Une griffe de phoque annelée ; Années de données sur l’exposition au mercure

Par : Marie Noel, Responsable de la Recherche, Programme de Recherche sur la Pollution des Océans

J’ai eu la chance de passer quelques étés dans l’Arctique occidental à étudier les bélugas pendant mon doctorat et je dois dire que l’Arctique est vraiment un endroit spécial. Malheureusement, elle subit d’énormes changements, le réchauffement se produisant plus rapidement que partout ailleurs sur la planète ! Au cours des dernières décennies, le réchauffement dans l’Arctique a été environ deux à trois fois supérieur à la moyenne^{mondiale de 3} , et les projections climatiques suggèrent un été arctique sans glace d’ici 2040.

Les phoques annelés sont particulièrement vulnérables à un environnement arctique changeant en raison de leur dépendance à la banquise pour la reproduction, la mue, le repos et l’alimentation^1,2. Ils sont également susceptibles de modifier leur consommation, ce qui affecterait à son tour leur exposition à différents contaminants, y compris le mercure. Je souhaite étudier les niveaux de mercure dans les griffes de phoques annelés arctiques afin de mieux comprendre les impacts du changement climatique sur l’exposition au mercure.

D’où vient le mercure et pourquoi est-ce une préoccupation ?

Le mercure se trouve naturellement dans la croûte terrestre et peut être libéré dans l’environnement par des activités volcaniques et géothermiques ainsi que par l’altération naturelle des roches. Depuis la Révolution industrielle, diverses activités humaines telles que la combustion du charbon, la production de ciment, la production d’or et l’incinération des déchets ont également contribué à la libération de mercure. Après la libération du mercure, il est transporté par le vent et les courants océaniques vers des endroits à travers le globe, y compris dans l’écosystème arctique fragile. Les vents peuvent transporter le mercure des régions industrielles du sud vers l’Arctique en quelques jours ou semaines. Le mercure est ensuite déposé dans l’écosystème arctique par la pluie et la neige.

Dans l’environnement marin, le mercure existe sous plusieurs formes chimiques différentes qui influencent sa distribution et sa toxicité. Le mercure présent dans l’environnement marin peut être converti par les bactéries en méthylmercure, sa forme la plus toxique. Le méthylmercure peut s’accumuler (lorsque les animaux absorbent et retiennent le méthylmercure contenu dans leur aliment) et se bioamplifier (lorsque la concentration du méthylmercure augmente à chaque fois qu’il monte dans la chaîne alimentaire). Ces deux processus entraînent des niveaux élevés de méthylmercure chez les prédateurs marins à longue durée de vie tels que les phoques annelés.

Des niveaux élevés de mercure chez les prédateurs marins peuvent affecter négativement[CW1] le développement de leur cerveau ainsi que la fonction des systèmes immunitaire et ^{reproducteur 4,5}[CW2]. Le suivi des niveaux de mercure de ces espèces est donc plus important que jamais pour préserver et protéger l’écosystème arctique en ces temps en rapide évolution.

Griffes et mercure – quel rapport ont-ils l’un avec l’autre ?

Les tissus kératinisés tels que les cheveux, les ongles, les moustaches, les plumes ou les griffes sont des tissus « durs » très stables et, une fois formés, ne changent pas de composition chimique avec le temps. Grâce à cette caractéristique, nous pouvons tirer des indices importants sur la vie d’un phoque annelé en regardant ses griffes ! Le mercure circulant dans le sang des phoques annelés est incorporé dans les griffes au fur et à mesure de leur croissance et, une fois déposé, les concentrations restent inchangées. Les griffes piègent donc un enregistrement de l’exposition au mercure au fil du temps ! Similaires aux anneaux d’un arbre, les griffes de phoque annelées sont composées d’anneaux de croissance clairs et sombres alternant qui peuvent être utilisés pour examiner l’histoire de l’exposition au mercure sur plusieurs années. Bien que le moment du dépôt soit mal compris, on suppose que les anneaux lumineux correspondent à la période estivale où les phoques peuvent se nourrir abondamment et où les cernes sombres apparaissent en hiver lors d’une alimentation réduite et d’un jeûne accru⁷.

Au cours de la dernière décennie, j’ai passé pas mal de temps à examiner de très près des échantillons inhabituels : des plumes de balbuzard pêcheur aux moustaches de chioteau de phoque et aux poils d’ours grizzli. Pourquoi ? Pour mesurer les niveaux de mercure en utilisant une technique laser assez simple au nom très complexe : la spectrométrie de masse par plasma par ablation inductive (LA-ICP-MS). En gros, le laser brûle la surface de l’échantillon et les gaz émis sont analysés par spectrométrie de masse, ce qui nous donne des concentrations de mercure . Je suis actuellement en train d’adapter cette technique pour examiner les griffes de phoque annelées obtenues auprès de chasseurs inuits le long de la côte nord du Labrador, en collaboration avec le Département des Pêches et des Océans.

Quand les griffes arrivent au laboratoire, elles doivent être nettoyées et coupées en deux pour les monter sur une lame en verre . Le laser, situé à l’Université de Victoria, est ensuite utilisé sur toute la longueur de la griffe. Selon la longueur de la griffe, nous pouvons obtenir entre 150 et 200 points de données de mercure, ce qui représente environ deux points de données de mercure pour chaque mois de vie du sceau ! Il faudra du temps pour examiner tous ces chiffres, mais avec les informations sur l’étendue de la banquise de mer et les habitudes alimentaires, nous espérons mieux comprendre la relation entre l’exposition au mercure et le changement climatique . Restez à l’écoute pour des résultats dans l’année à venir !

Cette recherche est menée en collaboration avec le ministère des Pêches et des Océans Canada et est financée par le Programme des contaminants du Nord et ArcticNet.

Références

¹Ferguson et al., 2005. Changement climatique et recrutement des phoques annelés (Phoca hispida) dans l’ouest de la baie d’Hudson. Mar. Mam. Sci. 21: 121-135.

²Laidre et al., 2015. État des populations de mammifères marins arctiques, glace de mer, perte d’habitat et recommandations de conservation pour le^XXIe siècle. Conservez. Biol. 29: 724-737.

³GIEC (Groupe d’experts intergouvernemental sur l’évolution du climat). 2018. Réchauffement climatique à 1,5°C. Rapport spécial du GIEC sur les impacts du réchauffement climatique de 1,5°C au-dessus des niveaux préindustriels et les voies d’émission des gaz à effet de serre à l’échelle mondiale, dans le contexte du renforcement de la réponse mondiale à la menace du changement climatique , du développement durable et des efforts pour éradiquer la pauvreté.

⁴Basu et al., 2009. Le mercure alimentaire est-il une préoccupation neurotoxicologique pour les ours polaires (Ursus maritimus) ? Environ. Toxicol. Chimie. 28: 133-40.

⁵Frouin et al., 2012. Toxicité au mercure dans les lymphocytes de béluga : effets limités de la protection contre le sélénium . Aquat. Toxicol. 109: 185-93.

⁶Brown T.B, 2014. Effets sanitaires liés aux PCB chez les phoques annelés (Pusa hispida) fréquentant un environnement marin localement contaminé au Labrador. Thèse de doctorat. Université de Victoria.

⁷Ferreira et al., 2011. Évaluation des groupes de couches de croissance des griffes chez les phoques annelés (Pusa hispida) en tant que biomonitors des variations inter- et intraannuelles Hg, Î’15N et Î’13C. Can. J. Zool. 89: 774-784.