MACROTOX - Empreinte de la pression chimique toxique sur l’évolution actuelle des communautés de macroinvertébrés des cours d’eau nationaux.

Objectifs

L’objectif global de cette thèse est de caractériser les effets spécifiques de la contamination chimique sur la diversité des macroinvertébrés des cours d’eau nationaux en mettant en regard les suivis taxonomiques des réseaux de surveillance avec des indicateurs d’écotoxicologie in situ issus de la biosurveillance active. Ces nouveaux indicateurs quantifient l’exposition à différentes substances et la toxicité du cocktail environnemental. Ce but global se décline en plusieurs sous-objectifs :

1.       Identifier les patrons taxonomiques à l’échelle nationale associés à la contamination chimique selon le type de pression (agricole, urbaine, industrielle, naturelle).

2.       Étudier l’influence du contexte (géographique, climatique…) sur ces patrons de réponse à la pression chimique et identifier les interactions possibles, afin d’expliquer les différences territoriales observées.

3.       Ré-évaluer l’impact de la pression chimique, à l’aune des résultats spatiaux des points 1 et 2, sur des tendances temporelles des communautés d’invertébrés des stations observatoires du suivi long terme des effets de la restauration écologique du Rhône.

4.       Explorer les processus communautaires (érosion, remplacement, homogénéisation) qui sous-tendent la structuration régionale des communautés le long des gradients de pression chimique.

5.       Proposer une traduction fonctionnelle des changements taxonomiques observés et identifier les traits biologiques sélectionnés ou contre-sélectionnés en réponse à la pression chimique.

6.       Évaluer si ces changements fonctionnels induisent des changements de la vulnérabilité des communautés face aux autres pressions qui pèsent sur les milieux aquatiques.

Démarches

Le travail s’appuie sur l’opportunité récente de pouvoir combiner des suivis taxonomiques menés depuis 20 ans sur les réseaux de surveillance nationaux avec des indicateurs d’écotoxicologie in situ (gammares encagés), collectés de manière répétée sur plusieurs centaines de stations depuis 5 ans.

Ces deux types de données, auxquelles seront adjointes différentes informations environnementales, seront analysés par différentes approches de modélisation statistique à plusieurs échelles (nationale, hydroécorégions, bassins). Dans un premier temps, le but est de déterminer les changements dans les communautés de macroinvertébrés (richesse, abondances, composition) imputables aux différents types de pressions chimiques (agricoles, industrielles, urbaines…) en tenant compte du contexte environnemental.

Ces connaissances seront mobilisées pour tenter de mieux comprendre la diversité des dynamiques observées localement dans l’hydrosystème rhodanien à travers les données de suivis des macroinvertébrés réalisés lors d’actions de restauration dans le cadre du programme RhônEco.

Dans un deuxième temps, les métriques de beta-diversité seront également étudiées pour décrypter les processus de structuration régionale (remplacement d’espèces, homogénéisation) liés à la pression chimique.

Enfin, une approche basée sur les traits bio-écologiques des espèces permettra de traduire les changements taxonomiques en termes de diversité fonctionnelle afin de mieux comprendre l’influence et la direction des pressions de sélection sur ces traits et, in fine, sur la structuration et la composition fonctionnelle des communautés (ex : évaluation du degré de redondance fonctionnelle). L’hypothèse de remplacement d’espèces sensibles par des espèces fonctionnellement équivalentes tolérantes sera testée, et les valeurs de sensibilité aux stress (thermiques, chimiques…) mobilisées pour évaluer la vulnérabilité potentielle des communautés face aux changements environnementaux.

Contacts

Arnaud Chaumot (RiverLy)

David Eme (RiverLy)

Jeanne Thill (RiverLy)