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71 - Conditions et conséquences de la prolifération de cyanobactéries dans les réservoirs

août 1998

Fiches d'actualité scientifique

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En 1996, dans une ville de l'Etat du Pernambouc au Brésil, plus de cinquante personnes décédèrent à la suite d'une hémodyalise effectuée avec de l'eau provenant d'un réservoir de la cité.

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L'origine de cette tragédie fut identifiée : une efflorescence de cyanobactéries toxiques dans les eaux du réservoir. Les premiers résultats d'une étude réalisée par l'IRD en collaboration avec l'ITEP (Instituto tecnologico de Pernambuco) ont permis d'identifier l'une de ces cyanobactéries qui se développent dans les réservoirs, en analysant conjointement les conditions écologiques de leur prolifération et leurs conséquences souvent dramatiques en terme de santé publique.

Egalement appelées "algues bleues", les cyanobactéries sont des organismes qui possèdent certaines caractéristiques du monde bactérien (elles sont procaryotes, autrement dit dépourvues de noyau). Elles contiennent par ailleurs de la chlorophylle et, de ce fait, libèrent de l'oxygène suite à la photosynthèse. Certaines cyanobactéries produisent dans l'eau des toxines qui peuvent alors agir directement sur la vie du plancton, des poissons et de l'homme.

Si les efflorescences de cyanobactéries toxiques se produisent fréquemment dans les lacs, rivières et réservoirs d'eau douce dans le monde, les conditions écologiques qui sont à leur origine demeurent aujourd'hui mal connues. Une étude menée depuis janvier 1997 par l'IRD sur la qualité des eaux dans le réservoir d'Ingazeira au Pernambouc (région du Nordeste) conduit aujourd'hui à mieux cerner les principaux facteurs associés à ce phénomène ainsi que ses conséquences en terme de toxicité grâce à une collaboration en 1998 avec l'ITEP. Ces recherches ont été réalisées dans le cadre du programme "Petits barrages en milieu semi-aride : gestion intégrée d'une ressource multi-usage".

Les efflorescences de cyanobactéries résultent généralement d'une combinaison de différents facteurs : eutrophisation de l'eau (élévation de la concentration en sels nutritifs), absence d'organismes planctoniques prédateurs et augmentation de la température.

Des prélèvements effectués dans le réservoir d'Ingazeira de 1997 à 1998 ont en effet révélé une diminution forte de l'oxygène dissous et parallèlement une augmentation de la concentration de chlorophylle, indice d'un développement intense des organismes phytoplanctoniques. En avril 1998, les cyanobactéries représentaient près de 100% du phytoplancton avec une concentration de 4 millions d'organismes par ml. Dans un tel contexte, l'apparition et la prolifération des cyanobactéries ont procédé d'une augmentation de sels nutritifs dissous que produisent les communautés bactériennes en dégradant les débris organiques et en consommant l'oxygène dissous dans l'eau. De plus, parce qu'elles ont besoin de la lumière pour leur photosynthèse, les cyanobactéries se sont multipliées en surface empêchant la lumière de pénétrer en profondeur. Enfin, à la suite du phénomène El Niño, des conditions de sécheresse exceptionnelles ont touché depuis la fin 1997 le Nordeste du Brésil. De ce fait, les eaux des réservoirs n'ont pas été renouvelées et leur niveau a fortement diminué (évaporation annuelle de 3 mètres en moyenne) ; ce qui a conduit à une concentration de sels nutritifs propice à la prolifération des cyanobactéries.

Cette étude a par ailleurs offert l'occasion de démontrer qu'une seule espèce de cyanobactéries, Cylindrospermopsis philippinensis, pouvait représenter, lors d'une efflorescence, la quasi totalité du phytoplancton. A cette occasion, les chercheurs ont pu également mesurer la toxicité de cette cyanobactérie peu connue. Les analyses ont fait ainsi apparaître que, dans le réservoir d'Ingazeira, ces cyanobactéries ont produit des neurotoxines mais n'ont pas libéré pas d'hépatoxines contrairement à ce que l'on savait jusqu'à présent sur cette espèce. Des injections d'extraits de Cylindrospermopsis philippinensis à des souris et à des tilapias adultes (l'espèce de poisson prédominante dans le réservoir) ont provoqué la mort des ces animaux en moins de cinq minutes. Un constat préoccupant, si l'on sait que ce réservoir est destiné à approvisionner en eau les villes et villages avoisinants.

Au regard des conséquences dramatiques que peuvent avoir les efflorescences de cyanobactéries pour le populations, un suivi de la qualité des eaux de 18 réservoirs de eaux de l'Etat du Pernambouc a été engagé. L'objectif poursuivi à terme est de constituer une banque de données qui soit rapidement disponible par les autorités compétentes en cas de prolifération chronique de cyanobactéries toxiques. Parallèlement, des expériences en laboratoire seront poursuivies pour tenter de déterminer leur toxicité sur le zooplancton et sur les tilapias (bioessais et conditions de survie en présence de cette cyanobactérie).

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Pour aller plus loin

Contacter

Marc Bouvy
Centre IRD de Montpellier
tél et fax : 04 67 55 92 48
courriel : [email protected]


Bibliographie

Marc Bouvy, Beatriz Beker, Renato Molica et Silvia Nascimento "Bloom of a toxic cyanobacteria Cylindrospermopsis sp. in an eutrophic reservoir of the Brazilian Northeast Semi-arid Region : Ecological and human Consequences", Annales du Congrès "Potentialy toxic freshwater cyanobacteria (Paris, 22-25 mai 1998), à paraître.

Renato Molica, Silvia Nascimento, Marc Bouvy et R. Silva "Neurotoxic Cylindrospermopsis sp. Blooms in Brazilian Waterbodies", IVe Conférence internationale sur les cyanobactéries toxiques ( 27 sept./1er oct. 1998, Etats-Unis) à paraître.

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Gaëlle Courcoux,
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