Cours 8 - Effets sublétaux Flashcards
Que se passe-t-il si on se concentre sur un seul niveau d’organisation en écotoxicologie?
Mène à une vision trop étroite des phénomènes écotoxicologiques et à un manque de pouvoir prédictif à d’autres niveaux.
Les effets sublétaux sont des ?
Effets adverses au fitness de l’individu.
Sur quoi agissent les effets sublétaux?
- Croissance
- Reproduction
- Comportement
- Développement
Vrai ou Faux: Les modifications aux niveaux moléculaire, cellulaire et histologique causées par les contaminants ont des conséquences sur l’individu.
Vrai.
Vrai ou Faux: Les effets sublétaux sont plus faciles à quantifier que les biomarqueurs moléculaires, cellulaires et histologiques.
Faux, ils sont plus difficiles à quantifier.
Pourquoi utilise-t-on les effets sublétaux des contaminants comme biomarqueur alors qu’ils sont difficiles à quantifier?
Ils sont important pour déterminer les conséquences sur le fitness de l’individu.
Qu’est-ce que le fitness darwinien?
- La capacité d’un individu de transmettre ses gènes.
- Il doit vivre à maturité sexuelle pour propager ses gènes et ses descendants doivent être viables et pouvoir transmettre leurs gènes.
Vrai ou Faux: Les effets sublétaux surviennent à des doses de contaminants supérieures à celles causant la mort somatique.
Faux, ils suviennent à des doses inférieures.
Qu’est-ce que la mortalité écologique?
- La mortalité qui peut venir suite aux effets sublétaux, les contaminants peuvent influencer le comportement des individus.
- Par exemple, un méné. Sa capacité de fuir un prédateur (effet sublétal) diminue en fonction de son exposition aux contaminants.
- Ce qui mène à une mortalité écologique si on a plusieurs de ces individus qui sont soumis à cet effet, au final, on va avoir un effet sur la population.
Quelle est la signification du stress dans un contexte d’écotoxicologie?
Il fait référence à une réponse à un facteur dommageable, pouvant agir à tout niveau d’organisation.
Qu’est-ce que le stress selyain?
- Stress au niveau de l’individu.
- Réponse non-spécifique visible à l’échelle d’un organisme, du corps qui tente de rétablir l’homéostasie.
Sur quels aspects d’un organisme peut-on voir des effets sublétaux?
- Croissance
- Développement
- Reproduction
- Physiologie
- Immunologie
- Comportement
Vrai ou Faux: La croissance est souvent choisie comme variable-réponse pour les effets sublétaux.
Vrai.
Pourquoi la croissance est souvent choisie comme variable-réponse pour les effets sublétaux?
- Facile à mesurer
- Intègre des effets biochimiques et physiologiques
Quels sont les 3 modèles utilisés pour établir la relation entre la dose de contaminants et la croissance (relation dose-réponse)?
- Modèle linéaire sans seuil
- Modèle avec seuil
- Modèle diphasique (hormèse)
Que montre les modèles linéaire sans seuil et avec seuil en ce qui trait à la relation dose-réponse?
Diminution de la croissance avec l’exposition au contaminant.
Que montre le modèle diphasique en ce qui trait à la relation dose-réponse?
- Augmentation de la croissance à faibles doses puis réduction.
- On va voir un effet bénéfique du contaminant sur la croissance qu’on mesure.
Que montre le modèle linéaire sans seuil dans le cas de la croissance?
- L’organisme n’est pas capable de lutter contre le contaminant.
- On ne considère pas la période de régulation.
Que montre le modèle avec seuil dans le cas de la croissance?
- Étape où l’organisme est capable de lutter contre les effets d’un agent du contaminant.
- Il conserve son homéostasie.
De quelle manière la réponse hormétique a-t-elle été découverte?
Découverte grâce à la diminution des limites de détection et à l’utilisation d’études temporelles.
Vrai ou Faux: La réponse hormétique est applicable à la croissance, la cognition et la reproduction.
Faux, applicable à la croissance, la cognition et la longévité.
Quelles sont les 2 phases de la réponse hormétique?
- À faibles doses : surcompensation de l’organisme face à une stimulation qui perturbe l’homéostasie.
- À doses croissantes : toxicité induite à l’individu et à ses tissus (on voit les effets des contaminants).
Les contaminants affectent le développement de ?
- Embryon
- Foetus
- Stades de développement précoces comme larves et juvéniles
Quelles sont les conséquences de l’effet des contaminants sur le développement des organismes?
- Déformations anatomiques
- Déficiences fonctionnelles (lorsqu’il y a prolifération de cellules)
- Croissance ralentie
Comment appelle-t-on les contaminants qui peuvent affecter le développement d’un organisme?
Tératogènes ou toxicité du développement.
Quel type de réponse observe-t-on dans le cas des contaminants qui affectent le développement des organismes?
Généralement une réponse avec seuil : les contaminants doivent atteindre une certaine concentration critique pour agir.
Pour quelle raison observe-t-on une réponse avec seuil pour les contaminants qui affectent le développement?
Dû aux mécanismes de réparation et de restauration puissants de l’embryon.
Comment agissent les tératogènes?
Ils interfèrent avec:
- Empreinte parentale
- Mitose
- Transcription et traduction
- Transmission de signaux intra et intercellulaires
- Activité enzymatique
Quelles sont les conséquences des tératogènes sur les individus?
- Interactions cellulaires anormales
- Migration
- Croissance ou mort cellulaire inapropriée
Vrai ou Faux: Les effets tératogènes survenant plus tard dans le développement sont en général plus délétères que ceux qui surviennent plus tôt.
Faux, c’est l’inverse.
Les effets tératogènes qui surviennent plus tôt dans le développement sont plus délétères que ceux qui arrivent plus tard.
Pourquoi les effets tératogènes qui surviennent le plus tôt dans le développement sont les plus délétères?
Ils affectent les cellules avant leur différenciation.
Qu’est-ce qu’un oedème péricardiaque?
Accumulation de fluides dans le sac entourant le coeur.
Dans l’expérience des effets des HAP sur le péricarde du poisson zèbre en développement, pourquoi les 2 HAP ont une réponse différente?
- Le benzoapyrène a une plus grande affinité pour le récepteur AHR (induit la transcription des CYP de la phase I).
- Si plus grande affinité pour le AHR, ça amène une plus grande production de CYP et une meilleure gestion du contaminant.
Vrai ou Faux: Il est important de considérer plus d’un niveau d’organisation quand on regarde l’effet des contaminants.
Vrai.
Pourquoi l’effet du méthylmercure est transitoire sur la capture de proies chez la larve du chaquemort?
- Le méthylmercure cause un retard de développement, mais pas des effets qui sont définitifs.
- Ça ralentit l’apprentissage, au final, les individus qui sont contaminés vont ultimement atteindre le plateau un peu plus tard.
Les problème reproductifs sont souvent les preuves de ?
Diminution écotoxicologique du fitness les plus utiles.
Quels sont les différents problèmes reproductifs causés par les contaminants qui affectent la reproduction?
- Différenciation sexuelle
- Imposex (masculinisation des femelles)
- Survie des jeunes
- Asynchronie des périodes de reproduction
Que font certains polluants organiques tels que les estrogènes, les xénobiotiques et les organochlorés?
Imitent l’estrogène en liant des gènes répondant aux récepteurs à l’oestrogène.
Quelle est la conséquence des polluants organiques sur la détermination sexuelle dépendante de la température chez les tortues?
Les oeufs à 26 degrés qui sont supposés se développer en mâles, se développent en femelles.
Vrai ou Faux: Si tous les individus sont du même sexe, cela augmente le risque de mortalité écologique.
Vrai.
Quel est l’effet des polluants organiques sur les gastéropodes?
- Augmentation du contaminant dans les tissus, on a une augmentation du pénis chez les femelles gastéropodes.
- Masculinisation des femelles qui sont exposées aux contaminants.
En quoi les altérations physiologiques sont utiles en ce qui trait aux contaminants?
Indicatrices du mode d’action du contaminant ou d’une capacité homéostatique diminuée.
Nomme-moi des exemple d’altérations physiologiques.
- Inhibition d’enzyme
- Altération de la production hormonale
- Perturbation des chaînes de transfert d’électrons
- Régulation osmotique
- Excrétion d’urine
- Transpiration végétale
L’acétylcholine est un ?
Neurotransmetteur synaptique, sécrété par la cellule synaptique uniquement lorsque les concentrations sont faibles.
Vrai ou Faux: L’acétylcholinestérase est l’enzyme responsable de produire de l’Ach au niveau synaptique.
Faux, elle est responsable de dégrader les excès d’Ach.
Fait la gestion des concentrations d’Ach qui se trouve entre 2 synapses.
Quel type de contaminants peuvent inhiber l’acétylcholinestérase et empêcher la neurotransmission?
Insecticides (carbamates, organophosphates).
Comment se passe le cycle de production de l’Ach en présence d’inhibiteurs de l’acétylcholinestérase?
- Ach sort de la pré-synpase.
- Ach va vers la post-synpase.
- Présence des inhibiteurs de l’acétylcholinestérase qui empêchent la séparation de l’Ach en acétate et choline.
- Le cycle ne peut pas reprendre, donc baisse de la production d’Ach.
Quelles sont les conséquences des inhibiteurs de l’acétlcholinestérase?
Ils affectent:
- Respiration
- Mouvement musculaire
- Sens
- Alimentation
Vrai ou Faux: La glande thyroïde est la glande majeure du système endocrinien.
Vrai.
Quel est le rôle des hormones thyroïdiennes T3 et T4?
Jouent un rôle-clé dans le métabolisme d’un organisme.
T3 = ? T4 = ?
T3 = Triodothyronine T4 = Thyroxine
Est-ce que la thyroïde peut être perturbée par les contaminants?
Oui, elle peut être perturbée par les polluants organiques qui affectent la physiologie de l’organisme.
Vrai ou Faux: il existe une relation entre la présence de DDE et la diminution de la production de T3.
Faux, relation entre la présence de DDE et l’augmentation de la production de T3.
Chez quels organismes les effets sublétaux des contaminants sont souvent évalués? Pourquoi?
Chez les plantes, car les métaux lourds peuvent interférer avec la photosynthèse en se liant à la chlorophylle à la place du Mg.
Qu’est-ce que la chlorophylle?
Pigmente qui absorbe la lumière et transfère l’énergie à la chaîne photosynthétique.
Quelle est la particularité du complexe métaux lourds-chlorophylle chez la plante?
- Il ne permet pas de transférer l’énergie de manière aussi efficace à la chaîne de transfert d’électrons à cause de l’absorbance è une longueur d’onde différente.
- Cause des altérations physiologiques et métaboliques à la plante (chlorose).
Vrai ou Faux: La chlorose peut être une conséquence de la présence de métaux lourds chez une plante.
Vrai.
Qu’est-ce que la chlorose?
Décoloration de feuilles par manque de chlorophylle.
Vrai ou Faux: Les contaminants peuvent altérer la capacité du système immunitaire d’un organisme à répondre à des antigènes ou maladies.
Vrai.
Quel est le mode d’action des contaminants qui altèrent le système immunitaire?
Moins bonne habileté des cellules immunitaires à détecter et éliminer des antigènes ou pathogènes.
Quelles ont été les conséquences du BPC sur les phoques?
- Diminution de l’activité des lymphocytes NK
- Diminution de l’abondance de lymphocytes T et de cellules B
- Diminution de la réponse immunitaire suite à la vaccination contre la rage
Quelles ont été les conséquences du BPC et DDE sur la réponse immunitaire des goélands bourgmestres?
- Augmentation dans le nombre de leucocytes avec l’exposition aux polluants (leucocytes inefficaces, donc production +++)
- Réponse diminuée aux vaccins
Pourquoi la diminution de la réponse immunitaire est dangereuse pour les goélands?
- Ces individus vivent en colonies et grégarisme.
- Augmente beaucoup plus les risques d’épidémies et d’avoir une infection généralisée.
Qu’est-ce que la toxicité comportementale?
Les effets sublétaux des contaminants chez les animaux provoquent des changements dans le comportement.
Pourquoi la toxicologie comportementale est peu intégrée aux analyses de risque?
- Données très qualitatives
- Grande variabilité dans les données
- Manque de réalisme de laboratoire
La toxicologie comportementale reste utile lorsqu’elle est combinée à d’autres variables écotoxicologiques comme d’autres effets sublétaux.
Quels sont les comportements les plus fréquemment utilisés comme variables-réponses à la contamination?
- Préférence/Évitement
- Niveau d’activité
- Alimentation
- Performance
- Apprentissage
- Prédation
- Compétition
- Comportement reproductif
- Interactions sociales
Nomme-moi un exemple qui illustre le comportement de préférence/évitement provoqué par les contaminants.
Les Salmonidés sont très sensibles à des augmentations de température.
- Sans contaminant: Restent dans les zones plus fraîches.
- Avec contaminant: Lorsque leur comportement change et qu’ils deviennent plus attirés vers les milieux chauds, ils sont moins bien adaptés à ces températures.
Nomme-moi un exemple qui illustre un changement dans le niveau d’activité par les contaminants.
Augmentation de l’hyperactivité des crabes, ils creusent beaucoup plus de nids dans le sable, mène à un épuisement ou dépense d’énergie non nécessaire.
Nomme-moi un exemple qui illustre un comportement d’alimentation modifié par les contaminants.
Effets des pluies acides sur le comportement alimentaire des poissons.
Sans contaminant: Le comportement d’alimentation est relativement stable et beaucoup moins élevé.
- Avec contaminant: Le comportement d’alimentation est plus élevé et beaucoup plus irrégulier.
Nomme-moi un exemple qui illustre un comportement de performance altéré par les contaminants.
Patrons de nage qui diffèrent dépendamment de l’exposition à différents contaminants.
Nomme-moi un exemple qui illustre un comportement d’apprentissage altéré par les contaminants.
- Sans contaminant: Dans le temps, les abeilles vont voir de plus en plus de fleurs, donc augmentation de l’efficacité de la colonie par la transmission de l’information.
- Avec contaminant: L’apprentissage ne semble pas se faire.
Nomme-moi un exemple qui illustre un comportement de prédation altéré par les contaminants.
Les poissons se tiennent en bacs donc moins ciblés par les prédateurs.
- Sans contaminant: Les individus tentent de fuir le prédateur et ceux qui sont dans le contrôle, ils reviennent se regrouper.
- Avec contaminant: Le temps pour revenir est beaucoup plus lent, donc plus susceptibles à la prédation.
Nomme-moi un exemple qui illustre un comportement de compétition altéré par les contaminants.
- Contaminants peuvent avoir des effets au niveau du broutage ou de la filtration des copépodes.
- Provoque des changements au niveau de la dynamique trophique.
- Effets tout le long de la chaîne alimentaire.
Nomme-moi un exemple qui illustre un comportement reproductif modifié par les contaminants.
Les femmes qui sont exposés à des plus grandes sources de plomb voient leur libido diminuer.
Nomme-moi un exemple qui illustre des interactions sociales qui sont modifiées par les contaminants.
- Cd diminue l’agressivité des poissons lorsqu’ils vivent ensemble.
- Le Zn ou le Ni augmentent l’agressivité des poissons lorsqu’ils vivent ensemble.
Quelle est l’utilité des marqueurs de toxicité du comportement?
Observations souvent qualitatives, mais effet direct sur le fitness des individus, souvent observables à de faibles concentrations.
Comment étudier les effets sublétaux des contaminants chez les organismes?
- Importance de bien développer les protocoles expérimentaux
- S’assurer du réalisme des études
- Règle des 3 R pour études avec animaux
Quels sont les différents seuils (3) utilisés en écotoxicologie?
- CL50 : concentration causant la mortalité de 50% de la population (létalité)
- NOEC : concentration la plus élevée ne produisant aucun effet mesurable sur l’organisme
- LOEC : concentration la plus faible qui produit un effet mesurable sur l’organisme
Quelle méthode peut-on utiliser pour obtenir la CL50?
Utilisation de régressions linéaires.
Quelle méthode peut-on utiliser pour trouver NOEC et LOEC?
Utilisation de tests d’hypothèses (ANOVA).
Qu’est-ce que la biorémédiation?
Utilisation d’organismes vivants pour dégrader ou transformer des contaminants d’un site, dans le site ou après le transport vers un site de traitement.
Comment est défini un site contaminé selon le gouvernement fédéral?
- Contient des substances qui posent ou qui sont susceptibles de poser un risque pour la santé humaine ou l’environnement.
- Site où des substances se retrouvent en concentrations supérieures aux niveaux naturels ou dépassent les seuils indiqués dans les politiques et règlements applicables.
- Sites en milieu urbain et en zones éloignées.
Vrai ou Faux: La rémédiation des sites contaminés est très coûteuse.
Vrai.
Quel pourcentage de la superficie de l’île de Montréal représente les sites contaminés?
Environ 5%.
Comment nettoyer les sites contaminés?
- Gestion physique des sites contaminés
- Biorémédiation
Que comprend la gestion physique des sites contaminés?
- Traitements chimiques
- Excavation
- Enfouissement
- Incinération
Quels sont les désavantages de la gestion physique des sites contaminés?
- Coût élevé
- Risques environnementaux
- Milieux lacustres? Qu’est-ce qu’on fait au niveau des lacs.
Quels sont les avantages de la biorémédiation?
- Moins coûteux
- Traiter plusieurs contaminants à la fois
- Traitement de sites qu’on ne peut excaver
- Dégradation plutôt que dispersion des contaminants
Quel est le désavantage de la biorémédiation?
Fraction résiduelle.
On voit apparaître des métabolites, nouvelles molécules qui apparaissent suite à la dégradation des premières qui sont souvent plus toxiques que les premières, donc on doit pouvoir les gérer.
La phytorémédiation est ?
Technologies à base de plantes naturelles ou génétiquement modifiées visant à décontaminer un environnement pollué.
Pour quels contaminants la phytorémédiation s’applique?
- Contaminants organiques (HAP, BPC, organochlorés, antibiotiques)
- Métaux
Quelles techniques comprend la phytorémédiation?
- Phytovolatilisation
- Phytodégradation
- Phytostabilisation
- Phytoextraction
- Rhizofiltration
Qu’est-ce que la phytovolatilisation?
Extraction de contaminants volatils des sols vers les organes aériens, puis transpiration vers l’atmosphère pour les diluer.
La phytodégradation est ?
Absorption du contaminant et dégradation dans les tissus de la plante (déhalogénase, oxygénase).
Vrai ou Faux: La phytovolatilisation est associée aux contaminants organiques volatils.
Vrai.
La phytodégradation d’applique aux ?
Microorganismes du sol (souvent champignons qui font une symbiose au niveau des racines des plantes).
Qu’est-ce que la phytostabilisation?
Plantation d’arbres/plantes qui diminuent la percolation de l’eau dans le sol, limitant la dispersion des contaminants. Ainsi, on stabilise le sol.
La phytoextraction est ?
Absorption du contaminant par la plante, translocation vers les organes pouvant être récoltés (pousses, racines).
Vrai ou Faux: La phytoextraction est utilisée seulement pour absorber les contaminants compris dans le sol.
Faux, pour les contaminants compris dans l’eau et dans le sol.
Qu’est-ce que la rhizofiltration?
Extraction de contaminants du sol ou d’eaux souterraines, séquestration dans les racines (possibilité de phytoextraction).
Quelles sont les différences entre les plantes hyperaccumulatrices et les plantes à croissance rapide?
Plantes hyperaccumulatrices: accumulent des quantités importants de métaux dans leurs tissus.
Plantes à croissance rapide: bonne colonisation du milieu, beaucoup de biomasse, récolte des plantes plus facile, impact visuel rapide
L’utilisation des plantes hyperaccumulatrices serait surtout applicable à quelle méthode de phytoremédiation?
Phytoextraction.
Quels sont les avantages de la phytorémédiation?
- Peuvent traiter plusieurs contaminants à la fois (organiques, inorganiques)
- Pas de sites de dépôts nécessaires
- Pas d’équipement spécialisé, facile à implanter
- Impact visuel positif
- Coût modique
Quels sont les désavantages pour l’utilisation de la phytoremédiation?
- Dépend de la profondeur du système racinaire
- Risque à la biodiversité (espèces invasives)
- Propagation des contaminants aux herbivores
- Processus long
- Hautement dépendant du climat
Chaque année, il tombe 119 000 km3 de précipitations. De ce volume:
1) Quel pourcentage s’évapore?
2) Quels pourcentage circule?
1) 61% s’évapore vers le cycle de l’eau
2) 39% circule à la surface de la planète
Quel est le problème avec l’urbanisation face à la phytorémédiation des eaux?
L’urbanisation recouvre beaucoup de sols naturels de surfaces artificielles impénétrables -> Risque accru d’inondations, transport des contaminants
Vrai ou Faux: L’écoulement des eaux depuis les autoroutes est une source de contamination majeure pour les eaux souterraines.
Faux, pour les eaux de surface.
Qu’utilise-t-on pour remédier à la contamination des eaux de surface par l’écoulement des eaux depuis les autoroutes?
Utilisation de marais filtrants pour phytorémédier.
Qu’est-ce que la mycorémédiation?
Capacité des mycètes à dégrader la matière organique peut aussi leur permettre de dégrader une grande gamme de contaminants organiques.
Pourquoi dit-on que les mycètes sont parmi les décomposeurs de matière les plus efficaces?
Dû au mycélium capable de libérer des enzymes et acides dans le milieu extracellulaire pour décomposer la lignine de la cellulose.
Vrai ou Faux: Les mycètes ont la capacité de dégrader des mélanges complexes tel que du pétrole brut.
Vrai.
Vrai ou Faux: La combinaison d’approches en biorémédiation est moins efficace que l’utilisation d’une approche seule.
Faux, elle est plus efficace.
Quel est le mélange le plus efficace en biorémédiation?
Compost, saule et champignons qui est le mélange le plus efficace.
Lorsqu’on voit un effet positif d’une méthode en biorémédiation, est-il facile ou difficile de définir quel acteur est responsable?
Difficile.
