Céphalopodes
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Fonction et utilisation des signaux polarisés émis par la seiche.
- Recherche fondamentale
- Éthologie / comportement / biologie animale
- Oncologie
- Système nerveux
129 seiches sont utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger, 81 d'entre elles étant ensuite réutilisées dans d'autres tests du laboratoire et 48 femelles anesthésiées à l'éthanol et au chlorure de magnésium puis décapitées. Les tests consistent à filmer mâles et femelles séparés par des barrières transparentes, dans une eau rendue trouble à l'argile pour simuler une pollution visuelle, certains mâles recevant crabes et crevettes à volonté pour améliorer leur condition. L'équipe veut savoir si les reflets polarisés de la peau des mâles renseignent les femelles sur leur qualité, et s'ils servent de canal de communication invisible pour les prédateurs. Le porteur écrit qu'"aucun effet indésirable n'est attendu sur les animaux" et que le projet "n'inclut aucune procédure inhumaine ou sévère", tout en programmant la décapitation de 48 femelles pour examiner leur cerveau.
Objectifs
L'utilisation de la lumière polarisée par les animaux a été largement étudiée dans le contexte de la navigation, du contrôle de la trajectoire ou de la sélection de l'habitat. Dans ces cas, les animaux, principalement des espèces invertébrées, utilisent les informations contenues dans la lumière polarisée pour s'orienter dans leur environnement. Des découvertes récentes ont révélé que certaines plantes et certains animaux possèdent des structures capables de réfléchir, de bloquer ou de transmettre la lumière polarisée, ce qui permet d'utiliser les signaux polarisés comme outil de communication au sein d'une espèce ou entre espèces Bien que nous soyons conscients de l'existence d'informations polarisées et de la présence de structures réfléchissantes et transmissibles produisant des signaux polarisés, les informations transmises par ces signaux et leur réception neuronale sont encore inexplorées. Ce projet s'articulera autour de trois objectifs afin de combler les lacunes actuelles dans le domaine : Le premier objectif vise à mettre en lumière l'utilisation et les informations contenue dans les signaux polarisés chez la seiche. En utilisant des tests comportementaux, nous souhaitons évaluer si les signaux polarisés contiennent des informations sur la qualité des mâles et s'ils sont utilisés comme un moyen de communication caché lors de la reproduction. En effet, les prédateurs des seiches, principalement des gros poissons et mammifères, ne sont pas capable de détecter les signaux polarisés. Le deuxième objectif vise à tester la résilience des signaux polarisés lorsque les conditions environnementales sont impactées par de la pollution visuelle. En utilisant une eau trouble comme source de pollution sensorielle, nous explorerons si les signaux polarisés permettent une meilleure détection des mâles et une meilleure transmission des signaux par rapport à l'utilisation d'information colorées seules. Enfin le troisième objectif utilisera des techniques neuromoléculaires pour déterminer le traitement neuronal des indices visuels et des signaux polarisés utilisés dans la communication au sein d'une espèce.
Bénéfices attendus
Ce projet vise à comprendre l'évolution des motifs réfléchissants la lumière polarisés en étudiant la fonction et l'utilisation des signaux polarisés lors de la communication mâle-femelle chez la seiche. Les premier et deuxième objectifs du projet fourniront des informations cruciales sur l'évolution des signaux polarisés en explorant (i) l'hypothèse basée sur le contenu pour expliquer l'évolution des structures réfléchissantes de polarisation de la seiche. En d’autre termes, nous testerons si les signaux polarisés contiennent des informations sur la qualité des mâles et sont utilisés par les femelles pour les sélectionner. (ii) L'hypothèse fascinante concernant l'utilisation des signaux polarisés comme mode de communication secret. Et enfin (iii) l’hypothèse basée sur l’efficacité de transmission des signaux polarisés. En utilisant la turbidité comme source de pollution sensorielle, nous évaluerons si les signaux polarisés permettent une meilleure détection des mâles et une meilleure transmission des signaux dans des conditions environnementales changeantes, répondant ainsi à un défi socio-environnemental urgent. En effect, de nos jours, il est impératif de comprendre les effets anthropogéniques sur les comportements des animaux afin de développer des outils adaptés pour les atténuer. Le troisième objectif du projet a pour but d’évaluer le traitement neuronal des signaux polarisés émis pendant la parade nuptiale ainsi que l'effet de la turbidité sur la réception des signaux polarisés. Par conséquent, pour cet objectif, seul des femelles seront utilisées pour évaluer le traitement neuronal des signaux polarisés. Cela contribuera à rétablir l'équilibre entre les sexes dans les études neuroscientifiques, qui présentent actuellement un fort biais masculin.
Procédures
Un total de 129 animaux seront utilisés sur deux ans dans le cadre de ce projet. Chaque sujet sera soumis à des tests comportementaux non-invasifs pour évaluer l'utilisation des signaux polarisés dans le choix de partenaire. Pour chaque individu, les expérinces seront répartis sur une durée d'un mois maximum, après quoi les individus seront utilisé dans d'autres tests comportementaux au sein du laboratoire à des fins de réduction 5 (3Rs). Un total de 48 femelles seront anesthésiées puis euthanasiées, selon la procédure en vigueure, afin d'effectuer les travaux de neurobiologie et répondre au troisième objectif du projet.
Impact sur les animaux
Aucun effet indésirable n'est attendu sur les animaux. Les bassins pour maintenir les animaux seront enrichis d'abris et de plantes pour simuler leur environnement naturel. Les seiches seront nourries quotidiennement avec des crustacés et leur état de santé sera contrôlé quotidiennement. Les tests comportementaux consisteront à observer et filmer des mâles et des femelles testés dans de grands bassins expérimentaux. Les individus seront séparés par des barrières transparentes permettant uniquement l'échange de signaux visuels. Ces tests n'impliquent pas de stress supplémentaire pour les animaux par rapport à la maintenance des animaux au sein du laboratoire. Seul le transport des animaux de leurs bassins de stockage jusqu'au bassin expérimental est susceptible d'engendrer un stress par rapport aux animaux ne participants pas à ces procédures. Afin de minimiser ce stress, nous utiliseront de larges bassines rectangulaires qui seront immergées dans les bassins de stockage des seiches pour les récupérer. Les bassines seront de nouveau immergé dans le bassin expérimental, permettant de garder les seiches immergées dans l'eau lors des déplacements. Le déplacement des individus sera toujours suivi d’un temps d’acclimatation au bassin expérimental. Pour répondre au premier objectif du projet, nous optimiserons la condition de certain mâles en leur fournissant un régime alimentaire plus varié (crabes et crevettes) et ad libitum comparé aux autres mâles profitant d'une alimentation suivant les normes de laboratoire (deux crabes par jour). Pour répondre au second objectif du projet de l'argile bentonite sera utilisée afin de rendre l'eau turbide. Cette source naturelle de turbidité, est couramment utilisée dans les études sur la turbidité et il a été démontré qu'elle n'avait pas d'impact négatif sur la santé des organismes marins. Les seiches que nous testerons sont exposé à des niveaux de turbidité variable dans leur milieu naturel et un apport de turbidité dans les bassins expérimentaux peut être ainsi considéré comme un enrichissement. Ce projet ne comprend aucune procédure inhumaine ou sévère et sera mené de manière à éviter tout stress des individus.
Devenir
Ce projet de deux ans a pour but d'étudier l'utilisation de signaux polarisés lors de la reproduction chez la seiche. Il nécessite donc de réaliser des études comportementales ainsi que des travaux en neurobiologie sur des seiches adultes. Les 81 seiches utilisées lors des tests comportementaux pourront être réutilisées pour d'autres tests prévus au sein du même laboratoire. Les 48 femelles utilisées pour les travaux en neurobiologie seront anesthésiées puis euthanasiées, selon la procédure en vigueur. Cette mise à mort est incontournable pour évaluer le traitement neuronal des signaux polarisés émis pendant la parade nuptiale ainsi que l'effet de la turbidité sur la réception des signaux polarisés.
Remplacement
Les protocoles expérimentaux sont conçus pour évaluer directement le comportement et la neurobiologie des animaux; il n'est donc pas possible de remplacer l'utilisation des animaux. Des seiches provenant d'une population sauvage stable seront utilisées dans les expériences.
Réduction
Pour chaque expérience, le nombre minimum d'individus permettant d'obtenir une puissance statistique sera utilisé (calculé sur la base des données précédentes publiés dans les papers nationaux et internationaux). Chaque expérience comprend des individus focaux, en d'autres termes, les individus sur lesquels la majorité des données seront prélevées pendant les analyses videos et neurobiologiques (mâles dans les expériences permettant de répondre aux objectifs 1 et 2, et femelles pour l'objectif 3) et des individus auxiliaires (individus du sexe opposé). Les individus auxiliaires seront réutilisés dans et entre les tests expérimentaux (par exemple, les femelles utilisées pour répondre à l'objectif 1 seront réutilisées pour l'objectif 3). Les animaux focaux utilisés dans les tests comportementaux seront réutilisés pour d'autres expériences dans le cadre d'autres projets existants menés au sein du laboratoire, réduisant et optimisant ainsi le nombre de sujets utilisés pour la recherche. Objectif 1 : Un maximum de 90 individus sera utilisé dans les tests comportementaux (45 mâles focaux + 30 à 45 femelles auxiliaires). Objectif 2 : 21 individus au total seront utilisés pour un test comportemental (16 mâles focaux + 5 femelles auxiliaires). Objectif 3 : 64 individus au total seront utilisés pour l'évaluation neurobiologique (48 femelles focales + 16 mâles auxiliaires). Sur les 64 individus utilisés pour répondre au troisième objectif du projet, 30 femelles et les 16 mâles auxiliaires seront réutilisés à partir de l'objectif 1.
Raffinement
Ce projet n'inclut aucune procédure inhumaine ou sévère et sera mené de manière à éviter la douleur ou le stress des individus. Les bassins pour maintenir les animaux seront enrichi d'abris et de plantes pour simuler leur environnement naturel. Les bassins expériementaux seront partiellement couverts avant le début des tests afin de fournir un abri aux animaux et enrichis avec du sable dès que possible. L'étude neuromoléculaire (Objectif/Procédure 3) suivra les procédures standard pour les expériences terminales sur les céphalopodes (c'est-à-dire l'anesthésie recommandée avec de l'éthanol et du chlorure de magnésium suivie d'une décapitation rapide, données publiées) garantissant un stress minimal pour les animaux. L'état de santé des sujets sera contrôlé quotidiennement. Si un sujet semble souffrant ou présente un appétit réduit ou absent, il sera isolé dans un bassin de quarantaine et son état de santé sera contrôlé par le capacitaire céphalopodes de l'établissement et le vétérinaire référant si nécéssaire.
Choix des espèces
Parmi les animaux marins, la seiche est probablement celle qui possède la résolution la plus fine pour discriminer les informations contenues par lumière polarisée. Non seulement elles excellent dans l'extraction d'informations polarisées, mais elles possèdent également des iridophores: sturctures à haute réflectance qui réfléchissent la lumière polarisée. Les seiches mâles en possédent notamment sur leurs ornements sexuelles. La seiche peut contrôler sa production de signaux polarisés par l'expansion et la contraction de cellules situés au-dessus de la couche d'iridophores dans le derme. Il s'agit d'une capacité rare parmi les espèces possédant des structures réfléchissant la polarisation. Ces différentes caractéristiques font de la seiche une espèce modèle parfaitement adaptée pour étudier l'évolution des structures réfléchissantes polarisées et l'utilisation des signaux de polarisation dans la communication au sein d'une espèce. Des adultes reproducteur mâles et femelles seront donc utilisé afin de mettre en lumière la fonction des signaux polarisés lors de la reproduction chez la seiche.
Effets du réchauffement et de l’acidification des océans sur la perception des proies et prédateurs chez la seiche, Sepia officinalis
- Recherche fondamentale
- Éthologie / comportement / biologie animale
- Oncologie
Chaque jour, du cinquième au trentième jour après l'éclosion, l'image d'un prédateur est projetée trente secondes devant une seiche enfermée seule dans son dispositif, sans échappatoire. 240 seiches vont être utilisées, toutes tuées à l'issue pour des analyses neurobiologiques du cerveau, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Élevées dès le stade œuf dans une eau chauffée et acidifiée selon les scénarios climatiques du GIEC, elles subissent ces expositions pour établir si ces conditions dérèglent leur reconnaissance des proies et des prédateurs. Le porteur présente l'isolement individuel comme respectueux du comportement naturel d'une espèce non sociale et affirme qu'aucun stress extrême n'est atteint, tout en décrivant la seiche comme "particulièrement vulnérable aux changements environnementaux durant ses premiers mois de vie".
Objectifs
L’ objectif de ce projet est de caractériser les effets du changement climatique sur les mécanismes visuels permettant à la seiche commune, Sepia officinalis, de reconnaître les espèces vivantes en tant que proies ou prédateurs après l’éclosion. Plus précisément, dès le stade oeuf, des seiches seront incubées à diverses conditions de température et de pression partielle de CO2 dans l’eau, sur la base des scénarios de changement climatique émis par le Groupe d'experts Intergouvernemental sur l'Evolution du Climat (GIEC). Dès l’éclosion, des stimuli visuels artificiels (vidéo sur écran) spécifiques de mouvements représentatifs de proies ou de prédateurs seront alors présentés aux juvéniles nouvellement éclos, et ce jusqu’à l'âge d’un mois. Les réponses comportementales seront filmées et les effets cérébraux entre les différentes conditions expérimentales seront analysés. Nous émettons les hypothèses que 1) les élévations de températures et CO2 ne vont pas significativement affecter les performances visuelles, mais 2) pourront perturber le traitement des informations visuelles par un dysfonctionnement des mécanismes neuronaux et 3) perturber les stratégies, séquences, et vitesse des réactions d’attaque de proies ou d’évitement de prédateurs.
Bénéfices attendus
À court terme, ce projet, qui vise à déterminer les effets des changements globaux océaniques sur les mécanismes visuels innés impliqués dans la survie des seiches, apportera une contribution majeure à la recherche fondamentale en écologie marine et en biologie sensorielle. À moyen et long terme, il aura également un impact significatif sur la gestion durable des écosystèmes marins. Les seiches jouent en effet un rôle central dans les écosystèmes, en tant que proies, prédateurs, et espèces exploitées par la pêche dans la mer du Nord, au large de l’Afrique de l’Ouest et en Méditerranée. Une meilleure compréhension des effets de ces changements sur la perception et les comportements des seiches contribuera à l’élaboration de stratégies de gestion et de conservation adaptées aux enjeux climatiques à venir.
Procédures
Dans ce projet, les seiches seront maintenues dans des conditions d'eau de mer simulant la température et les teneurs en CO2 en milieu littoral telles qu'attendues en 2100. Ces expositions à différents niveaux de CO2 et de température dureront de la période embryonnaire (variant entre 40 et 60 jours selon les conditions) jusqu'au premier mois de vie des individus juvéniles. Cinq jours après l’éclosion, les seiches seront exposées à un premier stimulus visuel (de type contrôle, proie ou prédateur) pendant 10 minutes. Ensuite, les seiches seront exposées quotidiennement à un stimulus de proie et de prédateur durant 30 secondes chacun jusqu’au trentième jour post-éclosion ou chaque individu sera exposé au premier stimulus reçu au cinquième jour post-éclosion (de type contrôle ou proie ou prédateur).
Impact sur les animaux
Les valeurs choisies de température et de CO2 restent dans la gamme de variabilité naturelle de ces paramètres en milieu littoral et ne sont pas considérées comme extrêmes. Compte tenu de la littérature sur ce modèle, nous nous attendons à un développement embryonnaire plus rapide en lien avec l'élévation de température et à une croissance des juvéniles diminuée. Néanmoins, cela n'entraînera pas d’effets significativement néfastes sur la formation des embryons, le taux d’éclosion ou sur la survie des nouveaux-nés. Des nuisances comportementales et émotionnelles sont attendues en lien avec l’exposition à des stimuli visuels de prédateurs sans échappatoire, pouvant provoquer un stress modéré et temporaire (pendant le temps d’exposition au stimulus visuel).
Devenir
Les 240 seiches utilisées dans ce projet seront mises à mort. Cette procédure est justifiée par la nécessité de réaliser des analyses neurobiologiques approfondies afin de déterminer les structures et mécanismes potentiellement altérés par les changements de température et de CO2.
Remplacement
Ce projet cherche à comprendre comment le changement climatique peut influencer la façon dont les seiches voient et réagissent à leurs proies ou à leurs prédateurs. Pour cela, il est indispensable d'observer le comportement de seiches vivantes et conscientes. Il n’existe pas de modèle in vitro ou in silico permettant de reproduire les mécanismes visuels étudiés et les comportements. Par conséquent, la substitution d'animaux dans ce projet n'est pas envisageable.
Réduction
Le nombre d'animaux par groupe a été déterminé grâce à des tests statistiques. Le nombre de conditions expérimentales a été réduit au strict nécessaire, et les observations seront optimisées grâce à l’enregistrement vidéo et une analyse automatisée des comportements. Ces choix permettent de maximiser les données recueillies par animal.
Raffinement
Dans le cadre de ce projet, plusieurs mesures de raffinement sont mises en place afin d’assurer le bien-être des animaux tout au long de l’expérimentation. Une semaine avant l’éclosion, les œufs seront transférés dans les dispositifs expérimentaux individuels (un dispositif par seiche), où les individus resteront jusqu’à la fin de la procédure. Étant une espèce non sociale, la seiche ne présente pas de besoin spécifique d’interactions avec ses congénères. L’isolement des individus permet donc non seulement de respecter leur comportement naturel, mais aussi de limiter le stress associé aux manipulations et aux transferts entre bacs, tout en garantissant un contrôle précis de leur environnement visuel. Chaque dispositif est équipé d’une zone d’ombre accessible à l’animal, lui offrant la possibilité de se camoufler, conformément à son comportement naturel. De plus, les expositions à différents niveaux de température et de CO2, bien que modélisées sur les projections climatiques futures, restent dans des gammes compatibles avec les variations naturelles ponctuellement observées dans l’habitat des seiches. Aucun seuil sublétal, létal ni niveau de stress extrême n’est atteint dans le cadre de ces conditions expérimentales. Enfin, nous avons établi une grille de scores pour permettre un suivi rigoureux et individualisé de chaque seiche. Ce système permet une détection précoce des signes de détresse ou de dégradation de l’état général, et l’adaptation rapide des soins (changement d’eau, nourrissage surveillé) ou l’interruption de l’expérimentation si nécessaire.
Choix des espèces
En tant qu’espèce centrale des écosystèmes marins et particulièrement vulnérable aux changements environnementaux durant ses premiers mois de vie, la seiche constitue un modèle idéal pour étudier les impacts du changement climatique sur les mécanismes innés qui lui permettent de survivre au cours de cette période critique. L’expérience prévue dans ce projet sera menée au cours du premier mois suivant l'éclosion des animaux, période comprenant les étapes cruciales du développement cérébral, comportemental et cognitif de la seiche.
Evaluation de la perturbation du système nerveux par les résidus médicamenteux chez un invertébré marin
- Recherche appliquée
- Toxicologie (hors obligations réglementaires)
Issues de pontes relevées en mer dans des casiers ou pondues par des génitrices captives, 555 seiches vont être exposées à des résidus de médicaments, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. L'exposition dure trois semaines sur la fin du développement embryonnaire, ou tout le premier mois de vie. Les jeunes seiches passent ensuite un quart d'heure en arène libre, un quart d'heure sur chacun de trois fonds pour mesurer leur camouflage et une demi-heure face à un leurre imitant un prédateur. Le porteur qualifie ce protocole de conforme aux 3R parce qu'il cherche des effets en deçà de la mort et travaille sur un invertébré, alors que les 555 seiches sont tuées à l'issue des tests pour qu'on dose les polluants dans leur cerveau.
Objectifs
La présence de polluants dans les écosystèmes aquatiques est une préoccupation grandissante du fait des effets néfastes qu'ils peuvent avoir sur la faune sauvage. Il est ainsi fondamental d’évaluer les risques environnementaux qui y sont associés. Parmi ces polluants, les résidus de médicaments à usage humain et vétérinaire attirent de plus en plus l'attention du fait de leur fréquente détection dans l'environnement, sans qu'il n'y ait de normes réglementant les concentrations maximales acceptables n'engendrant pas d'impact négatif sur les organismes, principalement dû au manque de connaissance de leurs effets potentiels. Un effort de recherche est donc requis pour évaluer correctement les dangers environnementaux liés à leur présence dans les milieux naturels, ceux-ci s'ajoutant à la pression qu'exercent déjà les changements climatiques sur les organismes. Ces substances peuvent de plus engendrer des effets sublétaux, en dessous des seuils de toxicité classiques, incluant par exemple une perturbation du système nerveux, pouvant entrainer une modification de comportements essentiels à la survie et nécessitant le développement de tests innovants pour les détecter. Ainsi, au moyen d'approches complémentaires in vitro, ex vivo et in vivo, des effets des 10 résidus médicamenteux les plus fréquemment quantifiés dans les eaux de surface seront recherchés chez la seiche, espèce modèle d’intérêt économique et scientifique. Ce projet vise également à répondre au besoin de pertinence écologique en prenant en compte l'évaluation nécessaire des effets des polluants en mélange et associés au changement climatique. Il s’agit plus précisément (1) de déterminer in vitro et ex vivo des critères de neurotoxicité et de neuroperturbation, permettant de tester les 10 substances et offrant une base pour permettre la sélection des 2 substances les plus préoccupantes, de (2) tester ces 2 substances in vivo pour évaluation de leurs effets sur les comportements essentiels à la survie (locomotion, camouflage, réponses au stress), de (3) fournir des données de bioaccumulation dans les tissus biologiques et (4) d'évaluer la neurotoxicité (in vitro) et la neuroperturbation (ex vivo et in vivo) dans un contexte de contamination environnemental et de changement climatique.
Bénéfices attendus
Les substances pharmaceutiques sont de plus en plus souvent détectées dans les eaux côtières, dernier réceptacle de la pollution chimique continentale, mais l'évaluation de leur impact reste rare et se concentre sur des espèces d'eau douce. Les polluants sont de plus fréquemment testés individuellement alors qu’ils sont retrouvés ensemble dans l’environnement, et leur présence est concomitante avec les changements climatiques non pris en compte dans les tests réglementaires (augmentation de la température et acidification de l’eau), s’éloignant ainsi de la réalité écologique. L'apport de données écotoxicologiques sur les résidus médicamenteux effectivement présents dans les eaux de surface, obtenues dans ce projet sur une espèce marine, et prenant en compte l’effet du changement climatique et l’effet cocktail (mélange), permettra ainsi une évaluation pertinente des dangers environnementaux et sanitaires associés. Ce projet permettra également la valorisation des données de quantification obtenues dans le cadre du suivi des eaux de surface, apportant une image de la contamination par les médicaments, mais ne permettant pas leur intégration dans l'évaluation de la qualité des eaux par manque de connaissance de leurs effets. La mise à disposition des biotests développés dans ce projet permettra d’évaluer le potentiel neurotoxique de substances d’intérêt émergent pour lesquelles il n’existe donc pas encore de Normes de Qualité Environnementales réglementaires (NQE), pouvant ainsi aider à leur préconisation dans l’évaluation du bon état chimique des masses d’eau de surface de la Directive Cadre sur l'Eau (DCE). De plus, à ce jour, le biotest le plus largement appliqué en environnement aquatique est un test de toxicité aigüe mené sur 42 à 60 poissons exposés à la substance d’essai avec la mort comme critère d’effet toxicologique (ligne directrice 203 de l’OCDE). Ce projet priorise quant à lui la recherche de critères toxicologiques sublétaux chez un invertébré marin et le développement d’approches ex vivo/in vitro, une stratégie conforme au principe des 3R (Remplacement, Réduction, Raffinement). Les bénéfices attendus de ce projet sont donc la mise à disposition de tests écotoxicologiques sublétaux innovants, s'inscrivant dans la stratégie des 3R, permettant l'évaluation de l'impact écotoxicologique de résidus médicamenteux fréquemment retrouvés dans les masses d'eau locales, pouvant mener à une réévaluation de leur bon état chimique.
Procédures
Les interventions de ce projet sont des expositions à des résidus de médicaments et leurs conséquences. Ces expositions se feront d'une part durant le dernier tiers du développement embryonnaire des seiches (1 exposition chronique de 3 semaines) qui seront soumises à divers tests non invasifs pendant le développement et à son terme, puis des prélèvements post-mortem seront réalisés. D'autres animaux seront exposés de manière chronique dès la naissance pendant le premier mois de vie de l'animal, au cours duquel des tests comportementaux non-invasifs seront appliqués 3 fois maximum. Ces tests consistent en la mesure des déplacments de l'animal dans une arène libre (1 test de 15 min), en la mesure de l'efficacité du camouflage par changement de couleurs sur 3 types de fonds différents (15 min par fond) et en la mesure des réponses comportementales et physiologiques face à un stimulus artificiel mimant un prédateur (30 min).
Impact sur les animaux
Les expositions chroniques aux résidus médicamenteux sont susceptibles d’entraîner des altérations légères à modérées des capacités de locomotion (stabilité de l'animal dans la colonne d'eau), du camouflage, du comportement prédateur et de la réponse aux stimuli sensoriels. En cas d’exposition aiguë, les effets attendus sont des altérations modérées à sévères du métabolisme. Aucune nuisance n’est attendue dans le cadre des manipulations et des tests comportementaux.
Devenir
Tous les animaux impliqués dans les procédures seront mis à mort à la fin des tests, sans délai. Cela permettra de prélever leurs organes (notamment le cerveau) afin de quantifier le taux de contamination des animaux par les différents polluants ou d'analyser l'impact sur le développement du système nerveux et son fonctionnement.
Remplacement
Les substances pharmaceutiques, de par leurs modes d’action divers et diffus, ont le potentiel d’impacter les grandes fonctions physiologiques d’un organisme dans son ensemble. Il est donc fondamental de travailler sur des animaux vivants. Toutefois, dans le cadre du développement de biotests ciblant des critères toxicologiques précis, les approches ex vivo/in vitro peuvent être pertinentes et doivent être encouragées. Dans le cas présent, l’analyse de l’activité des chromatophores sur échantillons de peau est une approche qui permettra de tester plusieurs traitements (substances ou concentrations) sur des échantillons issus d’un même individu, de même que l'utilisation de cellules nerveuses maintenues en culture primaire. S'agissant de prélèvements post-mortem, les individus ne seront ainsi pas exposés à des substances néfastes pouvant engendrer une souffrance.
Réduction
Le choix des substances à tester représente un compromis entre la possibilité de mener une évaluation comparative et un criblage relativement large des effets toxicologiques, tout en limitant le nombre d’animaux utilisés. (1) Les 10 substances seront d'abord évaluées in vitro et ex vivo afin de n'exposer les animaux qu'à 2 substances, limitant le nombre de lots et donc d’animaux. (2) Trois concentrations seulement de chaque substance seront utilisées lors des expositions par balnéation afin de limiter le nombre de lots et donc d’animaux. . Ces trois concentrations ont été choisies à la suite d’une campagne d’échantillonnage où les concentrations moyennes en résidus ont été calculés, cette moyenne constitue donc la concentration environnementale. Quant aux deux autres concentrations elles représentent des scénarios pessimistes, parfois vérifiés dans le cadre de contaminations environnementales exceptionnelles observées. (3) Chaque animal sera sollicité pour un maximum d'analsyes compatibles entre elles, c'est à dire ne présentant pas d'interférence méthodologique ou biologique. Garantissant ainsi une optimisation des données obtenues par animal tout en garantissant la validité scientifique des résultats. (4) Les analyses statistiques seront réalisées à l’aide de tests non paramétriques conçus pour des échantillons de faible effectif ou de modèles mixtes permettant l’utilisation de mêmes animaux pour des tests successifs. Un programme d'analyse de la puissance statistique des tests utilisés a été utilisé pour ajuster les effectifs.
Raffinement
Ce type de projet incluant une exposition par balnéation à des molécules limite les conditions de stabulation. Toutefois, plusieurs dispositions seront prises : (1) le maximum sera fait pour s’approcher le plus possible des conditions naturelles, notamment via l’utilisation de proies naturelles et locales (crevettes ou crabes) de taille adaptée aux animaux, via la régulation de la température de l’eau et de l’éclairage proche des variations naturelles ainsi qu'en limitant au minimum la manipulation des animaux . (2) Les tests comportementaux sont non invasifs (basées sur la prise d’images et de vidéos) (3) Les animaux seront obtenus par prélèvement de pontes de génitrices en captivité ou par prélèvement de pontes par des techniques non invasives (relevé de casiers ou d'orins). L’impact de ce prélèvement sur les populations de seiches est minime puisqu’en milieu naturel, une faible fraction des jeunes arrive à maturité. (4) Les animaux seront suivis quotidiennement afin de prévenir un état de douleur, de souffrance ou d’angoisse avec comme points limites : une réduction ou un arrêt de la prise alimentaire, une altération du contrôle de la flottaison, l’apparition de lésions cutanées liées ou non à des réactions de stress (mouvements désordonnés de rétropropulsion, jet d’encre excessif). Le cas échant, l'animal sera placé en quarantaine et, s'il n'y a pas d'amélioration (guérison des lésions cutanées et diminution du stress) ou de rétablissement complet après 48h (prise alimentaire et flottaison), mis à mort.
Choix des espèces
Les mollusques sont reconnus comme des espèces modèles de choix en écotoxicologie car ils sont particulièrement sensibles aux polluants organiques. Dans le cadre de la recherche de critères d’effets toxicologiques sublétaux, les céphalopodes offrent l’avantage de manifester des signes facilement analysables de leur état physiologique et de leurs chances de survie à long terme tels que leurs comportements de survie (locomotion, prédation, efficacité de leur camouflage). La seiche est une espèce modèle bien étudiée d’un point de vue neuroéthologique et physiologique. Nous disposons par conséquent d’une large gamme d’outils analytiques de son comportement et de son camouflage. Pour couvrir les étapes clés du développement cérébral, comportemental et cognitif de la seiche, se déroulant près des côtes et correspondants de plus aux stades de vie les plus exposés à la pollution chimique et aux changements climatiques dans la nature, les animaux seront utilisés durant les 24 premières heures post-éclosion ou pendant le premier mois post-éclosion.
Effet du bruit chronique sur la capacité d’adaptation et de prédation de la seiche commune.
- Recherche appliquée
- Bien-être animal
- Maladies animales
- Recherche fondamentale
- Éthologie / comportement / biologie animale
- Oncologie
Soixante-deux seiches communes juvéniles vont vivre trente jours sous un son continu de 140 décibels, et les 124 individus du protocole subissent chacun deux captures à l'épuisette et un "test de surprise" par stimulation sonore graduelle. Les procédures sont déclarées d'un niveau de souffrance léger. Le projet part du constat que le bruit des navires nuit à la vie marine, et il classe pourtant trente jours d'exposition continue en nuisance légère, la rubrique des effets néfastes reprenant mot pour mot celle des procédures sans rien y ajouter. Aucune n'est tuée, toutes sont remises en mer près du lieu où leurs œufs ont été récoltés.
Objectifs
L’Union Européenne identifie les bruits sous-marins comme une préoccupation environnementale importante, soulignant la nécessité de maintenir des niveaux de bruit qui ne nuisent pas aux écosystèmes marins. Le transport maritime a considérablement augmenté les niveaux de bruit sur les principales routes de navigation au cours des 50 dernières années. Compte tenu de l’évolution rapide du paysage sonore océanique, il est urgent de mener des recherches plus approfondies sur les effets du bruit anthropique sur la vie marine. Ces recherches sont essentielles pour élaborer des politiques efficaces et protéger la santé des océans. Actuellement, la plupart des études se concentrent sur l'effet des sons sur les vertébrés marins. Pour bien comprendre et atténuer les effets de la pollution sonore, il est essentiel d’élargir le champ de la recherche pour inclure un plus large éventail d’espèces et de fréquences sonores. Malgré leur importance écologique et économique, l'impact de l'augmentation du bruit anthropique sur les céphalopodes a été relativement peu étudié. Les céphalopodes, dont la seiche commune, détectent les sons et sont sensibles à leur environnement acoustique. Ce projet veut mettre en évidence l’impact du bruit chronique sur (1) le développement embryonnaire, et (2) la capacité de prédation chez la seiche commune.
Bénéfices attendus
Ce projet vise à étudier comment le son pourrait affecter la phase de développement embryonnaire de la seiche commune : temps d’incubation, taux d’éclosion, et taille des nouveau-nés. Par ailleurs, ce projet ambitionne de déterminer l’impact du son sur la première alimentation, les capacités à s’adapter à de nouvelles proies, et la résilience du juvénile face aux perturbations d’environnement sonore.
Procédures
Sur la période d’expérimentation (30 jours), les juvéniles ((nombre= 124) subiront chacun deux captures à l’épuisette (nuisance légère d’une dizaine de seconde). Un lot de 62 individus sera soumis en continu à un son (140dB ; 1 Hz-1 kHz) durant toute la durée de l’expérimentation (nuisance légère, 30 jours). Tous les individus subiront un « test de surprise » qui consiste en une stimulation sonore graduelle (nuisance légère, moins de deux minutes).
Impact sur les animaux
Sur la période d’expérimentation (30 jours), les juvéniles ((nombre= 124) subiront chacun deux captures à l’épuisette (nuisance légère d’une dizaine de seconde). Un lot de 62 individus sera soumis en continu à un son (140dB ; 1 Hz-1 kHz) durant toute la durée de l’expérimentation (nuisance légère, 30 jours). Tous les individus subiront un « test de surprise » qui consiste en une stimulation sonore graduelle (nuisance légère, moins de deux minutes).
Devenir
A la fin de l’expérimentation, les animaux sont replacés dans le milieu naturel à proximité du lieu de récolte des œufs.
Remplacement
Ce projet est un projet de recherche fondamentale qui cherche à appréhender l’impact du son sur le développement embryonnaire et le comportement de prédation chez la seiche commune. La perception du son et le développement des organes associés nécessite un organisme entier intègre. Il n’y a pas d’alternative in vitro à l’heure actuelle.
Réduction
La mise en place de collecteurs (support de ponte artificiel) relevés quotidiennement dans le milieu naturel permet de récolter le nombre d’œuf nécessaire pour la réalisation de cette expérimentation en s’affranchissant de la conservation d’un stock de géniteurs en laboratoire. Il n’y a donc pas de maintenance de géniteurs sauvages. Le nombre de juvéniles est réduit mais optimisé pour cette expérimentation afin d’obtenir des résultats statistiquement fiables. A la fin de l’expérimentation, tous les animaux sont replacés dans le milieu naturel à proximité du lieu de récolte des œufs.
Raffinement
Les juvéniles éclos sont placés dans des bacs répondant aux exigences de la Directive Déléguée. Un enrichissement environnemental est mis à disposition des animaux sous la forme d’une cachette (pièce pvc) et d’un tapis imitation « sable » sous les aquariums. De plus, les juvéniles sont nourris à satiété quotidiennement avec des proies vivantes leur permettant d’exprimer un comportement naturel de chasse. Le bien-être des animaux est évalué quotidiennement par une feuille de suivi permettant de quantifier l’expression de points limites en expérimentation.
Choix des espèces
Les céphalopodes sont les seuls mollusques possédant des capacités cognitives et des comportements élaborés. Les céphalopodes, dont la seiche commune, détectent les sons et sont sensibles à leur environnement acoustique. Le développement de la seiche commune est court et direct, aboutissant à des juvéniles bien développés à l’éclosion facilitant la mise en œuvre de cette étude.
Effet du bruit anthropique sur la mémoire à court terme et les capacités cognitives chez le poulpe.
- Recherche appliquée
- Bien-être animal
- Maladies animales
- Recherche fondamentale
- Éthologie / comportement / biologie animale
- Oncologie
Capturés en mer puis maintenus seuls douze jours en bassin, 18 poulpes sont exposés en continu jusqu'à douze heures à des sons de navire de 120 ou 140 décibels, et repris trois fois à l'épuisette. Les procédures sont déclarées d'un niveau de souffrance sévère, et tous les animaux sont ramenés sur leur lieu de capture puis relâchés à la fin des douze jours. Le porteur souligne l'intelligence du poulpe et ses capacités cognitives avancées, sur lesquelles l'étude s'appuie pour mesurer l'effet du bruit sur sa mémoire à court terme. Le détail des nuisances qu'il donne ne dépasse pourtant jamais le qualificatif de modéré, y compris pour douze heures d'exposition au son le plus fort.
Objectifs
L’Union Européenne identifie les bruits sous-marins comme une préoccupation environnementale importante, soulignant la nécessité de maintenir des niveaux de bruit qui ne nuisent pas aux écosystèmes marins. Le transport maritime a considérablement augmenté les niveaux de bruit sur les principales routes de navigation au cours des 50 dernières années. Compte tenu de l’évolution rapide du paysage sonore océanique, il est urgent de mener des recherches plus approfondies sur les effets du bruit anthropique sur la vie marine. Ces recherches sont essentielles pour élaborer des politiques efficaces et protéger la santé des océans. Actuellement, la plupart des études se concentrent sur l'effet des sons sur les vertébrés. Pour bien comprendre et atténuer les effets de la pollution sonore, il est essentiel d’élargir le champ de la recherche pour inclure un plus large éventail d’espèces et de fréquences sonores. Malgré leur importance écologique et économique, l'impact de l'augmentation du bruit anthropique sur les céphalopodes a été relativement peu étudié. Les céphalopodes détectent les sons et sont sensibles à leur environnement acoustique. Le poulpe est un animal particulièrement intelligent avec de grandes capacités cognitives permettant la résolution de problème. Ce projet veut étudier l’impact du bruit anthropique sur (1) la mémoire à court terme, et (2) la capacité d’apprentissage chez le poulpe.
Bénéfices attendus
Ce projet vise à étudier l’impact de sons anthropiques sur la mémoire à court terme et les capacités cognitives chez le poulpe en analysant les temps de résolution des problèmes proposés.
Procédures
L’ensemble des poulpes seront isolés, ils subiront chacun trois captures à l’épuisette d’une quinzaine de seconde, et ils seront soumis en continu à des sons anthropique de différentes intensités durant 12 heures maximum.
Impact sur les animaux
Sur la période d’expérimentation (12 jours), les poulpes (Nb = 18) subiront chacun trois captures à l’épuisette (nuisance légère d’une quinzaine de seconde). Un lot de 6 individus sera soumis en continu à un son anthropique fort (120dB ; 1 Hz-1 kHz) pour un maximum de 12 heures (nuisance légère, 12 heures). Un lot de 6 individus sera soumis en continu à un son anthropique très fort (140dB ; 1 Hz-1 kHz) pour un maximum de 12 heures (nuisance modérée, 12 heures). Un lot de 18 animaux sera soumis aux tests de sensibilité sonore (140dB ; 1 Hz-1 kHz) pour un maximum de 1 heure. Par ailleurs, la maintenance de spécimens sauvages en bassin constitue une nuisance modérée sur toute la durée de l’expérimentation (12 jours).
Devenir
Les poulpes sont ramenés sur leurs lieux de collecte respectif afin d’être replacés dans le milieu naturel à la fin de l'expérimentation.
Remplacement
Ce projet est un projet de recherche fondamentale qui cherche à appréhender l’impact du son anthropique sur la mémoire à court terme et les capacités cognitives chez le poulpe. La perception du son et le développement des organes associés nécessite un organisme entier intègre. Il n’y a pas d’alternative in vitro à l’heure actuelle.
Réduction
Le nombre de poulpe est réduit mais optimisé pour cette expérimentation afin d’obtenir des résultats statistiquement fiables. A la fin de l’expérimentation, tous les animaux sont replacés dans le milieu naturel sur le lieu de leurs captures.
Raffinement
Les poulpes sont des animaux solitaires et territoriaux dans la nature, en conséquence les animaux sont maintenu seul dans des bacs de 650 litres. Un enrichissement environnemental est mis à disposition des animaux sous la forme d’une tanière (briques solidarisées formant une grotte) et d’un lit de sable (épaisseur environ 2 cm.). De plus, les animaux sont nourris au cours de l’expérimentation avec des crabes vivants leur permettant d’exprimer un comportement naturel de chasse. Le bien-être des animaux est évalué quotidiennement par une feuille de suivi permettant de quantifier l’expression de points limites en expérimentation.
Choix des espèces
Les céphalopodes sont les seuls mollusques possédant des capacités cognitives et des comportements élaborés. Les poulpes détectent les sons et sont sensibles à leur environnement acoustique. L’intelligence et les capacités cognitives avancées de cette espèce lui permettent de résoudre des problèmes, l’étude envisagée s’appuie sur ces facultés. Les individus du projet sont adultes d’un poids moyen de 1500 à 2000 gr du fait de la sélectivité des engins de pêche employés.
Effet du bruit chronique sur la capacité d’adaptation et de prédation de la seiche commune.
- Recherche appliquée
- Bien-être animal
- Maladies animales
- Recherche fondamentale
- Éthologie / comportement / biologie animale
- Oncologie
Relâchées à la fin de l'expérience près du lieu où leurs œufs ont été récoltés, 124 seiches communes, des céphalopodes, vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger. Elles sont capturées deux fois à l'épuisette, et la moitié d'entre elles, 62 juvéniles, vit pendant 30 jours sous un son continu de 120 dB. Toutes subissent aussi un "test de surprise", une stimulation sonore graduelle de moins de deux minutes, pour mesurer l'effet du bruit d'origine humaine sur leur chasse et leur réaction aux perturbations sonores. Le porteur affirme que la perception du son "nécessite un organisme entier intègre". Il ne précise ni l'espèce ni le nombre des proies vivantes données chaque jour aux seiches.
Objectifs
L’Union Européenne identifie les bruits sous-marins comme une préoccupation environnementale importante, soulignant la nécessité de maintenir des niveaux de bruit qui ne nuisent pas aux écosystèmes marins. Le transport maritime a considérablement augmenté les niveaux de bruit sur les principales routes de navigation au cours des 50 dernières années. Compte tenu de l’évolution rapide du paysage sonore océanique, il est urgent de mener des recherches plus approfondies sur les effets du bruit anthropique sur la vie marine. Ces recherches sont essentielles pour élaborer des politiques efficaces et protéger la santé des océans. Actuellement, la plupart des études se concentrent sur l'effet des sons sur les vertébrés marins. Pour bien comprendre et atténuer les effets de la pollution sonore, il est essentiel d’élargir le champ de la recherche pour inclure un plus large éventail d’espèces et de fréquences sonores. Malgré leur importance écologique et économique, l'impact de l'augmentation du bruit anthropique sur les céphalopodes a été relativement peu étudié. Les céphalopodes, dont la seiche commune, détectent les sons et sont sensibles à leur environnement acoustique. Ce projet veut mettre en évidence l’impact du bruit chronique sur (1) le développement embryonnaire, et (2) la capacité de prédation chez la seiche commune.
Bénéfices attendus
Ce projet vise à étudier comment le son pourrait affecter la phase de développement embryonnaire de la seiche commune : temps d’incubation, taux d’éclosion, et taille des nouveau-nés. Par ailleurs, ce projet ambitionne de déterminer l’impact du son sur la première alimentation, les capacités à s’adapter à de nouvelles proies, et la résilience du juvénile face aux perturbations d’environnement sonore.
Procédures
Sur la période d’expérimentation (30 jours), les juvéniles ((nombre= 124) subiront chacun deux captures à l’épuisette (nuisance légère d’une dizaine de seconde). Un lot de 62 individus sera soumis en continu à un son (120dB ; 1 Hz-1 kHz) durant toute la durée de l’expérimentation (nuisance légère, 30 jours). Tous les individus subiront un « test de surprise » qui consiste en une stimulation sonore graduelle (nuisance légère, moins de deux minutes).
Impact sur les animaux
Sur la période d’expérimentation (30 jours), les juvéniles ((nombre= 124) subiront chacun deux captures à l’épuisette (nuisance légère d’une dizaine de seconde). Un lot de 62 individus sera soumis en continu à un son (120dB ; 1 Hz-1 kHz) durant toute la durée de l’expérimentation (nuisance légère, 30 jours). Tous les individus subiront un « test de surprise » qui consiste en une stimulation sonore graduelle (nuisance légère, moins de deux minutes).
Devenir
A la fin de l’expérimentation, les animaux sont replacés dans le milieu naturel à proximité du lieu de récolte des œufs.
Remplacement
Ce projet est un projet de recherche fondamentale qui cherche à appréhender l’impact du son sur le développement embryonnaire et le comportement de prédation chez la seiche commune. La perception du son et le développement des organes associés nécessite un organisme entier intègre. Il n’y a pas d’alternative in vitro à l’heure actuelle.
Réduction
La mise en place de collecteurs (support de ponte artificiel) relevés quotidiennement dans le milieu naturel permet de récolter le nombre d’œuf nécessaire pour la réalisation de cette expérimentation en s’affranchissant de la conservation d’un stock de géniteurs en laboratoire. Il n’y a donc pas de maintenance de géniteurs sauvages. Le nombre de juvéniles est réduit mais optimisé pour cette expérimentation afin d’obtenir des résultats statistiquement fiables. A la fin de l’expérimentation, tous les animaux sont replacés dans le milieu naturel à proximité du lieu de récolte des œufs.
Raffinement
Les juvéniles éclos sont placés dans des bacs répondant aux exigences de la Directive Déléguée. Un enrichissement environnemental est mis à disposition des animaux sous la forme d’une cachette (pièce pvc) et d’un tapis imitation « sable » sous les aquariums. De plus, les juvéniles sont nourris à satiété quotidiennement avec des proies vivantes leur permettant d’exprimer un comportement naturel de chasse. Le bien-être des animaux est évalué quotidiennement par une feuille de suivi permettant de quantifier l’expression de points limites en expérimentation.
Choix des espèces
Les céphalopodes sont les seuls mollusques possédant des capacités cognitives et des comportements élaborés. Les céphalopodes, dont la seiche commune, détectent les sons et sont sensibles à leur environnement acoustique. Le développement de la seiche commune est court et direct, aboutissant à des juvéniles bien développés à l’éclosion facilitant la mise en œuvre de cette étude.
Effet de la Température sur les capacités de Navigation et l’activité Cérébrale chez la seiche
- Recherche fondamentale
- Éthologie / comportement / biologie animale
- Oncologie
- Système nerveux
Pêchées au casier au moment où elles se rapprochent des côtes pour pondre et entrer en sénescence, 180 seiches communes sont utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré pour 45 d'entre elles et sévère pour les 135 autres. La chirurgie consiste à implanter des électrodes dans le cerveau et à fixer sur le dos, au-dessus de l'os de seiche, un boîtier étanche d'enregistrement, sous anesthésie par balnéation et analgésie locale. Trois groupes de quinze animaux servent à mettre au point la technique, dont quinze maintenus vigiles pendant deux heures d'enregistrement. Soixante seiches équipées et soixante sans dispositif passent ensuite une tâche d'apprentissage en labyrinthe en T à 12, 18 ou 24 degrés, avec des enregistrements de douze heures par jour un jour sur deux. Les seiches porteuses d'électrodes sont tuées pour repérer l'emplacement exact des implants, celles restées sans appareil pouvant réintégrer l'élevage selon le porteur, qui juge le recours à des animaux vivants "indispensable" pour relier activité cérébrale et navigation.
Objectifs
Ce projet vise à évaluer les effets de changements de température de l’eau sur le fonctionnement cérébral et les capacités de navigation de la seiche commune (Sepia officinalis). Des perturbations environnementales, à l’image des changements de température, peuvent modifier le fonctionnement cérébral des animaux marins. Cela peut engendrer une diminution de flexibilité comportementale et in fine du taux de survie des espèces impactées. La seiche commune, comme de nombreux autres mollusques céphalopodes, présente des capacités cognitives complexes et une diversité comportementale importante dont dépendent leur survie. Cependant il n’existe à ce jour aucun moyen d’étudier le fonctionnement cérébral in vivo au cours de diverses tâches comportementales. L’objectif de ce projet est donc d’adapter chez la seiche un système d’enregistrement cérébral ayant déjà été utilisé chez le poulpe (céphalopode également) afin d’évaluer la fluctuation de l’activité cérébrale en fonction de la température de l’eau dans laquelle elles évoluent (successivement 12°C, 18°C et 24°C). Il sera alors possible de mesurer l’activité cérébrale au cours d’une tâche de navigation spatiale à de telles températures chez des seiches équipées de ce système.
Bénéfices attendus
Les seiches sont des animaux d'intérêt économique, écologique et scientifique majeurs. Elles représentent en effet une partie importante des stocks de pêche en France, font partie intégrante des écosystèmes marins et sont au centre de nombreuses études en cognition animale et neurobiologie. Comme de nombreuses autres espèces marines, leur survie est en grande partie dépendante de leur flexibilité comportementale. Celle-ci découle d’un fonctionnement cérébral pouvant être sensible à des changements environnementaux. Notre étude vise d’une partà mieux cerner l’impact que peuvent avoir les changements de températures sur les capacités cognitives des seiches et d’autre part de savoir comment l’activité cérébrale associée peut en être modifiée. Associés, ces objectifs permettraient sur le long terme de faire de la seiche un modèle d’étude émergent contribuant à mesurer les effets des pressions anthropiques sur les espèces marines à plus large échelle. Plus globalement ils pallieraient la difficulté actuelle à tisser des liens directs entre conditions environnementales, modification du fonctionnement cérébral et des comportements, en particulier chez des espèces marines.
Procédures
Une mise au point de la technique d’enregistrement d’ondes cérébrales sera faite chez un premier groupe d’animaux anesthésiés à l’aide d’électrodes cérébrales reliées à un amplificateur. L’installation de ces électrodes est faite chez un premier groupe 15 d’animaux sous anesthésie et l’enregistrement dure 40 minutes chez l’animal maintenu en anesthésie continue. Une seconde étape de mise au point de ce protocole sera réalisée cette fois chez 15 animaux vigiles sur deux heures d’enregistrement. Une fois les ajustements de protocole réalisés, un nouveau groupe de 15 animaux sera équipé d’un système d’enregistrement d'électroencéphalographie (EEG) miniature et sans fil appelé neurologger. Celui-ci est contenu dans un boitier étanche fixé sur le dos de l’animal relié à des électrodes d’enregistrement placées au niveau du cerveau. Ces interventions chirurgicales seront réalisées sous anesthésie en une fois. Les animaux ainsi équipés évolueront librement dans un bac d’eau de mer à 18°C pendant trois jours puis à 12°C, 18°C ou 24°C pendant les trois jours suivants. Les enregistrements dureront 12h par jour, un jour sur deux. Il sera alors possible de comparer les enregistrements EEG à ces différentes températures. Enfin, le dernier objectif consiste à évaluer les compétences de navigation spatiale à différentes températures. Pour cela deux groupes d’animaux seront constitués, l’un composé d’animaux équipés du neurologger (60 seiches), l’autre non équipé (60 seiches). Les deux groupes seront soumis à une tâche d’apprentissage spatial dans un labyrinthe en T à 18°C durant trois jours. Une tâche de rappel sera réalisée à l’issue de cet apprentissage à l’une des trois températures suivantes (20 animaux par température et par groupe) : 12°C, 18°C ou 24°C.
Impact sur les animaux
Des nuisances peuvent être attendues sur les seiches suite à l’implantation des électrodes au niveau du cerveau et du neurologger sur leur dos (coquille interne appelée communément os de seiche). Cette chirurgie sera faite sous anesthésie induite préalablement par balnéation. Cette induction est considérée comme étant effective lorsque les critères comportementaux suivants sont observés : perte de mouvements, pâlissement du manteau, perte de réaction suite à une stimulation mécanique (pincement au niveau de la nageoire), diminution d’adhérence des ventouses. Cette anesthésie induite sera accompagnée d'une analgésie locale. Cette chirurgie pourra néanmoins occasionner une gêne temporaire dans les heures suivant l’implantation liées à la cicatrisation des zones d’implants (au niveau de la peau recouvrant le cartilage protégeant le cerveau et au niveau de la peau recouvrant la coquille). Les dimensions (poids et taille) du neurologger seront adaptées à la taille de l’animal de façon à ne pas gêner ses déplacements. Néanmoins les fils reliant les électrodes d’enregistrement (au niveau de la tête) au boitier étanche contenant le neurologger (au niveau du dos) peuvent occasionner une légère gêne lors de certains mouvements de la tête. Ce point sera particulièrement surveillé lors de la mise au point des techniques d’enregistrement afin de limiter au maximum cette gêne (adaptation de la rigidité et longueur des fils). De plus, le boitier étanche dans lequel se trouvera le neurologger sera amovible. Aussi les températures choisies pour étudier l’effet de leur changement se trouve dans les gammes de températures proches des conditions naturelles donc n’occasionneront pas de stress supplémentaire.
Devenir
Tous les animaux impliqués, à l’exception des animaux ne portant pas de dispositif d’enregistrement EEG, seront mis à mort à la fin des derniers enregistrements de chaque procédure, sans délai. Cela permettra de prélever leur cerveau afin de retracer la localisation précise des électrodes utilisées pour les enregistrements.
Remplacement
Le point central de ce projet est de pouvoir mesurer les effets de l’activité cérébrale chez des seiches libres de leurs mouvements, lors de la réalisation d’une tâche de navigation (enregistrements pendant les phases d’apprentissage et de rappel). Il en est de même pour étudier l’effet de changements de température sur la cognition spatiale. Le recours à des animaux vivants est donc indispensable.
Réduction
La mise au point du système d’enregistrement consistera à adapter un protocole de chirurgie pour l’implantation des électrodes au niveau du cerveau et de l’appareil sur le dos des seiches. Il conviendra donc de réaliser ces ajustements de protocole dans un premier temps sur des seiches mortes (pêchées au chalut et achetées à la criée). Les seiches de deux ans utilisées par la suite seront pêchées au casier, après qu’elles se soient rapprochées des côtes pour pondre et entrer en sénescence. Par conséquent le prélèvement de ces animaux n’induit pas de perturbation au niveau de leur population. Concernant les protocoles, des tâches comportementales non invasives seront réalisées chez des animaux ne portant pas d’appareil d'enregistrement afin de constater au préalable l’effet de la température de l’eau sur le comportement “de base” (locomotion, prédation, phases d’activité et de repos) mais aussi sur les capacités de navigation. Ainsi, le nombre d’animaux utilisés en conditions avec enregistrements (i.e chez qui les étapes d’anesthésie, de chirurgie et de mise à mort seront appliquées) sera réduit et chaque animal ayant fait tests comportementaux pourra réintégrer la structure d’élevage. Les analyses statistiques a posteriori seront faites à l’aide de tests non paramétriques conçus pour des échantillons de faible effectif.
Raffinement
La capture des animaux dans la nature sera faite par du personnel habilité, à l’aide de relevés de casiers en pleine mer. Par ailleurs, les animaux seront hébergés dans des infrastructures adaptées à cette espèce. Les seiches sont des animaux non sociaux et des interactions agonistes peuvent avoir lieu entre les individus évoluant dans le même bac lors de la période de reproduction. Il est donc préférable d’isoler les individus dans des bacs d’élevage pourvus d’enrichissements (plantes artificielles et abri). Les étapes de chirurgie seront toutes précédées d’une phase d’anesthésie adaptée, prolongée jusqu’à la fin des interventions. Une fois l’anesthésie effective, les animaux seront placés sur un support de chirurgie équipé d’un système de circulation d’eau et de solution anesthésiante au niveau de leurs branchies et un film plastique sera placé sur leur dos pour maintenir l’humidité au niveau de leur manteau. La hauteur d’eau sera ajustée pour maintenir la tête et le dos des animaux émergés et permettre les actes chirurgicaux. Une injection de solution analgésiante sera également réalisée localement au niveau des zones d’incision dorsale et de la tête. De manière à n’avoir recours qu’à une seule étape d’anesthésie générale et limiter le nombre de manipulations des animaux, l’implantation des électrodes et du boîtier contenant le neurologger, le cas échéant, se fera au cours de la même procédure. Après la chirurgie, les animaux équipés seront replacés dans leur bac d’élevage et surveillés pendant 48h afin de prévenir toute manifestation de souffrance ou de stress. L’emplacement, les dimensions et le poids du boîtier et du neurologger qu’il contient seront choisis de manière à ne pas limiter les mouvements naturels de l’animal suite à l’implantation.
Choix des espèces
La seiche commune (Sepia officinalis), est une espèce modèle bien étudiée en neuroéthologie. Son anatomie cérébrale, ses capacités cognitives et comportements complexes sont largement démontrés. Il s’agit d’une espèce évoluant dans un milieu fortement soumis aux pressions anthropiques dont font partie les changements de température aquatique. La mise au point d’un système d’enregistrement d’ondes cérébrales au cours d’une tâche comportementale chez cette espèce représente deux intérêts majeurs : mesurer l’impact de changements de conditions environnementales sur des capacités cognitives essentielles à la survie de l’espèce et bénéficier d’un outil permettant plus généralement d’explorer le bon fonctionnement cérébral. De plus, comme chez d’autres espèces de mollusques céphalopodes utilisés dans la recherche, plusieurs critères visuels (patterns liés aux chromatophores, présence ou non de lésions) et comportementaux (comportements de prédation, flottaison, mouvements désordonnés, propulsions, jets d’encre excessifs) sont utilisés chez la seiche commune pour attester de son état physiologique (bien-être, souffrance, stress). Les animaux utilisés seront des seiches adultes âgées de un ou deux ans, de taille assez importante pour faciliter les étapes de chirurgie et dont le développement cognitif (mémoire) est mature. Les individus ayant déjà pondu (en fin de vie) seront privilégiés.
Etude de la perception du mouvement biologique chez la seiche, Sepia officinalis
- Recherche fondamentale
- Éthologie / comportement / biologie animale
- Oncologie
Vingt-quatre seiches opérées pour insérer des électrodes dans la rétine et 200 autres tuées pour analyse du cerveau: sur les 860 seiches communes de ce projet, 224 sont mises à mort, dans des procédures déclarées légères ou menées sous anesthésie sans réveil. Les 636 restantes doivent passer à d'autres expériences du laboratoire ou être relâchées en mer, à condition d'avoir moins de dix jours et d'obtenir l'accord du capacitaire et de la préfecture. Les tests comportementaux exposent des seiches nouveau-nées à des stimuli visuels virtuels, pour identifier les signaux de mouvement qui leur servent à repérer proies et prédateurs, sans stimulus nocif selon le porteur. Il retient la seiche parce qu'elle éclot en conditions contrôlées et survit sans soins parentaux, et parce que sa distance phylogénétique avec les vertébrés terrestres offre un angle évolutif inédit.
Objectifs
Le but principal de ce projet est de comprendre quels types de signaux visuels la seiche commune, Sepia officinalis, utilise pour repérer les espèces vivantes qui l’entourent dans son environnement. Cette aptitude est cruciale pour la survie des jeunes seiches, qui, ne recevant pas de soins parentaux, doivent rapidement être capables de détecter et reconnaître leurs proies et prédateurs. Plus précisément, nous cherchons à caractériser les informations visuelles spécifiques liées aux mouvements des êtres vivants (mouvements biologiques) que les seiches nouveau-nées utilisent pour détecter et reconnaître leurs proies et prédateurs. En parallèle, nous visons à identifier les processus cérébraux liés à cette perception essentielle à la survie des seiches nouveau-nées.
Bénéfices attendus
À court terme, ce projet établira les méthodes visuelles optimales pour diffuser des stimuli virtuels en laboratoire, créant une base solide pour les futurs protocoles expérimentaux chez les céphalopodes. Ces données seront cruciales pour les laboratoires internationaux qui se tournent vers ces modèles animaux. De plus, la collecte de données empiriques sur les signaux visuels utilisés par les seiches pour reconnaître leurs proies et prédateurs enrichira notre compréhension de leurs capacités cogntives permettant leur survie. De plus, cette étude offrira une perspective unique sur l'évolution de la perception des mouvements biologiques plus largement étudiés chez les vertébrés terrestres. En définitive, ce projet contribuera de manière significative à la recherche fondamentale en ethologie et en écologie marine.
Procédures
Dans ce projet, les seiches seront soumises à une intervention majeure. 24 seiches subiront une chirurgie afin de réaliser un électrorétinogramme. Cette procédure chirurgicale se fera sous anaglésie et anesthésie par balnéation et sera relativement courte (30 minutes).
Impact sur les animaux
Dans ce projet, les nuisances attendues sur les seiches sont liées à une intervention chirurgicale. Les seiches subiront un électrorétinogramme d’une durée de 30 minutes incluant des insertions d'électrodes au niveau de la rétine réalisées sous analgésie et anesthésie. Ces insertions seront réalisées avec la plus grande précaution. L'analgésie et l'anesthésie seront administrées selon des protocoles établis pour minimiser l'inconfort et les individus seront mis à mort en fin de procédure. Cette procédure est cruciale pour déterminer les paramètres optimaux de stimulation visuelle et sera limitée à un nombre restreint d'individus.
Devenir
Parmi les 860 seiches nécessaires à la réalisation de ce projet, 636 seiches continueront à être utilisées par les autres membres du laboratoire ou bien seront relâchées dans leur milieu naturel en fonction de l’âge auquel les individus auront été testés. Les 224 seiches restantes seront mises à mort. Cette mise à mort est justifiée par la nécessité de mener des analyses physiologiques et neurobiologiques afin d’approfondir notre compréhension des mécanismes visuels permettant aux seiches de détecter proies et prédateurs, des mécanismes essentiels à leur survie.
Remplacement
Le but principal de ce projet est d'identifier les signaux visuels permettant aux seiches de détecter leurs proies et prédateurs. Pour ce faire, l'observation du comportement d'animaux vivants et conscients est nécessaire. La substitution d'animaux dans ce projet n'est donc pas envisageable. Afin de répondre à nos objectifs, la seiche est l'espèce idéale. Elle s’adapte très bien aux conditions de laboratoire où elle peut éclore en conditions contrôlées et survivre sans soins parentaux grâce à des capacités visuelles bien développées. De surcroît, la seiche se distingue nettement d'autres taxons où la perception du mouvement biologique a été explorée et nous offre ainsi une plongée unique dans l’histoire évolutive de la perception des mouvements biologiques.
Réduction
Le nombre d'animaux par groupe a été déterminé sur la base de tests statistiques (tests de puissance) basé sur des études publiées utilisant des méthodologies similaires. À l'exception des individus nécessaires pour les électrorétinogrammes (n=24 maximum) et les analyses cérébrales (n=200), les animaux impliqués dans les études comportementales (n=636) pourront être réutilisés dans d'autres expériences menées au sein du laboratoire après avis du capacitaire céphalopodes de l’établissement utilisateur, ou remis en liberté (pour les individus âgés de 10 jours maximum) avec accord du capacitaire et autorisation de la préfecture. Ces approches permettent une utilisation optimale des ressources tout en minimisant le nombre d'animaux requis pour atteindre les objectifs de recherche.
Raffinement
Dans le cadre du projet, des mesures de raffinement sont mises en place pour assurer le bien-être des animaux utilisés. Afin de limiter toute souffrance, les seiches utilisées lors de procédure chirurgicale (n=24) seront anesthésiées/analgésiées avec un mélange de chlorure de magnésium (MgCl2 17,5 g/L) et d’éthanol (1 à 2 %), récemment démontré comme étant un anesthésique et analgésique efficace chez les céphalopodes. Pour les procédures comportementales, aucun stimulus nocif ne sera utilisé. De plus, les seiches seront testées directement dans leurs bacs, réduisant ainsi leurs déplacements et limitant le stress induit. Tout au long du projet, l’état de santé des individus sera surveillé quotidiennement par du personnel qualifié et expérimenté, conformément aux règles éthiques et réglementaires (Directive 2010/63/UE, arrêté du 1/2/2013). Cette vigilance permettra de détecter tout comportement anormal, conformément à la grille de score mise en place. Si nécessaire, les individus seront isolés dans un bac de quarantaine et un vétérinaire sera consulté. La durée d’isolement sera déterminée par le vétérinaire en fonction des problèmes identifiés. N’étant pas une espèce sociale, le maintien en groupe des seiches n’est pas obligatoire. Cette période d’isolement de quelques jours n’aura pas d’impact sur le bien-être de l’animal et permettra d’appliquer les traitements recommandés sans affecter le bien-être des autres individus. Seule l’atteinte d’un point limite justifiera l'euthanasie des animaux, conformément aux recommandations en vigueur. Les animaux utilisés pour les analyses des corrélats neuronaux seront euthanasiés par une personne habilitée selon la procédure recommandée.
Choix des espèces
En raison de leur développement autonome dès l'éclosion les seiches sont particulièrement adaptées à notre étude. Cette indépendance précoce nous permet d'étudier en détail les mécanismes innés de détection de proies et de prédateurs, mécanismes cruciaux pour la survie des seiches en milieux naturels. De plus, étant phylogénétiquement éloignées des vertébrés terrestres habituellement étudiés, les seiches offrent une perspective unique pour explorer les mécanismes de perception visuelle sous un angle évolutif différent. Certaines de nos expériences impliquent l'utilisation de seiches à différents stades de vie, allant des juvéniles aux individus en fin de vie (2 ans). Cette approche vise à définir les conditions idéales pour présenter des stimuli virtuels aux seiches à différents stades de leur vie. Elle permettra ainsi d'adapter les futurs protocoles expérimentaux utilisant la seiche comme modèle animal. Quant aux autres expériences , elles seront menées au cours du premier mois suivant l'éclosion des animaux, période comprenant les étapes cruciales du développement cérébral, comportemental et cognitif de la seiche.
Effet de la qualité de la lumière et de la couleur du bac d’hébergement sur la pigmentation de la seiche
- Recherche fondamentale
- Biologie du développement
- Oncologie
- Organes sensoriels
- Système nerveux
Élevées sans aucune cachette sous une lumière colorée de 3 000 lux douze heures par jour, 240 jeunes seiches européennes vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Le porteur indique qu'il ne peut pas enrichir les bacs, un abri permettant aux animaux d'échapper à la lumière et ruinant du même coup l'expérience. Toutes sont tuées par refroidissement progressif, dix à quinze minutes entre l'anesthésie sous six degrés et la mort sous quatre, pour prélever et fixer leurs tissus. Parmi les bénéfices annoncés, le projet doit "optimiser les conditions d'élevage et d'hébergement" d'une espèce dont le porteur précise que les standards restent en cours d'élaboration.
Objectifs
Parmi les animaux aquatiques, les céphalopodes montrent des capacités de camouflage complexes et uniques. Le camouflage est permis par les motifs colorés qui sont dynamiques et changeants. Les couleurs sont dues aux pigments contenus dans les chromatophores, organes dont l’activité est contrôlée directement par le cerveau, permettant ainsi des modifications rapides des motifs. Notre espèce est la seiche européenne dont le développement et les premiers mois de vie se déroulent en milieu côtier. La pigmentation de la peau par les chromatophores a lieu dès la phase embryonnaire et les motifs se complexifient après éclosion, en lien avec les facteurs environnementaux directs, comme la lumière et le fond sur lequel elles vivent. Ce projet a pour objectif de tester différents facteurs comme l’effet d’un éclairement de “couleur” différente et la couleur du bac sur le niveau de pigmentation des animaux au cours de leur développement après éclosion. Par une expérimentation conduite sur des juvéniles de seiche, nous déterminerons si la “couleur” différente de la lumière d’éclairement et la couleur du bac modifient 1) les régulations moléculaires en lien avec la synthèse des pigments et 2) la couleur générale adaptée au fond et au type de lumière. Ce projet permettra une meilleure connaissance des adaptations et des effets des changements environnementaux sur le cycle de vie de ces animaux marins, il permettra d’élaborer des hypothèses évolutives et fonctionnelles sur l’influence du facteur couleur du bac et couleur de la lumière au cours du développement, chez l’embryon et chez le juvénile après éclosion. Ce projet permettra également d’optimiser les conditions d’élevage et de maintien des juvéniles Des caméras situées au-dessus des bacs permettent d’évaluer l’intensité de pigmentation des juvéniles en expérimentation par acquisitions d’images.
Bénéfices attendus
Il s’agit d’identifier si la couleur de la lumière et la couleur du bac sont des facteurs importants dans le contrôle de la mise en place de la pigmentation. L’approche par l’expression des gènes permet de tester les régulations moléculaires mises en place par l’animal face à son environnement et de les corréler avec la pigmentation observée (plus ou moins foncée) et son comportement de camouflage. Il a été montré chez des poissons que la “couleur” d’éclairement et la couleur du bac entrainaient des différences de pigmentation. Nous avons observé une pigmentation plus importante des jeunes seiches élevées sur bac de couleur noire et nous souhaitons confirmer ou infirmer cette observation. Tester chez la seiche l’ effet éventuel de la “couleur” de lumière et de la couleur du fond permettrait d’apporter des éléments de réponse à la mise en place et la régulation des motifs colorés, qui conditionnent chez l’adulte la qualité du camouflage. En plus de mieux comprendre les facteurs conditionnant la mise en place des motifs colorés, ce projet permettra d’optimiser les conditions d’élevage et d’hébergement et le bien-être animal de cette espèce pour laquelle les standards d’élevage sont en cours d’élaboration.
Procédures
Les animaux sont soumis à des éclairages différents (photopériode de 12h de lumières et 12h de nuit). Les animaux ne subissent aucune intervention avant leur mise à mort. Lorsqu’ils sont retirés des bacs à l’épuisette, ils sont immédiatement transférés dans un récipient. La mise à mort dérogatoire par le froid amène progressivement les animaux vers une anesthésie (
Impact sur les animaux
Trois prélèvements manuels à l’épuisette d’une durée de 10 à 20 secondes sont prévus par aquarium sur toute la durée de l’expérimentation, ce qui peut occasionner un stress passager. En l’absence de cachettes, on ne peut exclure que l’éclairement appliqué avec une intensité peu élevée d’environ 3000 lux et le type de couleur d’éclairement puissent occasionner une nuisance.
Devenir
Tous les animaux seront mis à mort pour des prélèvements de tissus. Pour étudier l’expression des gènes dans les tissus, il est nécessaire que les organes soient extraits et fixés, ce qui implique la mise à mort des animaux. Il n’est pas possible de prélever une partie de l’animal sans causer des dommages irréversibles (pas de survie après prélèvement des organes/tissus d’intérêt).
Remplacement
Ce projet est un projet de recherche fondamentale qui cherche à comprendre la mise en place chez la seiche des motifs colorés qui constituent un élément fort du comportement de camouflage. Le développement requiert l’implication des organes du système nerveux (entre autres) qui contrôle ces éléments cutanés. Il s’agit donc d’un projet nécessitant un organisme entier intègre. Il n’y a pas d’alternative in vitro à l’heure actuelle
Réduction
La mise en place de collecteurs (support de ponte artificiel) relevés tous les jours dans le milieu naturel permet de récolter le nombre d’œufs nécessaires pour réaliser cette expérimentation en s’affranchissant de la conservation d’un stock de géniteurs en laboratoire. Il n’y a donc pas de maintenance de géniteurs sauvages. Le nombre de juvéniles est réduit mais optimisé pour cette expérimentation afin d’éviter de la répéter ultérieurement si les résultats n’étaient pas satisfaisants. Expérimentalement et statistiquement, le nombre de 10 animaux par groupe est un minimum afin de respecter les limites acceptables de la validité scientifique.
Raffinement
Les juvéniles éclosent dans leur aquarium d’origine (où ont été déposés les œufs); ils ne sont donc pas déplacés. Ils sont nourris à satiété avec des crevettes de taille adaptée (petites crevettes et mysis sp.) deux fois par jour (matin et après-midi). L’acquisition de données relatives à la pigmentation des animaux est réalisée sur photos prises par une caméra directement installée au-dessus du bac afin de limiter l’intervention humaine. Les rations sont réévaluées quotidiennement pour adapter la quantité d’aliment distribué à la biomasse de l’aquarium. Il n’est pas possible d’ajouter un enrichissement physique sous la forme de cachettes diverses (pièces en plastique) car cela contrecarrerait les objectifs du projet en permettant aux animaux de ne plus être sous l’influence de la lumière. L’éclairement est appliqué sur une période de 12h ; l’intensité de l’éclairement est d’environ 3000 lux grâce à la mise en place d’un variateur permettant la modulation de l’intensité. La mise en route ou l’arrêt de l’éclairement s’effectue sur une période de 30 min. Le bien être des animaux est évalué quotidiennement par une feuille de suivi permettant de quantifier l’expression de points limites en expérimentation.
Choix des espèces
Les céphalopodes sont les seuls mollusques possédant des capacités cognitives et des comportements élaborés. La seiche européenne pond des œufs sur nos côtes. Contrairement à d’autres espèces de céphalopodes comme les pieuvres, il n'y a pas de larves chez les seiches et les juvéniles se développent en 2 mois maximum ce qui permet de réaliser des observations. Les individus du projet sont des juvéniles après éclosion, pour évaluer la pigmentation et son contrôle nerveux, l’animal étant en lien direct avec les facteurs environnementaux.
Effet de la température sur le développement et la croissance de la seiche commune
- Recherche fondamentale
- Biologie du développement
- Éthologie / comportement / biologie animale
- Oncologie
- Organes sensoriels
- Système nerveux
486 seiches communes vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger. Élevées à trois températures pendant huit semaines, elles sont capturées à l'épuisette puis anesthésiées par le froid avant la mise à mort et le prélèvement du cerveau, des lobes optiques et des yeux, pour étudier l'effet de la température sur le développement de leur système nerveux et leur camouflage. Le porteur souligne que la seiche possède un système nerveux et des comportements élaborés, analogues à ceux des vertébrés. Il indique qu'aucune partie ne peut être prélevée sans dommage irréversible, ce qui "implique" la mise à mort.
Objectifs
Les facteurs externes comme la température ont des effets sur le développement du système nerveux chez certains organismes animaux. Ce projet a pour objectif de tester l’effet de la température sur le développement d’un Céphalopode, mollusque au système nerveux et comportements élaborés. Notre espèce est la seiche commune européenne. Il s’agit plus précisément de déterminer si la température modifie 1) les régulations « génétiques » en lien avec le développement du système nerveux et des yeux 2) les comportements, en particulier de camouflage. Le camouflage est en effet directement contrôlé par le système nerveux et il a été montré que le camouflage peut être modifié par la température. Dans un contexte de réchauffement climatique, y compris sur les zones côtières, ce projet permettra de mieux comprendre comment le développement du système nerveux central (cerveau et lobes optiques de la seiche) et les comportements associés peuvent être modifiés par la température afin d’inférer des hypothèses évolutives et fonctionnelles sur l’influence du facteur température au cours du développement, chez l’embryon et chez le juvénile après éclosion.
Bénéfices attendus
Il s’agit d’identifier si la température est un facteur important voire essentiel au développement et à la croissance du système neuro/photosensoriel permettant la mise en place des capacités cognitives chez la seiche dont le système nerveux est analogue à celui des vertébrés. L’approche par l’expression des gènes et l’étude comportementale parallèle permet de tester les régulations moléculaires mises en place en lien avec les réactions observables de l’organisme. Les résultats attendus sont de déterminer quel est l’effet de la température sur cet organisme et si son comportement et son cycle biologique pourraient être affectés. Il a été montré récemment que la température pouvait modifier le comportement de camouflage à l’éclosion, mais pas celui d’exploration du milieu. Nous cherchons à évaluer en première approche si ces modifications de camouflage perdurent jusqu’à 4 semaines ou si elles se lissent et si ces modifications dependent du “substrat”. La mise en place des deux conditions (HV et HNV) permettra d’évaluer si la visibilité des activités environnantes modifie le comportement, la neurogenèse et donc l’expression des gènes (stimulation, habituation). Par ailleurs, les résultats permettront d’optimiser les conditions d’élevage de cette espèce pour laquelle les standards de culture sont inexistants.
Procédures
Les animaux sont exposés à trois conditions de températures sur une durée de 8 semaines : sur la période ceux dans des aquariums avec fonds artificiels différents sont soumis à 1 pêche à l’épuisette , ceux destines aux études moléculaires sont soumis à 3 pêches à l’épuisette (à une semaine d'intervalle) d'une durée de 10 à 20 secondes. Ils sont immédiatement transférés dans un récipient, anesthésiés, puis mis à mort.
Impact sur les animaux
Un à trois (en fonction des aquariums) prélèvements manuels à l’épuisette d’une durée de 10 à 20 secondes sont prévus par aquarium sur toute la durée de l’expérimentation, ce qui peut occasionner du stress. Un siphonnage quotidien des aquariums peut également occasionner du stress sur une durée de 2 à 3 min. La température haute (24°C) en exposition prolongée (moins de 2 mois) peut occasionner un inconfort. Cette nuisance est supposée légère.
Devenir
Pour étudier l’expression des gènes dans les tissus, il est nécessaire que les organes soient extraits et fixés, ce qui implique la mise à mort des animaux. Il n’est pas possible de prélever une partie de l’animal sans causer des dommages irréversibles (pas de survie après prélèvement des yeux, du cerveau entre autres).
Remplacement
Ce projet est un projet de recherche fondamentale qui cherche à déterminer, par une approche physiologique globale, l’effet de la température sur le développement et la croissance des organes du système nerveux (cerveau, lobe optique, yeux) d’un organisme entier, en lien avec le comportement. Il n’y a pas d’alternative in vitro à l’heure actuelle
Réduction
La mise en place de collecteurs (support de ponte artificiel) relevés tous les jours dans le milieu naturel permet de récolter le nombre d’œufs nécessaire pour réaliser cette expérimentation en s’affranchissant de la conservation d’un stock de géniteurs en laboratoire. Il n’y a donc pas de maintenance de géniteurs sauvages. Le nombre de juvéniles est réduit mais optimisé pour cette expérimentation afin d’éviter de la répéter ultérieurement si les résultats n’étaient pas satisfaisants. Le nombre de 5 échantillons est le minimum adéquat pour garantir une puissance statistique suffisante pour examiner les variations d’expression. Nos expériences précédentes ont montré que les qualités d’ARN extrait étaient inégales. Le nombre d’animaux prend donc en compte la quantité d’ARN parfois insuffisante pour tester l’ensemble des gènes cibles, et les variabilités intra expérimentales (correspondant à la variabilité biologique) afin de respecter les limites acceptables de la validité scientifique, soit 10 animaux. Pour les estimations par approche génique de la neurogenèse, la variabilité interindividuelle peut être importante, 5 animaux sont également nécessaires. Chaque étape de prélèvement nécessite donc au total 15 individus. N’attendant pas de différence dans le nombre de neurones du cerveau, les animaux pour la phase d’études comportementales seront fixés uniquement pour les études d’expression de gènes réduisant ainsi le nombre d’animaux de 15 à 10. Cependant, afin de pallier d’éventuelles anomalies individuelles, les études de comportement intégreront 12 animaux par traitement.
Raffinement
Les juvéniles éclosent dans leur aquarium d’origine (où ont été déposés les œufs aux températures cibles) ; ils ne sont donc pas déplacés. A l’éclosion, ils auront un enrichissement environnemental varié à disposition dans les aquariums sous la forme de cachettes diverses (pièces de PVC (coude/té) de différents diamètres (16 à 25mm)) leur permettant de se cacher comme en milieu naturel. Ils sont nourris à satiété avec des crevettes de taille adaptée (petites crevettes et mysis sp.) deux fois par jour (matin et après-midi). Les rations sont réévaluées quotidiennement pour adapter la quantité d’aliment distribué à la biomasse de l’aquarium et au métabolisme des animaux (température). La température haute maximale appliquée reste inférieure à la température maximale observée en plein soleil dans les « mares » à marée basse. Les constantes physico-chimiques (température, salinité, pH, oxygène) sont contrôlées quotidiennement sur toute la durée du développement. La concentration en déchets azotés (nitrate, nitrite, ammonium/ammoniac) est mesurée chaque semaine afin de suivre la qualité d’eau d’élevage. Afin de limiter le stress et la souffrance supposée des juvéniles, ils sont transférés délicatement et rapidement dans un récipient contenant de l’eau de mer du système d’élevage jusqu’à une salle adjacente où la mise à mort sera réalisée. Le récipient est mis sur glace ce qui permet un refroidissement progressif, et une anesthésie des animaux par le froid. Ils sont observés jusqu’à constatation d’une léthargie (relâchement pupillaire, le relâchement des bras et du manteau) puis une fois la mort confirmée (arrêt respiratoire); les juvéniles sont alors placés dans le fixateur
Choix des espèces
Les céphalopodes sont les seuls mollusques possédant des capacités cognitives et des comportements élaborés. La seiche européenne pond des œufs sur nos côtes. Contrairement à d’autres espèces de céphalopodes comme les pieuvres, son développement est court (
Y a t-il un rythme circadien chez les juvéniles de Sepia officinalis ?
- Recherche fondamentale
- Biologie du développement
- Éthologie / comportement / biologie animale
- Oncologie
- Organes sensoriels
- Système nerveux
180 seiches juvéniles (Sepia officinalis) vont être utilisées, tuées sans avoir subi d'intervention préalable. Les œufs sont prélevés dans la nature, puis les juvéniles sont mis à mort par refroidissement progressif sur glace pour prélever leurs organes, cerveau, lobe optique et yeux, et étudier l'expression de gènes de l'horloge biologique sur vingt-quatre heures. Le porteur indique qu'aucun prélèvement partiel n'est possible sans "dommages irréparables", d'où la mise à mort, et qu'il n'existe "pas d'alternative in vitro". La recherche est fondamentale, avec des bénéfices annoncés pour la compréhension de l'évolution des rythmes et l'élevage de la seiche.
Objectifs
L’objectif de ce projet est de déterminer si le juvénile de seiche Sepia officinalis montre après éclosion un rythme interne dit circadien correspondant à une « horloge biologique ». Ce projet consiste ainsi à caractériser le niveau d’expression des gènes impliqués dans le contrôle du cycle au cours d’un cycle jour/nuit, soit sur 24H. Le rythme circadien contrôle de nombreux mécanismes physiologiques liés au comportement, au sommeil, au niveau d’hormones entre autres. Presque tous les organismes vivants sont concernés. Il est en correspondance avec les alternances jour/nuit, soit selon un rythme 12h/12h. De nombreux organismes montrent un rythme journalier avant la naissance. Il est régulé par des gènes dont l’expression oscille au cours de la journée. Une régulation entre ces gènes a été mise en évidence chez les mammifères et la mouche. Chez certains mollusques marins de la zone de balancement des marées, il a été montré que l’expression de ces gènes suivait un rythme lié à la marée (rythme tidal), et non un rythme 12/12. Les seiches sont des espèces côtières et sont soumises particulièrement en Manche et Atlantique aux marées. Des expériences de rythmicité (comportemental) ont montré qu’elles avaient un rythme journalier avec une activité locomotrice et alimentaire plus importante la nuit. Nous avons montré que les gènes cibles sont exprimés dans l’embryon à un stade tardif, avant éclosion, et dans différents tissus dont les yeux. Par ailleurs, une première étude récente faite par l’équipe sur les embryons n’a pas permis de déterminer la présence d’un rythme avant éclosion dans les organes cibles. Il s’agit ici d’évaluer si une cyclicité peut être mise en évidence chez le juvénile et mise en relation avec leur physiologie et l’environnement (cycle tidal ou cycle jour/nuit) en déterminant la dynamique d’expression des gènes d’intérêt sur 24h.
Bénéfices attendus
Les résultats aideront 1) à approcher la diversité des rôles des gènes “circadiens” dans le rythme, gènes dont l’importance a récemment été reconnue par le prix Nobel de médecine (2017) 2) à la caractérisation d’un éventuel rythme interne, important pour l’optimisation des conditions d’élevage de la seiche mais aussi 3) à une meilleure compréhension de l’histoire évolutive des rythmes et de leur contrôle pour tous les animaux.
Procédures
Les animaux ne subissent aucune intervention avant leur euthanasie. Lorsqu’ils sont retirés de l’aquarium, ils sont immédiatement transférés dans un récipient et euthanasiés
Impact sur les animaux
Les animaux ne subissent pas de nuisances avant la mort, aucun effet indésirable n’est attendu car les animaux sont maintenus dans des conditions proches du milieu naturel.
Devenir
Pour étudier l’expression des gènes dans les tissus, il est nécessaire que les organes soient extraits et fixés, ce qui implique l’euthanasie des animaux. Il n’est pas possible de prélever une partie de l’animal sans causer des dommages irréparables (pas de survie après prélevement des yeux, du cerveau entre autres).
Remplacement
Ce projet est un projet de recherche fondamentale qui cherche à déterminer, par une approche physiologique globale, l’existence d’un rythme interne dans les organes (cerveau, lobe optique, yeux) d’un organisme entier. Il n’y a pas d’alternative in vitro à l’heure actuelle.
Réduction
Le nombre d’œufs prélevés dans la nature est minimisé à 180 oeufs en tenant compte des 10% d'oeufs qui ne sont pas fécondés naturellement. Le nombre de juvéniles est réduit mais optimisé pour cette expérimentation afin d’éviter de la répéter ultérieurement si les résultats n’étaient pas satisfaisants. Le nombre tient compte de la variabilité biologique entre individus, de la puissance statistique pour des résultats robustes et des problèmes de qualité biologique qui peuvent advenir. Afin de respecter les limites acceptables de la validité scientifique, 10 individus juvéniles seront donc fixés pour chaque point horaire choisi, soit au total 160 juvéniles.
Raffinement
Afin d’éviter le stress des embryons, la grappe d’œufs est saisie entre les doigts puis retirée de son support en étirant les ligaments d’accroche jusqu’à la détacher délicatement. Les œufs récoltés sont transportés en eau de mer et placés dans des paniers flottants dans un aquarium de 200L, ce type de stabulation permet de maintenir des conditions optimales d’oxygénation pour les embryons dans l’oeuf. L’aquarium (200L.) est alimenté en circuit ouvert d’eau de mer filtrée (100µm.) non thermorégulée, c’est-à-dire à la température naturelle environnementale. Les œufs sont donc dans des conditions proches du milieu naturel du point de vue physicochimique : conditions « naturelles » de température (entre 16 et 18°C), de salinité (entre 35 et 36 g/L.), et de pH (8 à 8.2), et en conditions lumineuses du jour (éclairement normal). Les constantes physico-chimiques (température, salinité, pH, oxygène) sont contrôlées quotidiennement sur toute la durée du développement. Une observation quotidienne permet de s’assurer de l’état sanitaire des pontes mises en paniers. Lorsque les embryons ont éclos (naturellement), les juvéniles ressemblent alors à un adulte et adoptent immédiatement le mode de vie des adultes. Un enrichissement environnement sous la forme de cachette diverses (tube de et pièces de PVC, « cabanes…) est alors proposé aux animaux. Ils sont nourris à satiété avec des crevettes de taille adaptée. Les animaux qui présenteraient des anomalies comportementales (flottaison, immobilisme, blessure), seront écartés et immédiatement euthanasiés par surdose d’éthanol. Au bout d’une semaine, toutes les 1h30 sur 24h, 10 juvéniles sont pris à l’épuisette et placés dans un bécher d’un litre contenant de l’eau de mer du système d’élevage puis transportés jusqu’à une salle adjacente où l’euthanasie sera réalisée. Afin de limiter le stress et la souffrance supposée des juvéniles, ils sont transférés délicatement et rapidement dans l’eau de mer. Le récipient est mis sur glace ce qui permet un refroidissement progressif, et une anesthésie des animaux par le froid. Ils sont observés jusqu’à constatation d’une léthargie (relâchement pupillaire, le relâchement des bras et du manteau) puis une fois la mort confirmée (arrêt respiratoire, relâchement des chromatophores), les juvéniles sont placés dans le fixateur (froid également).
Choix des espèces
La seiche européenne est le seul mollusque possédant un cerveau et des yeux performants, qui ponde des œufs sur nos côtes. Contrairement à d’autres espèces de céphalopodes comme les pieuvres, son développement est court (
Réduction de la pollution des perturbateurs endocriniens à la source : mise à disposition d’outils innovants
- Conservation des espèces
- Protection de l’environnement
- Recherche appliquée
- Maladies animales
- Toxicologie (hors obligations réglementaires)
- Troubles endocriniens
- Troubles sensoriels
- Recherche fondamentale
- Éthologie / comportement / biologie animale
- Oncologie
- Organes sensoriels
- Système endocrinien
690 seiches vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance sévère. Elles sont exposées jusqu'à sept jours à des perturbateurs endocriniens par balnéation, ce qui peut altérer leur locomotion et leur camouflage, avant des tests comportementaux puis une mise à mort pour prélever leurs organes dont le cerveau. Le porteur présente le projet comme conforme aux 3R parce qu'il cherche des critères sublétaux chez un invertébré plutôt que la mort de 42 à 60 poissons du test réglementaire. Il n'en tue pas moins 690 seiches au niveau de gravité le plus élevé.
Objectifs
Ce projet vise à développer des biotests innovants répondant à la nécessité d’évaluer systématiquement les risques associés aux substances exogènes retrouvées en milieu naturel afin de réglementer leur utilisation. Une évaluation des dangers environnementaux et sanitaires associés en particulier aux perturbateurs endocriniens est décisive et considérée comme un axe de recherche de premier plan tant au niveau national qu’européen. A ce jour, le biotest le plus largement appliqué en environnement aquatique est un test de toxicité aigüe mené sur 42 à 60 poissons exposés à la substance d’essai avec la mort comme critère d’effet toxicologique (ligne directrice 203 de l’OCDE). Le projet RedPol priorise donc la recherche de critères toxicologiques subléthaux chez des invertébrés marins et le développement d’approches ex vivo/in vitro, une stratégie conforme au principe des 3R.
Bénéfices attendus
Une évaluation des dangers environnementaux et sanitaires associés en particulier aux perturbateurs endocriniens est décisive et considérée comme un axe de recherche de premier plan tant au niveau national qu’européen. Plusieurs centaines de substances exogènes sont à ce jour présumées ou suspectées de causer des perturbations endocriniennes et classées parmi les substances à évaluer selon l’UE. Les substances étudiées dans le cadre de ce projet ont été sélectionnées sur la base des critères suivants : la disponibilité de données scientifiques préliminaires, leur effet suspecté sur la faune marine et la possibilité d’aboutir à une régulation de l’utilisation de ces substances. A ce jour, le biotest le plus largement appliqué en environnement aquatique est un test de toxicité aigüe mené sur 42 à 60 poissons exposés à la substance d’essai avec la mort comme critère d’effet toxicologique (ligne directrice 203 de l’OCDE). Le projet RedPol priorise quant à lui la recherche de critères toxicologiques subléthaux chez des invertébrés marins et le développement d’approches ex vivo/in vitro, une stratégie conforme au principe des 3R.
Procédures
Les interventions de ce projet sont des expositions à des perturbateurs endocriniens et leurs conséquences. Ces expositions dureront un maximum de 7 jours, au terme desquels des texts comportementaux non-invasifs seront appliqués une fois.
Impact sur les animaux
Les effets attendus de l'exposition par balnéation aux perturbateurs endocriniens potentiels sont des altérations légères à modérées des capacités de locomotion et de camouflage des seiches.
Devenir
Tous les animaux impliqués dans la procédure N°1 seront mis à mort à la fin des tests comportementaux, sans délai. Cela permettra de prélever leurs organes (notamment le cerveau) afin de quantifier d’une part le taux de contamination des animaux par les différents polluants, et d’autre part les divers neurotransmetteurs et hormones impliqués dans le contrôle des chromatophores.
Remplacement
Les perturbateurs endocriniens, de par leurs modes d’action divers et diffus, ont le potentiel d’impacter les grandes fonctions physiologiques d’un organisme dans son ensemble. Il est donc fondamental de travailler sur des animaux vivants. Toutefois, dans le cadre du développement de biotests ciblant des critères toxicologiques précis, les approches in vitro peuvent être pertinentes et doivent être encouragées. Dans le cas présent, l’analyse de l’activité des chromatophores sur échantillons de peau est une approche en cours de développement qui permettrait de tester plusieurs traitements (substances ou concentrations) sur des échantillons issus d’un même individu.
Réduction
Le choix des substances à tester représente un compromis entre la possibilité de mener une évaluation comparative et un criblage relativement large des effets toxicologiques, tout en limitant le nombre d’animaux utilisés. (1) Trois concentrations seulement de chaque substance seront utilisées lors des expositions afin de limiter le nombre de lots et donc d’animaux. (2) Chaque animal sera utilisé pour un maximum d’analyses dans la mesure où cela ne génère pas d’interférence. (3) Les analyses statistiques seront réalisées à l’aide de tests non paramétriques conçus pour des échantillons de faible effectif ou de modèles mixtes permettant l’utilisation de mêmes animaux pour des tests successifs.
Raffinement
Ce type de projet incluant une exposition par balnéation à des molécules limite les conditions de stabulation. Toutefois, (1) le maximum sera fait pour s’approcher le plus possible des conditions naturelles, notamment via l’utilisation de proies naturelles et locales (crevettes grises (Crangon crangon) ou crabes verts (Carcinus maenas) de taille adaptée aux animaux, récoltés aux abords de la station marine de Luc-sur-mer (CREC)), la régulation de la température de l’eau et de l’éclairage proche des variations naturelles ainsi que des manipulations limitées au minimum. (2) Les tests comportementaux sont non invasifs (basées sur la prise d’images et de vidéos) (3) Les animaux seront obtenus par prélèvement de pontes par des techniques faiblement invasives (relevé de casiers ou d'orins). L’impact de ce prélèvement sur les populations de seiches est minime puisqu’en milieu naturel, une faible fraction des jeunes arrive à maturité. (4) Les animaux seront suivis quotidiennement afin de prévenir un état de douleur, de souffrance ou d’angoisse avec comme points limites : une réduction ou un arrêt de la prise alimentaire, une altération du contrôle de la flottaison, l’apparition de lésions cutanées liées ou non à des réactions de stress (mouvements désordonnés de rétropropulsion, jet d’encre excessif). Le cas échant, et conformément aux “Guidelines for the care and welfare of cephalopods in research” (Fiorito et al. 2015), l'animal sera placée en quarantaine et, s'il n'y a pas d'amélioration (guérison des lésions cutanées et diminution du stress) ou de rétablissement complet après 48h (prise alimentaire et flottaison), euthanasié.
Choix des espèces
Les mollusques sont reconnus comme des espèces modèles de choix dans l’études des PE car ils sont particulièrement sensibles aux polluants organiques. Dans le cadre de la recherche de critères d’effets toxicologiques subléthaux, les céphalopodes offrent l’avantage supplémentaire de manifester des signes facilement analysables de leur État physiologique et de leurs chances de survie à long terme tels que leurs comportements de survie (locomotion, prédation, efficacité de leur camouflage). La seiche commune (Sepia officinalis) est une espèce modèle bien étudiée d’un point de vue neuroéthologique et physiologique. On dispose par conséquent d’une large gamme d’outils analytiques de son comportement et de son camouflage. Par ailleurs, l'établissement qui acceuillera ce projet est un des rares établissements en Europe possédant les infrastructures habilitées et les compétences reconnues pour héberger cette espèce. Premiers mois post-éclosion de l’animal, période couvrant les étapes clés du développement cérébral, comportemental et cognitif de la seiche