Co-exposition au mercure et aux microplastiques dans les réseaux trophiques aquatiques : état des connaissances et évaluation des risques

Introduction

Au cœur des préoccupations environnementales actuelles, les réseaux trophiques aquatiques subissent une pression croissante liée à la présence simultanée de contaminations multiples. Parmi ces polluants émergents, le mercure (Hg) et les microplastiques (MP) occupent une place prépondérante en raison de leur persistance, de leur bioaccumulation et de leurs effets adverses sur la santé des organismes aquatiques et l'ensemble de l'écosystème. Cette revue approfondie vise à synthétiser les informations disponibles sur la co-exposition au mercure et aux microplastiques, en évaluant les mécanismes d'interaction, les effets toxicologiques combinés et les implications pour les chaînes alimentaires aquatiques.

Panorama des contaminations : mercure et microplastiques

Mercure

• Le mercure, sous ses différentes formes (principalement méthylmercure dans les milieux aquatiques), est connu pour ses propriétés neurotoxiques et sa capacité à s'accumuler le long des chaînes trophiques.
• Les émissions anthropiques (industries, combustion, extraction minière) restent la principale source de contamination des milieux aquatiques.

Microplastiques

• Les microplastiques désignent des particules plastiques inférieures à 5 mm issues de la dégradation de plastiques plus larges ou de sources primaires (cosmétiques, textiles).
• Leur ubiquité dans les écosystèmes aquatiques, du plancton à de grands prédateurs, est désormais attestée.

Chemins de la co-exposition : dynamique trophique et interactions

• Les organismes aquatiques, du niveau planctonique à la prédation supérieure, sont susceptibles d'ingérer concomitamment mercure et microplastiques.
• Les microplastiques agissent parfois comme vecteurs de transfert du mercure, soit par adsorption de Hg à leur surface, soit en modifiant la biodisponibilité du métal.
• Les processus de bioaccumulation et de biomagnification se manifestent de façon exacerbée lorsqu'il y a simultanéité d'exposition, en particulier pour des espèces sentinelles comme les poissons carnivores.

Effets toxicologiques croisés

Réponses physiologiques et biochimiques

• La co-exposition au mercure et aux microplastiques induit des réponses cellulaires exacerbées : stress oxydatif, perturbations des membranes, altérations enzymatiques et inflammation sont observés chez de nombreux organismes modèles.
• L'accumulation conjointe intensifie les dommages histopathologiques sur les tissus hépatiques, cérébraux et intestinaux.

Modulation par la nature des microplastiques

• La taille, la forme et le type polymérique des microplastiques influencent leur capacité à adsorber et relarguer le mercure.
• Les surfaces irrégulières favorisent une plus grande adsorption du Hg, tandis que certains additifs plastiques exacerbent la toxicité.

Effets sur le comportement et la dynamique de population

• Les études comportementales révèlent des modifications dans les stratégies alimentaires et la mobilité, susceptibles de perturber la structuration des réseaux trophiques.
• La vitalité, la croissance et la survie s'avèrent globalement amoindries chez les espèces confrontées à la co-exposition, avec des effets aggravants par rapport à une exposition isolée.

Implications écologiques et sanitaires

• L’intensification des phénomènes de biomagnification du mercure via les microplastiques accroît le risque sanitaire pour les organismes piscivores et, in fine, pour les humains lors de la consommation de produits halieutiques contaminés.
• Les effets synergiques, antagonistes ou additifs peuvent varier selon les espèces, les conditions de vie et l’historique d’exposition, rendant la prédiction de l’impact difficile.

Lacunes et perspectives de recherche

• Un manque de protocoles standardisés limite la comparabilité des résultats actuels sur la co-exposition Hg-MP.
• Les études in situ restent rares, la plupart des données concernant des expérimentations en laboratoire.
• L'influence de facteurs abiotiques (pH, salinité, température) sur l'interaction Hg-MP reste à préciser.
• Les effets de la co-exposition sur le microbiote, sur les processus de détresse immunitaire et transgénérationnels nécessitent davantage d’investigations.

Recommandations en matière de gestion et de réduction des risques

• Renforcer la réglementation sur la gestion des déchets plastiques et les émissions de mercure.
• Développer des approches intégrées d’évaluation des risques qui considèrent la complexité des expositions mixtes.
• Promouvoir la surveillance renforcée des chaînes trophiques pour anticiper d’éventuels effets biologiques et écosystémiques à long terme.
• Encourager la coopération internationale pour harmoniser les méthodes de détection, d'analyse et d'interprétation des données.

Vers une approche écosystémique

Les réseaux trophiques aquatiques sont confrontés à une menace croissante posée par la contamination simultanée au mercure et aux microplastiques. Une meilleure compréhension des interactions complexes entre ces polluants, à l’échelle moléculaire, physiologique et écosystémique, s’avère essentielle pour étayer les stratégies de gestion et limiter les impacts sur la biodiversité et la santé humaine.

Mots-clés : mercure, microplastiques, co-exposition, réseaux trophiques aquatiques, toxicité combinée, gestion des risques, biomagnification

Source : https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0025326X2501358X?dgcid=rss_sd_all