Les herbicides inhibateurs du photosystème II, effets sur les communautés algales et leur dynamique

Abstract

Nous présentons une revue bibliographique à propos des effets des herbicides inhibiteurs du Photosystème II (PS II) sur les communautés algales. Ces herbicides sont abondamment utilisés dans les pratiques phytosanitaires. Ils sont susceptibles de contaminer les milieux aquatiques et, étant donné leur mode d'action inhibitrice de la photosynthèse, ils peuvent agir directement sur les algues. De nombreuses études ont été réalisées afin d'évaluer l'impact des contaminations par ces herbicides sur les microphytes, en particulier leur effet sur la croissance et la physiologie de certaines algues (monocultures en laboratoire). D'autres études expérimentales et quelques rares in situ, ont porté sur l'impact des herbicides inhibiteurs de la photosynthèse sur la structure des peuplements algaux. Certaines tendances ont pu être ainsi dégagées quant à la sensibilité et la résistance aux herbicides des différentes espèces étudiées soit isolément, soit au sein des peuplements. Les herbicides inhibiteurs du PS II perturbent effectivement la structure des peuplements phytoplanctoniques de façon plus ou moins marquée. L'impact des herbicides sur les algues est variable selon la structure des peuplements (liée aux successions) et les paramètres environnementaux, notamment liés à la saison. Nous devons donc développer nos connaissances à propos des interactions entre toxiques et facteurs environnementaux sur des pas de temps correspondant non seulement aux rythmes des contaminations mais aussi aux rythmes des succesions alagles, car ces interactions sont susceptibles de réduire ou d'amplifier les conséquences d'une pollution par ces toxiques dans les milieux aquatiques.The aim of this paper is to present a review about the impact of Photo system II (PS II) inhibitors on algae communities. A brief discussion of the use in agriculture, the different chemical families, the photosynthetic inhibition effect and the occurrence of these compounds in aquatics systems is followed by the presentation of the impacts these herbicides have on algae. Many studies investigate the effects of PS II inhibitors on algae growth and physiology. The response to pollutants were studied by monitoring changes in terms of different parameters : chlorophyll fluorescence induction usually increases with PS II inhibitors. Concentration of pigments decreases with PS II inhibitors, but increases sometimes with low contaminations of these toxicants (it is probably an homeostasis effect). Pigment ratio can change with herbicide exposure. Primary production (measured by 14C incorporation or dissolved O2) usually decreases with PS II inhibitors. But, the " excretion " of dissolved organic compounds may increase with PS II inhibitors. These herbicides may alter or change cell morphology of algae. In consequence algae growth is inhibited by PS II inhibitors exposure. But growth inhibition varies, depending on each species' (and strain) sensibility or resistance to each herbicide. By this way, PS II inhibitors can affect the algae community structure. In consequence, ...

Soil Photosynthetic Microbial Communities Mediate Aggregate Stability: Influence of Cropping Systems and Herbicide Use in an Agricultural Soil

“…The pigment fingerprint profiles were also modified by the herbicide application, which may indicate that there were shifts in microalgal community composition. Microalgae species have different pigments, and the pigment composition of a given species may vary according to its physiological state, especially if herbicides induce conditions of stress (Bérard and Pelte, 1999). That said, pigment profiling of soil or water samples remains a suitable and widely used approach for describing phytoplankton community structure (Zapata et al, 2000) and for examining how microalgal community composition responds to herbicides (Dorigo et al, 2004; Joly et al, 2015).…”

Allelopathy and allelochemicals from microalgae: An innovative source for bio-herbicidal compounds and biocontrol research

“…6) have been shown to significantly inhibit PSII by acting specifically at several sites completely separate from the target site of diuron (Fig. 15) (3-(3,4-34 dichlorophenyl)-1,1-dimethylurea), a herbicide known for its PSII inhibition action [176] and which acts mainly in competition with plastoquinone [177]. Through this study, the authors demonstrated that in the short term fischerellins inactivate the reaction centers of the PSII and, in the long term, deconstruct the PSII, thus preventing energy transfer via the reaction center.…”