Variations spatio-temporelles de l’accumulation et du transfert de mercure et de méthylmercure dans les réseaux trophiques planctoniques en Méditerranée.

Les populations humaines sont principalement exposées au mercure (Hg) à travers la consommation des produits de la mer. Les poissons méditerranéens contiennent plus de Hg que leurs congénères d’autres zones océaniques, phénomène connu sous le nom « d’anomalie méditerranéenne de Hg ». L’étude de l’accumulation et du transfert du Hg au sein du compartiment planctonique pourrait donc aider à mieux appréhender les phénomènes responsables des fortes teneurs en Hg mesurées dans les prédateurs supérieurs de Méditerranée. Dans ce contexte, le but de cette thèse était d’étudier les variations spatio-temporelles de l’accumulation et du transfert de Hg total (THg) et de monométhylmercure (MMHg) dans les réseaux trophiques planctoniques en Méditerranée. Deux suivis ont été réalisés en Méditerranée, l’un au niveau spatial, sur un transect Nord-Sud en Méditerranée entre les côtes françaises et les côtes tunisiennes, et l'autre au niveau temporel en Méditerranée française impliquant la collecte d’eau et de plancton en grandes quantités, ainsi que la séparation de ce plancton en différentes fractions de taille de phytoplancton (0.7-2.7, 2.7-20, 20-60 et 0.7-60 μm) et de zooplancton (60-200, 200-300, 300-500, 500-1 000, 1 000-2 000 et > 2 000 μm). Les rapports isotopiques du carbone et de l’azote, la composition biochimique et les concentrations en THg/MMHg ont été déterminées dans chacune de ces fractions, et la composition du plancton a été identifiée. Le pico- et le nanoplancton, dominants en Méditerranée, bioconcentrent le THg et le MMHg respectivement 106 et 105 fois par rapport aux concentrations dans l’eau de mer. Les cellules picoplanctoniques ont un rapport surface-volume plus important qui favorise la forte bioconcentration de THg. Dans le réseau trophique planctonique, le THg bioréduit, alors que le MMHg bioamplifie et atteint des concentrations maximales dans les niveaux trophiques supérieurs. Au sein des copépodes, le MMHg bioaccumule avec la taille et avec le contenu en protéines des tissus. En condition de biomasses phytoplanctoniques élevées, les concentrations de MeHg dissous dans l’eau de mer et les concentrations en MMHg dans le zooplancton sont plus faibles. Dans ces conditions, la présence de consommateurs herbivores-omnivores réduit la concentration de MMHg dans le zooplancton. En condition de faibles biomasses phytoplanctoniques, les concentrations de MeHg dissous dans l’eau sont plus élevées, ce qui favorise l’absorption directe du MeHg dans le zooplancton. Les consommateurs omnivores-carnivores de niveau trophique plus élevé que l’on retrouve davantage dans ces conditions oligotrophes entraînent une accumulation plus importante de MMHg dans le zooplancton. Les résultats de cette thèse montrent donc que l’accumulation et le transfert de THg et de MMHg dans les réseaux trophiques planctoniques, qui dépendent à la fois de la trophodynamique du milieu et des émissions anthropiques, pourraient en partie expliquer l’anomalie méditerranéenne de Hg.

Mots-clés : mercure, plancton, réseau trophique, méditerranée, bioconcentration, bioaccumulation, bioamplification.