Résumé non technique d'un projet d'expérimentation animale publié sur ALURES le 07/11/2024
("EC NTS/RA identifier" : NTS-FR-001509)
Pêchés dans la Saône, 1680 poissons de quatre espèces, chevesnes, spirlins, gobies à tache noire et chabots communs, vont être utilisés sur cinq ans dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Chacun est anesthésié pour recevoir une marque d’élastomère, puis de nouveau à chaque transfert entre aquariums, avant un préconditionnement thermique de une à six semaines et deux séries de tests comportementaux d’une heure, certains subissant en plus un test de performance de nage. Le porteur attend un stress accru par la pêche et le changement de milieu, avec un risque d’infection plus élevé du fait de l’origine sauvage des animaux, dont il dit ignorer l’histoire. 1280 poissons sont tués pour des mesures de bioénergétique cellulaire, 400 sont remis à l’eau, et les gobies à tache noire, classés invasifs, ne peuvent en aucun cas être relâchés.
Objectifs et bénéfices escomptés du projet
Décrire les objectifs du projet.
Le changement climatique est souvent caractérisé par une augmentation de la température moyenne, mais rarement par les variations de températures non prédictibles de plus en plus fréquentes qui l’accompagne. Cette variabilité thermique imprévisible, ou « stochasticité thermique » reste à ce jour encore peu étudiée mais peut entrainer des effets délétères sur les organismes vivants, et plus particulièrement sur les ectothermes, comme les poissons, dont la température interne dépend fortement de la température environnementale. Pour faire face à ces variations thermiques aléatoires, seuls les organismes possédant une large gamme de réponses comportementales et/ou physiologiques (= plasticité phénotypique) pourront se maintenir à moindre coût. En reproduisant cette stochasticité thermique en conditions contrôlées de laboratoire, ce projet a donc pour but de caractériser les réponses physiologiques et comportementales des poissons mises en place lors de ce stress thermique aigu. On s’attend donc à une augmentation de la dépense énergétique des poissons soumis à un régime thermique stochastique (aléatoire), en comparaison avec un régime thermique variable prévisible (saisonnier ou journalier) ou un régime thermique stable. On s’attend également à des répercussions au niveau comportemental, notamment à travers une diminution de l’activité physique et une augmentation de la quête alimentaire en fonction du potentiel adaptatif des espèces étudiées. Pour décrire les différentes composantes physiologiques et comportementales de la plasticité phénotypique, 4 espèces de poissons couramment rencontrées en Saône seront utilisées : le chevesne et le spirlin (2 espèces pélagiques eurythermes), le gobie à tache noire (espèce benthique invasive) et le chabot commun (espèce benthique native). Ces quatre espèces communes et représentatives des différentes niches écologiques permettront de généraliser au maximum les informations obtenues au cours de cette étude. Au total, 1680 poissons seront utilisés au cours des 5 prochaines années, dont une partie pourra être replacée dans le milieu naturel. En concertation avec les gestionnaires de biodiversité, nous nous assurerons de l’effet négligeable de ces prélèvements sur les populations naturelles.
Quels sont les bénéfices susceptibles de découler de ce projet?
Ce projet permettra de documenter et de mieux prédire l’impact du changement climatique sur les populations de poissons d’eau douce, en se focalisant plus particulièrement sur des variations rapides et stochastiques de la température encore très mal prises en compte dans la littérature scientifique. A l’aide d’une approche interdisciplinaire, entre écologie comportementale et physiologie, cette étude va permettre à court terme i) d’apporter des connaissances fondamentales pour définir les limites thermiques de certaines espèces en Saône et ii) de caractériser les effets d’une stochasticité thermique accrue sur le comportement et la physiologie des poissons. Ces données participeront par exemple à la compréhension des conséquences des changements environnementaux rapides souvent liées à l’activité humaine. A plus long terme, ces données pourront servir concrètement pour réfléchir à des directives de conservations des écosystèmes basées sur des données physiologiques et comportementales individuelles, en support aux données populationnelles. Les conclusions de ce projet d’envergure réalisé sur plusieurs espèces de poissons seront susceptibles d’être généralisables aux écosystèmes similaires à la Saône, dans un but de conservation des écosystèmes aquatiques, qui reste au centre des préoccupations du grand public, des instances gouvernementales et des chercheurs.
Nuisances prévues
À quelles procédures les animaux seront-ils soumis en règle générale?
À la suite de leur prélèvement en milieu naturel, tous les poissons seront acclimatés à l’animalerie et stabulés dans des conditions adaptées à leur espèce. Les poissons seront soumis à une anesthésie / analgésie afin de les implanter avec des marques pour les individualiser. Cette intervention dure au maximum 15 minutes par poisson. Les poissons seront ensuite soumis à une période de pré-conditionnement thermique (entre 1 et 6 semaines selon la procédure). A chaque manipulation (lors des transferts entre les aquariums de stabulation et les enceintes expérimentales), les poissons seront légèrement anesthésiés afin de limiter le stress du déplacement. Cette anesthésie ne fera pas effet pendant plus d’une minute sur le poisson. Tous les poissons en pré-conditionnement subiront deux séries de tests comportementaux (2 fois 1h) espacés de 2 jours de repos en conditions expérimentales. Certains d’entre eux subiront par la suite un test de performance de nage (
Quels sont les effets/effets indésirables prévus sur les animaux et la durée de ces effets?
Un des effets indésirables de ces protocoles pourrait être un niveau de stress accru faisant suite à la pêche, à la stabulation dans un nouveau milieu, et/ou aux expérimentations. Cette augmentation du stress peut s’exprimer via l’apparition d’infections chez les poissons. En effet, les risques d’infections sont plus hauts que la normale car comme les poissons viennent de milieux naturels, on ne connaît pas leur histoire et ce qu’ils auraient pu rencontrer dans leur habitat. Un autre point de surveillance sera lié à la période d’isolement des poissons (entre 2h et
Justifier le sort prévu des animaux à l’issue de la procédure.
80 poissons (chevesnes) seront euthanasiés à la suite du protocole permettant de construire une courbe de performances thermiques pour réaliser une étude de performance thermique au niveau cellulaire. Sur les 1600 poissons prévus pour caractériser les conséquences physiologiques et comportementales des périodes de pré-conditionnements aux différents régimes thermiques, 1200 individus seront euthanasiés pour réaliser des mesures de bioénergétique cellulaire, et 400 poissons (100 de chaque espèce) seront replacés dans leur milieu naturel. De plus, les gobies à tache noire, étant considérés comme invasifs, ne peuvent pas être relâchés dans le milieu naturel.
Application de la règle des "3R"
1. Remplacement
A ce jour, seule l’expérimentation sur animaux permet de réaliser une étude intégrative qui prend en compte l’ensemble des réponses physiologiques et comportementales des organismes soumis à des contraintes environnementales. Dans le contexte de l’intensification du changement climatique, ce projet cherche à décrire les conséquences des variations de température sur des poissons issus du milieu sauvage (la Saône), afin d’apporter un éclairage pertinent et des prédictions des effets de ce stress thermique sur les écosystèmes aquatiques. De plus, l’utilisation d’espèces variées s’avère indispensable pour apporter des conclusions pertinentes, robustes et généralisables sur les conséquences d’une augmentation de la stochasticité thermique sur la biodiversité des rivières.
2. Réduction
Compte tenu de l’étendue de la variabilité interindividuelle des processus étudiés dans ce projet, le nombre de poissons a été réduit au minimum et défini au seuil de la pertinence scientifique et statistique, notamment grâce au marquage individuel permettant l’utilisation de tests à mesure répétées, prenant l’individu comme facteur aléatoire. Outre les 80 chevesnes nécessaires pour l’étude des courbes de performances thermiques, c’est surtout le protocole de comportement alimentaire (réponse fonctionnelle), qui selon la littérature implique pour établir une courbe robuste 5 individus au minimum par densité de proies (au nombre de 7), qui conditionne l’effectif choisi. Ainsi, 5 poissons x 7 densités de proies x 2 durées d’acclimatation x 5 profils thermiques x 4 espèces = 1400 poissons seront expérimentés au maximum. Afin de palier une mortalité possible liée à l’origine « sauvage » des poissons, 50 poissons supplémentaires par espèces seront pris en compte dans les calculs, soit au total 1680 poissons pêchés au cours des 5 ans du projet. Tout aménagement de protocole permettant de réduire encore le nombre de poissons utilisés au cours des expériences sera favorisé et certains poissons pourront également être relâchés après expérimentation.
3. Raffinement
Lors des protocoles in vivo (mesure de la consommation d’oxygène associée aux performances de nage et tests comportementaux), un des principaux objectifs est de limiter au maximum le stress et la douleur des animaux. Chaque geste contraignant (mesures et changement de milieu – tunnel, chambre ou nouvel aquarium) sera réalisé sous anesthésie légère, suivi par un temps d’acclimatation de 12h dans le tunnel de nage ou la chambre métabolique, avant les protocoles de respirométrie ou de 15 à 30 min avant les protocoles de comportement. Après chaque expérience, les poissons seront replacés dans leur aquarium de stabulation et toutes les précautions seront prises pour leur éviter toutes nuisances visuelles et sonores. Les poissons sont maintenus dans des aquariums de 60L ou 90L en densité adaptée à leur espèce. Les spirlins et les chevesnes juvéniles sont des poissons vivant en banc. Ils seront donc maintenus à plusieurs dans les aquariums (environ 15 par bac) afin d’optimiser les conditions de stabulation. Des cachettes adaptées (tubes de gros diamètres leur permettant de se cacher en banc), des plantes artificielles et du gravier sont disposés dans chaque aquarium. Un système de pompe filtrante assurera également une circulation d’eau bullée continue dans les aquariums. Les poissons seront nourris une fois par jour, avec des cubes de moules hachées avec du mix (différentes larves de moustiques, daphnies et de la verdure (épinards, spiruline)) et lors du nourrissage, leur comportement sera particulièrement observé. En effet, si un poisson ne se nourrit pas, des mesures seront prises à son égard. Une observation biquotidienne sera réalisée par le personnel animalier et les expérimentateurs afin de veiller au bien-être des animaux depuis leur arrivée à l’animalerie jusqu’à l’euthanasie. Les états de santé et de bien-être des animaux seront ainsi évalués en prenant en compte les signes cliniques et comportementaux selon des grilles d’évaluation afin de définir des points limites adaptés. Dès l’apparition de signes cliniques de mal-être, les animaux seront sortis du protocole et remis en conditions standard d’élevage. Dans le cas où des signes de douleur ou de mal-être devaient persister au-delà de 24 heures après la mise en stabulation, les animaux seront euthanasiés selon la réglementation en vigueur.
Expliquer le choix des espèces et les stades de développement y afférents.
Les 4 espèces de poissons sont couramment rencontrées dans la Saône et représentent plusieurs stratégies de vie au sein des poissons d’eau douce. Elles ont été identifiées en concertation avec les partenaires à l’origine de ce projet et le nombre d’individus prélevés n’aura aucun impact sur les populations naturelles. Le chevesne est une espèce très répandue dans la Saône, avec une tolérance thermique très large. Le spirlin est également une espèce ubiquiste, plutôt thermophile, de plus petite taille, permettant une stabulation optimale en condition expérimentale. Ce sont toutes les deux des espèces pélagiques. Le gobie à tache noire est une espèce benthique extrêmement invasive, qui se trouve actuellement en Haute-Saône, suspectée d’être plus tolérante face aux variations thermiques que l’espèce native qui occupe la même niche écologique que lui, le chabot commun. Du fait de leur diversité, ces 4 espèces permettront d’obtenir des résultats généralisables à la biodiversité des rivières. Les poissons utilisés seront soit des juvéniles, soit de jeunes adultes, soit des adultes, dont la taille sera adaptée à l’utilisation des tunnels de nage à disposition au laboratoire (entre 8 et 15 cm). Les spirlins, les gobies à tache noire et les chabots communs utilisés seront des adultes. Leur taille (entre 8 et 15 cm) permet des mesures en tunnel de nage. La taille des chevesnes adultes (>30 cm) étant incompatible pour une telle étude, seuls des chevesnes juvéniles seront employés.