Poissons

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.

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.

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.

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.

400 saumons atlantiques au stade smolt vont être utilisés, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, puis relâchés dans la rivière. Chaque individu est hameçonné sous anesthésie puis lâché dans un dispositif de dévalaison de centrale hydroélectrique, pour mesurer les dommages subis au passage des barrages. Le porteur indique que l'hameçon provoque une douleur jusqu'à cicatrisation et que le test est arrêté si plus de 20 % des poissons subissent des dommages sévères. Il présente le recours aux poissons comme une étape "nécessaire" pour calibrer des capteurs censés, à terme, remplacer l'usage d'animaux non-humains dans ce type d'étude.

Objectifs

Suite à son autorisation, le projet « Innocuité » ayant pour objectif : (1) de tester différentes conditions de réception des poissons dévalant, soit au débouché des dispositifs de dévalaison au niveau des prises d’eau des centrales hydroélectriques, soit lors de leur franchissement d’un barrage, afin d’améliorer les critères de réception et d’assurer un transfert sans dommage des poissons, (2) et de développer une méthode alternative à l’usage des animaux pour effectuer ces tests à l’avenir, a débuté en 2019. Cependant, des périodes de confinement liées à la pandémie de la COVID19 sont intervenues au printemps 2020 et 2021. Les tests in situ programmés durant ces périodes n’ont ainsi pas pu être réalisés comme prévus et le projet a pris du retard. D’autre part, les capteurs, initialement prévus pour le développement de la méthode alternative, se sont avérés inappropriés et souvent défectueux, et une nouvelle phase de développement des capteurs a été nécessaire. L’autorisation de projet arrive à sa fin en décembre 2023 sans que l’on ait pu le terminer. Nous souhaitons demander un prolongement d’un an, ce qui nous permettra de bien réaliser les tests initialement prévus. L’approche méthodologique, décrite en détail dans la demande initiale d'autorisation du projet et ayant obtenu l’avis favorable du comité éthique, est conservée à l’identique.

Bénéfices attendus

L’objectif de ce projet est non seulement de définir de critères hydrauliques garantissant le passage des poissons sans dommage par les barrages ou les dispositifs de dévalaison, mais aussi, d’identifier les valeur-seuils des différents paramètres enregistrés par les modules sensoriels, au-delà desquels les dommages sur les poissons apparaissent, afin de pouvoir les utiliser à l’avenir pour vérifier les bonnes conditions de réception, sans avoir recours à des animaux (remplacement).

Procédures

Tous les individus (400) seront attachés, un par un, à une canne à pêche via un hameçon (hameçonnage sous anesthésie générale), relâchés dans le dispositif de dévalaison (lot test) ou dans la rivière à l’aval du dispositif testé (lot témoin), puis récupérés et observés. La durée d’expérimentation ne dépassera pas les 10-15 minutes en tout.

Impact sur les animaux

Stress physique pendant la manipulation (15 minutes cumulées), douleur suite à l’implantation de l’hameçon jusqu’à la cicatrisation.

Devenir

Tous les animaux en bonne santé seront libérés dans le milieu naturel.

Remplacement

La conduite en parallèle de tests « poissons » et « Sensor » doit permettre d’identifier les valeur-seuils des différents paramètres enregistrés par les Sensors au-delà desquels les dommages sur les poissons apparaissent, ceci dans l’optique de remplacer dans les futures études, l’usage des poissons vivants par les Sensors. Certes, cela ne réduit pas directement le nombre de poissons utilisés pour notre projet mais devrait le réduire, voire le supprimer une fois les critères d’innocuité définis.

Réduction

Chaque test in situ « poisson » sera réalisé sur 100 smolts pour avoir un échantillon représentatif. Toutefois, après avoir lâché 50 poissons, si le taux de dommages sévères est >20%, le test sera arrêté et les 50 smolts restants seront relâchés dans la rivière. Le projet prévoit de réaliser les tests sur plusieurs sites. Les résultats seront élaborés au fur et à mesure de l’acquisition des données. Si les données provenant des premiers sites permettent d’obtenir une relation claire entre mesures Sensor et dommages poissons, les autres sites ne seront pas investigués.

Raffinement

Méthodes de raffinement utilisées : - Implantation des hameçons sous anesthésie générale. - Hameçons avec ardillon protégé par une rondelle de caoutchouc insérée sur la hampe de l’hameçon, évitant toute blessure supplémentaire par l’ardillon qui sera coupé avant de décrocher le poisson. - Fil détendu pour ne pas « brider » les poissons, récupération lente pour limiter leur fatigue. - Très bonnes conditions de stabulation (température, oxygène) et régulièrement surveillées, - Bassins couverts pour réduire la luminosité et tranquilliser les smolts (conditions identiques à la pisciculture). - Faible densité dans les bassins (156 l/kg de smolts, soit une concentration 10 fois inférieure aux préconisations pour la stabulation dans les ascenseurs à poissons). - Manipulation rapide, remis en liberté des poissons après tests.

Choix des espèces

L’utilisation de Sensor doit nous permettre à terme de ne plus utiliser d’animaux pour ce type d’étude. Toutefois pour en arriver là, il est nécessaire de « calibrer » les enregistrements des capteurs en les reliant aux dommages subis par les poissons qui peuvent être de différente nature (écaillure, plaie externe ou interne, endommagement/rupture de la colonne vertébrale…). L’espèce choisie, le saumon atlantique, est une des espèces cibles pour la conception des dispositifs de dévalaison. La morphologie et la physiologie des smolts de saumon atlantique en période de dévalaison, en particulier leur forte sensibilité à l’écaillure à ce stade physiologique, et dont l’intégrité est très importante pour leur survie future en mer, sont des prérequis pour notre étude. La perte d’écailles est l’un des premiers dommages subis par les smolts au passage des obstacles si le dispositif n’est pas approprié. Les juvéniles de saumon atlantique en phase migratoire vers la mer (stade smolt) seront utilisés. La morphologie et la physiologie des smolts de saumon atlantique en période de dévalaison, en particulier leur forte sensibilité à l’écaillure à ce stade physiologique, et dont l’intégrité est très importante pour leur survie future en mer, sont des prérequis pour notre étude.

180 truites arc-en-ciel vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Après six semaines d'une alimentation enrichie ou non en levures, 90 poissons reçoivent sous anesthésie une injection simulant une infection bactérienne et 90 une injection saline, avant d'être tués huit heures plus tard pour prélever sang, foie, intestin et rate. Le projet cherche à renforcer l'immunité innée des truites d'élevage pour une aquaculture présentée comme "nécessaire" face à la demande. Le porteur indique qu'une étape d'alimentation empêche de mener l'étude en culture cellulaire.

Objectifs

Qu'ils proviennent de la pêche ou de l’aquaculture, les poissons jouent un rôle important dans l’alimentation humaine. Selon les prévisions, la production aquacole devrait augmenter de 15 % d'ici 2030. Cette croissance est nécessaire pour fournir à une population croissante des aliments sains et nutritifs. Cependant, cette croissance doit s’appuyer sur une production aquacole durable, c’est-à-dire respectueuse de l'environnement mais aussi capable de s’adapter au changement climatique. Il est donc important que les poissons d’élevage soient plus robustes. Une façon de renforcer la robustesse des animaux est d'augmenter leurs défenses immunitaires. Le système immunitaire des animaux comporte deux parties : l'immunité innée et l'immunité adaptative ou acquise. L’immunité innée est une protection naturelle présente dès la naissance. Elle agit rapidement lors d’une infection mais n’est pas spécifique de l’agent pathogène (bactérie, virus…). L’immunité acquise se développe au cours de la vie. Basée sur la production d’anticorps, elle est spécifique d’un agent pathogène et bénéficie d’un effet mémoire c’est-à-dire que l’animal réagira de manière plus rapide et plus efficace lors d’une autre infection par le même pathogène. Cependant, une idée nouvelle en immunologie suggère que l'immunité innée peut également être entraînée pour lui permettre d’être plus réactive face à de futures infections. Pour entrainer l'immunité innée, il suffirait d’exposer les animaux à des molécules capables de déclencher la réponse immunitaire innée. On trouve certaines de ces molécules en abondance dans la paroi des levures, comme la levure de bière ou de boulangerie. L'objectif de ce projet est donc d’ajouter des levures dans l'alimentation de la truite pour stimuler et entrainer son immunité innée et ainsi augmenter ses défenses immunitaires.

Bénéfices attendus

Ce projet permettra d’établir s’il est possible d’améliorer les défenses immunitaires de la truite arc-en-ciel par le biais de son alimentation. Les levures sont fréquemment utilisées dans l’alimentation des animaux d’élevage pour améliorer la croissance et la santé des animaux. Ainsi cette expérimentation permettra d’évaluer si l'ajout de levure dans l’alimentation de la truite permet d’augmenter les défenses immunitaires de cet animal et le rendre plus robuste face au changement climatique.

Procédures

Dans cette expérimentation, des jeunes truites arc-en-ciel seront nourries pendant 6 semaines avec des aliments contenant ou non des levures. Au bout de ces 6 semaines, 90 poissons recevront sous anesthésie, une piqûre d’un produit simulant une infection bactérienne et 90 autres recevront également sous anesthésie, une piqûre de solution saline (eau salée). Huit heures après l’injection, les poissons seront anesthésiés puis euthanasiés et différents tissus et organes (sang, foie, intestin et rate) seront prélevés sur ces animaux morts. Ce délai de huit heures a été démontré dans des études précédentes, comme nécessaire et suffisant pour induire une réaction inflammatoire.

Impact sur les animaux

Les 6 semaines d’alimentation qui précèdent l'injection du produit destiné à provoquer une réaction immunitaire chez les poissons, ne devraient causer aucune nuisance ni effet indésirable aux poissons car ceux-ci seront élevés de manière traditionnelle et nourris avec des aliments adaptés à leurs besoins. De plus, la levure qui sera introduite dans l’aliment bénéficie d’une autorisation d’utilisation en alimentation des poissons d’élevage. Pour réduire le risque d’infection lié au fait de piquer la peau du poisson avec une aiguille, la seringue et l’aiguille seront stériles et changées entre chaque poisson. L’injection de la solution saline stérile n’a aucun effet sur l’état de santé du poisson et son comportement comme l’ont démontré des études précédentes. L’injection du produit simulant une infection bactérienne devrait déclencher une réaction inflammatoire chez la truite. Des études ont montré que ces injections ne présentent aucun risque pour la vie de l’animal mais entrainent une réaction immunitaire similaire à celle que l’on peut observer après une vaccination.

Devenir

Huit heures après l’injection, la totalité des poissons (180) seront anesthésiés puis euthanasiés afin de procéder à des prélèvements de foie, d’intestin, de rate et de sang.

Remplacement

Le projet requiert une étape prélable d'alimentation des animaux, il ne peut donc pas être réalisé en culture cellulaire.

Réduction

Le nombre de poissons a été réduit au strict minimum tout en restant suffisant pour prendre en compte les différences de réaction entre les truites arc-en-ciel lors de l'injection du produit stimulant l'immunité, garantissant ainsi la fiabilité des résultats. Ce nombre de poissons a été établi en utilisant des outils statistiques.

Raffinement

Les mesures de raffinement prévues visent à garantir des conditions idéales pour les poissons, notamment en faisant en sorte qu’il n’y ait pas plus de 9 à 10 kg de poissons par mètre cube d’eau, en renouvelant l'eau en continu pour apporter suffisamment d’oxygène aux poissons, en créant une colonne de bulles pour enrichir l'environnement, en respectant le rythme naturel du jour et de la nuit et en plaçant un nombre suffisant de poissons dans chaque bassin (27 poissons) pour favoriser les interactions sociales. Les bassins seront équipés de couvercles ajourés pour éviter la prédation par des oiseaux et limiter le stress lié aux activités des techniciens. Les poissons seront nourris manuellement deux fois par jour jusqu'à ce qu’ils ne montrent plus de signe de faim, les techniciens surveilleront deux fois par jour, à l’occasion des repas, le comportement et le bien-être des poissons, en complétant une fiche basée sur des critères comportementaux et physiques. Si un point limite est atteint, l'animal sera euthanasié conformément aux réglementations. La manipulation des truites sera effectuée par des personnes expérimentées, les injections seront faites sous anesthésie générale, et tous les prélèvements d’organes et de tissus seront réalisés sur des animaux préalablement euthanasiés.

Choix des espèces

La truite arc en ciel est choisie en raison de son importance agronomique et commerciale en France. L’expérimentation sera réalisée sur de jeunes truites arc-en-ciel d’environ 150g. Cette taille de poissons permet la collecte d’échantillons de tissus ou d'organes dont les tailles sont compatibles avec la réalisation de plusieurs analyses.