L'équipe EA a la particularité d'associer une large gamme de compétences (i.e., physiologie, écophysiologie, écologie, biochimie, biologie moléculaire, génétique, chronobiologie et éthologie marine) et des plateaux techniques forts (analyse chimique, biologie moléculaire, microscopie, mathématique et électronique). Les activités qui y sont menées se déclinent en 3 axes thématiques :

Les questionnements scientifiques abordés sont multiples. Comment relier des effets observés au niveau moléculaire à des effets au niveau cellulaire, tissulaire, de l'individu ou de la population ? Quelles sont les interactions entre contaminants, mais également entre contaminants et facteurs naturels, sur la toxicité finale des composés ? Quels sont les effets d'un cocktail de contaminants sur les populations, voire sur les écosystèmes ?
Afin d'améliorer nos connaissances sur ces différents points, nous suivons une démarche résolument pluridisciplinaire faisant appel à des approches de chimie, de biologie, de physiologie, de biochimie et de génétique. Notre but est de mieux appréhender le lien entre présence et effets des contaminants, en étudiant notamment les capacités d'internalisation, de bioaccumulation et de biotransformation de ces composés ainsi que les perturbations engendrées sur les organismes. En laboratoire, une attention particulière est portée à :
(1) l'utilisation de faibles doses de contaminants représentatives de celles rencontrées dans le milieu naturel,
(2) l'étude des effets de stress multiples (agents chimiques, physiques ou biologiques utilisés seuls ou en mélange).
Ces approches sont menées sur des espèces biologiques clés telles que les communautés de diatomées, des poissons modèles (poissons zèbre, médaka) et sauvages (anguille européenne) ainsi que sur des bivalves (huîtres, corbicules, moules perlières). Nous nous intéressons de façon plus approfondie aux métaux traces et aux polluants émergents tels que les nanoparticules (NP) métalliques et/ou organiques et les médicaments.

L'impact de la perturbation des gènes de l'horloge biologique chez les mammifères et les insectes est un domaine en pleine explosion dans la littérature internationale, mais très peu étudié chez les organismes aquatiques. En écotoxicologie aquatique, c'est un niveau de complexité largement méconnu alors que (i) la présence de toxiques peut avoir un impact très profond sur l'expression des rythmes et que, (ii) les rythmes peuvent profondément influencer l'impact d'un toxique (voir tous les travaux actuels sur l'impact des médicaments à différents moments chez l'homme).
Nous étudions les rythmes biologiques des animaux aquatiques (en particulier les bivalves), leurs perturbations liées aux changements des caractéristiques du milieu, ainsi que les conséquences de ces perturbations aux niveaux comportemental et génétique. La première étape est d'appréhender plus finement les rouages de l'horloge moléculaire. Nous cherchons à améliorer notre compréhension des différents niveaux de perturbation des rythmes endogènes. Nos approches combinent :
(1) la génétique avec l'étude approfondie des gènes de l'horloge et des gènes sous contrôle de l'horloge qui génèrent la rythmicité des fonctions physiologiques et métaboliques ;
(2) la physiologie avec l'étude de la perturbation des rythmes des grandes fonctions comme la nutrition, la digestion et la respiration ;
(3) l'analyse comportementale avec l'étude de la perturbation de l'activité valvaire. Nous privilégions les algues toxiques comme agent chronotoxique, mais nous étudions également les impacts d'autres contaminants comme les métaux traces et les pétroles.
Nous abordons également les conséquences à court, moyen et long termes de la perturbation des rythmes par des chronotoxiques. Nous travaillons en particulier sur les conséquences de la disparition des rythmes sur les modalités de bioaccumulation des contaminants aquatiques et de toxicité (en termes notamment d'apparition des pathologies). Lors de ces approches nous portons toujours l'effort sur des espèces de milieux tempérés, mais nous étendons notre analyse à des espèces vivant dans des milieux plus extrêmes (régions Arctiques et tropicales avec en projets, fonds sous-marin et grottes). Ces travaux sont réalisés ceci grâce notamment à la valvométrie HFNI in situ et à la génétique. A terme, l'idée novatrice consiste à utiliser la valvométrie et la chronobiologie comme marqueur temporelle des évolutions du climat et de la contamination du milieu.

Les travaux sur les premiers stades de développement du medaka japonais (O. latipes) et de l'huître japonaise (C. gigas) ont démontré leur très grande sensibilité à des polluants variés. Nous privilégions actuellement le développement de marqueurs d'effets fonctionnels (comportement, développement, activité cardiaque, immunité, génotoxicité …) robustes qui permettent d'évaluer les effets des polluants sur l'ensemble des grandes fonctions biologiques (reproduction exceptée) et à différents niveaux d'organisation biologique (de la molécule à l'individu).
Un effort particulier porte sur le choix de marqueurs non invasifs mesurables au niveau individuel de façon à pouvoir :
(1) croiser les réponses de plusieurs marqueurs sur un même individu,
(2) prendre en compte la variabilité interindividuelle.
Notre objectif à moyen terme est d'utiliser in et ex situ ces marqueurs d'effets à des espèces telles que la moule marine, l'esturgeon, la truite, le turbot et la crevette blanche pour conduire des travaux sur les effets des contaminants en mélange et à faibles doses. Nous envisageons par exemple de transplanter des embryons et larves sur le terrain afin qu'ils servent d'organismes sentinelles pour mesurer le degré de pollution du milieu et l'impact écotoxique de cette pollution sur des espèces représentatives. Ces transplantations permettront également de mesurer la tolérance d'une population aux conditions environnementales et ainsi de mieux pouvoir estimer les chances de succès d'un programme de réintroduction.
Nous travaillons sur des marqueurs de cytotoxicité et de génotoxicité de lignées cellulaires de poissons (foie de truite, lignée embryonnaire de médaka). Ce travail permet d'envisager l'étude du mode d'action et l'évaluation de la toxicité de contaminants variés en utilisant une approche de criblage haut débit éthiquement acceptable. Nous poursuivons ces idées en développant une approche multi-marqueurs qui utilise la puissance de la cytométrie en flux. Ces connaissances et outils seront appliqués à l'étude du mode d'action et des effets de polluants en émergence tels que les nanomatériaux, les médicaments et les produits de soins corporels.
Nous approfondissons nos connaissances sur les effets des polluants à faible dose et en mélange en combinaison ou non avec d'autres stress environnementaux tels que la température, l'hypoxie, la présence de pathogènes. Nous privilégions pour cela une analyse fonctionnelle (croissance, développement, statut immunitaire, comportement …) et l'utilisation des stades précoces de développement en raison de leur grande sensibilité et de leur grande souplesse d'utilisation. Nous étudions également la transmission verticale (trans-générationnelle) des polluants persistants et de leurs effets sur quelques espèces modèles à cycle de vie relativement court comme le médaka japonais.