Résumé non technique d'un projet d'expérimentation animale publié sur ALURES le 21/01/2025
("EC NTS/RA identifier" : NTS-FR-183942)
Mesurer si des crues simulées modifient la morphologie et la nage des jeunes truites : 400 truites fario sont utilisées, 160 dans des procédures d’un niveau de souffrance léger et 240 dans des procédures modérées, toutes tuées à l’issue. Chacune est marquée à l’élastomère coloré sous anesthésie, élevée trois mois en chenal expérimental, la moitié subissant des simulations de crue, puis capturée par pêche électrique et testée une heure en milieu contrôlé. Le porteur décrit la pêche électrique et le marquage comme stressants sans surmortalité constatée par le passé, et rappelle que les simulations restent d’une amplitude inférieure aux crues naturelles. La mise à mort sert à prélever les pièces sclérifiées situées près du cerveau et des nageoires pour identifier les familles, les résultats étant destinés à alimenter une réglementation sur la franchissabilité des obstacles qui ignore aujourd’hui les juvéniles.
Objectifs et bénéfices escomptés du projet
Décrire les objectifs du projet.
L’objectif du projet est de déterminer l’impact d’événements hydrologiques extrêmes sur le développement morphologique des poissons (Salmonidés), pouvant entrainer des modifications fonctionnelles tel que le comportement, les performances de nages et la prise alimentaire. Le changement climatique se traduit entre autres par l’augmentation de la fréquence, de l’imprévisibilité et de l’intensité d’événements hydrologiques affectant l’ensemble des écosystèmes de rivière (physico-chimique, nourriture disponible, habitat disponible, sédimentologie…). Au-delà des éventuelles réponses adaptatives, de telles variations de débits peuvent à court terme affecter précocement les patrons développementaux des jeunes Salmonidés, conditionnant ainsi leur morphologie. Etant donné les fortes contraintes morpho-fonctionnelles des organismes, un tel changement de morphologie est suspectée pouvoir modifier le comportement des individus, leurs performances locomotrices et de dispersion précoce, notamment en lien avec les pièges thermiques. À plus long terme, une survie différentielle peut conduire à la sélection de poissons présentant des morphotypes particuliers, des comportements et des performances spécifiques, affectant la trajectoire évolutive et la dynamique des populations, possiblement en lien avec leur capacité de résistance/persistance. Il est ainsi nécessaire de mieux comprendre ces mécanismes et leurs interactions dans la gestion des populations face au changement climatique.
Quels sont les bénéfices susceptibles de découler de ce projet?
Les bénéfices attendus du projet se rapportent à l’écologie et l’évolution des poissons juvéniles soumis à des événements extrêmes d’hydrologie dans une perspective de changement climatique. L’expérience permettra de quantifier 1) l’effet d’événements hydrologiques sur le développement (morphologie) et la dispersion des juvéniles. 2) Comment cette morphologie affectée par de tels évènements climatiques peut changer les aptitudes phénotypiques des poissons (dispersion, morphologie, comportements et capacités locomotrices). 3) Déterminer si ces aptitudes phénotypiques conditionnent les capacités de dispersion dans les cours d’eau, notamment en relation avec la franchissabilité d’obstacles. 4) Nous pourrons également mettre en évidence si les variations phénotypiques observées résultent d’un processus de plasticité phénotypique ou d’adaptation, permettant une meilleure mise en perspective des trajectoires évolutives des populations de poissons menacées face au changement climatique. 5) Enfin, les capacités des juvéniles à franchir des barrières naturelles ou artificielles de hauteurs (saut) vitesses (nage) variées pourront alimenter la réglementation concernant les Informations sur la Continuité Écologique (ICE) et plus particulièrement l’évaluation de la franchissabilité d’obstacle qui ne prends aucunement en compte les juvéniles dans l’évaluation.
Nuisances prévues
À quelles procédures les animaux seront-ils soumis en règle générale?
Les animaux seront soumis à un marquage individuel d’une durée de quelques secondes sous anesthésie, selon un mode opératoire ne durant pas plus de 5 minutes entre le début de l’anesthésie et le réveil. Ce marquage coloré sera conservé par le poisson durant toute l’expérimentation. Durant les 3 premiers mois de croissance en chenal expérimental, la moitié des poissons seront soumis à des simulations d’événement hydrologique d’une amplitude moindre que ceux naturellement subit dans des milieux naturels. Après cela, les individus seront collectés une seul fois à l’aide d’une pêche électrique dans le but d’étudier leurs comportements et leurs capacités locomotrices en milieu contrôlé (2 séquences de test ne durant pas plus d’une heure au total, subit une seule fois par individu).
Quels sont les effets/effets indésirables prévus sur les animaux et la durée de ces effets?
Les nuisances potentielles pour les animaux concernent la capture/recapture au moyen d’une pêche électrique. Les individus se remettent généralement très rapidement de cette pêche conduite par une équipe technique expérimentée, sans séquelles ni effets indésirables. Le marquage individuel sous anesthésie par V.I.E est également stressant mais a souvent été réalisé par le passé sur ces jeunes stades, n’occasionnant pas de surmortalités. Les tests comportementaux prévus en milieu contrôlé (aquarium/auge) peuvent également induire au moment de la manipulation un stress modéré qui sera spécifiquement suivi afin de ne pas altérer les résultats. Enfin, les simulations d’événement hydrologique au sein du chenal sont d’une amplitude moindre que ceux naturellement subit dans les cours d’eau dont sont issus les poissons.
Justifier le sort prévu des animaux à l’issue de la procédure.
Tous les animaux seront mis à mort à l’issue de l’expérience, afin de réaliser les prélèvements nécessaires pour le phénotypage. En plus des thématiques déjà présentées, l’analyse des pièces sclérifiées (situées dans des capsules otiques, près du cerveau) sera réalisé et nécessite la mise à mort des individus. De plus, des prélèvements de nageoires seront réalisés pour la détermination génétique des familles (géniteurs).
Application de la règle des "3R"
1. Remplacement
Ce projet s’intéresse aux interactions entre les individus vivants et leur environnement. Il est donc indispensable de travailler sur des organismes intégrés, entiers et en interaction (aucune possibilité de substitution par organoïdes ni approche in silico). Le modèle d’étude choisi est la truite fario Salmo trutta, espèce commune avec un statut de préoccupation mineure. Elle est abondante en France et possède un pouvoir invasif important dans certaines régions du monde. Afin de minimiser l’impact sur les populations naturelles, les poissons utilisés seront issus de pisciculture produisant des individus proches de ceux retrouvés à l’état sauvage.
2. Réduction
L’expérimentation présentée ici se divise en deux procédures dont chacune d’elle portera sur des individus ayant grandi dans des conditions hydrologiques contrastées (traitement avec hydrologie stable Vs. hydrologie variable). Les deux effectifs utilisés (240 pour la procédure 1 et 160 pour la procédure 2) correspondent à un strict minimum permettant de répondre aux attentes scientifiques (étude de la réponse morphologique, notamment par origine/géniteurs/biefs) tout en accommodant des contraintes techniques (méthode de morphométrie géométrique). De plus, les effectifs ont été définis de façon à ce que les analyses statistiques envisagées présentent une puissance suffisante.
3. Raffinement
La première phase de l’expérimentation aura lieu dans un chenal expérimental conçu pour la croissance des salmonidés. Les alevins avec vésicule vitelline seront enfouis dans le substrat afin de créer une émergence directement dans le chenal et de ne pas induire de stress supplémentaire par le changement de milieu au cours du début de la vie. Cela permet également aux individus de se nourrir naturellement à partir de la communauté d’invertébrés ayant naturellement colonisé le milieu environnant. Chaque groupe de 60 individus sera maintenu dans un bief du chenal pour une densité de 2,14 individus/m², similaire à celle observée en milieu naturel pour les truites 0+. Le chenal est alimenté par l’eau du ruisseau adjacent, avec la même qualité physico-chimique (jugée trés bonne) et la même densité en ressources alimentaires. Le marquage par injection d’élastomère et la biométrie seront effectués sous anesthésie, à l’aide de matériel adapté (micro-aiguille), par une équipe expérimentée, selon un mode opératoire ne durant pas plus de 5 minutes entre le début de l’anesthésie et le réveil. Durant cette période, leur peau sera maintenue humide grâce à l’utilisation d’un textile imbibé. Les individus seront gardés en observation dans un lieu de réveil afin de contrôler la bonne récupération suite à l’anesthésie. La capture par pêche électrique sera réalisée par une équipe expérimentée et habilitée avec un matériel et un champ électrique adapté aux juvéniles de salmonidae. Si plusieurs passages de pêche sont nécessaires pour capturer les poissons, ils seront espacés d’une demi-journée afin de ne pas créer des stress répétitifs proches dans le temps. La seconde phase de l’expérimentation en milieu contrôlé sera réalisée dans des aquariums alimentés par de l’eau du ruisseau adjacent avec la même qualité physico-chimique. Les principaux paramètres physico-chimiques seront cependant régulièrement suivis (plusieurs fois par jours) pour s’assurer de cela et l’eau sera continuellement oxygénée à l’aide de bulleurs. L’eau de chaque aquarium expérimental sera partiellement renouvelée entre le passage de chaque poisson. Durant cette étape, il n’est pas possible d’amener d’enrichissement dans les aquariums, faute de quoi le suivi vidéo des mouvements ne serait pas possible. La durée du test est cependant réduite au maximum (15 minutes) afin de limiter le stress induit.
Expliquer le choix des espèces et les stades de développement y afférents.
La truite fario Salmo trutta est une espèce d’eau froide, faisant d’elle un modèle dans l’étude des réponses adaptative des populations aux changements climatiques. De plus, elle possède un fort intérêt culturel (pêche de loisir), économique (consommation, aquaculture) et écologique (trait d’histoire de vie, variabilité intra-spécifique et aire de répartition). C’est par ailleurs une espèce modèle en écologie évolutive, et l’interprétation des résultats obtenus dans ce projet bénéficiera de l’abondante bibliographie. Dans le cadre de cette étude, des mécanismes de plasticités phénotypiques de l’espèce ont déjà pu être observés. Enfin, la reproduction artificielle de cette espèce est bien maîtrisée, ce qui permet d’utiliser des individus issus de piscicultures, proches des populations sauvages, plutôt que d’affecter des stocks naturels. Les animaux utilisés seront des alevins au stade 0 + (en fin de résorption vitelline au début de l’expérimentation puis juvéniles en fin d’expérimentations 4 mois plus tard). Il s’agit du stade où les processus développementaux permettent la plus importante croissance relative, la plus à même de conduire à des remaniements phénotypiques structurels pérennes qui pourront affecter l’écologie des poissons sur le long terme.