Utilisation des moules pour la surveillance environnementale
Des moules sur un littoral rocheux (nattrass, iStockphoto)
Des moules sur un littoral rocheux (nattrass, iStockphoto)
Quels sont les liens avec mon programme d'études?
Les moules sont des invertébrés qui filtrent l’eau de leur habitat. Ils sont un excellent outil pour surveiller la qualité de l’eau et la bioaccumulation.
As-tu déjà été dans un restaurant et mangé des moules cuites à la vapeur? Les moules ne sont pas seulement une entrée savoureuse. Elles sont aussi un formidable outil pour tester la qualité de l’eau!
Les moules sont des invertébrés marins qui ont une coquille externe dure. Les membres de ce groupe sont appelés mollusques parce qu’ils appartiennent au phylum Mollusca. Il existerait environ 85 000 espèces différentes de mollusques.
Le savais-tu?
Les mollusques représentent le deuxième plus grand groupe d’invertébrés sur la Terre. Le plus grand groupe d’invertébrés est constitué des arthropodes, incluant les insectes, les araignées et les crabes.
Les moules peuvent vivre en eau salée et en eau douce. Elles se fixent sur des surfaces dures, alors tu peux parfois les voir sur des rochers et des coques de bateaux.
Les parties du corps de la moule et ses fonctions
Les moules sont constituées d’un corps mou et d’une coquille externe dure en deux parties appelées valves. Cette caractéristique leur vaut le nom de bivalves (« bi » signifiant deux). Les palourdes, les huîtres et les pétoncles sont aussi des bivalves.
À l’extérieur de la coquille, tu peux voir le pied de la moule. Il s’agit d’un organe musculaire qui aide la moule à se déplacer d’un endroit à l’autre. De grands muscles appelés adducteurs permettent de garder les valves étroitement fermées.
Le savais-tu?
Tu as aussi des muscles adducteurs. Ils sont situés à l’intérieur de tes cuisses.
Immédiatement à l’intérieur de chaque valve se trouve un organe appelé manteau. C’est le manteau qui sécrète les valves. Les branchies sont un autre organe important. Les moules ont deux paires de branchies. Les branchies remplissent trois fonctions :
- Extraire l’oxygène de l’eau (respiration). Cela correspond aux branchies des poissons.
- Filtrer la nourriture dans l’eau et l’acheminer vers la bouche de la moule.
- Procurer un lieu pour le développement des bébés moules.
Les moules s’alimentent de plantes microscopiques appelées plancton. Elles mangent aussi d’autres animaux microscopiques. Elles obtiennent leur nourriture en aspirant l’eau par un tube appelé siphon. L’eau passe ensuite par les branchies qui filtrent les particules de nourriture. Puis la moule évacue l’eau restante par un autre siphon.
Le savais-tu?
Une seule moule peut filtrer 38 litres d’eau par jour!
Comme les moules filtrent beaucoup d’eau quand elles se nourrissent, elles constituent un formidable outil pour tester la qualité de l’eau. Les scientifiques peuvent découvrir quels types d’éléments chimiques sont présents dans l’habitat de la moule en examinant ce que les moules ingèrent dans leurs corps.
Les scientifiques ont même créé des moules artificielles qui peuvent mesurer la présence de métaux traces dans l’eau. Le cobalt, le cuivre et le fer sont des exemples de métaux traces. Ces métaux sont normalement présents dans l’environnement à de très faibles concentrations. Lorsque des niveaux élevés de métaux traces s’accumulent dans l’eau, ils peuvent être nuisibles pour la faune sauvage et les humains.
Le problème de la bioaccumulation
S’il y a des métaux traces dans l’eau, les animaux comme les moules les absorbent dans leurs corps. Avec le temps, les métaux se déposent, ou s’accumulent, dans les tissus de la moule. Ce processus est appelé bioaccumulation.
La bioaccumulation est très nocive, car les animaux comme les moules sont à la base de nombreuses chaînes alimentaires. En d’autres mots, beaucoup d’animaux différents se nourrissent de moules, incluant les humains! Et tout animal qui mange une moule absorbera aussi les métaux traces présents dans les tissus de la moule.
Étiquettes pour l'image
1. Des contaminants, comme les métaux traces, sont lessivés vers l’eau.
2. Les moules absorbent l’eau et concentrent les contaminants dans leurs tissus.
3. Les moules sont mangées par de petits poissons. Les poissons concentrent aussi les contaminants dans leurs tissus.
4. Les petits poissons sont mangés par de plus gros poissons.
5. Les plus gros poissons ont accumulé les contaminants des petits poissons. Ces poissons peuvent être mangés par les humains.
En quoi les moules contribuent-elles à la surveillance environnementale?
Il est important de garder un œil sur la pollution dans les chaînes alimentaires. Pour ce faire, les scientifiques recourent à la biosurveillance. La biosurveillance consiste en l’utilisation d’organismes vivants par les scientifiques pour évaluer la santé de l’environnement.
Les moules vivantes sont souvent utilisées comme bio-indicateurs (ou biosurveillants). Les scientifiques les retirent de l’eau et mesurent les niveaux de métaux traces dans leurs tissus. Cela les aide à déterminer la quantité de métaux présents dans l’eau et dans le milieu environnant.
Des moules artificielles
En 2007, des chercheurs de Hong Kong ont créé les moules artificielles. Depuis, les scientifiques ont été en mesure d’utiliser des moules artificielles comme bio-indicateurs au lieu de moules vivantes.
Les moules artificielles sont de petits tubes contenant un gel. Les chercheurs les déposent dans des paniers qu’ils plongent dans l’eau. L’eau pénètre dans la moule artificielle par les ouvertures à l’extrémité du tube. Le gel à l’intérieur emprisonne les métaux traces. Les métaux s’accumulent dans le gel à peu près de la même manière qu’ils le font dans une moule vivante.
Des moules artificielles ont été testées en Australie entre 2009 et 2011. Des scientifiques les ont placées dans 10 sites susceptibles de présenter un risque d’accumulation de métaux. Le gel à l’intérieur des moules artificielles contenait de nombreux métaux traces après quatre semaines dans une rivière. Les métaux incluaient le cadmium, le cuivre, le plomb, le mercure et le zinc. Des tests comme ceux-ci aident les scientifiques à découvrir quels sont les sites présentant un risque potentiel pour la santé de la faune sauvage et des humains.
Comme tu peux le constater, les moules sont importantes de bien des façons. Elles font partie de chaînes alimentaires qui soutiennent la vie dans l’eau et sur la terre. Elles nous aident aussi à déceler la pollution dans les rivières et les océans. Elles sont si populaires que les scientifiques fabriquent maintenant des moules artificielles qui contribuent à tout ce travail. Ce n’est pas si mal pour un animal qui passe tellement de temps caché dans sa coquille!
Amorces de discussion
- As-tu déjà mangé des moules? As-tu aimé ça? Pourquoi ou pourquoi pas?
- T’arrive-t-il de penser à la présence possible de contaminants ou de toxines dans les fruits de mer, comme les moules et les poissons? Pourquoi ou pourquoi pas?
- Quelles mesures peux-tu prendre pour t’assurer que tu ne consommes par trop de toxines dans ton alimentation? Explique ton point de vue.
- Est-il correct (éthique) d’utiliser les organismes vivants en biosurveillance? Pourquoi ou pourquoi pas?
- Qui devrait assumer les coûts de la biosurveillance – les gouvernements ou l’industrie? Explique ton point de vue.
- Comment l’information recueillie dans le cadre des programmes de biosurveillance peut-elle être utilisée pour protéger les gens et l’environnement? Explique ton point de vue.
- Qu’est-ce que la biosurveillance? Pourquoi est-ce important?
- Pourquoi les organismes filtreurs comme les moules sont-ils utiles pour identifier les contaminants potentiels dans des plans d’eau?
- Quelles toxines peuvent être décelées grâce à l’utilisation des moules comme bio-indicateurs?
- À l’aide de l’exemple des moules zébrées, explique le concept de la bioaccumulation dans une chaîne alimentaire.
- Réalise un dessin d’une moule illustrant les principales parties de son corps. Identifie les parties du corps dans ton schéma.
- Quelle nouvelle technologie est utilisée en remplacement des moules vivantes pour surveiller les environnements aquatiques? Quels sont les avantages de cette technologie?
- Cet article permet de soutenir l’enseignement et l’apprentissage dans les catégories « Biologie », « Environnement » et « Pollution » liées aux sujets suivants : la bioaccumulation, la surveillance environnementale, la filtration et la distillation, les invertébrés, les niveaux trophiques et la qualité de l’eau. Les concepts présentés incluent les invertébrés, le phylum, les bivalves, les branchies, la respiration, le plancton, le siphon, les métaux traces, la bioaccumulation, les chaînes alimentaires et la biosurveillance.
- Avant la lecture de cet article, les enseignants peuvent demander aux élèves d’utiliser la stratégie d’apprentissage Aperçu du vocabulaire qui leur permettra de découvrir la terminologie clé et de faire appel à leurs connaissances acquises antérieurement. Les fiches reproductibles prêtes à utiliser pour cet article sont disponibles dans les formats [Document Google] et [PDF].
- Après la lecture de cet article, les enseignants peuvent demander aux élèves d’utiliser la stratégie d’apprentissage Tournoi des idées principales qui leur permettra de dégager les idées clés dans l’article en prenant un temps de réflexion individuelle et en travaillant en collaboration en petits groupes de discussion. Les fiches reproductibles prêtes à utiliser pour cet article sont disponibles dans les formats [Document Google] et [PDF].
- Pour conclure cette leçon, demandez aux groupes d’élèves de communiquer leurs conclusions issues du « Tournoi à la ronde des idées maîtresses ».
Faire des liens
- As-tu déjà mangé des moules? As-tu aimé ça? Pourquoi ou pourquoi pas?
- T’arrive-t-il de penser à la présence possible de contaminants ou de toxines dans les fruits de mer, comme les moules et les poissons? Pourquoi ou pourquoi pas?
- Quelles mesures peux-tu prendre pour t’assurer que tu ne consommes par trop de toxines dans ton alimentation? Explique ton point de vue.
Relier la science et la technologie à la société et à l'environnement
- Est-il correct (éthique) d’utiliser les organismes vivants en biosurveillance? Pourquoi ou pourquoi pas?
- Qui devrait assumer les coûts de la biosurveillance – les gouvernements ou l’industrie? Explique ton point de vue.
- Comment l’information recueillie dans le cadre des programmes de biosurveillance peut-elle être utilisée pour protéger les gens et l’environnement? Explique ton point de vue.
Explorer les concepts
- Qu’est-ce que la biosurveillance? Pourquoi est-ce important?
- Pourquoi les organismes filtreurs comme les moules sont-ils utiles pour identifier les contaminants potentiels dans des plans d’eau?
- Quelles toxines peuvent être décelées grâce à l’utilisation des moules comme bio-indicateurs?
- À l’aide de l’exemple des moules zébrées, explique le concept de la bioaccumulation dans une chaîne alimentaire.
- Réalise un dessin d’une moule illustrant les principales parties de son corps. Identifie les parties du corps dans ton schéma.
Nature de la science et de la technologie
- Quelle nouvelle technologie est utilisée en remplacement des moules vivantes pour surveiller les environnements aquatiques? Quels sont les avantages de cette technologie?
Suggestions pour l'enseignement
- Cet article permet de soutenir l’enseignement et l’apprentissage dans les catégories « Biologie », « Environnement » et « Pollution » liées aux sujets suivants : la bioaccumulation, la surveillance environnementale, la filtration et la distillation, les invertébrés, les niveaux trophiques et la qualité de l’eau. Les concepts présentés incluent les invertébrés, le phylum, les bivalves, les branchies, la respiration, le plancton, le siphon, les métaux traces, la bioaccumulation, les chaînes alimentaires et la biosurveillance.
- Avant la lecture de cet article, les enseignants peuvent demander aux élèves d’utiliser la stratégie d’apprentissage Aperçu du vocabulaire qui leur permettra de découvrir la terminologie clé et de faire appel à leurs connaissances acquises antérieurement. Les fiches reproductibles prêtes à utiliser pour cet article sont disponibles dans les formats [Document Google] et [PDF].
- Après la lecture de cet article, les enseignants peuvent demander aux élèves d’utiliser la stratégie d’apprentissage Tournoi des idées principales qui leur permettra de dégager les idées clés dans l’article en prenant un temps de réflexion individuelle et en travaillant en collaboration en petits groupes de discussion. Les fiches reproductibles prêtes à utiliser pour cet article sont disponibles dans les formats [Document Google] et [PDF].
- Pour conclure cette leçon, demandez aux groupes d’élèves de communiquer leurs conclusions issues du « Tournoi à la ronde des idées maîtresses ».
En savoir plus
La moule, un aspirateur à pollution (2019) Le Soleil -- Comment les moules surveillent la qualité de l’eau, et aussi peut-être un jour peuvent aider à l’épurer.
Les moules pourraient aider à sauver les océans de la pollution (2019) Futura Sciences -- Utilisées comme bioindicateurs de l'état de santé des mers, lacs et rivières, ces « sentinelles » de l'environnement pourraient aussi, à grande échelle, nettoyer le milieu aquatique.
Mollusques (2015) Encyclopédie Canadienne -- Traite brièvement des sept principales classes de mollusques.
Références
Kelly, B. C., Ikonomou, M. G., Blair, J. D., Morin, A. E. & Gobas, F. A. P. C. (2007) Food web-specific biomagnification of persistent organic pollutants. Science, 317(5835), 236-239. DOI: 10.1126/science.1138275
Kibria, G., Lau, T.C. & Wu, R. (2012) Innovative ‘artificial mussels’ technology for assessing spatial and temporal distribution of metals in Goulburn–Murray catchments waterways, Victoria, Australia: Effects of climate variability (dry vs. wet years). Environmental International, 50, 38-46. DOI: 10.1016/j.envint.2012.09.006>
Nordsieck, R. (n.d.). The blue or common mussel (mytilus edulis) The Living World of Mollucs.
The Oxford Pocket Dictionary of Current English. (2020) Mussel.
Richman, L. and Somers, K. (2005). Can we use zebra and quagga mussels for biomonitoring Contaminants in the Niagara River? Water, Air, and Soil Pollution, 167, 155-178. DOI: 10.1007/s11270-005-0083-6
Wu, R.S.S., Leung, K.M.Y., Lau, T.C., Fung, W.K.M. and Ko, P.H. (2007). An 'artificial mussel' for monitoring heavy metals in marine environments. Environmental Pollution, 145(1), 104-110. DOI: 10.1016/j.envpol.2006.03.053