Characterisation of bioindicator species for the monitoring species for the monitoring of mining activities and the environmental management of coral reef ecosystems: application to the New Caledonia lagoon
Caractérisation d’espèces bioindicatrices pour la surveillance des activités minières et la gestion de l’environnement en milieu récifal et lagonaire : application au lagon de Nouvelle-Calédonie
Résumé
Mining activities constitute the major economic resource of New Caledonia. This doctoral research was realized in order to develop a programme for biomonitoring mining contamination inthe New Caledonia coastal waters using marine organisms as “bioindicators”: the brown alga Lobophora variegata, the oysters Malleus regula and Isognomon isognomon and the clam Gafrarium tumidum. In this context, the bioindicative value of these four organisms for Ag, As, Cd, Co, Cr, Mn, Ni and Zn has been investigated through both laboratory and field experiments.
Laboratory investigations of the bioaccumulation behaviour of the four organisms using radiotracer techniques demonstrated their high bioaccumulation and retention capacities for the contaminants tested. Moreover, the organisms respond to the most relevant criteria of a bioindicator species: the contaminant concentrations in organisms actually reflect those occurring in the environment.
Field experiments showed that the analysis of contaminant concentrations in resident populations of clams, oysters and algae allowed discriminating sites according to their degree of contamination. In addition, transplantations of organisms between clean and contaminated sites indicated that the species displayed efficient bioaccumulation capacities for the contaminants in situ, and consequently, they can be used to monitor sites where the species were not naturally present.
Overall, it is concluded that L. variegata, G. tumidum and I. isognomon are efficient and reliable bioindicator species that may be used for active and passive biomonitoring of mining contamination in the lagoon of New Caledonia.
Les activités minières constituent la principale ressource économique de la Nouvelle-Calédonie. La présente recherche doctorale a été réalisée afin de développer un système de surveillance de la contamination minière des eaux lagonaires au moyen d’organismes marins « bioindicateurs » : l’algue brune Lobophora variegata, les huîtres Malleus regula et Isognomon isognomon et le clam Gafrarium tumidum. Dans ce contexte, la valeur bioindicative de ces espèces vis-à-vis de l’Ag, As, Cd, Co, Cr, Mn, Ni et Zn a été déterminée en laboratoire et in situ.
L’étude en laboratoire du comportement bioaccumulateur des quatre organismes à l’aide des techniques de radiotraçage a démontré leur importante capacité de bioaccumulation et de rétention des contaminants sélectionnés. De plus, ces organismes répondent au principal critère que doit rencontrer un bioindicateur : les concentrations mesurées dans les tissus reflètent celles qui sont présentes dans l’environnement.
Dans les expériences in situ, la mesure des concentrations corporelles en contaminants dans les populations résidentes de clams, d’huîtres et d’algues a permis de discriminer des sites selon leur degré de contamination. De plus, la transplantation d’organismes entre des sites propres et contaminés (et vice versa) a montré que les espèces sont capables de refléter le degré de contamination des sites et qu’elles peuvent être utilisées pour surveiller des sites où les espèces ne sont pas naturellement présentes.
Ainsi, L. variegata, G. tumidum et I. isognomon sont des bioindicateurs fiables et très prometteurs qui peuvent être utilisés pour la biosurveillance passive et active de la contamination du lagon de Nouvelle-Calédonie.