Thesis in Biology, defended by Ahmed Sidi Sadegh under the co-direction of Pr, Zeinabou Sidoumou from the University of Nouakchott and Dr. (HDR) Noureddine Bouaicha (Université Paris-Saclay. (08/04/2021)
Key words :
Dolichospermum, Microcystis, Microcystin-LR, Foum Gleita, Mauritanie
Doctoral studies :
Doctoral training in Biology, Doctoral School of Science and Technology, University of Nouakchott
Abstract
Pour la première fois la retenue du barrage de Foum-Gleita a fait l’objet d’un échantillonnage mensuel régulier s’étendant sur 12 mois, du 1er septembre 2017 au 31 août 2018, afin d’étudier les variations spatiotemporelles de sa biodiversité en cyanobactéries et de leurs toxines ainsi que les facteurs environnementaux susceptibles de contrôler leur développement. Les valeurs moyennes issues des analyses physico-chimiques ont montré des eaux relativement chaudes (T° : 27,9 °C en surface et 24,2 °C au fond), relativement aérées en surface et proches de l’anoxie au fond (DO en mg/L: 9,06 en surface et 4,24 au fond), relativement riches en éléments azotés et phosphorés (DIN en mg/L: 3,86 en surface et 5,07 au fond ; TP en mg/L : 0,35 en surface et 0,43 au fond), avec un indice d’eutrophisation TSI-Carlson allant de 70 à 80 caractérisant la retenue prospectée comme hypereutrophe. L’analyse du phytoplancton par microscopie inversée et l’estimation du biovolume de cyanobactéries a permis d’identifier 8 genres de cyanobactéries (Microcystis, Gloeocapsa, Chroococcus, Dolichospermum, Oscillatoria, Planktothrix, Lyngbya, et Spirulina), cinq d’entre eux sont reconnus comme potentiellement toxiques (Microcystis, Dolichospermum, Oscillatoria, et Planktothrix) et sont dominés par les espèces Microcystis aeruginosa et Dolichospermum flos-aquae durant la saison chaude (mai à septembre). L’analyse des microcystines par chromatographie liquide haute performance-spectrométrie de masse en tandem (HPLC/MS) a révélé la présence d’un seul variant le plus toxique, la microcystine-LR (MC-LR), avec une concentration constamment élevée dans les échantillons d’eau de surface, en période de blooms (5,64 µg/L), dépassant 5 fois la limite de l’Organisation Mondiale de la Santé pour l’eau potable (1 µg/L) ; cependant, celle des échantillons d’eau profonde était beaucoup plus faible (0,83 µg/L). Les analyses statistiques utilisant la matrice triangulaire corrélation de Pearson et la régression linéaire multiple (MLR) ont montré que les facteurs limnologiques les plus influents sur l’abondance de M. aeruginosa et D. flos-aquae et la variation des concentrations de MC-LR dans les eaux de la retenue du barrage de Foum-Gleita étaient les concentrations de TP, DIN et Fe ainsi que la température et le pH de l’eau.
For the first time, the Foum-Gleita reservoir was subject of regular monthly sampling during 12 months, from September 1, 2017 to August 31, 2018, in order to study the spatiotemporal variations of its cyanobacteria biodiversity and their toxins as well as environmental factors that may control their development. The average values obtained from the physicochemical analyzes showed waters: relatively warm (27.9 °C at surface and 24.2 °C at bottom), relatively aerated at surface and close to anoxia at bottom (DO in mg/L: 9.06 at surface and 4.24 at bottom), relatively rich in nitrogen and phosphorus elements (DIN in mg/L: 3.86 at surface and 5.07 at bottom; TP in mg/L: 0.35 at surface and 0.43 at bottom), with a trophic state index (TSI Carlson) ranging from 70 to 80, characterizing the reservoir prospected as hypereutrophic. The Inverted microscopy analyzes of phytoplankton and the estimation of cyanobacterial biovolumes allowed the identification of 8 cyanobacterial genera (Microcystis, Gloeocapsa, Chroococcus, Dolichospermum, Oscillatoria, Planktothrix, Lyngbya, and Spirulina), five of them are recognized as potentially toxic (Microcystis, Dolichospermum, Oscillatoria, and Planktothrix) and are dominated by the two species Microcystis aeruginosa and Dolichospermum flos-aquae during the warm season (May-September). The analysis of microcystins by High Performance Liquid Chromatography-tandem Mass Spectrometry (HPLC/MS) revealed the presence of only most toxic variant, Microcystin-LR (MC-LR). The concentration of MC-LR in surface water samples, during the cyanobacterial blooms, was consistently high (5.64 µg/L), exceeding 5-times the World Health Organization drinking water limit (1 µg/L); however, that of deep water was much lower (0.83 µg/L). The statistical analyzes using Pearson’s correlation and Multiple Linear Regression (MLR) have shown that the most influential factors on the abundance of Microcystis aeruginosa and Dolichospermum flos-aquae species and the variation of MC-LR concentrations in the waters of Foum-Gleita reservoir were the total phosphorus (TP), dissolved inorganic nitogen (DIN) and iron (Fe) concentrations, and the water temperature and pH.
