Importance de l'exposition trophique à un effluent municipal majeur dans l'induction d'effets physiologiques chez deux espèces de poissons mobiles et piscivores

Ce projet de maîtrise s'insère dans le cadre des travaux menés sur le fleuveSaint-Laurent par le Centre de recherche sur les interactions bassins versants -écosystèmes aquatiques (RIVE) en collaboration avec le Groupe de rechercheinteruniversitaire en limnologie et en environnement aquatique (GRIL) et le ministèredes Forêts, de la Faune et des Parcs du Québec (MFFP). Ces travaux s' intéressent àl'état du fleuve en relation avec l'effluent de la station d'épuration des eaux usées de lacommunauté urbaine de Montréal (CUM). La station de la CUM est la troisième plusiinportante station d'épuration au monde et constitue le plus important apport en matièreorganique particulaire provenant des égouts (MOPPE) et en contaminants tels que lesBPCs et les HAPs dans le fleuve Saint-Laurent (Ville de Montréal, 2012; Pham et al. ,1999).La MOPPE se compose d'un mélange de détritus organiques et de microorganismesauxquels peuvent être liés de nombreux contaminants. La MOPPE, qui constitue unesource de nourriture de haute qualité pour les organismes benthiques, représente parconséquent un important vecteur de transfert de contaminants dans le réseau trophiqueaquatique (Costello et Read, 1994). Les deux principales voies d'exposition des poissonsaux contaminants sont: (1) la voie directe (dans l'eau) et (2) la voie trophique (vial' alimentation). La voie trophique constitue par ailleurs la principale voie d'expositionpour de nombreux contaminants persistants et bioaccumulés (Persic, 2004; Loizeauet al., 2001). De nombreux travaux ont démontré qu' il est possible de suivrel'incorporation de la MOPPE, dans le réseau trophique aquatique du milieu récepteur, aumoyen des isotopes stables de l'azote (δ15N) (deBruyn et al., 2003; deBruyn etRasmussen, 2002; Tucker et al. , 1999). Ceci s'explique par le fait que la MOPPE, quiest d'origine terrestre, présente typiquement un δ15N plus faible que la matière organiqueparticulaire autochtone au milieu aquatique, dû à l'usage d'engrais synthétisés à based'azote atmosphérique présentant un δ15N très faible (≈ 0 ‰) (Michener et Lathja,2007).Bien que l' effet des rejets d' effluents contaminés dans le milieu aquatique ait étéabondamment étudié chez les espèces de poissons de petite taille ou chez des organismesen cages, l' évaluation des impacts sur les grandes espèces de poissons plus mobiles estproblématique puisque leur durée d'exposition réelle aux contaminants est difficilementquantifiable. Néanmoins, certaines grandes espèces sont d'un grand intérêt puisque cesont les espèces faisant l'objet de pêche récréative et/ou commerciale et qui sont doncles plus consommées. À cet égard, puisque ces grandes espèces se situent fréquemment àdes niveaux trophiques élevés, le phénomène de bioamplification des contaminants estégalement préoccupant pour la santé humaine (Gobas et al. , 1999). En l'occurrence,puisque l' exposition directe des espèces de poissons mobiles est difficilementquantifiable et considérant que la voie trophique constitue une voie majeure d'expositionaux contaminants et de transfert de ceux-ci à travers le réseau trophique aquatique,l'exposition trophique apparait utile afm de quantifier l'exposition des poissons mobilesaux contaminants provenant de l' effluent de la CUM. En effet, la signature isotopiquedes tissus des animaux est étroitement liée à la composition isotopique de leur diète.Ainsi, suivant une modification de la composition isotopique de sa diète, un organismeverra ses tissus devenir progressivement en équilibre isotopique avec la nouvelle diète(Phillips et Eldridge, 2006).L'objectif de cette étude était d'évaluer la possibilité de tracer des impactsphysiologiques chez deux espèces de poissons mobiles et piscivores exposées àl'effluent de la station d'épuration de la CUM à l'aide de l'exposition trophique telle quedéterminée par la signature isotopique de l'azote (δ15N) des tissus des poissons. Pour cefaire, le Ô15N a été mesuré dans le foie de dorés jaunes (Sander vitre us) et de dorés noirs(Sander canadensis) capturés dans le fleuve Saint-Laurent, sur un tronçon d'environ200 km, incluant le point de rejet de la CUM, de même des sites situés en amont et enaval de ce dernier. Chez ces mêmes individus, l'activité de l'éthoxyrésorufme-Odééthylase(EROD) et les cassures des brins d'ADN ont été mesurées commebiomarqueurs de défense et de dommages respectivement, afm de témoigner des impactsphysiologiques induits par l'exposition à l'effluent de la CUM.Nos résultats ont démontré que chez chacune des deux espèces cibles, les valeursmoyennes de δ15N mesurées dans le foie étaient systématiquement plus faibles àl' effluent qu'à tous les autres sites, indiquant un fort lien trophique avec la MOPPE de laCUM. Nos résultats ont également démontré une relation négative claire entre l'activitéEROD et le δ15N, ce qui suggère que l'induction de l' activité EROD reflète l'expositiontrophique des poissons à différents niveaux de contaminants associés à la MOPPE.Toutefois, aucune relation n'a pu être établie entre l' activité EROD et la distance du sitede capture du poisson par rapport au point de rejet de l' effluent. Cela suggère que lessites de capture des individus ne sont pas nécessairement représentatifs des sitesd'alimentation et conséquemment des niveaux d' activité EROD tels qu'induits parl'ingestion de proies trophiquement liées à la MOPPE. En ce qui a trait aux cassures desbrins d'ADN, seule une relation avec la distance du site de capture du poisson parrapport au point de rejet de l'effluent a pu être établie, ce qui suggère que l'expositiondirecte des poissons à la contamination serait plus importante que la voie trophique pourinduire des dommages à l'ADN.Cette étude constitue une première démonstration que le réseau trophique du fleuveSaint-Laurent, entre Beauharnois et le lac Saint-Pierre, est largement influencé par laMOPPE provenant de l'effluent de la CUM, et ce, à l'apex du réseau trophique, chez desindividus adultes, de deux grandes espèces de poissons mobiles et piscivores. Égalementnos résultats ont démontré pour la première fois qu' il est possible de tracer des effetsphysiologiques de l'exposition trophique aux contaminants, chez des grandes espèces depoissons mobiles et piscivores à l' aide de la signature isotopique de l'azote (δ15N)