2012. Role of molting on the biodistribution of CeO2 nanoparticles within Daphnia pulex. Water Research, manuscript n°WR20650R1 in press

DI LELLIS M., SEIFAN M., TROSCHINSKI S., MAZZIA C., CAPOWIEZ Y., TRIEBSKORN R. & KOEHLER H. R., 2012. Solar radiation stress in climbing snails: behavioural and intrinsic features define the Hsp70 level in natural populations of Xeropicta derbentina (Pulmonata). Cell Stress and chaperones. 17(6), 717-727.

SCHEIL A. E., SCHEIL V., TRIEBSKORN R., CAPOWIEZ Y., MAZZIA C. & KOEHLER H. R., 2012. Shell colouration and antioxidant defence capacity in Theba pisana (OF Muller, 1774). Mollusc Res. 32(3), 132-136.

RUSCH A., SUCHAIL S., VALANTIN-MORISON M., SARTHOU J. P. & ROGER-ESTRADE J., 2012. Nutritional state of the pollen beetle parasitoid Tersilochus heterocerus foraging in the field. BIOCONTROL DOI:10.1007/s10526-012-9463-1.

2013

ARTELLS E., ISSARTEL J., AUFFAN M., BORSCHNECK D., THILL A., TELLA M., BROUSSET L., ROSE J., BOTTERO J.-Y. & THIÉRY A., 2013. Exposure to cerium dioxide nanoparticle differently affects swimming performance and survival in two daphnid species. Plos One Volume: 8 Issue: 8, e71260

ARTELLS E., PALACIOS O., CAPDEVILA M. & ATRIAN S., 2013. Mammalian MT1 and MT2 metallothioneins differ in their metal binding abilities. Metallomics: Vol 5, Issue: 10, 1397-1410.

AUFFAN M., BERTIN D., CHAURAND P., PAILLES C., DOMINICI C., ROSE J., BOTTERO J.-Y. & THIÉRY A., 2013. Role of molting on the biodistribution of CeO2 nanoparticles within Daphnia pulex. Water Research, 47: 3921-3930.

DE JONG L., MOREAU X., BESTEL I., BEAUDOIN E., AIMÉ A., DOLAIN C., SAEZ G., TONETTO A., BARTHÉLÉMY P. & THIÉRY A., 2013. Uptake of quantum dots into a freshwater flatworm: intracellular accumulation and transmission from parents to offspring. Journal of Nanosciences Letters, 3: 28.

DI PASQUALE G., SALIGNON M., LE CONTE Y., BELZUNCES L., DECOURTYE A., KRETZSCHMAR A., SUCHAIL S., BRUNET J.L. & ALAUX C., 2013. Influence of pollen nutrition on honey bee health: Do pollen quality and diversity matter ? Plos One 8, e72016.

LEVEQUE T., CAPOWIEZ Y., SCHRECK E., MAZZIA C., AUFFAN M., FOUCAULT Y., AUSTRUY A. & DUMAT C., 2013. Assessing ecotoxicity and uptake of metals and metalloids in relation to two different earthworm species (Eiseina hortensis and Lumbricus terrestris). Environmental Pollution, 179: 232-241.

MARTINEZ-MORCILLO S., YELA J.L., CAPOWIEZ Y., MAZZIA C., RAULT M., SANCHEZ-HERNANDEZ J.C., 2013. Avoidance behaviour response and esterase inhibition in the earthworm Lumbricus terrestris under exposure to chlorpyrifos. Ecotoxicology 22(4), 597-607.

POKHOLENKO O., GISSOT A., VIALET B., BATHANY K., THIÉRY A. & BARTHÉLÉMY P., 2013. Lipid oligonucleotide conjugates as responsive nanomaterials for drug delivery. Journal of Materials Chemistry B, View Article Online DOI: 10.1039/c3tb20357c.

SCHOFIELD G., DIMADI A., FOSSETTE S., KARAGOUNI A.D., KATSELDIS K.A., KOUTSOUBAS D., LILLEY M.K.S., LUCKMAN A., PANTIS J.D. & HAYS G.C., 2013. Satellite tracking large numbers of individuals to infer population level dispersal and core areas for protection of an endangered species. Diversity and Distributions, doi: 10.1111/ddi.12077.

SCHOFIELD G., SCOTT R., DIMADI A., FOSSETTE S., KATSELDIS K.A., KOUTSOUBAS D., LILLEY M.K.S., PANTIS J.D., KARAGOUNI A.D. & HAYS G.C., 2013. Evidence-based marine protected area planning for a highly mobile endangered marine vertebrate. Biological Conservation, Doi: 10.1016/j.biocon.2013.03.004.

SOULIE-MÄRSCHE I., TRIBOIT F., DESPREAUX M., REY-BOISSEZON A., LAFFONT-SCHWOB I. & THIÉRY A., 2013. Evidence of Chara fibrosa Agardh ex Bruzelius, an alien species in South France. Acta Botanica Gallica, in press.

TRIEBSKORN R., Amler K., Blaha L., Gallert C., Giebner S., Güde H., Henneberg A., Hess S., Hetzenauer H., Jedele K., Jung R.M., Kneipp S., Köhler H.R., Stefanie Krais S., Kuch B., Lange C., Löffler H., Maier D., Metzger J., Müller M., Oehlmann J., Osterauer R., Peschke K., Raizner J., Rey P., RAULT M., Richter D., Sacher F., Scheurer M., Schneider-Rapp J., Seifan M., Spieth M., Vogel H.J., Weyhmüller M., Winter J. & Wurm K., 2013. Schussen Aktivplus: reduction of micropollutants and of potentially pathogenic bacteria for further water quality improvement of the river Schussen, a tributary of Lake Constance, Germany. Environmental Sciences Europe, 25(2). [open access].

Vulgarisation/Diffusion scientifique

Articles dans revues non indexées

DEJONG L., MOREAU X., BESTEL I., BEAUDOIN E., AIME A., DOLAIN C., SAEZ G., TONETTO A., BARTHELEMY P. & THIERY A., 2012. Uptake of quantum dots into a freshwater flatworm: Intracellular accumulation and transmission from parents to offspring. Journal of Nanosciences Letters, 3: 28.

Chapitres d’ouvrages
AUFFAN M., SANTAELLA C., THIERY A., PAILLES C., ROSE J., ACHOUAK W., THILL A., MASION A., WIESNER M. & BOTTERO J.-Y., 2012. Ecotoxicity of inorganic nanoparticles: From unicellular organisms to invertebrates, pp. 623-636. In ‘Encyclopedia of Nanotechnology’, Bhushan B. (ed.), Springer Reference.

Transferts, vulgarisation
BARTHELEMY P., PATWA A. & THIERY A. Brevet en France n° 12/00233 déposée le 25 janvier 2012 - N/ Réf.: BIP210467FR00 - EEN; NWR STR - MRJ/7L - V/Réf.: Filtration nanoparticules.

A. THIERY Conférence Fête de la Science 18 octobre 2012 UAPV ‘La Bionique, copyright© de la nature?’

A. THIERY co-animation 14 novembre 2012. ‘Les Nanos dans la Peau’, Avignon, Café des Sciences/Restaurant Françoise, NanoSciences PACA.

ARTELLS E., 2013. Café des Sciences sur les aires marines protégées. Les contaminents invisibles de l’eau.

DI PASQUALE G., SALIGNON M., LE CONTE Y., BELZUNCES L., DECOURTYE A., KRETZSCHMAR A., SUCHAIL S., BRUNET J.L. & ALAUX C., (2013) Les abeilles doivent-elles consommer 4 pollens par jour. Santé de l’abeille, 174 : 583-588.

THIÉRY A., 2013. Vivre et laisser mourir. Branchiopodes: des vies en suspens. ESpèces, 7: 12-20.

THIÉRY A. & BRETON C., 2013a. La colle de moule. ESpèces, 8: 75-78.

THIÉRY A. & BRETON C., 2013b. Comment avoir un gecko au plafond? ESpèces, 9: 68-73.

THIÉRY A. & BRETON C., 2013c. Qui s’y frotte…! ESpèces, 10: 74-77.

SANTAELLA C., AUFFAN M., THIÉRY A. & BOTTERO J.-Y., 2013. Reproduire un écosystème pour évaluer l’impact des nanoparticules. Biofutur, 347: 46-48.