Premières observations sur la croissance des moules (Mytilus galloprovincialis Lmk) dans l'étang du Prévost

From 1972, oysters and mussels culture was introduced into a little lagoon of Languedoc, the lake of the Prévost. The principal geographic and hydrologic features of this lake are laid out . Then, the mussels growing (Mytilus galloprovincialis) from June 1973 to April 1974 is described.

β-N-methylamino-l-alanine (BMAA) and isomers: Distribution in different food web compartments of Thau lagoon, French Mediterranean Sea

The neurotoxin BMAA (β-N-methylamino-l-alanine) and its isomer DAB (2,4-diaminobutyric acid) have been detected in seafood worldwide, including in Thau lagoon (French Mediterranean Sea). A cluster of amyotrophic lateral sclerosis (ALS), a neurodegenerative disease associated with BMAA, has also been observed in this region. Mussels, periphyton (i.e. biofilms attached to mussels) and plankton were sampled between July 2013 and October 2014, and analyzed using HILIC-MS/MS. BMAA, DAB and AEG (N-(2-aminoethyl)glycine) were found in almost all the samples of the lagoon. BMAA and DAB were present at 0.58 and 0.83, 2.6 and 3.3, 4.0 and 7.2 μg g−1 dry weight in plankton collected with nets, periphyton and mussels, respectively. Synechococcus sp., Ostreococcus tauri, Alexandrium catenella and eight species of diatoms were cultured and screened for BMAA and analogs. While Synechococcus sp., O. tauri and A. catenella did not produce BMAA under our culture conditions, four diatoms species contained both BMAA and DAB. Hence, diatoms may be a source of BMAA for mussels. Unlike other toxins produced by microalgae, BMAA and DAB were detected in significant amounts in tissues other than digestive glands in mussels.

High resolution mass spectrometry for quantitative analysis and untargeted screening of algal toxins in mussels and passive samplers

Measurement of marine algal toxins has traditionally focussed on shellfish monitoring while, over the last decade, passive sampling has been introduced as a complementary tool for exploratory studies. Since 2011, liquid chromatography-tandem mass spectrometry (LC-MS/MS) has been adopted as the EU reference method (No.15/2011) for detection and quantitation of lipophilic toxins. Traditional LC-MS approaches have been based on low-resolution mass spectrometry (LRMS), however, advances in instrument platforms have led to a heightened interest in the use of high-resolution mass spectrometry (HRMS) for toxin detection. This work describes the use of HRMS in combination with passive sampling as a progressive approach to marine algal toxin surveys. Experiments focused on comparison of LRMS and HRMS for determination of a broad range of toxins in shellfish and passive samplers. Matrix effects are an important issue to address in LC-MS; therefore, this phenomenon was evaluated for mussels (Mytilus galloprovincialis) and passive samplers using LRMS (triple quadrupole) and HRMS (quadrupole time-of-flight and Orbitrap) instruments. Matrix-matched calibration solutions containing okadaic acid and dinophysistoxins, pectenotoxin, azaspiracids, yessotoxins, domoic acid, pinnatoxins, gymnodimine A and 13-desmethyl spirolide C were prepared. Similar matrix effects were observed on all instruments types. Most notably, there was ion enhancement for pectenotoxins, okadaic acid/dinophysistoxins on one hand, and ion suppression for yessotoxins on the other. Interestingly, the ion selected for quantitation of PTX2 also influenced the magnitude of matrix effects, with the sodium adduct typically exhibiting less susceptibility to matrix effects than the ammonium adduct. As expected, mussel as a biological matrix, quantitatively produced significantly more matrix effects than passive sampler extracts, irrespective of toxin. Sample dilution was demonstrated as an effective measure to reduce matrix effects for all compounds, and was found to be particularly useful for the non-targeted approach. Limits of detection and method accuracy were comparable between the systems tested, demonstrating the applicability of HRMS as an effective tool for screening and quantitative analysis. HRMS offers the advantage of untargeted analysis, meaning that datasets can be retrospectively analysed. HRMS (full scan) chromatograms of passive samplers yielded significantly less complex data sets than mussels, and were thus more easily screened for unknowns. Consequently, we recommend the use of HRMS in combination with passive sampling for studies investigating emerging or hitherto uncharacterised toxins.

Mortalités de moules bleues dans les Pertuis Charentais: description et facteurs liés – MORBLEU

Depuis 2014, des surmortalités anormales affectent les cheptels mytilicoles tant adultes que juvéniles avec des mortalités massives pouvant atteindre 100% (Béchemin et al. 2015). Les objectifs généraux de ce projet sont d’identifier des facteurs potentiellement corrélés avec les mortalités de moules observées dans les Pertuis Charentais: facteurs environnementaux biotiques, abiotiques et hydrodynamiques) et facteurs intrinsèques aux animaux (traits d'histoire de vie, qualité cytogénétique et physiologie). Après une introduction bibliographique complète, différentes questions sont ici abordées. 1. Historique des mortalités 2014-2015 ? Grâce { différentes sources d’information nous avons pu retracer les évènements de mortalités de 2014 et 2015 et valider l’échantillonnage réalisé en 2015 dans Morbleu (au niveau temporel et spatial). 2. Les mortalités 2014 et 2015 sont-elles exceptionnelles ? Existe-t-il un lien avec les fluctuations environnementales ? Pour cela, nous avons porté un regard rétrospectif sur 15 années de données acquises dans les réseaux portés par Ifremer afin de définir un niveau de mortalité « anormale » et d’explorer de potentiels liens avec les fluctuations environnementales. Nous avons pu observer que (1) les épisodes de mortalités de 2014 et 2015 peuvent être qualifiés d’exceptionnels, (2) ils sont survenus dans des conditions climatiques plutôt chaudes et pluvieuses associées à des indices de diversité phytoplanctoniques bas (nombre de taxons et équilibre quantitatif entre ces taxons). 3. Dans quelles conditions les mortalités de moules sont-elles survenues en 2015 ? Nous présentons ici dispositif mis en place sur nos 4 sites ateliers (Filière, Boyard, Eperon et Loix) et l’ensemble des échantillons et mesures collectées (environnement abiotique ou biotique, ou connectivité hydrodynamique des masses d’eaux). Cette action de recherche a nécessité 16 campagnes et aboutit à la bancarisation de 805 échantillons, certains prévelés au cours des mortalités observées sur les animaux déployés. Les mortalités observées en 2015 sont survenues dans un contexte environnemental abiotique différent de celui observé en 2014 (absence de dessalure comparable à celles observées en 2014, différence dans la contribution relative des fleuves aux masses d’eau). Néanmoins, les conditions hydrodynamiques et la connectivité entre les sites du Pertuis Breton et les côtes vendéennes sont quant à elle comparables entre ces 2 années. 4. Quelle(s) ont été la(les) espèce(s) ou population(s) de moules affectée(s) ? Différentes espèces et populations étant présentes sur les côtes française, nous avons cherché à préciser les ascendances génétiques sur des animaux moribonds et vivants prélevés (MORBLEU et mortalité déclarées MYTILOBS-2). Pour 99% d’entre eux, les animaux analysés ont pu être affiliés au fond génétique M. edulis européen du Golf de Gascogne. Toutefois la présence d’ascendance trossulus sur certains individus est à considérer. Avec les marqueurs utilisés, aucune différence génétique entre les animaux moribonds et survivants n’a pas être observée, les mortalités touchant certains hybrides edulis/galloprovincialis en proportion identique à celle de M. edulis. 5. Quelle était la qualité cytogénétique des animaux en 2015 ? Pourrait-il exister un lien avec les mortalités observées ? Nous avons échantillonné des animaux prélevés sur 7 sites mytilicoles avant et après la mortalité de l’année 2015. Les analyses de la qualité cytogénétique de ces animaux est toujours en cours. 6. Ces animaux étaient-ils dans des conditions physiologiques particulières ? des échantillons de moules vivantes, collectés avant, après et au cours des mortalités, sur des sites impactés et peu/pas impactés ont été analysés par une approche transcriptomique à haut débit (RNA-seq). L’échantillonnage 2015 ayant été tardif dans l’année (prélèvements jusqu’en juillet 2015), la réalisation de l’approche transcriptomique a été retardée. Le traitement des données de séquençage est encore en cours d’analyse. Ainsi cette année nous a permis (1) de confronter les données environnementales à 15 années de mesures, (2) de mettre en place un dispositif et d’échantillonner au cours d’un épisode de mortalité, (3) de préciser le fond génétique des animaux affectés. Cependant les prélèvements ayant été tardifs, de nombreuses analyses sont encore en cours de traitement.

Determination of thresholds in marine molluscs as an alternative to the Environmental Quality Standards in marine water defined in the Water Framework Directive

The Water Framework Directive (WFD) establishes Environmental Quality Standards (EQS) in marine water for 34 priority substances. Among these substances, 25 are hydrophobic and bioaccumulable (2 metals and 23 organic compounds). For these 25 substances, monitoring in water matrix is not appropriate and an alternative matrix should be developed. Bivalve mollusks, particularly mussels (Mytilus edulis, Mytilus galloprovincialis), are used by Ifremer as a quantitative biological indicator since 1979 in France, to assess the marine water quality. This study has been carried out in order to determine thresholds in mussels at least as protective as EQS in marine water laid down by the WFD. Three steps are defined: - Provide an overview of knowledges about the relations between the concentrations of contaminants in the marine water and mussels through bioaccumulation factor (BAF) and bioconcentration factor (BCF). This allows to examine how a BCF or a BAF can be determined: BCF can be determined experimentally (according to US EPA or ASTM standards), or by Quantitative Activity-Structure Relationship models (QSAR): four equations can be used for mussels. BAF can be determined by field experiment; but none standards exists. It could be determined by using QSAR but this method is considered as invalid for mussels, or by using existing model: Dynamic Budget Model, but this is complex to use. - Collect concentrations data in marine water (Cwater) in bibliography for those 25 substances; and compare them with concentration in mussels (Cmussels) obtained through French monitoring network of chemicals contaminants (ROCCH) and biological integrator network RINBIO. According to available data, this leads to determine the BAF or the BCF (Cmussels /Cwater) with field data. - Compare BAF and BCF values (when available) obtained with various methods for these substances: BCF (stemming from the bibliography, using experimental process), BCF calculated by QSAR and BAF determined using field data. This study points out that experimental BCF data are available for 3 substances (Chlorpyrifos, HCH, Pentachlorobenzene). BCF by QSAR can be calculated for 20 substances. The use of field data allows to evaluate 4 BAF for organic compounds and 2 BAF for metals. Using these BAF or BCF value, thresholds in shellfish can be determined as an alternative to EQS in marine water.

Eléments de connaissance sur la mortalité et la reproduction de la moule bleue (Mytilus edulis) sur la façade atlantique

Ce document s’inscrit dans le cadre de la problématique des mortalités de moules bleues sur les côtes françaises depuis l’hiver 2014. Il a été conçu comme une contribution aux projets Morbleu (projet de recherche) et Mytilobs (observatoire national sur les traits de vie de la moule). D’un point de vu historique, depuis le début du 20ème siècle, le principale « ennemi » de la moule reste la météo et en particulier, les tempêtes. Une seule crise de mortalité, majeure, est survenue en 1960-61 dans le pertuis Breton. Elle résulte d’une interaction entre le parasite mytilicola intestinalis et des conditions drastiques d’élevage sur bouchots dans la baie de l’Aiguillon. L’évaluation des mortalités de moules est difficile du fait des pratiques d’élevage et des pertes qui en résultent. Lorsque la crise survient en 2014, l’investigation scientifique s’appuie à la fois sur des déclarations (professionnels), des constats (DDTMs), des saisines (Repamo) et des mesures (réseau Mytilobs). L’intensité des mortalités, variable selon les sites et les années (2014 et 2015) est comparée à un référentiel de mortalités issu d’un réseau régional de suivi des mortalités de moules en paniers (Remoula, 2000-2010). En février 2014, les mortalités surviennent dans le pertuis Breton et s’étendent en quelques mois vers le sud (pertuis d’Antioche) et vers le Nord (Côte de Noirmoutier et Baie de Bourgneuf). Les simulations hydrodynamiques montrent la connectivité spatio-temporelle entre le site d’émergence des mortalités et les sites touchés quelques semaines plus tard. Alors qu’il existe plusieurs génomes de Mytililus edulis et des populations hybrides (entre Mytililus edulis et Mytilus galloprovincialis) sur les cotes de la France, seul le génome Mytililus edulis de la cote atlantique semble au départ concerné par ces mortalités. La quasi simultanéité d’occurrence d’épisodes de mortalités de moules en Rade de Brest (en hiver 2014), et sur les gisements profonds de la cote Est du Cotentin (dès le printemps 2014) reste aujourd’hui une énigme scientifique. Lorsque les mortalités surviennent en 2014 et lors de leur reprise en 2015, les moules sont en période de reproduction. Ce rapport synthétise également des résultats acquis sur la reproduction de Mytilus edulis sur la cote atlantique (Arcachon et Pertuis Charentais).