Test rapide de résistance du bois à la biodégradation par les crustacés marins xylophages
Summary
Ce protocole présente une méthode d’évaluation du taux d’alimentation du crustacé xylophage Limnoria en mesurant la production de granulés fécaux. Cette méthode est conçue pour être utilisée dans des laboratoires non spécialisés et peut être incorporée dans des protocoles d’essai standard afin d’évaluer la durabilité accrue du bois dans des conditions marines.
Abstract
Les invertébrés xylophages détruisent rapidement les bois marins et les infrastructures côtières en bois, causant des milliards de dollars de dommages dans le monde entier chaque année. Comme les traitements du bois avec des biocides à large spectre, tels que la créosote et l’arséniate de cuivre chromaté (CCA), sont maintenant limités dans l’utilisation marine par la législation, des essences de bois naturellement durables et de nouvelles méthodes de préservation du bois sont nécessaires. Ces méthodes sont soumises à des tests afin de répondre aux normes réglementaires, telles que la norme européenne pour tester les agents de préservation du bois contre les foreurs marins, EN 275. L’étude initiale des essences de bois durables ou des traitements de préservation du bois peut être réalisée rapidement et à peu de frais grâce à des tests en laboratoire, ce qui offre de nombreux avantages par rapport aux essais sur le terrain en mer qui sont généralement des efforts coûteux et à long terme. De nombreuses espèces de Limnoria (gribble) sont des crustacés marins xylophages. Les limnoria sont idéales pour les tests en laboratoire de la biodégradation du bois par les foreurs marins, en raison de la praticité de leur élevage dans des aquariums et de la facilité de mesurer leurs taux d’alimentation en bois. Nous décrivons ici un test de laboratoire normalisable pour évaluer la biodégradation du bois à l’aide de gribble.
Introduction
Les foreurs de bois peuvent causer des dommages importants aux structures marines en bois, telles que les défenses maritimes, les jetées et les structures aquacoles; dont le remplacement ou la restauration coûte des milliards de dollars par an dans le monde1,2,3. Afin de protéger ces structures, le bois est souvent traité pour réduire la biodégradation. Cependant, en raison de la restriction de l’utilisation des biocides à large spectre en Australie, dans l’UE, au Royaume-Uni et aux États-Unis, dans le milieu marin, de nouvelles techniques de modification et de nouvelles espèces de bois naturellement durables pour les foreurs sont recherchées4,5,6,7. Les nouvelles techniques de préservation du bois dans le milieu marin nécessitent des tests approfondis afin de respecter les normes réglementaires et de limiter les impacts environnementaux des dangers tels que la lixiviation de tout agent de conservation chimique. Par exemple, la norme européenne EN 275, qui est la norme européenne actuelle de 1992, est utilisée pour évaluer les traitements de préservation du bois contre les dommages causés par le foreur du bois marin8,9. Cette norme, ainsi que d’autres législations contre l’utilisation de composés biocides, tels que CCA4,5,6,7 et la créosote10, nécessite des méthodes durables et non toxiques de protection du bois et l’utilisation d’essences de bois naturellement durables pour remplacer les traitements biocides11,12 . Les essais en mer, tels que ceux spécifiés dans la norme EN 275, nécessitent de longues périodes d’exposition et sont donc coûteux et lents à produire des résultats significatifs. Les tests en laboratoire, cependant, offrent une alternative beaucoup plus rapide aux méthodes d’essai de préservation des produits du bois contre l’attaque de l’agrile du bois marin, permettant une évaluation rapide des ajustements aux calendriers de traitement13. Les résultats de cette expérience de laboratoire rapide sont conçus pour éclairer les nouveaux processus de modification du bois et pour identifier les essences de bois ayant une durabilité naturelle aux dommages causés par les foreurs. Un faible taux d’alimentation et une faible vitalité peuvent indiquer une résistance accrue dans les produits potentiels et cette information peut ensuite être transmise aux partenaires de l’industrie pour leur permettre d’améliorer les conceptions. Notre méthode permet une réponse agile et rapide, ce qui est souhaitable dans l’industrie, et une fois que les produits prometteurs ont été identifiés, les résultats peuvent être complétés par ceux des essais en mer.
Limnoria est un genre de crustacés isopodes de la famille des Limnoriidae. Il existe plus de 60 espèces de Limnoria dans le monde13,14,15, avec trois espèces communes trouvées au Royaume-Uni, Limnoria lignorum, Limnoria tripunctata et Limnoria quadripunctata16. Ils creusent des tunnels à la surface du bois qui est immergé dans l’eau de mer, causant souvent des dommages économiquement importants. Les gribbles sont très abondants dans les eaux côtières du Royaume-Uni et sont faciles à entretenir dans des conditions de laboratoire, ce qui en fait des organismes idéaux pour l’étude de la biodégradation du bois par les invertébrés marins foreurs de bois. L’évaluation des taux d’alimentation et de la vitalité des gribbles sur différentes espèces de bois et les méthodes de préservation du bois peuvent déterminer l’efficacité de leur résistance à la biodégradation. Le protocole suivant établit une méthode standard pour mesurer les taux d’alimentation des gribbles, développée à partir de celle décrite par Borges et ses collègues12,17, en plus de rationaliser l’introduction de l’analyse d’images pour rendre le processus utilisable dans des laboratoires non spécialisés. L’analyse d’images est également utilisée pour réduire les limites pratiques du comptage manuel d’un grand nombre d’échantillons. La durabilité dans les essais marins à long terme, selon la norme britannique EN350-1:1994, est classée en référence à l’aubier Pinus sylvestris18. Dans les tests de laboratoire à court terme présentés ici, nous utilisons l’aubier de pin sylvestre (Pinus sylvestris L) comme témoin pour tester le bois de cœur des espèces ekki (Lophira alata Banks ex C.F Gaertn), hêtre (Fagus sylvatica L), châtaignier doux (Castanea sativa Mill) et térébenthine (Syncarpia glomulifera (Sm.) Nied). La production moyenne de granulés fécaux et la vitalité parmi huit répétitions par espèce de bois ont été utilisées comme indicateur de durabilité. Nous fournissons des données illustratives recueillies à partir d’une évaluation typique, en utilisant l’espèce gribble Limnoria quadripunctata et une gamme d’espèces de bois naturellement durables. Limnoria quadripunctata, identifiée par les clés fournies par Menzies (1951), a été sélectionnée comme l’espèce optimale pour les essais de biodégradation en raison du fait qu’elle est le membre le plus étudié de la famille et qu’elle est bien établie comme espèce modèle à utiliser dans les essais de biodégradation. Ce protocole s’applique également à l’essai de bois de différents traitements, bien que le témoin utilisé devrait être des réplications non traitées de la même espèce.
Protocol
Representative Results
Discussion
Avant de sélectionner des spécimens de gribble à utiliser dans l’expérience d’alimentation, les individus doivent être examinés pour évaluer leur pertinence. Il peut y avoir une certaine variation dans le taux d’alimentation entre les individus en raison des différences de taille, de sorte que seuls les spécimens adultes adultes doivent être sélectionnés. Aucune différence significative entre le taux d’alimentation des individus entre 1,5 mm et 3 mm de longueur n’a été détectée par Borges et a…
Disclosures
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Merci au Conseil norvégien de la recherche (Oslo Regional Fund, Alcofur rffofjor 269707) et à l’Université de Portsmouth (bourse de recherche doctorale de la Faculté des sciences) d’avoir financé les études de Lucy Martin. Aussi, à Gervais S. Sawyer qui a fourni le bois utilisé pour générer les résultats représentatifs. La térébenthine a été fournie par le professeur Philip Evans de l’Université de la Colombie-Britannique.
Materials
| 12-well cell culture plates | ThermoFisher Scientific | 150200 | |
| 50ml Falcon tubes | Fisher Scientific | 14-432-22 | |
| Adjustable volume pipette | Fisher Scientific | FBE10000 | 1-10 ml |
| Beech | G. Sawyer (consultant in timber technology) | Fagus sylvatica | Taxonomic authority: L |
| Ekki | G. Sawyer (consultant in timber technology) | Lophira alata | Taxonomic authority: Banks ex C. F. Gaertn. |
| Forceps | Fisher Scientific | 10098140 | |
| Incubator | LMS LTD | INC5009 | |
| Microporous specimen capsules | Electron Microscopy Sciences | 70187-20 | |
| Petri dish | Fisher Scientific | FB0875713 | |
| Scots Pine | G. Sawyer (consultant in timber technology) | Pinus sylvestris | Taxonomic authority: L. |
| Size 00000 paintbrush | Hobby Craft | 5674331001 | Size 000 or 0000 also acceptable |
| Sweet Chestnut | G. Sawyer (consultant in timber technology) | Castanea sativa | Taxonomic authority: Mill |
| Turpentine | P. Evans (Professor, Dept. Wood Science, University of British Columbia) | Syncarpia glomulifera | Taxonomic authority: (Sm.) Nied. |
| Vacuum desiccator | Fisher Scientific | 15544635 |
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