Les polymères synthétiques solubles dans l’eau (WSSP) se trouvent dans de nombreux produits de tous les jours. Quelles sont les conséquences lorsque ces plastiques pénètrent dans les rivières, les lacs et les océans sont encore largement inexplorées. Une équipe de l’Université de Bayreuth a maintenant systématiquement étudié les effets sur les puces d’eau de l’espèce Daphnia magna pour la première fois.
Les polymères sélectionnés pour les tests modifient considérablement la taille corporelle et la reproduction des animaux dans certains cas. La recherche, publiée dans Science de l’environnement totalmontre que les polymères hydrosolubles pourraient avoir des conséquences sur la biodiversité et les chaînes alimentaires des écosystèmes aquatiques qu’il ne faut pas sous-estimer.
Les textiles, les peintures, le papier, les adhésifs, les cosmétiques et les produits pharmaceutiques ne sont que quelques exemples de produits industriels contenant des polymères synthétiques solubles dans l’eau (WSSP). De plus, les WSSP sont utilisés dans le traitement des eaux usées et le traitement des eaux pluviales.
Néanmoins, on sait peu de choses sur leurs concentrations dans l’environnement. Ils ne sont pas visibles ici, contrairement aux déchets plastiques et aux particules microplastiques. Cependant, la présence de WSSP dans les rivières, les lacs et autres dépôts d’eau douce a été démontrée dans diverses études.
Des chercheurs du CRC 1375 « Microplastiques » et du Réseau international de formation (ITN) « LimnoPlast » de l’Université de Bayreuth ont maintenant sélectionné cinq polymères disponibles dans le commerce qui sont fréquemment utilisés dans l’industrie pour la production. À l’aide de méthodes biologiques et chimiques, ils ont étudié comment les puces d’eau de l’espèce Daphnia magna réagissent au WSSP.
Dans la recherche écologique, cette espèce sert d’organisme modèle sur lequel les interactions entre les polluants potentiels et les organismes vivants peuvent être facilement observées. Les polymères dissous dans l’eau avec laquelle les puces d’eau ont été en contact constant lors des tests étaient l’alcool polyvinylique (PVOH), la polyvinyl pyrrolidone (PVP), l’acide polyacrylique (PAA), le polyéthylène glycol (PEG) et l’oxyde de polyéthylène (PEO).
« Les puces d’eau ont une fonction écologique clé dans de nombreux lacs d’eau douce : elles ont un impact significatif sur la quantité de phytoplancton disponible, qui constitue la base des chaînes alimentaires dans les lacs. Lorsque les puces d’eau sont endommagées par des polymères hydrosolubles, les conséquences peuvent s’étendre à des niveaux supérieurs de la chaîne alimentaire, affectant l’ensemble du réseau trophique d’un écosystème », explique le professeur Dr. Christian Laforsch, porte-parole du CRC Microplastics et de l’ITN « LimnoPlast », qui a coordonné la nouvelle étude interdisciplinaire.
Comme le montrent les résultats de la recherche, les WSSP ne mettent pas immédiatement la vie des puces d’eau en danger. Même leur rythme cardiaque reste constant lorsqu’ils vivent longtemps dans une eau enrichie en WSSP.
Ceci est une indication claire que les polymères ne provoquent pas de changements physiologiques aigus. Cependant, le comportement reproducteur des animaux change de deux manières : les cycles de reproduction s’allongent, de sorte que les puces d’eau ne produisent une progéniture qu’à des intervalles plus longs. De plus, le nombre de descendants produits par cycle diminue.
Cela pourrait avoir un impact sur la croissance démographique et donc sur l’ensemble du réseau trophique. De plus, la taille corporelle de la daphnie change également sous l’influence du WSSP.
« Les résultats de la recherche à ce jour ne fournissent pas encore une compréhension précise des effets causals qui ont conduit aux changements significatifs de la taille corporelle et de la reproduction des puces d’eau. Les mesures suggèrent qu’un poids moléculaire plus élevé de WSSP pourrait être associé à une toxicité accrue. C’est une preuve supplémentaire de la pertinence d’une recherche interdisciplinaire impliquant une coopération entre les sciences de l’environnement et la chimie des polymères », déclare le premier auteur de la nouvelle étude, la doctorante de Bayreuth Simona Mondellini M.Sc.
La recherche sur les effets écologiques des polymères synthétiques solubles dans l’eau en est encore à ses balbutiements à bien des égards. Cependant, les résultats de la nouvelle étude sur l’organisme modèle Daphnia magna illustrent l’importance de ce sujet de recherche.
« Les effets des contaminants potentiels sur la reproduction et la taille corporelle des organismes sont maintenant des paramètres établis en écotoxicologie. Si les puces d’eau changent à ces égards sous l’influence des WSSP commerciaux utilisés dans de nombreuses industries, cela devrait être l’occasion de nouvelles études ciblées. Après tout, les effets toxiques des polluants qui se propagent dans l’environnement n’affectent généralement pas uniquement les organismes individuels, mais aussi des populations plus importantes et des réseaux trophiques largement ramifiés – et donc aussi la viabilité et la fonctionnalité d’écosystèmes entiers », explique le professeur Christian Laforsch.
Simona Mondellini et al, Au-delà des microplastiques : les polymères synthétiques solubles dans l’eau exercent des effets néfastes sublétaux sur le cladocère d’eau douce Daphnia magna, Science de l’environnement total (2022). DOI : 10.1016/j.scitotenv.2022.157608