Résumé non technique d'un projet d'expérimentation animale publié sur ALURES le 24/07/2024
("EC NTS/RA identifier" : NTS-FR-030946)
Jusqu’à quarante minutes d’exposition à des températures atteignant 46 °C, et des mesures respiratoires de douze heures la nuit : 764 mésanges charbonnières vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger à modéré, toutes relâchées dans leur milieu d’origine. Les prises de sang durent trois à cinq minutes, les mesures de métabolisme jusqu’à deux heures en journée. L’objet du projet est de tester si les oiseaux des villes, déjà exposés à l’îlot de chaleur urbain, seraient pré-adaptés au réchauffement climatique. Le porteur retient la mésange charbonnière parce qu’elle niche dans les nichoirs, se comporte bien en captivité et se laisse manipuler sans abandonner sa nichée, et parce que la généalogie des individus suivis est connue.
Objectifs et bénéfices escomptés du projet
Décrire les objectifs du projet.
En écologie évolutive, le changement climatique et l’urbanisation sont surtout étudiés séparément. Pourtant l’effet d’îlot de chaleur urbain constitue un défi supplémentaire pour des organismes déjà confrontés au changement climatique, en particulier durant les événements climatiques extrêmes (ex. vagues de chaleur). La chaleur accrue en ville représente de ce fait un théâtre d’étude unique pour les scientifiques cherchant à comprendre comment les organismes s’adaptent (ou non) au réchauffement. Ce projet vise à comprendre et à prévoir l’impact des effets interactifs du changement climatique et de l’urbanisation sur l’évolution et la dynamique des populations en utilisant une espèce modèle en écologie évolutive : la mésange charbonnière. L’objectif des expériences décrites ici est de comparer les adaptations physiologiques (depuis les phénotypes jusqu’aux gènes) aux variations de température chez les oiseaux des forêts et des villes, et de tester l’hypothèse selon laquelle les organismes vivant en ville pourraient être pré-adaptés au réchauffement climatique parce qu’ils sont exposés à l’effet d’îlot de chaleur urbain. Le projet permettra une meilleure compréhension de la façon dont l’environnement urbain peut façonner l’adaptation des oiseaux au changement climatique.
Quels sont les bénéfices susceptibles de découler de ce projet?
Le suivi à long terme permet d’étudier de façon pérenne les populations de mésanges charbonnières. Couplé avec une démarche expérimentale, l’analyse des données issues de ce programme permet une compréhension fine des capacités de réponse des organismes aux changements de leur environnement. Nous envisageons que le projet apporte des réponses sur les adaptations des mésanges charbonnières aux pressions anthropiques. L’étude inédite de l’élévation des températures sur des traits physiologiques et comportementaux pourra être menée dans l’expérience unique de jardin commun. Les mésanges charbonnières se comportent bien en captivité et nichent facilement dans les nichoirs quel que soit l’habitat. Ainsi, cette espèce commune est adaptée aux questions qui sont posées.
Nuisances prévues
À quelles procédures les animaux seront-ils soumis en règle générale?
Les animaux seront soumis à des prises de sang ou à des mesures de métabolisme (consommation d’oxygène, rejet de CO2, et évaporation d’eau par la respiration). Les prises de sang ne durent que maximum 3 à 5 minutes. Les mesures de métabolisme sont opérées durant un maximum de 2 heures (la journée) dont entre 15 et 40min à des températures élevées (jusqu’à 46°C) ou 12 heures (la nuit, pendant que les animaux dorment).
Quels sont les effets/effets indésirables prévus sur les animaux et la durée de ces effets?
Les nuisances possibles sont les évènements de capture qui mèneront à du dérangement, ainsi que les manipulations visant à identifier les animaux (baguage, mesures morphométriques et de comportement), et à quantifier leurs adaptations physiologiques à la température. Une douleur peut être attendue lors des prises de sang, causée par l’introduction d’une aiguille effectuée conformément aux bonnes pratiques vétérinaires. Les prises de sang ne dépasseront jamais les quantités recommandées pour un animal de cette taille. L’exposition brève à des températures élevées peut générer un inconfort transitoire, mais les mesures de respirométrie seront faites sous surveillance constante des oiseaux. L’objectif de l’étude étant de mettre en parallèle des mesures physiologiques avec des comportements exprimés la plupart du temps en milieu naturel (y compris des mesures de reproduction postérieures à nos mesures physiologiques), les résultats ne pourront être pertinents que si les animaux n’ont subi ni stress aigu, ni effets indésirables. Enfin, toutes les manipulations seront effectuées par des manipulateurs formés et sûrs de leurs gestes.
Justifier le sort prévu des animaux à l’issue de la procédure.
Tous les oiseaux seront libérés dans leur milieu naturel d’origine après chaque procédure.
Application de la règle des "3R"
1. Remplacement
Il s’agit ici de recherche scientifique fondamentale sur des animaux sauvages, et en particulier de leurs physiologies et comportements naturels. Il n’est pas possible de pouvoir déduire ces mécanismes sans recourir à des animaux vivants et à de l’expérimentation.
2. Réduction
Les protocoles ont été pensés de façon à utiliser un nombre restreint d’individus pour donner des résultats statistiquement adéquats. Ces nombres sont choisis en s’appuyant sur des expériences précédentes et de la littérature scientifique. Les nombres limités d’oiseaux impliqués sont aussi permis grâce à leurs utilisations pour la mesure de plusieurs traits phénotypiques. En effet les mesures physiologiques sont connues pour présenter une variabilité inter-individuelle importante nécessitant des tailles d’échantillon en conséquence. La mesure de traits multiples sur chaque oiseau que nous envisageons a justement pour but d’expliquer cette variabilité et de permettre de limiter les tailles d’échantillons. A titre d’exemple, dans le jardin commun nous élèverons 120 poussins issus de 2 villes, 2 types d’habitat et des 2 sexes, ce qui revient à une taille d’échantillon de 15 individus par groupe.
3. Raffinement
Les expérimentateurs ne manipuleront jamais seuls, permettant de réduire les risques de nuisance due aux manipulations et favorisant l’entraide. Les expérimentateurs sont formés de façon à avoir des gestes assurés et permettant de faire les manipulations le plus rapidement et calmement possible. Les opérateurs sont régulièrement ré-entrainés aux gestes adéquats. Les oiseaux en captivité seront maintenus dans des espaces prévus et enrichis (e.g. volières de grande taille avec végétation naturelle et de nombreux perchoirs), leur fournissant des conditions de vie semi-naturelle. Tous les protocoles sont pensés pour réduire au maximum les nuisances et le stress des animaux, d’autant plus qu’un intérêt scientifique majeur du projet tient au suivi ultérieur en populations naturelles (paramètres démographiques et reproducteurs) des oiseaux qui auront été mesurés.
Expliquer le choix des espèces et les stades de développement y afférents.
Mésange charbonnière (Parus major) Les mésanges nichent facilement dans des nichoirs et la manipulation de leurs poussins ainsi que la capture des individus n’entrainent aucun abandon de nichées. Nos recherches sur le long terme sur les mésanges nous offrent une opportunité unique de mesurer les traits d’intérêts sur des oiseaux dont toute la généalogie est connue, ce qui permet notamment d’envisager des analyses de génétique quantitative pour estimer l’hérédité des caractères. Par ailleurs, ce modèle d’étude est unique car il permet de travailler à la fois en populations naturelles et à l’aide d’expérimentations en conditions contrôlées au laboratoire. Aucun modèle théorique ne peut remplacer l’étude des oiseaux dans la nature pour répondre aux questions posées. – Oiseaux sauvages : Les prélèvements, prises de sang et respirométrie sont faits sur des oiseaux adultes. Les oiseaux ne sont pas capturés durant certaines phases sensibles de la reproduction, c’est-à-dire durant l’incubation, et durant la fin de l’élevage des poussins. Les poussins ne font l’objet que de mesures morphométriques. – Oiseaux captifs : Les prélèvements, prises de sang et respirométrie sont faits sur des oiseaux adultes. Les seules manipulations sur les poussins seront des prises biométriques pour étudier leurs croissances durant l’élevage.