Les lentilles des yeux des poissons enregistrent leur exposition au mercure toxique au cours de leur vie, selon une nouvelle recherche 

La pollution par le mercure constitue une menace mondiale pour la santé humaine, en particulier pour les bébés à naître et les jeunes enfants.Exposition à méthylmercure, un type qui se forme lorsque le mercure pénètre dans les lacs et les ruisseaux, peut nuire au développement du cerveau des enfants et provoquer des symptômes, notamment troubles de la parole et faiblesse musculaire chez les adultes qui consomment des fruits de mer comme principale source de nourriture.Le méthylmercure menace également la santé et la reproduction poissons et autres animaux sauvages.

Les humains, les animaux et les oiseaux sont exposés au méthylmercure lorsqu’ils consomment du poisson et des crustacés.Les scientifiques travaillent depuis des décennies pour comprendre comment et quand les poissons accumulent du mercure.Ces informations sont essentielles pour évaluer les risques liés au mercure dans différents plans d'eau et paysages, et pour évaluer des changements de politique visant à réduire les émissions de mercure.

Pendant des décennies, les scientifiques ont utilisé des pierres auriculaires de poissons, appelées otolithes, pour mieux comprendre la croissance, la migration, le régime alimentaire des poissons et le moment de leur exposition à certains polluants.Ces minuscules structures de carbonate de calcium, de la taille d’un pois, se forment à l’intérieur des oreilles internes des poissons, où elles aident à réguler l’audition et l’équilibre.Les otolithes peuvent également fournir des indices sur comment le changement climatique affecte les poissons.

Mais certains polluants, dont le mercure, ne sont pas incorporés aux otolithes.Au contraire, ils se lient très fortement aux tissus qui contiennent du soufre, comme les tissus musculaires.C’est pourquoi les tissus musculaires ont toujours été utilisés pour évaluer la contamination due à la pollution au mercure.

Dans une étude récemment publiée, nous décrivons une nouvelle fenêtre sur l’exposition au mercure de chaque poisson au cours de sa vie. le mesurer dans les yeux du poisson.Ce travail ouvre de nouvelles possibilités pour comprendre l’exposition des poissons à ce puissant neurotoxique au cours de leur vie.

Indices dans les oreilles et les yeux des poissons

Aujourd’hui, les scientifiques analysent l’absorption du mercure par les poissons en mesurant la quantité qui s’accumule dans le corps entier du poisson, ou souvent uniquement dans les filets, c’est-à-dire les tissus musculaires.Cette approche nous indique la quantité de mercure que le poisson a accumulée au cours de sa vie, mais elle ne nous dit pas précisément à quel moment au cours de sa vie le poisson a été exposé.Il manque un horodatage.

Les concentrations de mercure peuvent varier considérablement au sein d’une espèce de poisson donnée.Par exemple, de 1991 à 2010, les États-Unisdes observateurs gouvernementaux détectés niveaux de mercure dans la morue cela était en moyenne de 0,111 parties par million, mais variait jusqu'à 0,989 parties par million, soit une différence neuf fois supérieure.Cela suggère qu’en plus des changements dans les émissions de mercure au fil du temps, les mouvements et le régime alimentaire d’un poisson individuel peuvent affecter considérablement son exposition.

Dans notre étude, nous proposons une nouvelle méthode qui combine les mesures du vieillissement des otolithes et du mercure dans les cristallins des yeux d’un poisson pour attribuer des âges aux concentrations de mercure dans les yeux du poisson.Les lentilles oculaires sont constituées de protéines pures, ont une teneur élevée en soufre et absorbent donc facilement le mercure. directement de l'eau ou de l’alimentation du poisson.

Le méthylmercure semble être absorbé préférentiellement dans certains organes, y compris les lentilles oculaires.À fortes doses, il peut altérer la vision des poissons.

Notre approche commence par la technique bien établie de vieillissement d'un poisson à l'aide de son otolithe.À mesure qu'un poisson grandit et vieillit, ses otolithes ajoutent des couches annuelles de carbonate de calcium.Nous pouvons estimer l’âge et les taux de croissance des poissons en mesurant la distance entre les couches de croissance annuelles, appelées anneaux, un peu comme les forestiers datent les arbres en mesurant les anneaux de croissance de leur tronc.

Nous savons également que l’œil d’un poisson grandit à un rythme proportionnel à la croissance de son otolithe.Ainsi, dans notre analyse, nous appliquons la distance proportionnelle que nous avons trouvée dans l’otolithe du poisson à son cristallin.Pour notre espèce focale, le Gobie à taches noires (Néogobius melanostomus), la relation linéaire entre ces deux mesures est forte.

À mesure que le cristallin grandit et accumule du mercure, nous pouvons déterminer avec précision le moment où le poisson a été exposé grâce à cette correspondance avec l’otolithe.Et comme le cristallin de l’œil de poisson se développe en couches tout au long de la vie, nous pouvons suivre la chronologie de l’exposition au cours de la vie.

Un possible lien climatique

Grâce à cette nouvelle méthode, nous pouvons commencer à retracer la chronologie de l’exposition au mercure d’un poisson au cours de sa vie.Et nous pouvons poser des questions sur la façon dont les événements de l'histoire de la vie, tels que la migration et les changements de régime alimentaire, ou les événements temporels tels que faibles niveaux d’oxygène dissous dans l’eau à certaines périodes de l’année, peut influencer les niveaux de mercure d’un poisson.

La force de cette méthode est qu’elle fournit des informations pour chaque poisson, qui sont tout aussi importantes que pour les humains.Différents poissons ont des capacités variables à attraper des proies et à éviter ou tolérer le stress, ce qui peut affecter leur croissance et leur exposition au mercure.

Et disposer d’informations sur l’exposition au mercure pour tous les âges d’un poisson peut contribuer à réduire la nécessité de collecter de grands échantillons de nombreux poissons de tous âges, ce qui est la manière dont les scientifiques évaluent traditionnellement l’évolution de l’exposition des poissons au cours de leur vie.

Cette nouvelle méthode pourrait également nous aider à comprendre comment le changement climatique affecte l’exposition au mercure.

À mesure que la température de l’eau augmente, les rivières, les lacs, les estuaires et les océans perdent une partie de leur oxygène dissous.Ce processus, connu sous le nom désoxygénation, est un facteur de stress critique pour la vie aquatique.

Lorsque l’oxygène dans un étang ou une baie tombe en dessous de 2 milligrammes par litre, par rapport aux niveaux normaux de 5 à 8 milligrammes par litre, ce plan d’eau est dit hypoxique – et les conditions hypoxiques peuvent être associées à des concentrations élevées de méthylmercure.Cette perte d'oxygène est exacerbée par pollution par les nutriments – par exemple, du ruissellement urbain ou agricole.Mais cela peut aussi se produire en pleine mer, loin des continents, en raison du réchauffement.

L’augmentation de l’hypoxie pourrait annuler récents efforts mondiaux pour réduire les émissions de mercure en rendant le mercure déjà présent dans les lacs et les océans plus disponible pour être absorbé par les poissons.Cependant, la réponse des poissons à l'hypoxie peut varier selon les individus et les espèces.Nos recherches actuelles, parrainées par la National Science Foundation, explorent comment les lentilles oculaires de poisson, associées aux otolithes, peuvent nous aider à démêler l'exposition au mercure de l'alimentation et de l'hypoxie.

De plus en plus, les scientifiques reconnaissent que diverses parties du corps des organismes fonctionnent comme des archives du passé.Pour nous, les lentilles oculaires et les otolithes constituent des moyens essentiels pour comprendre la vie secrète de chaque poisson.