La présente étude a été menée afin d'étudier les effets de deux engrais chimiques, NPKs et triple superphosphate (TSP) appliqués à deux doses (DL25 et DL50) sur les adultes et les juvéniles d’un ver de terre bioindicateur de pollution, Aporrectodea caliginosa, espèce dominante dans la région de Tébessa (Nord-Est de l’Algérie).
Les effets de ces deux engrais chimiques ont été examinés sur la mortalité, la croissance, les biomarqueurs enzymatiques (GSTs, GPx et LDH) et non enzymatique (GSH) et la composition biochimique (protéines, glucides, lipides) des adultes et des juvéniles d’A. caliginosa. La bioaccumulation et l’étude histologique ont été également déterminées chez les adultes traités à la DL50.
La croissance des vers adultes et juvéniles a été perturbée après exposition aux deux engrais (NPK et TSP) au cours de la période du traitementant A. calliginosa comme bioindicateur de pollution terrestre et évaluer et les risques écologiques des engrais inorganiques dans le sol.
Table des matières
I. INTRODUCTION
II. MATERIEL ET METHODES
2.1. Présentation de la zone d’étude
2.2. Analyses pédologiques
2.2.1. Texture
2.2.2. pH
2.2.3. Conductivité électrique
2.2.4. Matière organique
2.2.5. Calcaire total
2.3. Présentation de l’espèce Aporrectodea caliginosa (Savigny, 1826)
2.3.1. Cycle de vie
2.3.2. Critères d’identification
2.4. Collecte et technique d’élevage
2.5. Préparation des vers de terre
2.6. Présentation des engrais chimiques
2.6.1. Azote phosphaté potassique sulfaté NPKs (15.15.15)
2.6.2. Triple superphosphate TSP (46% de P2O5)
2.7. Traitement et essais toxicologiques
2.8. Prélèvement des échantillons
2.9. Suivi de la croissance
2.10. Dosage des biomarqueurs du stress oxydatif
2.10.1. Dosage des glutathions S-transférases (GSTs)
2.10.2. Dosage du glutathion (GSH)
2.10.3. Dosage de la glutathion peroxydase (GPx)
2.10.4. Dosage de la lactate déshydrogénase (LDH)
2.11. Extraction et dosage des métabolites
2.11.1. Dosage des protéines totales
2.11.2. Dosage des glucides totaux
2.11.3. Dosage des lipides totaux
2.12. Etude histologique
2.12.1. Fixation
2.12.2. Inclusion
2.12.3. Enrobage et confection des coupes histologiques
2.12.4. Coloration
2.12.5. Montage et observation microscopique
2.13. Analyse des résidus par Spectrométrie de Fluorescence des rayons X (FRX)
2.14. Analyses statistiques
III. RESULTATS
3.1. Effet des engrais chimiques sur les biomarqueurs physiologiques des vers de terre
3.1.1. Effet sur la mortalité des juvéniles
3.1.1.1. Effet du NPK
3.1.1.2. Effet du TSP
3.1.2. Effet des engrais chimiques sur la croissance des vers de terre
3.1.2.1. Effet sur la croissance des adultes
3.1.2.2. Effet sur la croissance des juvéniles
3.2. Effet des engrais chimiques sur les biomarqueurs du stress oxydatif
3.2.1. Activité spécifique des GSTs chez les adultes et les juvéniles
3.2.2. Taux du GSH chez les adultes et les juvéniles
3.2.3. Activité de la GPx chez les adultes et les juvéniles
3.2.4. Activité de la LDH chez les adultes et les juvéniles
3.3. Effet des engrais chimiques sur la composition biochimique des vers de terre
3.3.1. Effet sur le taux de protéines totales chez les adultes et les juvéniles
3.3.2. Effet sur le taux de glucides totaux chez les adultes et les juvéniles
3.3.3. Effet sur le taux de lipides totaux chez les adultes et les juvéniles
3.4. Bioaccumulation des engrais chimiques dans les tissus des vers de terre adultes
3.5. Effet des engrais sur la structure histologique des adultes
IV. DISCUSSION
4.1. Effet des engrais chimiques sur les biomarqueurs
4.1.1. Effet sur les biomarqueurs physiologiques
4.1.1.1. Mortalité
4.1.1.2. Croissance
4.1.2. Effet sur les biomarqueurs du stress oxydatif
4.1.2.1. Effet sur l’activité des GSTs
4.1.2.2. Effet sur le taux du GSH
4.1.2.3. Effet sur l’activité de la GPx
4.1.2.4. Effet sur l’activité de la LDH
4.2. Effet des engrais chimiques sur la composition biochimique
4.3. Bioaccumulation des engrais
4.4. Effet des engrais sur la structure histologique
V. CONCLUSION ET PERSPECTIVES
VI. RESUMES
VII. REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES
Objectifs et thématiques
Cette étude vise à évaluer les impacts écotoxicologiques des engrais chimiques NPK et TSP sur le ver de terre Aporrectodea caliginosa, en tant qu'espèce bioindicatrice de la pollution des sols. La recherche examine comment ces intrants agricoles, essentiels pour le rendement des cultures, affectent la physiologie, la composition biochimique, le mécanisme de défense enzymatique et la structure histologique de ces organismes non-visés.
- Évaluation de la toxicité létale (mortalité) et sublétale (croissance) des engrais sur différents stades de développement.
- Analyse des biomarqueurs du stress oxydatif (GSTs, GSH, GPx, LDH) en tant qu'indicateurs de mécanismes de détoxication.
- Étude des variations métaboliques (protéines, glucides, lipides) engendrées par le stress chimique.
- Analyse histopathologique des dommages structuraux au niveau du tégument et de la paroi intestinale.
- Étude de la bioaccumulation des éléments chimiques dans les tissus des vers par spectrométrie de fluorescence X.
Auszug aus dem Buch
3.5. Effet des engrais sur la structure histologique des adultes
Les vers de terre peuvent absorber les produits chimiques du sol et de l’eau interstitielle, à la fois par leur peau (dermique) et par ingestion (orale). L’étude histologique a été basée sur la présentation des téguments qui recouvrent le ver et assurant sa respiration, et de l’intestin qui occupe la partie moyenne et postérieure du ver et représente le siège majeur de l`absorption ; afin de présenter les altérations histologiques qui peuvent toucher les tissus des vers de terre après exposition aux engrais chimiques NPK et TSP. Evidemment, des changements histopathologiques ont été mis en evidence dans les tissus des vers traités par la dose la plus forte (DL50) du NPK et du TSP à la fin de l’expérience (après 1 mois de traitement) comparativement aux vers témoins.
L’histologie des vers adultes témoins présente une apparence normale pour les téguments et l’intestin. Par contre, les adultes exposés aux traitements présentaient des dommages histopathologiques mentionnées dans les figures (39, 40, 41, 42 et 43 (B et C)).
Tégument : les téguments des vers adultes témoins présentaient une structure normale avec une cuticule (C) intacte et une surface régulière de l’épiderme (EP) formée par des cellules épithéliales serrées sur une lame basale (LB). Ces téguments sont soutenus par 2 couches de fibres musculaires ; la première circulaire (MC) et la deuxième longitudinale (ML) (Figs. 39, 40, 41(A)).
Le traitement avec les engrais chimiques pendant 1 mois provoque quelques modifications au niveau des tissus, concernant les traités par le NPK, les coupes histologiques montrent une déchirure de l’épithélium, des lyses et nécroses au niveau des cellules épithéliales (Figs. 39, 41 (B2)) avec une destruction du muscle circulaire (Fig. 39B1) et un détachement des fibres musculaires longitudinales (Figs. 40 (B1, B2), 41B1). De plus, on a remarqué l’apparition d’un épiderme irrégulier (Figs. 40 (B1, B2), 41B1). Les mêmes observations ont été constatées après traitement par le TSP, où on a noté des altérations tissulaires particulièrement au niveau des deux couches musculaires ; avec une destruction du muscle circulaire (Fig. 39 (C1, C2)) et un détachement des fibres du muscle longitudinal (Figs. 39, 40 et 41 (C1, C2)). De plus, quelques déformations au niveau de l’épiderme (Figs. 40, 41 (C1)) sans lyse ou nécrose tissulaire ont été signalés.
Résumé des chapitres
I. INTRODUCTION : Pose le problème de la pollution agricole et le rôle essentiel des vers de terre comme bioindicateurs, définissant ainsi la problématique et les objectifs de l'étude.
II. MATERIEL ET METHODES : Détaille le protocole expérimental, incluant la description du site, l'espèce étudiée, les protocoles de traitement, ainsi que les méthodes d'analyse physiologique, biochimique, histologique et statistique.
III. RESULTATS : Présente les données observées concernant la mortalité, la croissance, les biomarqueurs enzymatiques (GST, GPx, LDH), la composition biochimique et les dommages histologiques causés par les engrais.
IV. DISCUSSION : Interprète les résultats obtenus sur la base de la littérature scientifique pour expliquer les réponses toxiques observées chez Aporrectodea caliginosa exposée aux engrais NPK et TSP.
V. CONCLUSION ET PERSPECTIVES : Synthétise les conclusions majeures de l'étude et propose de nouvelles pistes de recherche pour approfondir la compréhension des effets de la pollution agricole sur les écosystèmes terrestres.
Mots-clés
Aporrectodea caliginosa, Engrais chimiques, NPK, TSP, Ecotoxicologie, Biomarqueurs, Stress oxydant, GST, glutathion, LDH, Composition biochimique, Histopathologie, Bioaccumulation, Vers de terre, Pollution des sols.
Foire aux questions
Quel est l'objectif principal de cette étude ?
L'étude vise à évaluer les impacts écotoxicologiques des engrais chimiques (NPK et TSP) administrés au sol sur le ver de terre Aporrectodea caliginosa, une espèce bioindicatrice prédominante dans la région de Tébessa, en Algérie.
Quels sont les principaux thèmes abordés ?
Les thèmes incluent la mortalité, la croissance, les biomarqueurs du stress oxydatif, la composition biochimique (protéines, glucides, lipides), l'étude histologique des dommages tissulaires et la bioaccumulation des engrais dans les tissus des vers.
Pourquoi le ver de terre Aporrectodea caliginosa a-t-il été choisi ?
Il a été sélectionné pour sa pertinence écologique, sa sensibilité aux variations du sol et son statut d'espèce dominante dans les sols cultivés de la région de Tébessa, ce qui en fait un candidat idéal pour l'étude.
Quelles méthodes scientifiques ont été appliquées pour analyser la toxicité ?
L'étude utilise des tests toxicologiques, le calcul des doses létales (DL25, DL50), des dosages enzymatiques de biomarqueurs (GST, GPx, LDH), des analyses spectrophotométriques pour les métabolites, des techniques histologiques standardisées et la spectrométrie de fluorescence X (FRX).
Quelle est la structure globale du contenu principal ?
Le corps du document est structuré en plusieurs parties : la toxicité physiologique (mortalité et croissance), les biomarqueurs de stress oxydatif, la composition biochimique, la bioaccumulation chimique dans les tissus, et les altérations pathologiques des structures cellulaires (histologie).
Quels sont les mots-clés qui caractérisent ces recherches ?
Les mots-clés incluent Aporrectodea caliginosa, engrais, écotoxicologie, stress oxydatif, biomarqueurs, bioaccumulation, histopathologie, et composition biochimique des vers de terre.
Quelles altérations histopathologiques ont été observées après le traitement ?
L'exposition aux engrais provoque des déchirures de l'épithélium, des nécroses, la destruction des muscles circulaires, le détachement des fibres musculaires longitudinales ainsi que des déformations au niveau de l'épiderme et des parois intestinales.
Quelles sont les conclusions sur la bioaccumulation des engrais ?
L'analyse par FRX a démontré que, bien que les engrais chimiques s'accumulent dans les tissus des vers de terre, les taux de bioaccumulation observés restent relativement faibles.
- Quote paper
- Fouzia Tine-Djebbar (Author), Samira Halaimia (Author), Samir Tine (Author), Noureddine Soltani (Author), 2022, Evaluation des risques écotoxicologiques des engrais chimiques sur un ver de terre, bioindicateur de pollution, Munich, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/1239297
