Approche d'écotoxicologie fonctionnelle par l'étude des interactions sol-plante-annélides en sol contaminé

La contamination des sols est un enjeu environnemental majeur. Une grande partie des sols contaminés en Europe le sont par des éléments traces métalliques. Celle-ci peut affecter les organismes édaphiques, avec souvent comme conséquence une diminution des activités biologiques. Pourtant plusieurs études ont montré l’importance des relations dites « belowground-aboveground » liant les communautés souterraines et aériennes des sols. Parmi elles, l’une des plus connues est l’interaction sol – plante – ver de terre. Ces derniers sont connus pour impacter positivement les fonctions écologiques des sols non contaminés. En effet, ils peuvent augmenter la production primaire des plantes et jouent également un rôle dans la régulation des communautés du sol. Mais dans le cas de sols contaminés, leur rôle reste encore peu documenté. Les enchytréides sont également des annélides oligochètes auxquels on prête le même rôle écologique que les vers de terre. Toutefois, peu d’études permettent d’appuyer cette hypothèse.Dans ce travail nous avons fait l’hypothèse que les connaissances acquises sur les interactions sol – plante – annélides en sol fertile sont transférables en sols contaminés et donc que les annélides peuvent, en interaction avec les plantes, participer à une valorisation de ces sols. Les questions suivantes ont été soulevées : i) y-a-t 'il des modifications de biodisponibilité des contaminants par l’activité des organismes ? Quel est l’impact réciproque des organismes entre eux ? Peut-on mettre en évidence un effet court terme versus long terme sur plusieurs générations de vers ? Pour répondre à ces questions nous avons fait des expérimentations ex situ. Nous avons utilisé un sol considéré comme marginal par sa texture sableuse, et contaminé in situ par plusieurs éléments traces métalliques (teneurs sublétales en Cu, Zn, Cd). Trois espèces biologiques ont été étudiées seules ou en interaction : le ver de terre Aporrectodea caliginosa, un ver de terre endogé communément retrouvé dans les sols agricoles, Enchytraeus albidus, un enchytréide à large habitat approprié pour les tests écotoxicologiques et enfin Lolium perenne, une herbe fourragère.Nous avons montré une amélioration de la production primaire du sol contaminé par les deux groupes d’annélides, via une amélioration de la biomasse des plantes, lorsqu’il y a une interaction proche entre les racines et les annélides, en lien avec une augmentation de la biodisponibilité des nutriments. Cependant, lorsqu’ils s’éloignent des racines, cet effet bénéfique disparait. Concernant les éléments traces, les annélides du sol tendent à augmenter leur disponibilité. Toutefois, la plante possède un pouvoir fort de régulation limitant les transferts d’éléments trace. Les teneurs internes d'éléments mesurées dans les organismes varient d’un élément à l’autre et d’une espèce biologique à l’autre, ainsi qu’en présence d’interactions entre organismes. Nous avons ainsi pu montrer que les modifications de l’environnement induites affectent tous les organismes. Nous avons notamment montré que la présence de plantes sur le long terme augmente la capacité du sol à les héberger même en sol contaminé. En revanche, la présence de vers de terre dans le sol facilite l’enfouissement des enchytréides dans les couches plus profondes du sol et tend à réduire leur nombre retrouvé en surface. Cette étude montre que dans nos conditions expérimentales les connaissances acquises dans les sols non contaminés concernant la biofertilisation peuvent être appliquées aux sols contaminés. Cependant, les flux d’éléments majeurs s’accompagnant de flux d’éléments traces, l’impact résultant doit être examiné dans tous les compartiments biologiques du système. Nous avons de plus observé des effets de rétroactions de la plante sur les vers de terre, suggérant l’importance de les prendre en compte pour avancer dans la compréhension des mécanismes sous-jacents aux interactions sol-plante-annélides.