Autres poissons
Etude intégrative de l’influence du paysage chimique sur les larves de poissons clowns (Amphiprion ocellaris)
- Recherche fondamentale
- Éthologie / comportement / biologie animale
- Oncologie
- Système nerveux
Pour mesurer si des larves de poissons clowns préfèrent une eau marquée par des congénères ou par des anémones, 300 larves vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger. Chaque larve est déplacée au bécher dans un aquarium à deux compartiments, dix minutes d'acclimatation puis vingt minutes de test filmé, avant d'être tuée par surdosage d'anesthésique et congelée pour analyser l'expression de ses gènes. Le porteur affirme qu'aucune expérience in silico ou in vitro ne donne accès à ce type de données et que le recours à l'animal est "incontournable". Une larve qui rejette la nourriture, s'agite, s'immobilise ou perd l'équilibre est retirée de l'expérience, puis tuée si son état se dégrade.
Objectifs
La majorité des poissons des récifs coralliens possède un cycle de vie biphasique comprenant une phase larvaire pélagique suivie d’une phase juvénile et adulte en milieu récifal. Le passage entre la phase pélagique et récifale, appelée recrutement larvaire, constitue une étape clé dans la vie de ces jeunes poissons. Durant cette période cruciale les larves subissent une métamorphose régie par les hormones thyroïdiennes impliquant des changements comportementaux, morphologiques et physiologiques. Ce remodelage intégratif comprend notamment le développement des capacités sensorielles, pouvant contribuer à l’orientation des larves vers leur habitat côtier définitif. Les environnements pélagique et récifal diffèrent notamment par leur paysage chimique, c’est-à-dire un ensemble de molécules chimiques qui émanent des organismes qui les peuplent. Cette différence est notamment le résultat d’une biodiversité riche dans les récifs, avec la présence abondante de différentes espèces de poissons, de coraux, d’anémones dans un espace plus restreint qu'en milieu océanique. L’objectif de ce projet est d’étudier l’influence du paysage chimique au moment de la période de recrutement (15 à 20 jours après l’éclosion des œufs) sur le comportement et la physiologie des larves du poisson clown Amphiprion ocellaris. De cette façon, des eaux caractérisées par différentes signatures chimiques (eau de mer contrôle, congénères ou anémones) seront proposées aux larves afin d'évaluer leur préférence chimique. A la suite de ces tests, nous allons faire des analyses d'expression génique sur ces larves afin d'évaluer l'influence de la présentation de ces signaux chimiques au sein du système nerveux.
Bénéfices attendus
Ce projet nous permet de comprendre l'implication du paysage olfactif lors du processus de recrutement des larves d'A. ocellaris et de cerner les signaux spécifiques impliqués dans l’orientation des larves pour rejoindre leur habitat définitif. Comprendre le processus initial de recrutement des larves est nécessaire pour préserver les populations de poissons de récif coralliens notamment pour, par la suite, évaluer comment un stress d'origine anthropique entraînant une dégradation des récifs coralliens peut altérer cette phase cruciale.
Procédures
Après l'élevage, les larves seront récupérées délicatement à l'aide d'un bécher, afin d'être déposées dans l'aquarium de choix pour une durée de 30 minutes. Le test se déroule en deux partie, une première phase de 10 minutes d’acclimatation des larves dans le compartiment de dépôt, suivi de 20 minutes de test où la cloison qui sépare les 2 compartiments est retirée et les larves sont libres de se déplacer d’un compartiment à l’autre. Les 20 minutes de test sont filmés et serviront à l'analyse comportementale. A la suite du test, les individus seront euthanasiés dans un récipient comprenant une solution d’anesthésique en surdosage (MS-222 tamponné, 250mg/L), puis stockés au -20°C jusqu’aux analyses de biologie moléculaire.
Impact sur les animaux
Les nuisances ou effets indésirables attendus sur les animaux résultent du stress lié au déplacement des larves d'A. ocellaris dans un nouvel environnement. En effet, bien que minime, le stress perçu pourrait provenir de la manipulation des larves et de la découverte d'un nouvel environnement avec moins d'espace pour se mouvoir et également moins de congénères que dans le bac d’élevage.
Devenir
L'ensemble des animaux sera euthanasié à la fin de la phase comportementale afin de procéder aux différentes analyses d'expressions géniques de l'axe hypothalamo-hypophyso-thyroïdien (HPT).
Remplacement
L’étude comportementale ainsi que l’analyse d’expression génique sont des mécanismes non modélisables car s’appliquant à des organismes vivants dans l’intégrité et la complexité qui leur sont propres. Ainsi, aucune expérience in silico ou in vitro ne permet d’accéder à ce type de données. Par conséquent, il n’existe aucune méthode alternative à la réalisation de ce projet et l’utilisation du modèle animal est incontournable.
Réduction
L’ensemble de la planification expérimentale, a été fait dans l’optique de réduire le nombre d’individus permettant une analyse statistique pertinente. Compte tenu de la multiplicité des réponses qui semblent possible au cours des 20 minutes de test (aller-retour multiples) nous avons choisi de faire passer 12 tests par condition. Afin de réduire le nombre d’individus utilisés et optimiser leur utilisation, chacun des individus permettra 3 analyses différentes (comportementale, quantification et localisation de l’expression génique).
Raffinement
Dans le cadre du protocole d'élevage larvaire développé dans notre laboratoire nous élevons les larves dans la pénombre et dans un milieu comprenant une algue verte, ce qui rend l'eau turbide et permet aux larves de se cacher. Une attention particulière et quotidienne sera portée sur la température et la salinité de l'eau, deux facteurs importants de source de stress. Pour améliorer la communication 7J/7J, un cahier de suivi des élevages sera mis en place afin de noter les comportements anormaux des individus au fil de l’expérience. Si un individu cumule différents points limites (rejet de nourriture, hyperactivité, hypoactivité, déplacements inhabituels se traduisant par une perte d'équilibre) il sera exclu de la phase expérimentale afin d’être surveillé dans un aquarium contrôle. Si nous remarquons que l'état de l'individu se dégrade, nous prendrons la décision de l'euthanasier par surdosage d'anesthésique (MS222 tamponné, 250 mg/L).
Choix des espèces
Le poisson clown Amphiprion ocellaris a été choisi comme un modèle adapté pour mener à bien ce projet. Il s'agit d'un modèle pertinent pour les études écologiques du recrutement larvaire. La structure sociale et la relation de symbiose établie entre le poisson clown et son anémone hôte apparaissent comme des ressources clés lors de la phase de recrutement larvaire. Par ailleurs, le cycle de vie de cette espèce est entièrement maîtrisé au sein de notre laboratoire. Nous avons choisi de travailler sur des larves en cours de métamorphose âgées de 15 à 20 jours après éclosion des oeufs. Ces stades ont été privilégiés car ils correspondent à la période de recrutement en milieu naturel (passage du milieu océanique au milieu récifal).
Suivi comportemental de trois espèces de poissons aux cycles de vie liés au fonctionnement d’un marais protégé, afin d’inscrire leurs besoins dans la gestion de l’eau
- Protection de l’environnement
- Recherche fondamentale
- Éthologie / comportement / biologie animale
- Oncologie
Soumis à une anesthésie de trois à cinq minutes puis à une incision ventrale pour l'implantation d'un transpondeur, 1 800 poissons sauvages, brochets, lotes de rivière et lamproies de Planer, restent hors d'eau jusqu'à une minute, dans des procédures d'un niveau de souffrance modéré. Un morceau de nageoire est prélevé sur les brochets, et tous les individus marqués sont remis à l'eau vivants, le porteur estimant la mortalité post-opératoire à moins de 2 à 3 %. L'objectif déclaré est d'ajuster la gestion de l'eau d'un marais protégé aux déplacements de ces trois espèces. Le porteur affirme qu'une expérimentation in situ reste "indispensable", aucune donnée n'existant sur les capacités de déplacement de la lote et de la lamproie.
Objectifs
L’objectif principal est d’évaluer le comportement de 3 espèces de poissons (brochet, lote de rivière et lamproie de Planer) caractéristiques d'un marais, afin : - D'améliorer les connaissances sur le fonctionnement du marais et le cycle de vie des espèces piscicoles cibles, en caractérisant les déplacements d’individus de ces espèces en fonction de leur stade de développement et de la saison ; - D'identifier d’éventuelles zones-refuges, en particulier thermiques, et s’il y en a des points de blocages aux déplacements ; - De mettre en relation ces déplacements avec la gestion actuelle de l’eau du marais pour améliorer la gestion ; - D'évaluer le bénéfice des actions correctives pour favoriser la résilience du marais face aux changements climatiques et permettre aux espèces de continuer à effectuer leurs cycles de vie. La méthodologie proposée implique l’implantation de transpondeurs électroniques (PIT tags) dans des poissons sauvages. Des dispositifs de détection fixes seront installés au niveau de 4 sites au sein de la réserve, et le suivi sera réalisé sur deux années minimum pour prendre en compte la variabilité des conditions environnementales et tester d’éventuelles mesures correctives. Si le quota d’animaux marqué n’est pas atteint, le projet prévoit le report des marquages l’année suivante.
Bénéfices attendus
Le projet cherchera à mieux comprendre le fonctionnement des populations des 3 espèces cibles au sein de la réserve. Les résultats permettront d’évaluer si la gestion actuelle de l’eau dans le marais est adaptée (ouverture ou fermeture de vannages, entretien divers,…), ou au contraire si des mesures correctives sont nécessaires pour améliorer l’efficacité de la reproduction naturelle, la migration des juvéniles et leur croissance. Dans le cas de blocage avéré des individus ou d’assèchement précoce des zones de frayères, des aménagements seront envisagés pour permettre à ces espèces de rejoindre soit leurs zones de reproduction (adultes) soit des habitats de grossissement favorables (juvéniles). L’efficacité de ces mesures sera évaluée en appliquant le même protocole de marquage et de suivi.
Procédures
Après anesthésie générale pendant 3 à 5 minutes, les animaux seront mesurés puis pesés, puis une incision ventrale sera réalisée et un transpondeur PIT tag sera implanté manuellement sur 1800 poissons. Un petit morceau de nageoire sera prélevé sur les brochets pour des analyses génétiques. Ces interventions nécessiteront de maintenir les poissons entre 30 secondes et une minute hors d’eau.
Impact sur les animaux
La capture, la stabulation et le marquage sont autant d’étapes nécessaires à l’étude et susceptibles d’induire un stress sur les animaux. Des précautions seront prises à chaque étape pour limiter le stress et la douleur des animaux. La cicatrisation après implantation des PIT tags est généralement très bonne, comme l’indiquent les retours d’expériences sur les autres espèces marquées, et la mortalité reste très faible sur les espèces visées.
Devenir
Tous les individus capturés puis marqués seront remis à l’eau vivants pour l'étude de leur comportement in situ.
Remplacement
Le modèle biologique ne peut être remplacé pour cette étude comportementale qui implique de travailler nécessairement sur des individus vivants dans leur milieu naturel. L'évaluation du comportement de poissons sauvages doit obligatoirement être réalisée in situ sur les espèces cibles. Il est nécessaire de capturer des animaux sauvages, de les marquer individuellement et de les relâcher vivants au niveau de la zone de capture. Ensuite, les déplacements sont évalués en utilisant des dispositifs de détection fixes. A noter également que peu de données existent quant aux comportements et capacité de déplacement de la lote et de la lamproie. On ne peut donc pas se référer à la littérature ni avoir recours à des avis d’expert pour évaluer des comportements théoriques attendus de ces espèces : une expérimentation in situ reste indispensable.
Réduction
Le projet est prévu sur une durée de 3 ans, avec captures et marquages sur 3 années (maximum 5 ans si reports des marquages en cas de conditions environnementales défavorables). Les effectifs prévus par espèce sont un minimum (100 / espèce et / an pour les adultes et 150 pour les juvéniles ; règle des 3 R : réduction) pour pouvoir décrire des comportements en fonction des lieux de captures. L’effectif est adapté à l’étendue spatiale du marais, ainsi qu’à la densité de population en place. Pour ces espèces, il est difficile voire impossible de préjuger des taux de migration, en particulier aux stades juvéniles, qui restent très rarement étudiés. L’effectif théorique attendu doit être nuancé par plusieurs facteurs : -L’implantation des PIT tags ne génère en principe pas (ou très peu,
Raffinement
Le raffinement des procédures sera pris en compte de la capture des animaux jusqu’au relâcher dans leur milieu naturel. Le maintien des conditions thermiques et d’oxygénation optimales sera assuré. Les animaux capturés seront stockés dans un vivier placé dans la rivière. Ainsi, la teneur en oxygène et la température seront constantes. Le bac d'anesthésie sera renouvelé toutes les 20 minutes en moyennes ou plus souvent si le temps d’anesthésie augmente, ceci pour éviter que la température ne varie de plus de 2°C et pour éviter l’altération de l’efficacité de l’anesthésiant. En outre, l’accent sera mis sur la rapidité d’exécution des mesures biométriques et du marquage pour réduire le temps d’anesthésie. L’expérience du personnel permet de réduire le temps global de manipulation à moins d’une minute. La taille des PIT tags sera adaptée à la taille de l’animal. Un chiffon humide sera placé au niveau de la tête de l’animal et la règle de biométrie sera humidifiée en permanence pour éviter d’ôter le mucus. Seuls les individus jugés en bon état sanitaire (absence de blessure, de parasites, d’infections visibles) seront marqués, les autres seront relâchés sans marquage, après stabulation. Aucun antibiotique ne sera utilisé, par contre une pommade iodée antiseptique sera appliquée au niveau de l’incision. Le réveil sera contrôlé dans un vivier placé dans la rivière.
Choix des espèces
Le Brochet, la Lote de rivière et la Lamproie de Planer, sont des espèces patrimoniales présentes dans le marais. Ces trois espèces présentent des exigences importantes pour leur reproduction et/ou la survie de leurs juvéniles. La fraie du brochet et de la lote a lieu en hiver, dans des zones annexes inondées par la montée des eaux et périodiquement asséchées. La reproduction de la lamproie a lieu, directement dans la rivière, mais les larves une fois écloses s’enterrent dans le sédiment de zones spécifiques, fraîches, propres, bien oxygénées et avec un courant moindre. La connexion avec le marais peut offrir des zones refuges pour le développement des larves. Pour les brochets et les lotes, les juvéniles de plus de 80mm seront marqués ainsi que les adultes, avec des tailles de PIT tags adaptées aux tailles des animaux. Pour les lamproies de Planer, les individus adultes seront marqués dès 120 mm avec des petits PIT tags. Les individus plus petits que les tailles minimales indiquées et les juvéniles de lamproies seront relâchés sans être marqués, après une phase de réveil dans un vivier placé dans la rivière.
Expérimentation en macrocosmes pour mesurer les effets écologiques des centrales photovoltaïques flottantes
- Recherche fondamentale
- Éthologie / comportement / biologie animale
- Oncologie
Autres poissons : 1800
Pour mesurer les effets écologiques de panneaux photovoltaïques flottants, 1 800 épinoches et 2 400 amphibiens sont capturés dans douze bassins expérimentaux, dans des procédures d'un niveau de souffrance déclaré léger. Les poissons sont pêchés à l'électricité, anesthésiés, mesurés, et une partie de leur nageoire pelvienne est découpée, geste dont le porteur reconnaît qu'il implique "une douleur de sévérité moyenne". Les amphibiens, têtards de grenouilles vertes et tritons adultes, sont piégés puis amputés d'un fragment de nageoire caudale sans aucune anesthésie, au motif de raccourcir le temps de manipulation. Les animaux sont remis à l'eau dans leur bassin d'origine, le porteur prévoyant une mortalité inférieure à 0,5 %, et le projet vise à documenter des installations dont il indique lui-même que le déploiement est déjà engagé.
Objectifs
Les centrales photovoltaïques flottantes constituent une nouvelle alternative aux centrales photovoltaïques terrestres pour la production d’énergie, en vue de la transition énergétique. Les prédictions de croissance de ces installations sont exponentielles, ces dernières représenteront d’ici 2030 une part importante de la production d’énergie photovoltaïque. Ainsi, ces installations et projets d’installations sur les plans d’eau connaissent un fort développement sur le territoire national, sans que les impacts potentiels, négatifs ou positifs, sur la biodiversité aquatique et le fonctionnement des écosystèmes lacustres ne soit connus. En particulier, les plans d’eau de gravière et les retenues, écosystèmes artificiels, sont spécifiquement ciblés par les développeurs de panneaux solaires. Or, les connaissances sur les impacts écologiques de ces centrales sont extrêmement limitées. A ce jour, il n’existe aucune étude scientifique qui quantifie les effets écologiques de ces installations sur les écosystèmes aquatiques.
Bénéfices attendus
Ce projet apportera des connaissances robustes et essentielles sur les effets des panneaux solaires flottants sur la structure des réseaux trophiques et la biodiversité. Les connaissances aquises auront des répercussions opérationnelles sur la configuration et le déploiement de nouvelles centrales. Elles pourront permettre d’étayer par des données scientifiques les autorisations que les services de l’Etat doivent accorder avant toute installation.
Procédures
L’objectif est d’évaluer l’effet de l’installation de panneaux solaires flottants sur le réseau trophique de 12 bassins expérimentaux peu profonds colonisés naturellement par des amphibiens et empoissonnés avec des épinoches. Pour cela, des captures d’épinoches adultes et juvéniles et de larves ou adultes d’amphibiens seront effectuées dans les 12 lacs une fois par an en utilisant la pêche électrique pour les épinoches et des pièges pour les amphibiens (3 pièges par bassin). Dans chaque bassin 30 individus épinoches maximum (15 adultes, 15 juvéniles) et 20 spécimens d’amphibien (principalement des tétards de grenouilles vertes et adultes tritons) seront utilisés. Les poissons seront mesurés et pesés et un fragment de nageoire pelvienne sera prélevé pour des analyses génétiques et isotopiques (régime alimentaire). Les amphibiens seront sexés, mesurés et le prélèvement d’un fragment de nageoire caudale sera réalisé pour des analyses isotopiques. Les poissons seront anesthésiés. Les amphibiens ne seront pas anesthésiés afin de réduire le temps de manipulation. Un maximum de 360 épinoches et 240 spécimens d’amphibiens seront soumis à ces procédures chaque annéee.
Impact sur les animaux
La capture des poissons peut entrainer un léger stress. Les mesures morphométriques (prise de photographie) impliquent un stress léger dû à la manipulation des animaux. Le prélèvement d’un fragment de nageoire des poissons (‘fin clipping’) implique une douleur de sévérité moyenne. Pour les amphibiens, la priorité est donnée à la réduction maximale du stress des animaux et donc à la remise à l’eau le plus rapidement possible. Par conséquent, aucune anesthésie ne sera pratiquée.
Devenir
Seuls les animaux n’ayant pas subi de dommage au cours de la capture seront utilisés pour l’expérimentation. Les animaux seront remis à l’eau dans leur bassin d’origine à l’issue de la procédure. Nous pouvons prévoir une très faible mortalité consécutive à cette procédure (moins de 0,5% des animaux).
Remplacement
Ce projet a pour but de comprendre les effets des panneaux solaires sur le réseau trophique dans des conditions contrôlées mais réalistes. Ainsi, le réseau trophique expérimental doit être suffisamment complexe ce qui suppose d’intégrer au sein des bassins des espèces de chaque niveau trophique, dont des espèces de consommateurs. Par ailleurs, la caractérisation du réseau trophique implique l’échantillonnage le plus exhaustif possible des communautés présentes. L’espèce de poisson que nous avons retenue présente de nombreux avantages aussi bien pratiques que scientifiques. C’est une espèce facile à élever, utilisée comme espèce bioindicatrice en écotoxicologie, qui se reproduit bien et qui présente un comportement trophique assez plastique. Le développement d’une population bien établie et de fortes adaptations à l’installation de panneaux solaires sont attendues. Seront échantillonnés les amphibiens bien représentés dans les macrocosmes. Étant donné que les amphibiens sont protégés et ont un cycle de vie biphasique, il n’est pas envisagé(eable) de procéder à une introduction contrôlée d’individus et à leur confinement dans les dispositifs expérimentaux. Les premières observations faites en 2023 attestent d’une colonisation naturelle (et de la reproduction) significative des macrocosmes par la grenouille verte et le triton palmé. Par conséquent, nous fondons nos espoirs sur l’évaluation de la niche trophique de ces deux espèces, a minima, dans les macrocosmes, qui ont des régimes alimentaires différents (principalement consommateurs d’algues ou bien prédateurs) et occupent ainsi des positions différentes dans le réseau trophique. Échantillonner ces espèces est donc particulièrement informatif et complémentaire. Par ailleurs, les deux espèces en question sont particulièrement communes dans les plans d’eau de France.
Réduction
Les espèces cibles du projet sont les poissons et les amphibiens, ce qui implique un échantillonnage plus conséquent d’individus que les autres ressources des réseaux trophiques (macroinvertébrés, zooplancton et compartiment végétal). Le projet vise à évaluer les conséquences de l’installation de panneaux solaires dans un écosystème aquatique sur les poissons à l’échelle des individus. Or il existe une forte variabilité́ intraspécifique chez les poissons, liée à des variations entre individus et au cours de leur développement et de croissance. Selon le taux de capture, l’objectif d’un nombre maximal de 30 épinoches, tous stades de vie confondus (15 adultes et 15 juvéniles), par bassin permettra d’intégrer la variabilité ontogénique, phénotypique et génotypique de la population. Ce nombre permet de disposer d’un effectif suffisant pour prendre en compte la variabilité́ entre individus et représenter la population, tout en limitant le nombre d’animaux concernés par l’expérimentation. Ce nombre permettra notamment de mesurer la taille de la niche trophique des différentes cohortes, en utilisant des approches bayésiennes particulièrement robustes pour cela. Un maximum de 360 poissons (30 x 12 bassins) sera utilisé́ chaque année pour les analyses génétiques et isotopiques. Comme il a déjà été mentionné, l’objectif d’un prélèvement non létal de tissu de 20 individus par espèce (ou stade de vie) d’amphibien par macrocosme est recommandé d’un point de vue analytique afin de fidèlement caractériser la variabilité de niche trophique (isotopique) entre populations. Selon le taux de colonisation des macrocosmes, pourrait alors être échantillonné un maximum de 240 spécimens de chaque espèce d’amphibien, annuellement. Néanmoins, il est fort probable que l’échantillonnage soit inférieur, car les populations d’amphibiens (notamment de triton au stade adulte) sont généralement de petite taille dans ce type d’écosystème. Des effectifs sensiblement inférieurs ne remettraient pas en cause la robustesse de l’évaluation des métriques de niche isotopique, et, si les effectifs sont effectivement en deçà pour certains macrocosmes, nous évaluerons d’éventuelles répercussions de ces petits effectifs sur les métriques mesurées.
Raffinement
L’échantillonnage sera effectué dans des conditions météorologiques compatibles avec le maintien des animaux momentanément en captivité, c’est-à-dire, hors périodes de fortes chaleurs, et par journée non pluvieuse, de façon à manipuler les animaux dans de bonnes conditions. Les procédures seront réalisées à proximité des macrocosmes dans un espace isolé (barnum). La concentration en oxygène dissous sera contrôlée régulièrement dans les bacs de maintien, d’endormissement et de réveil des animaux et l’eau renouvelée très régulièrement. Concernant les amphibiens, une attention particulière sera portée sur la mise en œuvre des pièges de façon à limiter autant que faire se peut le stress de capture et de confinement. Seulement 3 pièges seront utilisés par bassin et les pièges ne seront pas déployés dans tous les bassins la même journée afin de limiter le temps de confinement de tous les animaux en seau. L’opération de recapture pourra être reconduite si les effectifs d’amphibiens sont insuffisants. Les épinoches seront anesthésiées (30 individus par bac) dans des bacs de 50 L, avant les prises de photo et le prélèvement du fragment de nageoire pelvienne pour limiter le stress et la douleur lies à la manipulation et au prélèvement. L’anesthésie des amphibiens étant une procédure délicate et longue, les amphibiens ne seront pas anesthésiés afin de réduire la durée de détention des animaux et ainsi leur stress (compromis stress/douleur). Une vigilance particulière sera portée à la bonne contention des individus lors du phénotypage et la biopsie de nageoire. L’exondation des animaux sera courte et durera moins d’1 minute (plutôt 30 secondes pour les amphibiens). Le niveau de cicatrisation consécutif au prélèvement du fragment de nageoire chez l’épinoche n’est pas connu précisément. Nous avons néanmoins constaté que le recouvrement de la plaie par du mucus permet une cicatrisation des nageoires pelviennes au bout d’une saison et qu’après un an, la nageoire pelvienne prélevée a repoussé totalement. Les observations réalisées en milieu naturel attestent d’une régénération complète de la nageoire chez le triton marbré (grand triton) en l’espace de trois semaines. A noter que la nageoire chez les amphibiens est un appendice transitoire amené à se résorber et qu’elle est très fréquemment attaquée par les prédateurs, donc naturellement endommagée.
Choix des espèces
L’épinoche est une espèce facile à élever, utilisée comme espèce bioindicatrice en écotoxicologie, qui se reproduit bien et qui présente un comportement trophique assez plastique. De fortes adaptations et des réponses rapides sont attendues chez cette espèce. Les amphibiens attendus dans les dispositifs expérimentaux sont des espèces particulièrement communes en France. Ainsi, les enseignements tirés de ce projet sur ces espèces seront aisément transposables aux plans d’eau visés par l’implantation de centrales photovoltaïques. Nous utiliserons des poissons aux stades juvéniles et adultes, pour intégrer l’effet de la croissance sur la réponse des individus. Il s’agira aussi de têtards de grenouilles et d’adultes de tritons, soit des stades de vie suffisamment présents dans le milieu aquatique pour jouer un rôle dans le fonctionnement des réseaux trophiques et donc susceptibles d’être affectés par les centrales photovoltaïques flottantes. L’échantillonnage non létal d’une quantité suffisante de nageoire des larves de tritons n’est techniquement pas possible, par conséquent ce stade de vie n’a pas été retenu dans le projet.
Impact des perturbateurs endocriniens sur le cycle de vie de l’épinoche
- Recherche appliquée
- Toxicologie (hors obligations réglementaires)
15 750 épinoches à trois épines vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, dont 14 100 tuées, les 1 650 témoins et leur descendance retournant en salle d'élevage. Les géniteurs sont anesthésiés puis tués pour récupérer spermatozoïdes et oeufs, et les deux générations suivantes sont exposées à des perturbateurs endocriniens de l'oeuf au stade adulte avant d'être tuées pour prélèvement d'organes. Le porteur attend une perte de qualité des gamètes, des anomalies du développement, une féminisation du sex-ratio, une baisse des défenses immunitaires, une obésité et des effets négatifs sur la croissance et la survie, tout en indiquant que la nature exacte et la durée de ces effets restent inconnues. Les polluants retenus et les doses ne sont pas encore choisis et le seront "en fonction des données de la littérature et de l'avancement du projet".
Objectifs
L'objectif du projet est de mieux appréhender l'impact d'une exposition aux perturbateurs endocriniens tout au long du cycle de vie de l'épinoche. L'intérêt du projet est de faire le lien entre les capacités de défense, le métabolisme énergétique et la reproduction et la capacité de maintien de l'organisme. Au cours du projet les perturbateurs endocriniens retenus ainsi que les doses environnementales proposées seront à définir en fonction des données de la littérature et de l'avancement du projet.
Bénéfices attendus
L'intérêt du projet est de faire le lien entre les capacités de défense, le métabolisme énergétique et la reproduction et la capacité de maintien de l'organisme et de la population dans son ensemble suite à une exposition à des perturbateurs endocriniens. Les impacts sur la croissance et la survie sont également recherchés.
Procédures
Pour les géniteurs, lors des fécondations in vitro, les mâles sont anesthésiés (moins de 10 min) et mis à mort (quelques secondes) avant de récupérer les spermatozoïdes. Les femelles sont anesthésiées (moins de 10 min) puis leurs oeufs sont prélevés (moins de 2 min) avant d’être mises à mort (quelques secondes). Concernant la première et la seconde génération, les animaux sont mis à mort en fin d’expérimentation (moins de 1 min) et différents organes sont prélevés. Les poissons adultes exposés sont anesthésiés (moins de 10 min) et mis à mort avant de prélever les organes (quelques secondes).
Impact sur les animaux
Est envisagé un effet sur : 1. la reproduction : perte de la qualité des gamètes, anomalies du développement, modification de la distribution mâles /femelles en faveur des femelles ; 2. diminution de la défense immunitaire ; 3. augmentation des réserves de gras (obésité) ; 4. effets négatifs sur la croissance et la survie. La durée et la nature exacte des effets n'est pas encore connue actuellement, les nuisances et effets éventuels seront suivis à l'aide d'une grille d'évaluation des points limites.
Devenir
Les individus de la première génération exposés aux perturbateurs endocriniens et leur descendance seront tous sacrifiés en fin d'expérimentation (=13350), les individus témoins de la première génération et leur descendance (=1650) seront remis en salle d'élevage. Les poissons issus de l'exposition au stade adulte seront tous sacrifiés en fin d'expérimentation pour les analyses multi-biomarqueurs (=750).
Remplacement
Il n'existe pas d'alternative à l'utilisation animale pour valider l'importance des perturbateurs endocriniens sur les stades de vie précoces (stade oeuf) et sur la physiologie générale des poissons et leurs capacités de reproduction tout au long de leur cycle de vie.
Réduction
Les premières fécondations in vitro, sont réalisées à partir d'animaux d'élevage. Pour chaque procédure, suite aux expérimentations, des tests statistiques seront effectués. Les 2250 oeufs produits seront exposés (150 organismes par aquarium en triplicats = 450 organismes par condition à raison de 4 doses et 1 témoin) et maintenus jusqu'au stade adulte (1 à 1,5 ans). Les 150 organismes par aquarium et par triplicat sont nécessaires, d'après la littérature pour pouvoir différencier les effets entre les différentes conditions. Aux différents temps de prélèvement, 10 individus par condition de l'oeuf aux juvéniles et 10 individu par condition et par sexe chez les adultes sont suffisants pour atteindre une bonne puissance statistique pour les analyses multibiomarqueurs. Ces organismes seront prélevés sur les 150 organismes par aquarium. Lors de la création de la seconde génération, 750 oeufs seront maintenu jusqu'à 1 mois post fécondation des oeufs. Ce chiffre se base sur les données de la littérature afin de pouvoir différencier les effets entre les différentes conditions. Concernant le suivi des organismes pour les marqueurs phénotypiques (croissance, mortalité) de la première (100 individus par condition) et seconde génération (50 individus par condition) et les traits d'histoire de vie chez les adultes (15 individus par condition et par sexe), nous avons évalué l'effectif nécessaire en se basant sur des données de la littérature. Pour l'exposition des adultes (indépendante de la première procédure), nous utiliserons : 150 individus = 15 mâles et 15 femelles par condition à raison de 4 doses et 1 témoin : suffisants pour atteindre une bonne puissance statistique dans l'analyse des traits d'histoire de vie.
Raffinement
Afin de veiller au bien-être animal, les géniteurs, les juvéniles et les individus adultes bénéficieront d’enrichissements (tubes et plantes artificielles). Les poissons seront maintenus dans un environnement optimale dont les paramètres seront vérifiés a minima une fois par semaine. Les animaux seront nourris tous les jours avec une alimentation diversifiée et appropriée à leur stade de développement (3% du poids/jour). Au niveau expérimental, lors du sacrifice des animaux, les poissons sont placés dans un bain anesthésiant pour réduire le stress puis rapidement mis à mort. Tout au long du projet, les animaux adultes sont observés. Afin de limiter la souffrance animale, la mise à mort par balnéation est effectuée par surdose d’anesthésique. Cette étude servira également de base pour mieux définir des points limites applicables aux autres stades de développement (notamment juvéniles) et pourront être proposés à notre Structure chargée du Bien Etre Animal.
Choix des espèces
L’épinoche à trois-épines est une espèce de poisson largement utilisée pour les études écotoxicologiques et présente des intérêts pour l’étude des contaminations environnementales. D'autre part, l'épinoche est une espèce qui s'adapte à tout type de milieu (eau douce, salée et saumâtre). Dans une optique d'étudier de façon spécifique la gamétogenèse, des expositions au stade embryonnaire semblent pertinentes puisque cette fonction physiologique est mise en place dès le stade embryon. De même pour mieux percevoir les relations avec les traits d'histoire de vie, se baser sur les individus adultes et les stades embryonnaires est pertinente. L'exposition de la première génération sera effectuée uniquement du stade oeuf à 40 jours post éclosion afin d'encadrer les stades précoces de développement et la mise en pace des réponses physiologiques précoces. L'exposition suivante sera effectuée sur les individus adultes pour mieux comprendre le lien entre les modifications physiologiques et les réponses sur les traits d'histoire de vie. Les animaux adultes et juvéniles seront tous maintenus en condition d'élevage classique après l'exposition.
Suivi des flux migratoires de la grande alose dans un axe fluvial jalonné de barrages aménagés pour la navigation
- Protection de l’environnement
- Recherche fondamentale
- Éthologie / comportement / biologie animale
- Oncologie
Pour évaluer si les aloses franchissent des barrages de navigation, 50 grandes aloses adultes sont utilisées dans des procédures d'un niveau de souffrance modéré, toutes remises à l'eau vivantes après marquage. Capturées au filet puis anesthésiées, elles reçoivent un émetteur acoustique implanté dans l'estomac et subissent un prélèvement d'écailles, la manipulation ne dépassant pas une minute. Le porteur reconnaît que la capture, le transport, la stabulation, l'anesthésie et le marquage peuvent induire un stress, et son propre calcul d'effectif intègre de rares cas de mortalité post-opératoire ainsi que la régurgitation possible des émetteurs. Il affirme qu'il est "nécessaire" de recourir à des animaux autochtones, et justifie la limite de 50 individus autant par la réduction que par le coût élevé des émetteurs.
Objectifs
Les objectifs de ce projet sont les suivants : 1-évaluer les conditions actuelles de franchissement de barrages par un poisson migrateur menacé, la grande alose, en analysant les voies de passages, les conditions environnementales favorables et les temps de migration ; 2-produire des connaissances permettant l’évaluation des pratiques de gestion des ouvrages de navigation (écluses) situés au niveau de ces barrages, pour faciliter la migration de cette espèce.
Bénéfices attendus
Le projet permettra de mettre en lumière la « transparence » des ouvrages à la migration de la grande alose, c’est à dire l’absence de sélectivité et de retard à la migration. Il permettra également d’évaluer quelles sont les voies de passages prioritaires (écluses ou passes à poissons) et d’adapter le cas échéant les modalités d’ouverture des écluses.
Procédures
Les aloses capturées seront anesthésiées puis marquées par implantation gastrique d'émetteur acoustique sans chirurgie (50 individus), et feront l’objet de prélèvements d’écailles. La manipulation n’excédera pas 1 minute.
Impact sur les animaux
La capture, le transport, la stabulation, l’anesthésie et le marquage sont autant d’étapes nécessaires à l’étude et susceptibles d’induire un stress sur les animaux. Toutefois, les opérateurs ont réalisé ces étapes lors de deux phases précédentes du projet sans aucun dommage.
Devenir
Tous les individus capturés puis marqués seront remis à l’eau vivants pour l'étude de leur comportement in situ.
Remplacement
Le modèle biologique ne peut être remplacé pour cette étude comportementale qui implique de travailler nécessairement sur des individus vivants dans leur milieu naturel. Nous attendons des données sur la propension des individus à se déplacer et à poursuivre migration jusqu’aux frayères potentiellement accessibles pour elles. Par ces observations écologiques, il s’agira d’évaluer l’impact cumulé des obstacles physiques sur l’accessibilité des grandes aloses aux habitats de reproduction. Il est donc nécessaire d'avoir recours à des animaux autochtones pour atteindre les objectifs du projet.
Réduction
Le projet prévoit le marquage de 50 aloses, sur une ou plusieurs années en fonction de la capturabilité (maximum 5 ans), ce qui est un minimum (règle des 3 R : réduction) pour pouvoir décrire les comportements, et évaluer la franchissabilité des différents ouvrages, les temps d’attente moyens et les voies de passage (écluses / passes à poissons). En effet, chez cette espèce migratrice et selon le type d’ouvrages de franchissement, il peut être attendu un taux de montaison de 50 à 70 %. Cet effectif théorique tient compte des rares cas de mortalité post-opératoire, de la régurgitation possible des émetteurs chez de rares individus et de la mortalité des animaux par prédation. Les redétections attendues grâce à la télémétrie acoustique seront a priori importantes, d’où une limitation à un maximum de 50 aloses marquées ; cet effectif est également justifié par le coût élevé des émetteurs. Cet objectif apparaît comme une cible réaliste au vu des effectifs en migration sur la rivière étudiée, en dépit d’un caractère très aléatoire des remontées attendues chez les poissons migrateurs, en particulier chez l'alose.
Raffinement
Le protocole a été pensé pour tenir compte de la grande sensibilité des aloses, particulièrement aux opérations de capture-biométrie-marquage. Les techniques de captures ont été éprouvées et visent à limiter les traumatismes physiques et les temps d’attente. Le transport des aloses sera limité et réalisé dans des conditions permettant de réduire le stress. Toutes les étapes du protocole, de la capture au réveil, seront réalisées précisément sur le même site, sur le bateau ou à proximité de la rivière. La manipulation s’effectuera à l’aide d’une épuisette non abrasive. Les animaux seront gardés en stabulation uniquement en cas de nécessité et le moins longtemps possible dans des bacs adaptés constamment alimentés en eau de rivière fraîche. L’utilisation d’un brancard pour l’anesthésie puis le marquage permet de réduire le stress durant la phase d’induction. Les poissons seront régulièrement observés et la physico-chimie surveillée. La méthode de marquage tient compte des spécificités et de la sensibilité de l’espèce et a déjà été expérimentée et validée. Des mesures sont prises (anesthésie individuelle, faible poids de la marque, maintien en immersion) pour réduire les effets délétères sur la survie et le comportement de l’animal. La phase de réveil se déroule dans des cages flottantes positionnées dans la rivière. Ceci permet de limiter les manipulations des poissons après marquage. Dès reprise de la nage, les aloses seront relâchées.
Choix des espèces
L’espèce cible est la grande alose (Alosa alosa). Cette espèce migratrice remonte les fleuves de la côte atlantique, et peut être considérée comme un indicateur pertinent de connectivité des grands cours d’eau (latérale, longitudinale). Grâce à l’aménagement de passes à poissons au niveau des barrages et à l’adaptabilité de l’espèce, l’alose voit sa population s’accroître sur certains bassins. Mais compte-tenu du faible recul disponible sur ces migrations, il semble d’intérêt de suivre plus finement les comportements des individus à l’approche des barrages. Ces éléments de connaissance permettront d’envisager des aménagements futurs (passes à poissons, gestion des écluses, habitats écologiques favorables) de manière plus objective. Les poissons seront au stade adulte reproducteur. Ils seront marqués avant la maturation complète des gonades (soit entre avril et début mai). Quelle que soit la taille des géniteurs marqués (dès 400 mm pour les petits mâles), le ratio « poids du l’émetteur / poids du poisson » sera en adéquation avec les préconisations tirées de la littérature scientifique pour la plupart des espèces de poissons.
Impacts de pollutions urbaines (lumineuse et chimique) sur le stress, les performances alimentaires et le comportement d’un poisson brouteur
- Conservation des espèces
- Recherche appliquée
- Alimentation animale
- Bien-être animal
- Toxicologie (hors obligations réglementaires)
- Recherche fondamentale
- Éthologie / comportement / biologie animale
- Oncologie
200 mulets-porcs vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Pêchés dans des eaux saumâtres puis acclimatés à l'eau douce, jusqu'à 96 d'entre eux sont privés de nuit pendant un mois par un éclairage continu, jusqu'à 96 reçoivent une alimentation contaminée par un biocide, et 33 à 48 cumulent les deux. Le porteur reconnaît que les effets du biocide sont difficiles à anticiper faute de littérature, et envisage dans le pire des cas des lésions internes, un arrêt de la prise alimentaire ou une mortalité. 36 poissons sont isolés une heure dans une chambre de choix, ce que le porteur décrit lui-même comme potentiellement très stressant pour une espèce grégaire.
Objectifs
L’objectif général du projet est d’acquérir des connaissances concernant les effets de stress urbains sur le fonctionnement des écosystèmes aquatiques. Plus précisément, il s’agira d’évaluer les impacts de la pollution lumineuse nocturne et d’une pollution par un produit chimique sur le mulet-porc Chelon ramada, un poisson très commun dans les eaux côtières et saumâtres urbanisées européennes (ex : les ports, le long des quais). Le produit chimique, un biocide largement utilisé dans les détergents et produits ménagers en Europe, a été choisi car il est fréquent d’en retrouver dans l’eau. Les poissons que nous allons impliquer seront exposés soit à la pollution lumineuse, soit à la contamination de leur alimentation, soit aux deux, pendant un mois. A l’issue de cette période, nous mesurerons les effets de ces pollutions sur 1) leur niveau de stress via l’hormone « cortisol » que l’on pourra retrouver dans l’eau de leur bac et dans leur sang et via la présence de lipides spéciaux qui témoignent de la dégradation des cellules de l’animal ; 2) l’accumulation du polluant dans les organes des poissons ; 3) la façon dont les poissons se nourrissent et s’ils continuent à acquérir des acides gras qui leur sont essentiels ; 4) quelle(s) zone(s) en fonction de leur luminosité les poissons favorisent. Les résultats obtenus auront une portée internationale, les facteurs de pollution étudiés étant largement répandus.
Bénéfices attendus
Les bénéfices attendus de l’étude sont, à court terme, de compléter les connaissances en matière de réaction, par le mulet-porc, à un stress lumineux d’une durée d’un mois. A moyen terme, les résultats obtenus permettront d’appréhender les effets singuliers et combinés de deux facteurs de stress urbains sur cette espèce largement répandue dans le monde. A long terme, cette démarche expérimentale qui intègre des analyses sur plusieurs éléments biologiques (biofilms, poissons), permettra d’apporter des éléments de connaissance scientifique robustes sur les effets de la lumière artificielle nocturne et d’une pollution chimique émergente provoquée par le polluant testé et leurs éventuelles interactions, sur le fonctionnement des écosystèmes aquatiques urbains. Ces connaissances permettront de proposer des solutions pour optimiser la gestion des espaces publics en ville, en facilitant notamment l’arbitrage entre suppression, réduction ou mitigation des éléments susceptibles d’avoir des répercussions sur l’environnement.
Procédures
Les mulets-porcs seront pêchés dans des eaux saumâtres impactées par l’urbanisation. Des filets seront maintenus face au courant pendant 5 mn permettant de limiter le risque de les blesser. Ils seront transportés en moins de 2 h dans des sacs adaptés, dans un véhicule agréé, jusqu’au lieu de l’expérimentation où ils recevront un traitement antibiotique contre les pathologies. Les mulets-porcs étant une espèce capable de s’adapter à des changements de salinité, c’est-à-dire pouvant vivre aussi bien en eau douce qu’en eau salée, il faut qu’ils s’acclimatent à l’eau de rivière qui alimentera les dispositifs expérimentaux et qui est d’une salinité inférieure à celle du milieu de capture. Pour cela, des seuils d’acclimatation progressifs seront réalisés, accompagnés d’observations comportementales continues. Les poissons seront nourris avec un aliment commercial dont l’appétence en captivité a été éprouvée lors d’une étude préalablen. Un mois après, les poissons seront répartis en 12 lots de 11 à 16/17 individus (selon la survie des surnuméraires), exposés à des cycles d’éclairage différents (c’est-à-dire à une photopériode normale avec un cycle journalier comprenant des successions jour/nuit et une photopériode altérée avec un éclairage en continu) et à une alimentation saine ou contaminée à une concentration retrouvée dans le milieu naturel (comme dit dans le point 5.5.1). 36 poissons seront ensuite soumis à des tests comportementaux d’une durée d’1 h : une fois placés individuellement dans un dispositif appelé « chambre de choix », ils pourront se déplacer dans des zones plus ou moins éclairées. Ceci permettra d’évaluer l’effet de leur conditionnement précédent (exposition à une photopériode altérée ou normale, alimentation saine ou contaminée), sur leur comportement en matière de choix d’ambiance lumineuse. Tous les poissons seront anesthésiés à diverses étapes pour la réalisation d’une prise de sang par individu, nécessaire à l’évaluation de leur niveau de stress via le dosage du cortisol suite à leur exposition. Ils seront ensuite tous euthanasiés aux diverses étapes du projet (pêche, tests d’éclairage et d’alimentation et des chambres de choix).
Impact sur les animaux
Les animaux seront soumis à d’éventuelles blessures (écaillage, lésions externes) et à un stress lors de leur capture, puis lors du transport et de la phase d’acclimatation à l’eau de rivière. Une mortalité, faible selon une précédente étude, est possible au cours de ces étapes. Duant le projet, 66 à 96 individus (selon la survie des surnuméraires) seront exposés à une absence totale de nuit pendant un mois. C’est l’effet de ce stress, mimant une exposition à la pollution lumineuse nocturne en milieu urbain, qui sera quantifié par l’expérimentation. Les effets attendus sont d’ordres comportemental (mobilité accrue, frénésie alimentaire) et physiologique (accumulation du cortisol dans le sang et excrétion de cortisol dans l’eau). Dans un deuxième temps, 66 à 96 individus selon la survie des surnuméraires seront exposés, pendant un mois, à une alimentation contaminée par le biocide à des doses similaires à celles que l’on retrouve dans la nature. Des effets physiologiques ou comportementaux pouvant potentiellement affecter l’état de santé des animaux sont là aussi possibles, mais ils sont difficiles à anticiper en raison du faible nombre, voire de l’absence, d’articles scientifiques à leur sujet. On peut toutefois, dans le pire des cas, s’attendre à des lésions internes, une modification du comportement des animaux (arrêt de la prise alimentaire, mobilité accrue ou au contraire comportement de prostration) voire une mortalité (bien que peu probable de par les faibles concentrations de polluant utilisées). Ce sont ces effets qui seront analysés. Enfin, 33 à 48 animaux selon la survie des surnuméraires seront soumis à ces deux facteurs de stress réunis : la pollution lumineuse et la pollution chimique dans l’alimentation. Les effets attendus sont identiques à ceux décrits précédemment, avec une intensité éventuelle plus importante liée au cumul des stress. Enfin, 36 poissons seront transférés individuellement dans les chambres de choix décrites dans le point 5.6.1 où ils seront isolés durant une heure, ce qui peut générer un stress important. Les effets attendus sont dans ce cas d’ordre comportemental (agitation ou prostration) et physiologiques (excrétion et accumulation de cortisol).
Devenir
Les 200 poissons impliqués seront tous euthanasiés pour des analyses de leurs tissus et organes.
Remplacement
L’expression du stress et les réponses comportementales complexes attendues par cette expérimentation ne peuvent pas être abordées par l’usage d’un modèle de remplacement simplifié (par exemple, des cultures cellulaires) en l’état actuel des connaissances. De plus, le choix d’une espèce sauvage très répandue dans les écosystèmes aquatiques urbanisés d’Europe, plutôt que d’un modèle biologique expérimental plus standardisé (poissons zèbres ou medaka par exemple) permettra d’optimiser les résultats du projet à large échelle et dans un contexte appliqué et adapté aux objectifs du projet de recherche.
Réduction
Le nombre total d’animaux utilisé correspond au strict minimum requis pour l’obtention de résultats fiables et interprétables vis-à-vis de la question de recherche abordée. Ce nombre a été contraint pour respecter le principe de réduction en se limitant à tester l’interaction entre absence ou présence d’un à deux facteurs de stress. Les nombres impliqués permettront néanmoins d’obtenir des conclusions statistiques robustes. Chaque lot de poissons impliqués est constitué d’un nombre minimum d’animaux suffisant dont un total de 63 mulets-porcs surnuméraires pour pallier une mortalité éventuelle au cours des étapes de l’expérimentation.
Raffinement
Les animaux ne seront manipulés à l’aide d’épuisettes à mailles fines que lorsque ce sera strictement nécessaire (étapes de capture/transport puis répartition dans les bacs d’accueil). Tous les transferts opérés sur le lieu de l’expérimentation se feront à l’aide d’un pichet avec couvercle, grâce auquel seront évités les émersions et les risques de blessure. Les pêches seront réalisées selon des protocoles utilisés en routine par notre établissement ce qui permettra d’en optimiser l’efficacité. Les poissons seront capturés avec des haveneaux de surface positionnés face au courant (pas de tractage actif) pendant 5 min seulement afin de limiter les dommages causés par le filet. La sélection d’individus immatures juvéniles limitera l’impact des pêches sur les ressources naturelles. Un traitement antibiotique post-pêche sera appliqué pour limiter l’incidence de pathologies pouvant affaiblir les poissons. Une surveillance quotidienne de leur état sanitaire et général sera garantie. Les poissons seront nourris à satiété avec un aliment dont l’appétence a été éprouvée au cours d’une précédente étude. Des mesures continues de température, salinité et oxygène dissous et hebdomadaires des produits azotés garantiront la qualité de l’eau. Les bassins offriront un espace de mobilité confortable aux animaux : en fonction des étapes du projet, la quantité de poissons par bac sera faible et donc garante de leur bien-être. Les poissons seront tout le temps conservés en groupe, ce qui correspond à leur mode de vie habituel, à l’exception d’une durée d’une heure pendant laquelle 36 poissons seront placés dans des chambres de choix comme évoqué précédemment. A l’exception de cette dernière étape, un couvercle transparent sera posé sur chaque bac pour éviter tout échappement (saut) tout en permettant la diffusion de la lumière et le contrôle des poissons par les animaliers sans les perturber. Les bacs seront nus car un abri serait de peu d’intérêt pour le mulet-porc qui est une espèce mobile grégaire se déplaçant dans la colonne d’eau en dehors des activités alimentaires sur le fond. Les bacs seront en matériau opaque de couleur sombre, ce qui permettra de les distinguer visuellement les uns des autres et de produire une ambiance proche de celle du milieu d’origine des poissons.
Choix des espèces
Le mulet-porc Chelon ramada est présent dans la majorité des masses d’eaux saumâtres urbanisées de climat tempéré, ce qui en fait un modèle d’étude pertinent pour aborder l’impact des stress urbains sur les écosystèmes aquatiques. Son statut de conservation est non-préoccupant et c’est l’espèce dominante dans la zone de pêche ciblée si bien que l’impact de sa capture sur les ressources naturelles sera minimisé. Les animaux seront des juvéniles de 10 ± 3 cm de longueur totale, un stade de développement où ils consomment exclusivement du biofilm. Les jeunes mulets constituent ainsi un vecteur essentiel des transferts d’énergie entre compartiments benthique (fond) et pélagique (colonne d’eau) des réseaux alimentaires. Cette caractéristique permet d’appréhender l’effet des stress urbains non seulement sur l’espèce cible mais plus largement sur le fonctionnement des écosystèmes aquatiques urbains où l’espèce est représentée. La sélection d’individus juvéniles limitera également les effets potentiels des captures sur les ressources naturelles. Leur forte capacité d’adaptation à l’eau salée et à l’eau douce permettra de faciliter leur acclimatation à l'eau douce au sein des dispositifs expérimentaux. Enfin, le savoir-faire scientifique et technique de notre équipe, ainsi que ses connaissances de l’espèce cible, permettront d’optimiser l’ensemble des interventions durant le projet.
Consolidation du protocole de marquage par fluorochrome chez l’anguille européenne (Anguilla anguilla) pour la détection externe des marques sur individus vivants en vue d’applications opérationnelles
- Protection de l’environnement
- Recherche fondamentale
- Éthologie / comportement / biologie animale
- Oncologie
Relâchées dans le milieu naturel à l'issue de l'expérience, 900 civelles sont capturées en estuaire, marquées par immersion dans un colorant fluorescent puis maintenues 180 jours en aquarium et en bassin, dans des procédures d'un niveau de souffrance léger. 300 d'entre elles sont anesthésiées, mesurées et passées au lecteur portatif à 60 et 180 jours. Le porteur indique que la mise à mort restera "anecdotique", limitée aux cas d'atteinte des points limites, et compte sur une mortalité en captivité pouvant atteindre 40 à 50 %. L'objectif déclaré est de valider une détection externe des marques, ce qui éviterait à l'avenir de tuer les civelles pour lire leurs otolithes.
Objectifs
Face au déclin des population d’anguilles européennes, des mesures sont mises en œuvre pour reconstituer les stocks et sauvegarder l’espèce, dans le cadre du plan national de gestion de l’anguille. Des opérations de repeuplement sont réalisées chaque année : des jeunes anguilles (civelles) sont capturées en estuaire et relâchées dans les zones amont des cours d’eau côtiers. Afin d’évaluer le succès de cette pratique de repeuplement, il est nécessaire de pouvoir différencier les individus introduits ; pour cette raison, les civelles capturées sont marquées par immersion dans un colorant avant d’être relâchées. Ce colorant génère une marque fluorescente fixée durablement dans les structures osseuses des jeunes anguilles, et en particulier dans des concrétions de l’oreille interne (otolithes). L’observation de ces structures nécessite toutefois la mise à mort des individus. La possibilité d’une détection externe des marques a été récemment démontrée sur des civelles et des tests réalisés en 2022 puis 2023 ont confirmé la présence de marques dans la mâchoire et les nageoires des civelles, détectable après 180 jours à l’aide d’un dispositif portatif. L’objectif de la présente étude est de rendre opérationnel le protocole de marquage en réduisant les quantités de colorant utilisé et en validant la procédure de détection sur des individus vivants après 6 mois.
Bénéfices attendus
La lecture externe des marques sur individus vivants permettrait en premier lieu la préservation des civelles analysées (pas de mise à mort), une simplification du protocole de détection, la réduction du temps de lecture des marques et l’augmentation de la taille de l’échantillon analysé dans un soucis de représentativité statistique.
Procédures
Les animaux seront soumis au marquage par immersion dans une solution de marqueur fluorescent, selon 4 traitements et un contrôle. La durée des interventions sera de 13.5 minutes (balnéations "flash"). Puis 60 individus seront prélevés, anesthésiés, mesurés, pesés et leur fluorescence observée à l’aide du lecteur portatif. La durée totale de l’intervention hors d’eau sera de 1 minute.
Impact sur les animaux
Les principaux effets indésirables potentiels sur les animaux concernent le transport après capture, le marquage, le maintien en captivité et l’anesthésie avant lecture de fluorescence. Toutefois, ces effets peuvent être considérés comme légers au vu de l’expérience des opérateurs dans le transport et le marquage des civelles, qui sont communément réalisés dans le cadre du programme de repeuplement.
Devenir
900 civelles seront capturées, transportées, marquées puis stabulées pendant 180 jours en aquarium puis en bassins (mésocosmes). A 60 et 180 jours, 150 individus seront anesthésiés, mesurés, analysés (mesure de fluorescence), puis remis en liberté. Tous les autres individus seront remis en liberté en fin d’expérience. La mise à mort restera anecdotique, uniquement en cas d’atteinte des points limites.
Remplacement
La civelle est l’objet d’étude et ne peut pas être remplacée pour cette expérience de recherche de fluorescence externe. Les résultats obtenus sur une autre espèce de poisson ne pourraient être transposés à la civelle, du fait de sa singularité morphologique (poisson serpentiforme), anatomique (épiderme translucide) et comportementale (activité nocturne).
Réduction
L’effectif de 900 individus (3 lots de 50 individus pour chacun des 5 traitements + 1 lot contrôle de 150 individus) tient compte de la mortalité attendue en milieu contrôlé au stade civelle (maximum 40-50%, en fonction de la qualité des civelles récupérées chez le mareyeur, variables selon la période de pêche). A 2 occasions au cours du suivi (60 et 180 jours), un effectif de 30 individus par traitement sera analysé. Ainsi, au total 300 individus seront anesthésiés et analysés, afin de prendre en compte la variabilité inter-individuelle du niveau de fluorescence, potentiellement importante si l’on se réfère aux résultats des études réalisées en 2022. Tous les individus (analysés ou non) seront relâchés dans le milieu naturel sur les sites de repeuplement (au maximum 900 individus).
Raffinement
Lors du transport, les civelles seront réparties dans deux sacs de transport gonflés à l’O2 et contenant un volume d’eau adapté. La densité de civelles sera très faible comparé aux densités de stockage observées chez les mareyeurs et lors des opérations standards de marquages effectuées depuis 2011 pour les repeuplements. La durée de transport est limitée au minimum et estimée à environ 1 heure, ce qui permet de garantir le maintien d’un niveau d’oxygénation très élevé dans les sacs (très faible consommation par les civelles). Pour le marquage, l’oxygénation des solutions sera maintenue à 100% à l’aide de diffuseurs d’oxygène, point essentiel en raison des fortes densités d’individus. Les aquariums seront enrichis à l’aide caches constituées de tubes PVC puis des flottangs seront utilisés dans les mésocosmes, dispositifs permettant aux civelles de s’abriter. Des daphnies seront ensemencées pour leur alimentation. La concentration en déchets du métabolisme azoté sera contrôlée chaque semaine, la concentration en oxygène et la température seront également contrôlées quotidiennement. Des changements d’eau seront réalisés si nécessaire, notamment en période de fort réchauffement estival. Lors des contrôles de fluorescence (à 60 et 180 jours), les civelles seront anesthésiées individuellement puis au moment de la lecture de fluorescence, leur tête sera protégée des rayonnements laser à l’aide d’un cache opaque. La durée totale de la manipulation hors d’eau n’excèdera pas 1 minute.
Choix des espèces
L’anguille est une espèce menacée au niveau européen, qui fait l’objet d’un plan de conservation à l’échelle nationale. L’évaluation des pratiques de repeuplement par une méthode de détection externe non létale représente un fort enjeu pour la gestion future. Les animaux seront utilisés au stade civelle car c'est le stade utilisé en France pour réaliser les opérations de repeuplement d'anguille.
Biosurveillance passive sur rivière
- Protection de l’environnement
- Recherche appliquée
- Toxicologie (hors obligations réglementaires)
210 poissons vont être utilisés dans une procédure menée sous anesthésie, les animaux étant tués avant tout réveil. Pêchés dans une rivière, ils subissent un prélèvement sanguin sous anesthésie puis sont tués par dislocation cervicale pour prélever leurs gonades, afin d'évaluer la qualité chimique du milieu à partir de biomarqueurs. Le porteur indique qu'un suivi in vitro a déjà montré l'absence de perturbateurs endocriniens dans l'eau depuis plusieurs années. Il affirme qu'il reste "nécessaire" de confirmer cette absence directement sur les populations de poissons.
Objectifs
Evaluation de la qualité chimique du milieu par l'intermédiaire de biomarqueurs chez le poisson. Fait suite à une étude ayant contribué à la mise en place de l’arrêté 08/01874 par la préfecture du Puy-De-Dôme. Depuis des prélèvements ponctuels ont été effectués afin de vérifier l’amélioration de la qualité du milieu et de la santé des poissons. Lors de la dernière étude menée en 2016, près de la moitié des poissons femelles pêchés au niveau de la station aval de La Dore présentaient encore des teneurs fortes en vitellogénine et des gonades anormalement développées, avec un blocage de l’ovulation et atrésies ovocytaires. L’objectif de cette nouvelle étude est de faire le point sur la restauration du milieu et le bon état physiologique des poissons.
Bénéfices attendus
Informer sur l'état de santé des poissons de la Dore en amont et en aval de la zone étudiée.
Procédures
Prélèvements sanguins uniques sur 210 poissons anesthésiés
Impact sur les animaux
Les organismes subiront un prélèvement sanguin sous anesthésie au niveau de la veine caudale.
Devenir
Les poissons seront mis à mort pour effectuer les prélèvemetns des gonades.
Remplacement
Fait suite à un suivi depuis plusierus années sur les capacités de reproduction et l'état de santé des poissons en eaux continentales. Dans le cadre du projet, un suivi par approche in vitro a été effectué démontrant l'absence de perturbateurs endocriniens dans le milieu depuis plusieurs années. Il est maintenant nécessaire de confirmer l'absence de perturbation endocrinienne sur les populations de poissons en place.
Réduction
Une analyse de la puissance statistique à partir des données historiques, nous montre qu’avec 20 poissons par station (à raison de 10 mâles et 10 femelles), nous pouvons détecter de faibles variations autour de la moyenne en situation contrôle des paramètres testés (distance minimale de détection de 10 à 70 % de la valeur contrôle). Une réduction du nombre d’individus ne serait pas statistiquement pertinente. Pour la synthèse du standard de vitellogénine issues de femelle en période de reproduction, nous utiliserons des poissons de pisciculture afin de réduire le nombre d'animaux prélevés sur le milieu.
Raffinement
Afin de veiller au bien-être animal, les poissons seront maintenus pendant moins d'une heure à raison de 1 individu adulte pour 2.5 litres dans de l'eau issue du milieu sans changement de température contenant de l'anesthésique pour sédater les animaux et réduire le stress. Pour la récupération des organes (sang, gonades), les poissons seront anesthésiés. Une fois inconscient, le sang est rapidement prélevé avant mise à mort par dislocation cervicale pour récupérer les gonades.
Choix des espèces
L'espèce est sélectionnée du fait d'un suivi régulier sur la rivière et d'effets démontrés sur la population et l'individu. L'espèce doit être retrouvée dans le milieu d'étude. Animaux matures des deux sexes pour pouvoir prendre en compte les effets sur la capacité de reproduction de l'espèce.
Approche couplée de la bioénergétique et de la modélisation matricielle pour estimer la taille des populations de Scyliorhinus canicula en 2100 selon 2 scénario climatiques.
- Conservation des espèces
- Protection de l’environnement
24 petites roussettes vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger, douze réintroduites en mer et douze, nées en captivité, tuées à l'issue. Chaque individu passe seize heures en chambre de respirométrie pour mesurer sa consommation d'oxygène puis subit une biométrie sous anesthésie courte, pour calibrer un modèle qui doit prédire la taille des populations de requins et raies ovipares en 2100 selon deux scénarios climatiques. Le porteur décrit une méthode non invasive et revendique un projet destiné à terme à remplacer l'expérimentation animale par la modélisation. Il indique que les individus capturés en mer ont de fortes chances de survivre au relâcher, les jeunes éclos en captivité étant tués selon la réglementation.
Objectifs
A partir d’un nombre très limité d’individus (24 au total) et d’une procédure légère (respirométrie statique à flux intermittent, méthode non invasive communément employée chez les poissons), le projet doit permettre la mise au point d’une approche couplée de bioénergétique et de modélisation qui doit permettre de prédire la taille des populations de petite roussette (Scyliorhinus canicula) en 2100 dans le cadre de 2 scénarios climatiques : (i) les émissions de CO2 se maintiennent aux niveaux actuels jusqu'en 2050, puis diminuent sans atteindre l'objectif de zéro net d'ici 2100 et (ii) les émissions de CO2 triplent d'ici 2075.
Bénéfices attendus
Une fois le modèle calibré sur la petite roussette (Scyliorhinus canicula), il pourra être utilisé pour prédire la taille des population de d'autres espèces d'élasmobranches ovipares tempérées ayant les mêmes dépenses énergétiques, c’est-à-dire que la taille des populations de d’autres espèces pourra être connue sans avoir à réaliser d’expérimentation animale. Ces estimations pourront servir à guider les mesures de gestion de ces espèces dont près de la moitié sont menacés d’extinction en Atlantique Nord-Est, le changement climatique pouvant exacerber les pressions anthropiques directes existantes.
Procédures
Après stabulation aux températures désirées (15,5°C; 17,5°C, 19,0°C) pendant 1 mois, les capacités métaboliques des individus seront mesurés gràce à une méthode non invasive. Les individus seront placés dans des chambres de respirométrie pendant 16h et surveillés toutes les heures. Le test alternera des phases de mesure de consommation d’oxygène (20 à 60 minutes en fonction de la température) et de 60 minutes de renouvellement d’oxygène (i.e. 10-12 mesures en tout pour un individus). L’estimation des capacités métaboliques étant rapportés au poids de chaque individu, une biométrie (longueur totale et standard, masse) sous anesthésie courte sera réalisée après chaque test.
Impact sur les animaux
Le transport des individus subadultes et adultes (2h) pourra engendrer un stress qui sera diminué en transportant les individus dans des mésocosmes oxygénée et dans lesquels les animaux seront dans le noir. Les températures appliquées (15.5°C; 17,5°C; 19°C) sont des températures rencontrés par l'espèce (gamme de température allant de 10 à 20°C), par conséquent les conditions d'élevage ne représenteront pas de nuisance supérieures à celles rencontrées dans le milieu naturel. La nuisance associée à la découverte d'un nouvel environnement sera atténuée par une heure consacrée à l'acclimatation des individus aux chambres de respirométrie enrichie d'une cachette et de pierres. L'isolement pendant la procédure pouvant entrainer une nuisance légère (animaux non grégaires), les chambres de respirométrie transparentes seront placées par paires dans des mésocosmes. Le stress associé à la biométrie sera réduit grâce à une anesthésie courte.
Devenir
Tous les animaux prélevées en milieu naturel seront réintroduits. Les individus n'ayant été qu’acclimatés au maximum pendant 3 semaines, placés en stabulation pendant un mois puis 18h dans des chambres de respirométrie, pesés et mesurés, ils ont de fortes probabilité de survivre lors de leur réintroduction dans leur milieu naturel. La réintroduction de juvéniles en milieu naturel est couramment employée en conservation des raies et requins ovipares. Ceux nés en captivité seront euthanasiés conformément à la réglementation.
Remplacement
A ce jour il est impossible de quantifier la consommation en dioxygène en fonction de la température autrement que par respirométrie statique à flux intermittent (méthode non invasive communément employée). Toutefois, à partir d’un nombre très limité d’individus (24 au total) d’une espèce modèle (Scyliorhinus canicula) et d’une procédure légère, le projet doit permettre de calibrer un modèle permettant de prédire la taille des populations de nombreuses espèces de raies et de requins ovipares en 2100 dans le cadre de 2 scénarios climatiques. Ce projet a donc pour but final d’utiliser la modélisation en remplacement de l'expérimentation animale.
Réduction
Un nombre très limité d’individus (24 au total) d’une espèce commerciale (Scyliorhinus canicula), classée > sur la liste rouge de l’Union International pour la Conservation de la Nature (UICN) est nécessaire et suffisant pour calibrer un modèle permettant de prédire la taille des populations de nombreuses espèces de raies et de requins ovipares en 2100 dans le cadre de 2 scénarios climatiques sans avoir à utiliser d’animaux en expérimentation animale. Ce petit nombre d'individus a déjà permis d’obtenir la relation recherchée pour calibrer le modèle sur d’autres espèces. Par ailleurs, l’hébergement et la procédure légère mis en place doivent permettre la réintroduction des animaux en milieu naturel. La réintroduction est couramment réalisée pour la conservation des raies et requins qui pondent des œufs.
Raffinement
Le stress associé au transport des individus (2h) sera diminué en transportant les individus dans des mésocosmes oxygénée et dans lesquels les animaux seront dans le noir. Chacun des aquariums de 700 L permettra d’héberger des groupes de 8 individus (4 juvéniles séparés de 2 subadultes et 2 adultes par une cage grillagée en plastique). Les bassins seront alimentés par de l’eau de mer pompée directement en Manches afin de proposer une eau dont la composition chimique est la plus proche du milieu naturel et équipés indépendamment d’un système de filtration externe (limitation des champs électrique), mécanique et biologique. La température sera mesurée en continu et ajustée automatiquement. La salinité, l’oxygène et les nitrates seront mesurés hebdomadairement tandis que l'ammonium et les nitrites seront mesurés quotidiennement. L'eau des aquariums sera renouvelée d'un tiers quotidiennement. Les individus seront nourris ad libitum, deux fois par semaine (digestion très longue) avec des calmars et du merlu préalablement décongelées (limitation des risque d’infection parasitaire). L'alimentation avec des aliments ayant des valeurs nutritives variées (merlu et calmar) augmentera la probabilité que la plupart des éléments essentiels soient ingérés. L’alimentation sera complétée si nécessaire par un supplément en vitamines (C) et minéraux pour éviter toute carence chez les animaux hébergés. Une surveillance quotidienne sera assurée en plus des périodes de nourrissage afin de détecter des modifications de l’aspect physique et du comportement des poissons. Des abris en plastique permettront de fournir des cachettes tandis que des tunnels offriront des possibilités de jeu. L'anesthésie courte permettra de limiter le stress lié à la biométrie.
Choix des espèces
Les élasmobranches (raies et requins) constituent la deuxième classe de vertébrés la plus menacée d’extinction à ce jour (près de 50% des espèces sont menacés d’extinction en Atlantique Nord-Est). Le réchauffement des eaux représente un défi supplémentaire pour la survie de ces espèces qui ne régulent pas leur température interne. L’approche couplée de bioénergétique et de modélisation a déjà permis de prédire la taille des populations de Rhinoptera bonasus. Cependant, le modèle développé n'a pas été construit pour qu'il soit transposable à une autre espèce et en particulier à une espèce tempérée et ovipare. A l'heure actuelle, il est donc impossible de prédire la taille des populations des différentes espèces de raies et requins ovipares tempérés. La petite roussette (Scyliorhinus canicula), classée « préoccupation mineure » selon la liste rouge de l’UICN, couramment rencontrée au sein des aquariums (conditions optimales de développement connues) est un organisme modèle pour l'étude des raies et des requins en Atlantique Nord-Est, c'est donc cette espèce qui a été choisie pour calibrer le modèle développé pour les raies et requins tempérée ovipares. Le modèle doit être calibré sur des individus de différentes tailles (i.e. stades de développement) pour correctement décrire la consommation en dioxygène en fonction de la taille des individus. Une plus grande variabilité étant attendu chez les juvéniles, leur nombre est plus grand. Le nombre de subadultes et adultes est quant à lui limité par les capacités d’accueil des animaux dans des conditions optimales (déterminées par la capacité de filtration des pompes). La dynamique des populations est contrainte par la fécondité des femelles, par conséquent, l’approche mise en place est basée sur les femelles. La taille à maturité des femelles n’est pas précisément décrite, ce qui implique d’inclure des individus selon une fourchette de taille assez grande, c’est pourquoi le projet comptera 6 subadultes femelles (maturité non certaine) et 6 adultes femelles (maturité certaine). Enfin, il est impossible de déterminer le sexe des embryons dont la durée d’incubation est de 6 mois avant leur éclosion. Par conséquent, nous avons valorisé tous les individus éclos (6 femelles et 6 mâles) sachant que l'énergie allouée pour l'investissement reproducteur est nul la première année pour les petites roussettes et donc n’entrainera pas d’erreur pour la calibration du modèle.
Formation initiale des étudiants de Master Biodiversité, Ecologie et Evolution à l’abord des espèces piscicoles
- Enseignement supérieur
100 poissons d'eau douce vont être utilisés, sans mise à mort, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger. Des étudiants de master s'exercent sous anesthésie au marquage par puce intramusculaire ou marque externe sur des cyprinidés et des percidés, et à l'échographie de reproduction sur des esturgeons du Danube. Le porteur reconnaît que l'injection de la marque dans le muscle dorsal correspond à une plaie cutanée pouvant pénétrer les fibres musculaires selon le geste de l'étudiant. Les poissons marqués sont ensuite relâchés ou remis dans leur bassin, une partie des esturgeons pouvant être réutilisée l'année suivante, et le porteur affirme qu'il est difficile de remplacer entièrement l'animal vivant dans cette formation.
Objectifs
L’objectif du projet est de faire acquérir aux étudiant(e)s la démarche pratique du biologiste aquacole. Dans un premier temps, les étudiant(e)s observent les différentes espèces de poissons d’eau douce vivant en canal ou bassins sur la station d’expérimentation, puis assistent à leur capture (deux méthodes montrées : la pêche à l’électricité et le guidage manuel vers une bâche de contention, méthode adaptée aux spécimens de grande taille) avant de réaliser quelques manipulations de base, nécessaires pour mettre en œuvre des contrôles et suivis biologiques. Après des démonstrations vidéos des gestes attendus, il s’agit, à l’occasion de deux ateliers, de faire pratiquer les étudiant(e)s sur poisson vivant et leur permettre ainsi l’apprentissage des gestes et bonnes pratiques d’échantillonnage/manipulations. L’identification des espèces, l’anesthésie du poisson et un marquage “simple” (injection intramusculaire d’une micropuce électronique de 12mm ou insertion d’une marque visuelle (spaghetti) externe) font l’objet de l’atelier “Marquage” effectué sur des espèces communes d’eau douce, essentiellement des Cyprinidés et des Percidés. Anesthésie, biométrie, contrôle d’identification (lecture du pit-tag porté par l’animal) et examen échographique de l’avancement de la maturité font l’objet de l’atelier “Echographie” effectué chez l’esturgeon du Danube Acipenser ruthenus conservé à la station. Dans le 3ème et dernier atelier, les méthodologies de suivi des espèces aquatiques par biotélémétrie sont présentées et les étudiant(e)s s’initieront à la pratique d’un suivi manuel par télémétrie radio ou acoustique sans utilisation d’animaux (attachement du capteur sur objet inerte téléguidé).
Bénéfices attendus
Ce projet permet aux étudiant(e)s d’aborder le poisson vivant et d’utiliser les anesthésiques en balnéation qui en facilitent l’approche, ainsi que de s’initier à des méthodes de marquage et de contrôle (pit-tag, échographie) peu ou non invasives couramment utilisées dans les suivis biologiques terrestres ou aquatiques en laboratoire ou milieu naturel. Etant en dernière année de leur cursus d’études en M2 Pro-Parcours Biodiversité et suivis environnementaux (BSE), les étudiant(e)s seront amené(e)s à effectuer leur stage dans des structures (laboratoires de recherche, ONG, associations de protection animale et environnementale, conservatoires des espaces naturels, bureaux d'études, ...) mobilisant fréquemment ces compétences, en particulier avec le développement croissant des pratiques de biotélémétrie (qui feront l’objet du 3ème atelier où les étudiant(e)s s’exerceront, sans utilisation d’animaux, aux technologies existantes pour le milieu aquatique). Bien que leurs enseignements théoriques soient plutôt orientés vers l’écologie terrestre, certain(e)s étudiant(e)s seront amené(e)s à côtoyer des espèces aquatiques dans leur pratique professionnelle. La formation sera particulièrement axée sur le bien-être animal (BEA) lors des manipulations, l’objectif étant bien l’apprentissage sur du vivant dans une démarche éthique. Aussi, des documents sur le raffinement des méthodes (« Marquage, bonne pratique et bien-être ») étayé par de nombreux cas d’études chez le poisson seront-ils fournis à chaque étudiant(e), complétés par un cours (1.5h) qui leur sera donné dans la même semaine sur la règlementation en matière de BEA en expérimentation animale.
Procédures
Pas de manipulations sur animaux vigiles, ni de procédures chirurgicales intrusives, ni de prélèvements tissulaires. Les procédures sont rapides, peu ou non invasives et concernent des individus différents (pas d’enchaînement des actes). – Atelier Marquage : les poissons cyprinidés et percidés pêchés à l’électricité dans le canal de la station sont placés en bassin pour observation et détermination des espèces par les étudiant(e)s avant d’être mesurés et marqués. Les poissons seront marqués une fois. Deux types de marque sont implantés : la marque spaghetti (au niveau des rayons de la nageoire dorsale) et le pit-tag (en intramusculaire entre la tête et la nageoire dorsale). Une seule marque est utilisée par poisson. Les repères anatomiques sont présentés aux étudiants avant marquage (vidéo) et ils peuvent s’entrainer au maniement de l’injecteur sur des objets inertes (bananes). L’ensemble des interventions sur l’animal (hors pêche) durent moins de 5 minutes et se font sous anesthésie. Après marquage (un poisson par binôme d’étudiant(e)s), l’animal est placé en bassin de réveil pour observation puis relâché dans le canal à la fin du TP. – Atelier Echographie : des géniteurs d’esturgeon du Danube conservés en bassins d’élevage sont placés 2 à 3 jours avant le TP dans un bassin de stabulation spécifique d’où ils sont ensuite prélevés un à un manuellement par les soigneurs. Le poisson (un pour 2 binômes) est transféré par les étudiant(e)s dans le bain anesthésiant situé à proximité, à l’aide d’une bâche de transport. Une fois anesthésié, l’animal est mesuré, identifié (lecture de sa marque pit-tag), observé (état sanitaire) et échographié (examen des gonades et autres organes). Les poissons seront manipulés une fois et sous la surveillance des soigneurs pour aider à la reconnaissance/interprétation des images de l’échographie et fiabiliser la pré-sélection (ou pas) des individus pour de futures reproductions. L’ensemble des interventions durent moins de 15-20 minutes et se font sous anesthésie. Après l’échographie, l’animal est replacé dans le bassin de stabulation (dans un compartiment dédié au réveil) pour observation jusqu’à recouvrement de sa pleine capacité de nage et de prospection, et libéré (cloison amovible) à la fin du TP.
Impact sur les animaux
Les procédures sont rapides, peu ou non invasives (soit respectivement, l’injection dorsale d’une marque de petite taille ou l’échographie) et concernent des individus différents (pas d’enchaînement des actes). Dans chacun des 2 ateliers, toutes les manipulations pratiquées se font sous anesthésie générale (par balnéation) puis les poissons sont replacés dans le canal ou le bassin d’origine après leur réveil. Il n’y a donc que peu d’effets indésirables attendus. Malgré tout, la nuisance de l’injection d’une marque (même petite) dans le muscle dorsal correspond à une blessure tissulaire de type plaie cutanée au point d’entrée pouvant se prolonger dans les fibres musculaires de façon plus ou moins importante selon le diamètre et la profondeur de pénétration de l’aiguille dans la musculature du poisson. L’injection par voie intramusculaire a été néanmoins privilégiée en première approche pour les étudiant(e)s car elle est adaptée par rapport à la taille des poissons sélectionnés vis-à-vis des marques utilisées et semble la moins risquée pour l’animal, même si le geste de l’étudiant(e) manque de précision (contrairement au marquage abdominal plus complexe pour des néophytes et plus dangereux pour le poisson, avec un risque de perforation des viscères). Donc en plus de la vidéo présentée et de l’entraînement proposé (injection sur bananes), le marquage du poisson sera surveillé de près et de bout en bout par les formateurs qui guideront les étudiants dans leurs gestes techniques à chaque étape pour limiter au maximum la sévérité de la blessure occasionnée.
Devenir
En fin de procédure 1 (pêche à l’électricité suivie d’un marquage dorsal par pit-tag ou marque visuelle spaghetti), les animaux endormis sont placés en eau claire dans un bassin de réveil pour que les étudiant(e)s puissent observer les différentes étapes du réveil. Tous les poissons marqués qui ont un comportement de nage normal à l’issue du réveil seront relâchés dans le canal d’origine. Le relâcher de l’ensemble des animaux (marqués ou non) ne sera effectué qu’à la fin du TP pour éviter tout risque de recapture lors de la seconde séquence de pêche électrique. S’agissant d’un TP prévu annuellement sur une durée de projet de 5 ans, tous les poissons capturés chaque année dans le canal (exclusivement pour le TP) seront systématiquement contrôlés, visuellement et/ou avec un lecteur de marque pit-tag, pour pouvoir être écartés (s’ils sont déjà marqués) des ateliers Marquage ultérieurs. En fin de procédure 2 (biométrie et échographie sur esturgeon du Danube), les animaux endormis sont replacés en eau claire dans leur bassin d’attente. Ils y sont maintenus isolés en compartiment de réveil (séparation par cloison amovible) pour pouvoir être observés jusqu’au recouvrement de leurs pleines capacités de nage et de prospection. La cloison amovible n’est retirée qu’à la fin du TP pour éviter tout double emploi des poissons entre groupes d’étudiant(e)s. Ensuite, les individus dont les indicateurs semblent favorables pour la reproduction seront conservés en bassin d’attente où ils resteront 2.5 mois (mi-janvier à début avril) jusqu’au contrôle final de leur maturation ; les autres, non pré-sélectionnés, seront remis dans le bassin d’élevage par les soigneurs à la fin du TP. En conséquence, ces poissons non pré-sélectionnés en année N et replacés avec le stock peuvent être de nouveau échographiés par des étudiant(e)s l’année suivante (même si la probabilité est faible en raison de la petite taille de l’effectif examiné en TP (n=7 individus/an maximum) par rapport au stock de géniteurs (n≈200 actuellement)). Enfin, les esturgeons qui se sont déjà reproduits ne seront pas ré-impliqués (gestion génétique et démographique du stock captif) et donc pas mis à disposition des étudiant(e)s.
Remplacement
Les étudiant(es) du Master Pro BSE disposent d’assez peu d’enseignements pratiques relatifs aux suivis biologiques terrestres ou aquatiques qu’ils pourront être amenés à faire en tant que biologistes dans leur pratique professionnelle, et il est difficile de remplacer (totalement) les animaux vivants par d’autres outils pédagogiques dans le cadre de leur dernière année de formation. Une vidéo a été réalisée pour expliquer et montrer aux étudiant(e)s la démarche et les gestes techniques inhérents à chaque atelier pour qu’ils voient déjà ce qu’il faut faire avant la séance ; cela remplace l’usage d’un poisson par séance pour la démonstration. Dans l’atelier 3, après présentation des méthodologies de biotélémétrie utilisées en milieu aquatique (vidéos), les étudiant(e)s s’initieront à la pratique d’un suivi manuel par télémétrie radio ou acoustique sans utilisation d’animaux (attachement du capteur sur objet inerte téléguidé).
Réduction
Les étudiants travaillent en binôme, un poisson est utilisé pour 2 étudiants pour réduire le nombre de poissons impliqués. Pour l’atelier “Echographie” sur l’esturgeon du Danube, ce sont 2 binômes qui travaillent simultanément sur le même poisson.
Raffinement
Toutes les manipulations se font sous anesthésie générale par balnéation pour limiter le stress des animaux. De plus, - pour les marquages, les animaux sont pêchés à l’électricité par des opérateurs habilités avec un appareil réglé pour une électrotaxie rapide des poissons sans tétanie. Après stabulation en bassin (eau du canal en circuit ouvert) de courte durée pour déterminer les espèces, les poissons choisis (taille suffisante, comportement/aspect normal : absence de lésions, calme, nage régulière) sont anesthésiés par balnéation (environ 4-5 min jusqu’à perte totale de l’équilibre) puis marqués en moins de 5 min par injection d’un pit-tag de 12mm en intramusculaire ou d’une petite marque visuelle externe (type spaghetti) sur leur nageoire dorsale. En routine, les marquages de ce type utilisés pour identifier les poissons, rapides et peu invasifs, sont réalisés sous anesthésie légère (dose sédative) mais ici, une anesthésie un peu plus profonde est privilégiée pour limiter le risque de souffrance animale durant l’apprentissage du geste par les étudiant(e)s. Injecteurs et zone d’implantation des marques sont tous désinfectés et les bains anesthésiants renouvelés et aérés (bulleur) si nécessaire. Enfin, avant de commencer, chaque étudiant(e) peut s’entrainer au maniement de l’injecteur sur des objets inertes (bananes) et les repères anatomiques qui leur ont été présentés au préalable (vidéo) sont rappelés à chaque marquage, surveillé par le(s) formateur-trice(s). - pour les échographies, les esturgeons sélectionnés de la même manière (état physique, comportement, nage) et placés en bassin de stabulation d’attente (eau de rivière ; débits, température et oxygène surveillés quotidiennement) 2 à 3 jours avant l’échographie pour faciliter la surveillance et l’accès aux animaux (densité de poissons réduite : 3-3.5 kg/m2), sont d’abord mis à jeun 24h (pour réduire les risques de régurgitation/contamination fécale) puis transférés un à un dans un bain anesthésiant à l’aide d’une bâche de transport (pour éviter de possibles lésions par frottements et conserver les animaux dans le noir afin de réduire le stress). En routine, le contrôle de pré-sélection d’esturgeons matures par simple échographie se fait sur animaux vigiles, en moins d’1 min par poisson sans provoquer d’altération du comportement. Mais pour le TP, tous les actes sont pratiqués sous anesthésie profonde pour supporter une durée d’intervention a priori de 15-20 min sous la surveillance des soigneurs.
Choix des espèces
Les espèces choisies pour l’atelier 1 (pêche à l’électricité/marquage) sont des cyprinidés et des percidés provenant de la rivière alimentant la station d’expérimentation, qui sont entrés à l’état larvaire et qui grandissent dans le canal approvisionnant les bassins extérieurs. Ces espèces d’eau douce sont communes en France, et sont donc les plus susceptibles d'être rencontrées par les futurs biologistes dans leur pratique professionnelle. L’espèce choisie pour l’atelier 2 (échographie) est l’esturgeon du Danube Acipenser ruthenus, une espèce élevée sur notre site pour des essais de biologie de la conservation. Les poissons utilisés dans l’atelier 1 sont au stade adulte pour faciliter la reconnaissance des espèces, les manipulations et les marquages (ratio poids marque/animal adapté), soit des individus d’environ 20 à 25 cm selon l’espèce considérée. Les esturgeons utilisés dans l’atelier 2 sont des adultes géniteurs des deux sexes, de suffisamment grande taille pour faciliter l’examen échographique et déterminer l’état d’avancement de leur maturité (soit des individus de 80 à 100 cm et de 3 à 5 kg).
Effet de la température sur la spermatogenèse du médaka et transmission multigénérationnelle
- Recherche fondamentale
- Biologie du développement
- Oncologie
- Système urogénital
739 poissons médakas vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Des mâles passent cinq semaines dans une eau à 32 °C, une température qui réduit fortement la mobilité de leurs spermatozoïdes, puis subissent sous anesthésie un prélèvement de sperme par pression sur le ventre, et leurs descendants sont étudiés sur une ou deux générations. Les poissons élevés à 32 °C et leurs descendants sont tués, comme une partie des témoins dont on prélève les testicules, tandis que 157 témoins élevés à 25 °C pourront être réutilisés. Les retombées annoncées visent l'aquaculture, où selon le porteur le coût de la réfrigération impose de connaître les températures qui permettent de "maintenir le bien-être et les performances des animaux". Sa réponse sur le remplacement tient en une phrase : il n'existe "pas d'alternative", puisque l'équipe étudie précisément la spermatogenèse à température élevée.
Objectifs
Les poissons présentent une importante plasticité phénotypique (grande capacité d'adaptation) face aux variations environnementales. A l’interface entre l’environnement et l’ensemble des gènes, des molécules dites «méthyle » (groupements CH3), constituent un code dit « épigénétique » ou méthylation de l'ADN. Elles sont capables d’interagir avec l’ADN sous l’influence de l’environnement et permettre par exemple, la mise en place d'un métabolisme adapté à un changement de température. On appelle méthylome l'ensemble des groupes méthyle pour une cellule ou pour un tissu donné. Chez la truite arc-en-ciel, une augmentation de 4°C de la température d’élevage durant la spermatogénèse entraîne des modifications de la méthylation de l’ADN des spermatozoïdes produits. Ces spermatozoïdes sont cependant fonctionnels, et donc susceptibles de transmettre leurs modifications épigénétiques à la descendance, et d’en impacter leurs performances, ou au contraire, favoriser leur adaptation à un environnement changeant. Les gènes impactés concernent la spermiogénèse (fonction de reproduction) et de métabolisme lipidique (fonction de croissance). Dans un contexte de réchauffement climatique, ces résultats soulignent la nécessité de tester comment des variations épigénétiques du spermatozoïde induites par une augmentations de température peuvent impacter les performances des descendants de première (F1), voire puis seconde (F2) génération. L'objectif de ce projet est donc d'aborder le rôle de la méthylation de l'ADN dans la transmission paternelle inter et transgénérationnelle des effets de température chez le poisson. Pour ce type d'étude, l'espèce modèle médaka (Oryzias latipes) est parfaitement adaptée, du fait de son court temps de génération, et de l'importance des ressources génétiques disponibles. Notre première hypothèse de travail : le méthylome de l'ADN du sperme de médaka est sensible à la température d'élevage au cours de de la spermatogenèse. La deuxième hypothèse : le méthylome de l'ADN du sperme contribue au développement embryonnaire et adulte et module les phénotypes. La troisième hypothèse : les altérations du méthylome de l'ADN sont transmises de génération en génération à travers la ligné germinale mâle et persistent même lorsque les individus ne sont plus exposés à la température élevée.
Bénéfices attendus
Nous nous intéressons au gamète mâle, comme vecteur intergénérationnel d'information sur les conditions de vie des individus (potentiellement changeantes). L'objectif du projet est de mieux comprendre les mécanismes moléculaires de la réponse des poissons à une augmentation de température, à l'échelle inter- puis trans-générationnelle, dans un contexte de changement climatique. Il s'agit donc d'évaluer leur aptitude à s'adapter au fil des générations, ou au contraire, mettre en évidence les possibles challenges de performances auxquels ils font face en étudiant plus particulièrement les effets sur les capacités reproductives. Pour les espèces d'aquaculture ces connaissances pourront influencer les pratiques d'élevages. En effet, la température de l’eau est une composante particulièrement difficile à moduler en élevage ouvert classique, et la période estivale coïncide avec des étapes clefs de la gamétogénèse chez de nombreuses espèces domestiques, dont les salmonidés. L’augmentation des températures estivales ces dernières années pose la question de la plasticité de ce processus gamétogénétique et de la façon dont les dernières étapes de la spermatogénèse peuvent être affectées. Le développement récent des élevages en système clos (eau recirculée) permet dans une certaine mesure de contrôler ce paramètre, mais les coûts de réfrigération de l’eau imposent de bien connaître les limites de température qui permettent de maintenir le bien-être et les performances des animaux. Aborder l’impact des températures d’élevage pendant la gamétogénèse est donc un enjeu important pour l’aquaculture à la fois continentale et marine.
Procédures
Les interventions prévues sont des prélèvements de sperme. Ils seront réalisés sous anesthésie et durent moins d'une minute. Pour cela,après anesthésie, les poissons sont sortis de l'eau et placés sous loupe binoculaire. Grâce à une légère pression exercée sur la partie ventrale, environ 1 à 2 µL de sperme sont émis et collectés dans une pipette. Les poissons sont alors placés en bac de réveil. Pour cette procédure, les expérimentateurs sont munis de gants en latex et les animaux sont pêchés délicatement à l'aide d'une petite épuisette.
Impact sur les animaux
Une première expérience a permis de déterminer la température et la durée d’exposition. La température d’exposition à 32°C pendant 5 semaines a été validée : les poissons médaka élevés à 32°C pendant un cycle de spermatogénèse présentent une forte diminution de la motilité des spermatozoïdes, mais néanmoins, les mâles testés étaient toujours capables de féconder des œufs et de produire une progéniture, (embryons éclos). D'après la littérature et nos premières observations, l'exposition à 32 °C pendant 5 semaines pendant la spermatogenèse ne produit pas de phénotype dommageable chez la descendance. De plus, aucun comportement de type pathologique n'a été observé après exposition à 32°C lors de notre expérience précédente. Les risques potentiels attendus : stress thermique ; modifications de la prise alimentaire et métabolisme énergétique ; altération de la spermatogénèse ; stress de capture.
Devenir
Les animaux élevés à 32°C et leurs descendants ne pourront être réutilisés. En effet nous suspectons que ce dispositif expérimental affecte un certain nombre de paramètres biologiques, dont l'épigénétique des poissons. Ils seront euthanasiés. Parmis les animaux contrôles issus de contrôles (élevés à 25°C), certains devront être euthanasiés afin de prélever leurs testicules pour des analayses moléculaires ou cellulaires. En revanche, 157 animaux contrôles issus de contrôles (élevés à 25°C) pourront être réutilisé après avoir participé au test de fécondance ou à la génération suivante.
Remplacement
Il n’existe pas d’alternative à cette expérimentation animale car nous recherchons précisément les mécanismes intervenant pendant une spermatogénèse à température augmentée.
Réduction
Le nombre d’animaux est adapté au plus juste pour permettre des analyses statistiques fiables malgré les fortes variabilités entre les individus. En outre, nous organisons l'emploi des animaux et les méthodes de manière à réutiliser les animaux pour plusieurs approches : les femelles utilisées pour les tests de motilité du sperme seront également utilisées pour la génération des F1, les mâles analysés en motilité du sperme permettront également de réaliser les analyses moléculaires (méthylation ADN et transcriptomique), et les mâles étudiés au niveau histologique seront également testés pour la qualité mitochondriale de leur sperme.
Raffinement
Les animaux seront élevés dans les conditions optimales pour l'espèce (photopériode, qualité d'eau, densité, conditions sanitaires) à l'exception du lot de mâles exposés à 32°C. Il s'agit cependant précisément de l'objet de l'étude (effet du réchauffement) et la littérature ne montre pas de mortalité chez des médakas élevés à cette température. Les bacs seront enrichis (ajout de plantes artificielles), les animaux toujours manipulés délicatement, avec des gants en latex et pêchés avec une petite épuisette. Les mesures de taille et de poids, ainsi que les prélèvements d’oeufs et de spermes sont des gestes doux, très rapides et non invasifs. Les prélèvements de sperme, nécessitant un geste précis, seront réalisés sous anesthésie pour limiter le stress des animaux. Les mesures de taille et poids seront réalisées lors de la même anesthésie et très rapidement (moins de deux minutes par animal, mesures poids, taille, et prélèvement du sperme compris).
Choix des espèces
Choix de l'espèce medaka Oryzias latipes : - court temps de génération en prévision d'étude d'effets inter- et transgénérationnels - spermatogénèse continue (et non saisonnière) - techniques édition génome et épigénome accessibles - ressource importante pour intégration de données bio-informatiques, bibliographie, outils moléculaires (anticorps par exemple) - spermatozoïde à histones (contrairement au zebrafish), plus proche des modèles mammifères Nous travaillerons avec des adultes de 4.5 mois car nous souhaitons étudier la spermatogénèse qui a lieu chez les mâles adultes, et la capacité des spermatozoïdes à féconder des oeufs (émis par des femelles adultes de 4.5 mois).
Effets des polluants sur les poissons hôtes et leurs parasites : une étude expérimentale sur le modèle chevesne-acanthocéphales
- Protection de l’environnement
- Recherche appliquée
- Toxicologie (hors obligations réglementaires)
- Recherche fondamentale
- Éthologie / comportement / biologie animale
- Oncologie
320 chevesnes sauvages vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Capturés par pêche électrique et maintenus jusqu'à dix mois, ils subissent des endoscopies, une infestation contrôlée par des parasites intestinaux et une exposition à des polluants par ingestion, avant dissection. Le porteur reconnaît un stress de captivité, des lésions du tube digestif et des pathologies liées aux polluants. Il affirme que l'étude des interactions hôte-parasite ne peut se faire in vitro ou in silico.
Objectifs
La pollution des cours d'eau affecte les organismes et peut se répercuter sur les interactions biotiques. Certains parasites sont connus pour accumuler des polluants depuis leur hôte, ce qui pourrait aboutir à une atténuation de certains effets écotoxicologiques, comme cela a été montré chez un poisson d'eau douce, le chevesne Squalus cephalus infestés par des acanthocéphales. Ce projet vise à tester les effets de l'exposition aux polluants à des niveaux réalistes d'un point de vue environnemental, sur les relations hôtes-parasites. Tout d'abord il s'agira de tester les méthodes d'endoscopie pour surveiller la présence de parasites intestinaux dans le tractus digestif des poissons. Des manipulations expérimentales de la charge parasitaire et de l'exposition aux polluants seront menéeschez des chevesnes issus de populations sauvages, hébergés en conditions semi-naturelles, afin d'évaluer les réponses écophysiologiques. La règle des 3R a été prise en compte de la manière suivante : 1. remplacement : les questions de recherche portent sur les interactions biotiques, entre un poisson hôte et les parasites intestinaux en réponse à la pollution environnementale, il n'est pas possible de conduire des études in vitro, ex vivo, in silico pour y répondre. 2. réduction : les effectifs ont été réduits à 20 individus par groupe, effectif minimum suffisant pour tester avec robustesse les hypothèses, 3. raffinement : les conditions d'hébergement en mésocosmes ont été optimisées, plusieurs points limites ont été retenus, et les manipulations expérimentales se font dans la gamme de variation communément observée en milieu naturel, que ce soit pour la prévalence en parasites, ou pour l'exposition aux polluants.
Bénéfices attendus
Le projet développera une méthode pour un examen interne des parasites intestinaux. L’endoscopie est une technique maitrisée et courante en médecine humaine et vétérinaire, mais très peu utilisée en écologie. Le développement de la micro-endoscopie permettra d’améliorer les connaissances sur l’état de santé des animaux sauvages, à l’échelle des individus et des populations, sans recourir à des euthanasies. Cette technique permet d’acquérir de multiples donnéeset le suivi à moyen et long terme l’évolution de l’infestation et du développement des parasites. L'étude expérimentale répond également à des questions de recherche fondamentale en écotoxicologie à l'échelle des interactions biotiques, qui sont encore très peu étudiées, les effets étant principalement étudiés à l'échelle des organismes ou des populations.
Procédures
Les individus seront capturés en milieu naturel par pêche électrique, hébergés pour une durée de 10 mois maximum, dans des très grands mésocosmes avec enrichissement du milieu (radeaux flottants végétalisés). Chaque acte durera moins de 5 minutes, sur des poissons anesthésiés. Les interventions consisteront à 1) réaliser un examen par endoscopie (2 examens par individu), 2) manipuler expérimentalement la charge en parasites, via l'utilisation d'un anthelminthique suivie d'une infestation expérimentale par ingestion de cystacanthes (stade juvénile des acanthocéphales à raison de 0, 5 ou 10 parasites par individu, qui seront déposés dans le tractus digestif des chevesnes anesthésiés). Le développement des acanthocéphales nécessite 5 mois d'attente, les chevesnes ne seront pas manipulés pendant ce temps. 3) manipuler expérimentalement l'exposition à des polluants à des doses réalistes d’un point de vue environnemental afin de déterminer les conséquences sur les conditions hôtes-parasites. L'exposition aux polluants se fera par ingestion, à raison d'une fois par semaine pendant 4 semaines. Une prise de sang (sera réalisée sous anesthésie par ponction de la veine caudale afin d’évaluer les conséquences physiologiques, puis les poissons seront immédiatement euthanasiés et disséqués pour quantifier les niveaux de polluants dans les tissus, étudier les effets écophysiologiques et évaluer les conséquences de l’exposition pour les parasites.
Impact sur les animaux
Les nuisances sont : le stress de captivité, stress thermique (les mésocosmes sont à l’extérieur et sont influencés par les températures atmosphériques). L'endoscopie peut provoquer des lésions et irritation du tractus digestif après la phase de réveil post-anesthésie. L'anesthésie et la manipulation hors de l’eau peut engendrer de l'hypoxie, déshydratation, hyperthermie. Lors de l'infestation expérimentale, la fixation des parasites peut provoquer des irritations et lésions de la muqueuse du tractus digestif et limiter les apports nutritifs. L'exposition expérimentale aux polluants peut engendrer des pathologies.
Devenir
L'euthanasie se justifie par la nécessité de comparer le nombre réel de parasites intestinaux par dissection, par rapport au nombre estimé par endoscopie afin de valider la méthode et par le fait que les analyses écotoxicologiques doivent être réalisées sur certains tissus (foie, muscles, rein, tractus digestif) et sur les parasites intestinaux qui ne peuvent être prélevés que post-mortem.
Remplacement
Le projet consiste à tester les effets de l'exposition aux polluants à des niveaux réalistes d'un point de vue environnemental, sur les interactions biotiques, plus particulièrement sur les relations entre les chevesnes et les parasites acanthocéphales. Les acanthocéphales sont des parasites intestinaux présentant la remarquable capacité d'accumuler des polluants depuis leur hôte définitif, les chevesnes, pouvant aboutir à une atténuation de certains effets écotoxicologiques. Pour comprendre les effets à cette échelle biologique (relation entre deux organismes vivants), il est nécessaire d’étudier les effets sur ces organismes. Il n’est donc pas possible de le remplacer par des modèles in silico, in vitro ou ex vivo.
Réduction
320 animaux seront utilisés, soit 20 animaux par lot pour 16 lots au total. Cet effectif correspond au nombre minimum d'animaux calculé à partir de calcul de puissance en supposant une taille d’effet similaire à ce qui a été obtenu lors d’études précédentes. Les données obtenues feront l'objet de traitement statistique des données a posteriori
Raffinement
Les conditions d’hébergement ont été raffinées avec les mésocosmes extérieurs, de grande taille, équipés de radeaux végétalisés flottants permettant de diversifier l’habitat, d’offrir des caches, abris, ombrage et nourriture diversifiées et de contribuer à l’épuration de l’eau. Avant chaque manipulation, les poissons seront anesthésiés. Chaque acte durera moins de cinq minutes. Il seront ensuite surveillés pendant la phase de réveil. Un suivi journalier des poissons et des mésocosmes sera effectué. Lorsque les poissons seront manipulés, des points limites ont été établis afin de réagir rapidement à l’apparition de symptômes attestant d’une souffrance. Le franchissement d’un point limite (anomalie du comportement, altération du rythme operculaire, hypersécrétion de mucus, lésions, pathogènes) engendrera le retrait immédiat de l’individu du mésocosme et sa mise en surveillance. Un avis auprès du vétérinaire référent sera sollicité, un traitement adéquat sera administré ainsi qu’un soulagement de la douleur si nécessaire. Une détérioration plus sévère ou durable de l’état sanitaire conduira à envisager l’euthanasie, qui sera réalisée à l’écart, après anesthésie.
Choix des espèces
L'espèce a été choisie car 1. plusieurs études ont montré l'accumulation de divers polluants dans leurs parasites acanthocéphales, au point que les chevesnes sont devenus une espèce modèle, 2. cette espèce est ubiquiste et abondante dans les cours d'eau français, 3. de précédentes études (en parasitologie et en écotoxicologie) ont été menées avec succès sur des chevesnes en captivité. Les chevesnes seront adultes, d'une taille moyenne de 15 cm. Cette taille est nécessaire pour l'utilisation de l'endoscope.