Les éponges sont des filtreurs qui vivent de particules, mais elles peuvent également ingérer des fragments microscopiques de plastique et d'autres polluants d'origine anthropique. Ils peuvent donc servir de bioindicateurs utiles de la santé des écosystèmes marins.

La pollution des océans du monde due à l'apport anthropique de plastiques et d'autres déchets industriels représente une menace croissante pour la viabilité des écosystèmes marins. Et parce que ces polluants s'accumulent dans les poissons, crustacés et mollusques, ils entrent dans la chaîne alimentaire et peuvent être ingérés par les consommateurs humains. Les microparticules de dimensions inférieures à 5 mm présentent un problème particulièrement insidieux. Cette classe de polluants comprend les microplastiques et les fibres textiles, ainsi que les produits chimiques synthétiques présents dans les produits de consommation tels que les nettoyants ménagers et les cosmétiques. Il est donc impératif de développer des méthodes pour quantifier l'ampleur de la menace afin de développer des mesures efficaces pour l'atténuer. Dans une nouvelle publication dans la revue Pollution environnementale , une équipe de recherche dirigée par le professeur Gert Wörheide du LMU (Département des sciences de la Terre et de l'environnement, et GeoBio-Center) montre que les éponges marines ont un grand potentiel en tant que bioindicateurs pour la surveillance des polluants microscopiques dans les mers.

Les éponges sont parfois appelées les aspirateurs de l'océan. Ils se nourrissent de minuscules particules en suspension dans les courants, en les filtrant de l'eau de mer qui traverse leurs tissus très poreux, qui sont soutenus par des squelettes minéralisés chez de nombreuses espèces. Pour évaluer leur utilité en tant que bioindicateurs des polluants microparticulaires, Wörheide et ses collègues ont étudié 15 échantillons d'un type d'éponges minéralisées appartenant à la classe des « démosponges » provenant d'un récif de corail au large de l'île de Bangka dans le nord de Sulawesi (Indonésie). "Nous avons choisi ce site car l'Asie du Sud-Est est un hotspot pour les polluants plastiques dans les océans, " dit Elsa B. Girard, auteur principal de l'étude. Girard est récemment diplômé du Master en Géobiologie et Paléobiologie du LMU, et sa contribution à l'article faisait partie de sa thèse de maîtrise. « Face à l'impact du réchauffement climatique, et la surexploitation des ressources marines, les espèces d'éponges locales pourraient servir de biomoniteurs utiles des micropolluants, et nous aider à développer des mesures appropriées pour réduire les effets délétères de ces substances sur les communautés récifales, " elle explique.

En coopération avec des spécialistes de la Collection d'État minéralogique du SNSB à Munich et du Département de chimie et du Centre de nanosciences (CeNS) de LMU, les biologistes ont utilisé deux méthodes innovantes pour examiner les échantillons prélevés sur le récif. A l'aide de la microscopie d'excitation à deux photons (TPE), ils ont confirmé que les éponges incorporent effectivement des microparticules dans leurs tissus. Ensuite, ils ont utilisé la spectroscopie Raman pour caractériser la nature des particules elles-mêmes. Les données obtenues avec la seconde technique ont révélé la présence de pas moins de 34 types différents de microparticules dans les tissus des éponges. Le spectre allait des plastiques tels que le polystyrène au coton et au dioxyde de titane (TiO 2 ). TiO 2 est utilisé dans les teintures et les peintures, en plus d'être un composant des lotions solaires. Par ailleurs, la variation de la composition des microparticules dans les différents échantillons semble refléter les variations spatiales du type de particules dans l'eau environnante.

Les chercheurs ont détecté entre 90 et 600 particules par gramme de tissu séché dans leurs échantillons d'éponge. "Comme les éponges peuvent peser jusqu'à plusieurs centaines de grammes, nous estimons sur la base de ces résultats que chacun peut en cumuler plus de 10, 000 particules, " dit Wörheide. " Cela en fait des candidats prometteurs pour surveiller les niveaux de pollution anthropique par microparticules dans les océans. " A l'exception des mollusques, peu d'autres espèces ont les propriétés requises des bioindicateurs marins. Selon les auteurs de l'étude, les éponges ont plusieurs autres « qualifications » pour le travail. Ils sont abondants et actifs en permanence comme filtreurs. De plus, des mesures des niveaux de pollution peuvent être effectuées sur des échantillons de tissus (biopsies) sans affecter la viabilité des organismes.