Chapitre 2 FR PDF - Sciences de la vie et impacts socio-économiques

Université Frères Mentouri Constantine 1 Module : Sciences de la vie et impacts socio-économiques, 1ère année LMD (TCSNV) Chapitre 2 : Toxicologie, Biologie et Santé Environnementale 1. Introduction La santé environnementale (environmental health) et la biologie appliquée à la santé (...

Université Frères Mentouri Constantine 1 Module : Sciences de la vie et impacts socio-économiques, 1ère année LMD (TCSNV) Chapitre 2 : Toxicologie, Biologie et Santé Environnementale 1. Introduction La santé environnementale (environmental health) et la biologie appliquée à la santé (applied biology to health) jouent un rôle essentiel dans la compréhension des effets des polluants sur les écosystèmes (ecosystems) et sur la santé des organismes vivants, humains compris. Ces dernières décennies, les exemples de crises sanitaires mondiales ont montré l'importance de comprendre les mécanismes biologiques (biological mechanisms) liés à l’exposition aux pol- luants, qu’il s’agisse de substances chimiques, de pathogènes ou de perturbations environne- mentales. 2. Effets des polluants sur la vie végétale (Effects of pollutants on plant life) Les plantes, élément fondamental des écosystèmes, sont particulièrement sensibles à la pollu- tion. Par exemple, en 2019, les émissions de dioxyde de soufre (sulfur dioxide) ont causé des dommages massifs aux cultures de riz en Chine, affectant la photosynthèse (photosynthesis) et ralentissant la croissance des plantes. De même, la pollution par l’ozone troposphérique (tro- pospheric ozone pollution) dans la vallée de l’Oaxaca au Mexique a provoqué une baisse des rendements du maïs (corn yields) de 10 à 15 %. L’utilisation de produits phytosanitaires (pesticides) dans l’agriculture a également des consé- quences graves. En Inde, l'usage excessif de pesticides a non seulement réduit la diversité vé- gétale (plant diversity) mais a également affecté les insectes pollinisateurs (pollinators) essen- tiels à la production agricole. Cela a entraîné une réduction des rendements en coton et en lé- gumes, augmentant ainsi la dépendance aux intrants chimiques. La pollution atmosphérique cause beaucoup de dégâts sur les végétaux comme : L'augmentation des gaz polluants perturbe les arbres, qui se mettent à fabriquer des branches déformées. Parmi les premières victimes, les sapins et les épicéas qui se mettent à jaunir. Aussi les particules grasses de Diesel (des véhicules) bouchent aussi les pores des feuilles (les stomates). La plante respire mal et sa photosynthèse est perturbée. De plus, des études ont montré que l'ozone faisait chuter le rendement de certaines cultures agricoles. Mais c'est sans compter avec les pluies, les neiges et les brouillards acides qui, eux aussi, causent de nombreux dommages. Les pluies acides sont le fruit d'une rencontre entre un nuage de pluie et un nuage de pollu- tion.  Université Frères Mentouri Constantine 1 Module : Sciences de la vie et impacts socio-économiques, 1ère année LMD (TCSNV) Le dioxyde de soufre (SO2) et les oxydes d'azote (NOx) vont se dissoudre dans l'eau. Une fois dissous se changent en acides. Acide sulfurique(H2SO4) pour le soufre (S) et acide nitrique (HNO3) pour l'azote (N). Ces acides sont particulièrement corrosifs : les feuilles sont brûlées et le sol perd de sa fertilité. 3. Effets des polluants sur la vie animale (Effects of pollutants on animal life) Les polluants environnementaux (environmental pollutants) affectent aussi la faune de ma- nière directe et indirecte. Par exemple, en 2005, l'empoisonnement par le mercure (mercury poisoning) des oiseaux marins dans la baie de Chesapeake aux États-Unis a conduit à une di- minution de la reproduction des espèces comme le cormoran (Cormorant) et le pélican (Peli- can), car le mercure s'accumule dans leurs tissus, perturbant leur système endocrinien (endo- crine system). L’accumulation de polluants dans les océans, notamment les plastiques (plastics), a également des effets catastrophiques. Des études menées sur les tortues de mer (sea turtles) montrent qu’elles ingèrent régulièrement des morceaux de plastique, entraînant des blocages intestinaux (intestinal blockages) et des malformations (malformations) qui affectent leur survie. Cela est également le cas pour des espèces comme les baleines (whales), qui consomment des micro- plastiques (microplastics), perturbant leur digestion (digestion) et leur reproduction (reproduc- tion). La pollution atmosphérique et agricole et chimique engendre des effets nuisibles sur les animaux comme : Développer certaines pathologies comme des cancers. Avoir un fonctionnement anormal de la thyroïde. Avoir une fertilité diminuée. Rencontrer une perturbation du système immunitaire. Avoir des irritations de la gorge et des yeux. Avoir des gênes respiratoires et crise d’asthme Aussi plusieurs d’autres maladies qui mènent à la mort des animaux. 4. Effets des polluants sur la santé humaine (Effects of pollutants on human health) La pollution de l’air (air pollution), en particulier la pollution par les particules fines (fine par- ticles) telles que les PM2.5 (PM2.5), est responsable de millions de décès prématurés chaque année. Par exemple, selon l'Organisation mondiale de la santé (OMS), la pollution de l'air a causé environ 7 millions de décès dans le monde en 2019, principalement à cause de maladies respiratoires chroniques (chronic respiratory diseases) et de cancers du poumon (lung cancer). Les populations urbaines (urban populations), notamment en Inde et en Chine, sont particuliè- rement vulnérables à ces polluants.  Université Frères Mentouri Constantine 1 Module : Sciences de la vie et impacts socio-économiques, 1ère année LMD (TCSNV) De même, l'exposition prolongée au plomb (lead) à travers l’eau potable (drinking water) est un problème majeur dans des pays comme le Nigeria, où l’empoisonnement au plomb a af- fecté des milliers d'enfants, provoquant des troubles neurologiques (neurological disorders) et une réduction du quotient intellectuel (IQ). Les niveaux élevés de plomb dans les eaux de consommation humaine sont directement liés à des déficits cognitifs (cognitive deficits) et des troubles de l’apprentissage (learning disabilities). Maladie Cardiovasculaire (HTA) (Cardiovascular Disease): Facteurs environnementaux limités, sauf CO pour arythmies et angine. Bruit excessif peut causer HTA. Cancers (Cancers): Gaz toxiques industriels provoquent cancers. Aliments pollués aug- mentent risque. Maladies Respiratoires (Respiratory Diseases): Pollution atmosphérique majeure pour allergies, bronchite, emphysème, asthme. Impact sur crises d'asthme. Maladies Neurologiques et Effets Mentaux (Neurological Diseases and Mental Effects): Plomb chez enfants retards mentaux. Pesticides, engrais effets neurologiques. Autres Maladies et Syndromes (Other Diseases and Syndromes): Immunité affaiblie, anomalies congénitales, maladies rénales, troubles cutanés, stress post-traumatique, sensibilité multiple, fatigue chronique, nuisances sonores, déchets, pollution lumineuse. 5. L'importance de la biologie dans le diagnostic des maladies (The importance of bio- logy in disease diagnosis) Les avancées en biologie moléculaire (molecular biology) ont révolutionné le diagnostic des maladies, qu'elles soient animales (animal diseases) ou végétales (plant diseases). Par exemple, grâce à la technique de la PCR (Polymerase Chain Reaction), il est désormais pos- sible de détecter des agents pathogènes à un stade très précoce. En 2014, lors de l'épidémie d'Ebola en Afrique de l'Ouest, la PCR a permis de diagnostiquer rapidement les cas d'infec- tion, ce qui a été crucial pour limiter la propagation du virus (virus spread). Dans le domaine végétal, des tests PCR ont permis de détecter des virus comme celui de la mosaïque du tabac (tobacco mosaic virus) avant qu'ils ne provoquent des épidémies dans les cultures de tabac et de tomate. Cette détection précoce permet de mettre en place des straté- gies de gestion des maladies, telles que l'isolement des cultures contaminées, et de réduire les pertes économiques (economic losses). 6. Le diagnostic des maladies animales (Animal disease diagnosis) Les animaux domestiques (domestic animals) et sauvages (wild animals) sont confrontés à une multitude de pathologies. Par exemple, la brucellose (brucellosis) est une maladie bacté- rienne qui affecte les bovins (cattle) et peut être transmise à l’homme. Dans les régions rurales d’Asie centrale, cette maladie est un problème majeur pour les éleveurs, d’où l’importance du diagnostic rapide (rapid diagnosis) pour prévenir les épidémies. Des tests diagnostiques basés sur la biologie moléculaire ont permis de réduire la propagation de la brucellose chez les ani- maux et de protéger les populations humaines.  Université Frères Mentouri Constantine 1 Module : Sciences de la vie et impacts socio-économiques, 1ère année LMD (TCSNV) Un autre exemple est celui de l’influenza aviaire (avian influenza) qui, en 2009, a provoqué une crise sanitaire mondiale. Le diagnostic rapide et la surveillance génétique (genetic surveil- lance) ont permis de contenir l'épidémie, notamment en Asie, où les oiseaux migrateurs (mi- gratory birds) sont des vecteurs clés de transmission. 7. Le diagnostic des maladies végétales (Plant disease diagnosis) Les maladies végétales sont responsables de pertes agricoles (crop losses) considérables chaque année. Par exemple, le champignon Phytophthora infestans, responsable du mildiou de la pomme de terre (potato blight), a causé la grande famine irlandaise (Irish Potato Fa- mine). Aujourd’hui, grâce à l’utilisation de la biologie moléculaire (molecular biology), il est possible d'identifier ce pathogène plus rapidement, permettant aux agriculteurs de prendre des mesures préventives (preventive measures) comme l’utilisation de fongicides (fungicides) ou le contrôle biologique (biological control). De même, en Afrique, la maladie du virus de la mosaïque du manioc (cassava mosaic virus) a causé des pertes massives de cultures de manioc (cassava), une plante de subsistance essen- tielle. Des tests diagnostiques rapides ont permis de développer des variétés résistantes au vi- rus, sauvant ainsi des millions de tonnes de production annuelle.