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Origines et impacts des plastiques sur les organismes marins


Salut ! On se retrouve pour un article sur un sujet bien précis et d’actualité. C’est encore une fois un recyclage d’un de nos mémoires bibliographiques de Fac mais ça tombe bien ! Parce que le recyclage est un peu en rapport avec le sujet de cet article. Plus sérieusement, on a eu la chance à la Fac de traiter des sujets qui nous intéressent. Alors les réadapter de manière plus “vulgarisée” pour vous, ça fait plaisir !


Je préviens avant de rentrer dans le vif du sujet, ce n’est pas un article très optimiste mais c’est un bon moyen de comprendre concrètement les impacts du plastique sur les organismes. On entend souvent que c’est néfaste, mais on ne sait pas toujours exactement pourquoi.


Cet article s’adresse donc à tout le monde ! Il n’est certes pas en rapport avec la photo animalière ou une quelconque interaction plante/insecte mais il me plait donc  je vous le propose !


PS : J’ai laissé les sources des articles utilisés pour plusieurs raisons :

  1. C’est grâce à ces publications qu’on a pu rédiger toutes ces lignes.

  2. Si jamais le sujet vous intéresse, vous n’avez qu’à aller en bas de cet article et trouver votre bonheur.




Définition


Avant de commencer, il faut définir le principal élément de cet article, le plastique, cet élément qu’on trouve partout. Levez la tête de votre téléphone, tablette, ordinateur ou Nokia 3310 et vous trouverez forcément un élément plastique.


La production en Millions de tonne (Mt) de plastiques est passée de 1,5 Mt en 1950 à 348 Mt en 2017 (selon PlasticsEurope). 348 Mt est l’équivalent, en terme de masse, d’un peu moins de 2 millions de baleines bleues (Balaenoptera musculus). C’est le moment d’utiliser ma nouvelle expression : “A l’aide” (ou Aled pour les intimes).


Avec une telle quantité produite, il est normal de se poser des questions quant à l’impact de ces produits sur l’environnement en général. On utilisera le mot “impact” ici comme l’effet du plastique sur les organismes concernés. Des chercheurs (Sharma & Chatterjee, 2017) ont déja montré l’impact des particules de plastiques sur notre santé, il est donc normal de penser que ça affecte aussi les autres bestiots. Et on va se baser sur des bestioooots…… marins ! C’est là où il y a le plus de publications étant donné la forte présence de plastiques dans les océans. 


Vous avez peut-être remarqué, mais lorsque je parle de plastiques, je ne met pas “plastique” mais “plastiques”. C’est normal car il en existe plusieurs types. Ne me remerciez pas pour cette transition, c’est cadeau.



Les plastiques, c’est quoi ?


Selon Vert et al. (2012) le plastique est un “terme générique utilisé dans le cas d’un matériau polymère pouvant contenir d’autres substances pour améliorer les performances et/ou réduire les coûts”. Toujours selon cette même source, un polymère est une macromolécule issue d’une polymérisation de monomères, provenant d’une matière première : le pétrole ou le gaz (Thompson et al. 2009).


En bref, c’est un truc bien utile qui vient du pétrole ou du gaz et qui coûte pas cher à produire. 

Actuellement, il existe 2 familles de plastiques : les thermoplastiques et les thermodurcissables (Sharma & Chatterjee, 2017). Les thermoplastiques peuvent être fondus et donc recyclés, ce qui n’est pas le cas des thermodurcissables qui ont une forme permanente (PlasticsEurope, 2018).

Les constituants du 1er groupe sont connus pour se trouver sous forme de bouteilles, d’emballages de toutes sortes, de filets de pêche et bien d’autres. Le plastique le plus utilisé, le polytéréphtalate d’éthylène (PET), en fait partie et se retrouve dans les emballages alimentaires et les bouteilles (Sivan, 2011).

Les thermodurcissables, quant à eux servent entre autres à l’isolation et à la confection de pneus.


Les plastiques sont utilisés pour leurs résistances envers certains micro-organismes, pour leurs capacités isolantes ainsi que leurs résistances chimiques (Vert et al. 2012; Siddique et al. 2008).  Mais c’est justement ces résistances qui posent problèmes, et notamment celles aux micro-organismes, qui rendent le processus de biodégradation des plastiques trèèèès long (Sivan 2011). Leur biodégradation n’est possible qu’après une étape de dégradation par l’effet de la lumière et de la chaleur (photo/thermo-oxydation). Ces phénomènes naturels vont leur permettre à long terme de se dégrader en plus petites particules et de former des résidus pouvant alors être utilisés comme source d’ ”alimentation”  par des micro-organismes (Sivan, 2011). En d’autres termes, les plastiques les plus produits ont un temps de décomposition pouvant atteindre des siècles. Ils s’accumulent alors dans l’environnement.


Les débris plastiques se retrouvent dans les écosystèmes sous deux formes : les macroplastiques et les microplastiques. Ces derniers proviennent entre autre de la dégradation provoquée par les rayons UV du soleil, rendant les plastiques plus effrités et cassants, ce qui libère des microparticules (Sivan, 2011). Les deux formes se distinguent par leur taille. On a propose donc une échelle sur la figure 1 (Fig. 1) mais elle peut facilement être critiquée. Pour un organisme unicellulaire ou une grande tortue marine, un mésoplastique aura beau se situer dans une certaine gamme de taille, il ne sera pas perçu de la même manière par ces deux organismes. Cette échelle permet juste d’avoir un point de repère.



Figure 1 - Nomenclature des différentes particules de plastique en fonction d’une échelle de taille (inspirée de Hartmann et al. 2015)




Impacts sur les organismes marins


Dans l’écosystème marin, les organismes font face à de nombreuses pressions (pêche, acidification des océans, espèces envahissantes). Le plastique en est une de plus.  

Sa présence dans les océans est due à une mauvaise gestion des déchets ménagers et municipaux mais aussi aux manques d’infrastructures de collecte et de recyclage (Jambeck et al. 2015). Ces déchets sont donc portés des égouts jusqu’aux fleuves, par les vents et les pluies, pour finir leur chemin dans les océans. 

On estime aujourd’hui qu’il y a plus de 150 millions de tonnes de plastiques dans l'océan (WORLD ECONOMIC FORUM, 2016). 



1. Macro/Mesoplastiques


De nombreuses études se sont intéressées aux impacts du macroplastiques sur les organismes marins. Les bestiots les plus touchés sont certaines tortues, mammifères marins, poissons, requins, crustacés, céphalopodes, chéloniens, cétacés, actinoptérygiens, crustacés et céphalopodes. Vous l’avez bien remarqué, il y a tellement de taxons (groupe de trucs vivants) touchés qu’il est impossible d’en faire une liste exhaustive...


Malheureusement, ces gros morceaux de plastiques causent essentiellement deux problèmes :


L’enchevêtrement : Lorsque qu’un organisme se coince dans du plastique, cela peut provoquer des lésions physiques sur son corps au cours de son développement (Sazima et al. 2002), mais aussi des incapacités à bouger correctement dans l’eau voire même des noyades chez les mammifères marins (Gregory, 2009).


L’ingestion de ces composés : Elle peut être responsable chez certaines espèces d’une obstruction du tube digestif, c’est le cas entre autre de la tortue verte (Chelonia mydas) (Colferai et al. 2017). Cette obstruction peut conduire à une sensation de satiété (Gregory, 2009), et donc à une mort de faim. Je vous explique :


Les contractions de l’estomac sont des stimulis (signaux) qui indiquent une sensation de faim dans le cerveau, et plus précisément au niveau de l’hypothalamus. Si l’hypothalamus n’est pas averti que l’estomac est vide, alors il ne déclenche pas la sensation de faim (Sturkie, 2000). Les plastiques présents dans les estomacs empêchent donc les contractions de l’estomac. Ce qui entraîne donc le décès de l’individu. 


PS : La référence de Sturkie, 2000 correspond à un livre de physiologie aviaire (sur les piafs donc). Mais il existe les mêmes mécanismes chez nos amis marins.



2. Micro/Nanoplastique


On va maintenant passer au composés inférieurs à 1mm. Petit problème, ils sont  facilements ingérables par tous les organismes (Sharma & Chatterjee, 2017), même les plus petits.


En effet, même le plancton animal (Setälä et al. 2014; Cole et al. 2011) en ingère. Tout comme plusieures espèces de concombres de mer (Graham & Thompson, 2009), des moules, etc... (Browne et al. 2008).


Le problème avec ces microplastiques sont les suivants. Ils sont :


Bioaccumulables (Lusher 2015) : Définit un composé capable de s’accumuler dans tout ou une partie de l’organisme.

Bioamplifiables (da Costa et al. 2016) : Définit un composé capable de s’accumuler le long de la chaîne alimentaire. 

Aptes à franchir les membranes cellulaires (Bergmann et al. 2015) : Les microplastiques peuvent rentrer à l’intérieur des cellules et altérer leur fonctionnement.


La bioamplification a été montré par Farell et Nelson (2013) : le microplastique est transféré au crabe vert (Carcinus maenas) lorsque celui-ci se nourrit de la moule commune (Mytilus edulis) initialement exposée à des microsphères de polystyrène. Je vous ai fait une figure digne des plus grands dessinateurs pour illustrer ça (Fig. 2)



Figure 2 - Illustration (magnifique n'est-ce pas ?) de l'expérience de Farell et Nelson (2013)




L’ingestion de ce type de plastique, valable pour l’ensemble de la faune marine, cause des effets biologiques sur les individus. Les exemples que je vais vous présenter sont là pour illustrer ce que subit la faune marine.


  • Pour l’espèce M. edulis, la présence de nanoparticules de plastiques déclenche la production de pseudofeces, considérés comme un mécanisme de nettoyage, et réduit son activité de filtrage (Wegner et al. 2012). Ce qui peut conduire à la mort de notre chère moule.


  • L'exposition du rotifère Brachionus koreanus (un tout petit organisme) à des microbilles de plastique induit des modifications physiologiques. Il peut y avoir une inhibition quasi-totale de sa croissance, une réduction de 50% de sa durée de vie et de 90% de sa fécondité (Jeong et al. 2016). Sur le long-terme, ces modifications peuvent probablement entraîner une réduction de la population de cette espèce.


Ces microparticules de plastiques ont donc des impacts importants pour les individus : sur leur comportement alimentaire et leur survie. Sauf que si tous les individus sont concernés, ça menace les populations directement… 

Il est important de noter que la littérature scientifique manque de données concernant le fonctionnement des petits composés sur les organismes car c’est assez complexe à étudier. Cependant, les conséquences sont tout de même visibles.



Conclusion


Pour résumer le tout, le plastique est un matériau bien ancré dans la société qui se retrouve en grande quantité dans les océans et qui met un temps fou à se dégrader. Que ce soit sous sa forme macro ou nano, il est problématique car il interagit avec les organismes marins. Il affecte le comportement d’un individu lors d’un enchevêtrement et sa physiologie lors d’une ingestion. Sa transmission le long de la chaîne alimentaire implique que toutes les espèces peuvent être touchées : du plancton à l’Homme. La figure 3 (Fig. 3) s’inspirant de Sharma & Chatterjee (2017) reprend synthétiquement les quelques points évoqués. 



Figure 3 - Schéma reprenant les différentes origines du plastique en milieu marin ainsi que leurs conséquences sur les organismes de ces écosystèmes (inspirée de Sharma & Chatterjee, 2017)




Point important : il faut faire attention aux effets “cocktails” (reposez de suite votre mojito, c’est pas de ça dont il s’agit). Il existe d’autre types de polluants dans la mer qui, couplés avec le plastique, forment des mélanges pouvant s’avérer encore plus dangereux. Malheureusement, c’est très compliqué d’étudier la réaction de tous ces composés ensemble. 


La production de plastique ne pouvant pas s'arrêter d’un coup pour des raisons sociétales et économiques, il est nécessaire de limiter ses impacts sur les zanimos . Le recyclage est alors une des solutions proposés (Okan et al. 2019) : les plastiques thermoplastiques peuvent être

fondus pour être manufacturés à nouveau. Mais attention, ce plastique recyclé rejoindra le cycle de vie du plastique et n’aura en aucun cas disparu, il pourra alors toujours se déverser dans les océans. La quantité ne baissera pas.


Voilà ! Merci à vous d’être arrivés jusque là. J’espère que vous en savez maintenant un peu plus sur le côté néfaste du plastique.


On se retrouve dans 6 mois pour un prochain article 😂. 

En attendant (et c’est le moment de faire un peu de pub), n’hésitez pas à partager si jamais ça vous a plu, à laisser un commentaire, à aller voir notre compte Insta, ... vous connaissez la chanson. 

Mais mine de rien, toutes ces actions valorisent nos contenus et nous montre votre intérêt.



Hermann 


PS : J’ai vulgarisé le mémoire que nous avons écrit à l’origine avec Marion


PS (encore une fois) : Vous avez les références utilisées lors de l’article ci-dessous.





Bibliographie


Cole, M., Lindeque, P., Halsband, C., Galloway, T.S. 2011. Microplastics as contaminants in the marine environment: A review. Marine Pollution Bulletin, 62:2588-2597.


Colferai, A.S., Silva-Filho, R.P., Martins, A.M., Bugoni, L. 2017. Distribution pattern of anthropogenic marine debris along the gastrointestinal tract of green turtles (Chelonia mydas) as implications for rehabilitation. Marine Pollution Bulletin, 119(1):231-237.


Bergmann, M., Gutow, L., Klages, M. 2015. Marine Anthropogenic Litter. Springer, Berlin.


Browne, M.A., Dissanayake, A., Galloway, T.S., Lowe, D.M., Thompson, R.C. 2008. Ingested Microscopic Plastic Translocates to the Circulatory System of the Mussel, Mytilus edulis (L.). Environmental Science & Technology, 42(13):5026-5031.


da Costa, J.P., Santos, P.S.M., Duarte, A.C., Teresa, R.-S. 2016. (Nano)plastics in the environment – Sources, fates and effects. Science of The Total Environment, 566-567:15-26.


Farell, P., Nelson, K. 2013. Trophic level transfer of microplastic: Mytilus edulis (L.) to Carcinus maenas (L.). Environmental Pollution, 177:1-3.


Graham, E.R., Thompson, J.T. 2009. Deposit- and suspension-feeding sea cucumbers (Echinodermata) ingest plastic fragments. Journal of Experimental Marine Biology and Ecology, 368(1):22-29.


Gregory, M.R. 2009. Environnmental implications of plastic debris in marine settings--etanglement, ingestion, smothering, hangers-on, hitch-hiking and alien invasions. Philosophical Transactions of the Royal Society B: Biological Sciences, 364(1526):2012-2025.


Hartmann, N. I. B., Nolte, T., A. Sørensen, M., R. Jensen, P., & Baun, A. 2015. Aquatic ecotoxicity testing of nanoplastics: lessons learned from nanoecotoxicology. Sound/Visual production (digital), Kgs. Lyngby: DTU Environment.


Jambeck, J.R., Geyer, R., Wilcox, C., Siegler, T.R., Perryman, M., Andrady, A., Narayan, R., Law, K.L. 2015. Plastic waste inputs from land into the ocean. Science, 347(6223):768-771.


Jeong, C-B., Won, E-J., Kang, H-M., Lee, M-C., Hwang, D-S., Zhou, B., Souissi, S., Lee, S-J., Lee, J-S. 2016. Microplastic Size-Dependent Toxicity, Oxidative Stress Induction, and p-JNK and p-p38 Activation in the Monogonont Rotifer (Brachionus koreanus). Environmental Science & Technology, 50(16):8849-8857.


Lusher, A. 2015. Microplastics in the Marine Environment: Distribution, Interactions and Effects. In: Marine Anthropogenic Litter (eds. Bergmann M, Gutow L, Klages M). Springer International Publishing, pp. 245-307.


Okan, M., Aydin, H.M., Barsbay, M. 2019. Current Approaches to Waste Polymer Utilization and Minimization : A Review. Journal of Chemical Technology & Biotechnology, 94(1):8-21.


PlasticEurope. 2018. Plastics - the Fact 2018. An analysis of European plastics production, demand and waste data. https://www.plasticseurope.org/application/files/6315/4510/9658/Plastics_the_facts_2018_AF_web.pdf


Sazima, I., Gadig, O.B.F., Namora, R.C., Motta, F.S. 2002. Plastic debris collars on juvenile carcharhinid sharks (Rhizoprionodon lalandii) in southwest Atlantic. Marine Pollution Bulletin, 44(10):1149-1151.


Setälä, O., Fleming-Lehtinen, V., Lehtiniemi, M. 2014. Ingestion and transfer of microplastics in the planktonic food web. Environmental Pollution, 185:77-83.


Sharma, S., Chatterjee, S. 2017. Microplastic pollution, a threat to marine ecosystem and human health: a short review. Environmental Science and Pollution Research, 24:21530-21547.


Siddique, R., Khatib, J., Kaur, I. 2008. Use of recycled plastic in concrete : A review. Waste Management, 28(10):1835-1852.


Sivan, A. 2011. New perspectives in plastic biodegradation. Current Opinion in Biotechnology, 22(3):422-426.


Sturkie, P.D. 2000. Sturkie's Avian Physiology. Science Direct, Elsevier, Amsterdam.


Thompson, R.C., Swan, S.H., Moore, C.J., voom Saal, F.S. 2009. Our plastic age. Philosophical Transactions of the Royal Society B: Biological Sciences, 364(1526):1973-1976.


Vert, M., Doi, Y., Hellwich, K.H., Hess, M., Hodge, P., Kubisa, P., Rinaudo, M., Schué, F. 2012. Terminology for biorelated polymers and applications (IUPAC Recommendations 2012). Pure and Applied Chemistry, 84(2):377-410.


Wegner, A., Besseling, E., Foekema, E.M., Kamermans, P., Koelmans, A.A. 2012. Effects of nanopolystyrene on the feeding behavior of the blue mussel (Mytulis edulis L.). Environmental Toxicology and Chemistry, 31(11):2490-2497.


WORLD ECONOMIC FORUM. 2016. The New Plastics Economy Rethinking the future of plastics. http://www3.weforum.org/docs/WEF_The_New_Plastics_Economy.pdf.


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