Thèse : Plastiphysh - Etude de la contamination potentielle des plastiques issus de l’aquaculture par les microalgues toxiques et leurs phycotoxines, et leur impact

Date de clôture de réception de candidatures : 19/05/2025

Qui sommes-nous ?

Le projet de thèse est une collaboration entre quatre laboratoires disposant des ressources nécessaires pour réaliser les expériences et les analyses prévues. Vous participerez à des réseaux scientifiques tels que le GDR « Plastiques, Environnement, Santé », ISSHA (International Society for the Study of Harmful Algae), GDR OMER pour la présentation des résultats lors de conférences nationales et internationales.

Notre consortium est composé de Ifremer/PHYTOX (Z. Amzil directeur de thèse HDR, A. Caruana, co-encadrante), Ifremer/MARBEC (M.L. Bégout co-directrice de thèse HDR), ICGM (V. Lapinte HDR), UMR MARBEC (X. Cousin HDR, E. Masseret HDR).

- L'unité PHYTOX de l'Ifremer Nantes dispose d'une grande expertise et de nombreux équipements dans le domaine de la chimie des phycotoxines (LC-MS/MS, LC/HRMS…) et de l'écophysiologie de la production de toxines par les microalgues (salle de culture, Phyto-PAM, cytométrie en flux…).

- L’unité MARBEC étudie les effets physiologiques des microplastiques sur les espèces de poisson proposées dans cette thèse. La plateforme expérimentale marine de Palavas comprend les infrastructures expérimentales nécessaires à la production de poissons, de microplastiques et à leur exposition selon des méthodes précises et dans le respect des règles éthiques associées.

- L'ICGM de Montpellier (UMR 5253 CNRS) est spécialisé dans la chimie des matériaux, avec une attention particulière pour les plastiques : procédés de fabrication d'échantillons plastiques et leur caractérisation chimique (RMN, UV, FTIR, GPC, Maldi-Tof), physico-chimique (DSC, ATG, ATG-MS, angle de contact) et mécanique (tension, compression, DMA).

- L’UMR MARBEC (Université de Montpellier) étudie l’écologie, la biodiversité marine et ses usages. Elle dispose d'une expertise dans l'étude des microalgues toxiques et d'une collection de souches de microalgues toxiques méditerranéennes.

Quel est le sujet de la thèse ?

Les débris plastiques largement répandus dans l’environnement marin peuvent affecter l’écosystème de par leur toxicité via le relargage de constituants, l’adsorption et le transport de contaminants et de microorganismes pathogènes. Peu de connaissances sont à ce jour disponibles sur les interactions de ces débris plastiques avec les microalgues toxiques et leurs conséquences pour la chaîne trophique. A travers ce projet, vous étudierez : (i) l’innocuité ou la toxicité de certains plastiques disponibles dans les matériaux aquacoles sur des microalgues toxiques responsables des efflorescences nuisibles sur les côtes françaises ; (ii) le potentiel de vecteur des plastiques sélectionnés en fonction des capacités d’adhésion des microalgues et de leurs phycotoxines ; (iii) le transfert des phycotoxines aux larves/juvéniles de poisson via l’ingestion de plastiques contaminés, et l’impact synergique de ces contaminations sur les poissons ; iv) le rôle stimulant du  diméthylsulfure (DMS), produit également par les microalgues, dans l’ingestion des plastiques par les poissons.

Quelle sera votre mission ?

Ce projet s'inscrit dans les enjeux scientifiques « One health » et le thème Ifremer « Un océan sain et nourricier ». Les espèces HABs (Harmful Algal Bloom - responsables d’efflorescences d’algues nuisibles) et leurs phycotoxines ainsi que la pollution plastique constituent une menace pour la santé humaine et la vie marine en raison de leur contamination potentielle des produits de la mer et de leur accumulation dans la chaîne trophique. En outre, le plastique est susceptible d'être un vecteur pour les espèces HAB et leurs phycotoxines. Le projet vise à étudier la pression des polluants anthropogéniques tels que les plastiques sur la croissance et la physiologie des microalgues, et la combinaison du plastique et des phycotoxines sur la survie et le développement des larves de poisson. En effet, les travaux porteront sur les plastiques issus de l'aquaculture afin d'évaluer comment le matériel d'aquaculture peut induire un stress et un risque de contamination pour les espèces exploitées et pour l'écosystème. Les résultats apporteront des éléments de réponses sur les exigences et les solutions pour une pêche et une aquaculture durable.

 Votre mission consistera à répondre aux questions suivantes :

1 - Les plastiques issus de l'aquaculture peuvent-ils être toxiques pour les espèces de microalgues étudiées ?

2 - Les plastiques peuvent-ils fixer et transporter des espèces HAB et leurs phycotoxines et ainsi avoir un rôle de vecteur artificiel ?

3 – Les plastiques contaminés par des toxines affectent-ils les larves de poisson ?

4- L’ingestion des plastiques est-elle favorisée par le composé diméthylsulfure (DMS), également produit par les microalgues ?

Quelles seront vos activités ?

Vos activités seront regroupées en quatre tâches :

-Tâche 1 - Toxicité du plastique sur les microalgues. Afin de déterminer si les fragments de plastique ont un effet toxique ou bénéfique en tant que support pour la fixation des algues, des espèces de microalgues seront cultivées en présence de plastiques (bandelettes /particules) issus de l'aquaculture (PE, PA, PP). La croissance des algues et leur activité photosynthétique seront suivies afin d'évaluer leur survie et leur développement.

-Tâche 2 - Colonisation du plastique par les microalgues. Plusieurs souches de HABs non-axéniques telles que Alexandrium (pélagique), Vulcanodinium et/ou Ostreopsis (benthique) seront cultivées en présence de plastiques. En cas de développement de la culture en présence de plastique, l'adhésion des cellules algales sera suivie par l'observation des bandelettes de plastique au microscope.

- Tâche 3 - Adsorption des toxines sur les plastiques. La cinétique d'adsorption sur les plastiques (bandelettes et microparticules) sera testée en utilisant des étalons de toxines en solution dans l’eau de mer. Les analyses de toxines seront effectuées par LC-MS/MS (sous formes dissoutes et adsorbées sur le plastique). Certaines toxines ayant des propriétés chimiques différentes, provenant de microalgues toxiques pertinentes pour les eaux françaises, seront testées (ex. acide okadaïque ou pecténotoxines, pinnatoxines, saxitoxines et les palytoxines). Les surfaces plastiques seront caractérisées par des mesures de l'angle de contact, la microscopie TEM, l'intégrité du matériau par la chromatographie SEC, la spectroscopie FTIR et la DSC.

- Tâche 4 – Transfert de toxines aux poissons via les microplastiques (MP). Des expériences d'alimentation seront menées sur des larves/juvéniles, du modèle biologique Oryzias melastigma, ainsi que sur l'espèce aquacole méditerranéenne Dicentrarchus labrax. Des expositions de courte durée seront réalisées en nourrissant les larves avec des MP contaminés par des toxines en comparaison avec des MP vierges ou des toxines dissoutes sans MP. La sélection des MP et des toxines résultera de l'expérience de la tâche 3. La teneur en toxines dans le poisson sera mesurée par LC-MS/MS et les MP seront comptés pour déterminer l'ingestion de plastique. Pour évaluer l'influence du DMS sur l'ingestion des MP, la croissance, le comportement alimentaire et la nage seront analysés par vidéo-tracking lors de l'exposition des poissons à des MP vierges ou ayant adsorbé du DMS.

Comment se déroulera votre activité ?

• Activité à 100%
• Positionnement pendant deux ans au sein de l’Unité PHYTOX sur le Centre Atlantique de l’Ifremer à Nantes et une année entre la Plateforme Expérimentale Marine de Palavas et l’Institut Charles Gerhardt de Montpellier.

Rejoignez l'Ifremer pour un océan mieux compris, mieux protégé qui demeure un allié du bien-vivre sur la planète

Des abysses à la surface, de la côte au large, l’Ifremer est l’institut de recherche français entièrement dédié à l’Océan. Ses équipes mènent des recherches, innovent et produisent des expertises pour protéger l’océan, exploiter ses ressources de manière responsable et partager les données marines.

L’Ifremer apporte son expertise scientifique pour éclairer les politiques publiques et élabore des solutions puisées dans l’océan pour répondre aux enjeux de la transition écologique. Opérateur de la Flotte océanographique française avec sa filiale d’armement Genavir, l’Ifremer imagine, conçoit et déploie des moyens technologiques de pointe pour percer les mystères de l’océan.

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 www.ifremer.fr

Qui êtes-vous ?

• Formation Master 2
• Spécialisation en sciences biologiques marines, écophysiologie, écotoxicologie, biologie
• Intérêt pour les questions environnementales et la pollution plastique

Vous avez les compétences, connaissances et expériences suivantes :

• Expérimentations de laboratoire
• Expérimentations avec des organismes biologiques (végétal, animal),
• Microbiologie
• Chimie analytique
• Statistiques

Vous avez les qualités suivantes :

• Rigueur, curiosité, esprit de synthèse
• Excellente qualité rédactionnelle
• Autonomie et travail en équipe
• Bon niveau d’anglais