Poissons
Création de lignées poissons-zèbres génétiquement modifiées, évaluation et prise en charge des phénotypes dommageables.
- Recherche fondamentale
- Système cardiaque
2000 poissons zèbres vont être utilisés, gardés vivants pour produire des lots expérimentaux, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger. Aucune intervention n'est pratiquée sur eux, l'évaluation reposant sur l'observation de l'aspect et du comportement d'animaux génétiquement modifiés pouvant développer des malformations cardiaques ou perdre leur capacité de régénération. Le projet crée et surveille ces lignées pour identifier des gènes du développement et de la régénération du cœur, en vue d'applications chez les mammifères. Le porteur affirme que l'évaluation du caractère dommageable d'un phénotype génétiquement modifié ne peut se faire par une méthode alternative.
Objectifs
Les affections cardiaques sont devenues l’une des causes les plus fréquentes de décès et d’invalidité, si ce n’est la cause première comme l’indiquent de nombreux pays européens. Parmi ces affections, les malformations cardiaques congénitales représentent une des causes majeures de morbidité infantile. Cependant, peu de facteurs génétiques responsables de ces malformations ont été identifiés à ce jour. Le développement cardiaque du poisson-zèbre étant rapide et très proche de celui observé chez l'homme, cet animal se présente comme un modèle de choix pour identifier les gènes potentiellement responsables de malformations cardiaques congénitales. De plus, alors que les mammifères adultes sont incapables de régénérer leur cœur après une lésion, le poisson zèbre est capable, suite à une amputation d’un maximum de 30% du ventricule, de totalement régénérer son cœur. Notre principal objectif est d’identifier les facteurs génétiques qui régulent le développement et la régénération du cœur chez le poisson zèbre pour ensuite les tester chez les mammifères. Pour déterminer les cibles appropriées, nous allons créer et/ou analyser des animaux génétiquement modifiés nous permettant d'étudier la fonction de ces facteurs au cours du développement et de la régénération. L'objectif de ce projet consiste à évaluer les conséquences de ces modifications génétiques sur la santé et le bien-être des poissons afin de gérer au mieux de l'élevage de ces animaux.
Bénéfices attendus
A court terme, l’évaluation et la prise en charge d’un phénotype dommageable permet de mieux comprendre la lignée transgénique étudiée. A long terme, la création et/ou l'étude de lignées génétiquement modifiées nous permettra de caractériser des gènes impliqués dans le développement, les pathologies et la régénération cardiaques et par conséquent de mieux appréhender les pathologies cardiaques chez l'homme.
Procédures
Aucune intervention ne sera effectuée sur les animaux. L'évaluation du phénotype se fait par observation de l'aspect et du comportement des animaux.
Impact sur les animaux
Nos études sont focalisées sur des gènes impliqués dans le développement et la régénération du cœur, les effets indésirables potentiellement attendus se traduiraient par différentes atteintes cardiaques : malformations, perte de la capacité de régénération.
Devenir
La procédure décrite dans ce projet consiste à évaluer les conséquences de modifications génétiques sur la santé et le bien-être des poissons afin de gérer au mieux de l'élevage de ces animaux. Ces derniers pourront être utilisés pour la production de lots expérimentaux.
Remplacement
Le projet répond aux exigences réglementaires de la directive 2013-118 : Art. R. 214-89.−Au sens de la présente section et des textes pris pour son application, on entend par « Procédure expérimentale » toute intervention destinée ou de nature à aboutir à la naissance ou à l’éclosion d’un animal ou à la création et à la conservation d’une lignée d’animaux génétiquement modifiés L’évaluation du caractère dommageable d’un phénotype d’un animal génétiquement altéré n’est donc pas envisageable par une méthode alternative.
Réduction
Cette procédure d’évaluation du phénotype dommageable se fait sur un nombre restreint d’individu et durant la période d’élevage ce qui permet d’avoir des paramètres zootechniques spécifiques qui aboutissent à une meilleure gestion de la production et donc une réduction au final du nombre d’individu nécessaire pour obtenir les lots expérimentaux.
Raffinement
L'évaluation du phénotype dommageable repose sur une méthode d'observation non invasive qui ne génère aucune douleur et aucun stress à l'animal. De plus, l'identification du phénotype dommageable permettra de définir des points limites suffisamment précoces et prédictifs permettant une prise en charge de la souffrance pour les lignées identifiées, à travers des actions ciblées (enrichissement adaptés, pris en en charge de la douleur, arrêt du maintien de la lignée).
Choix des espèces
Le modèle poisson-zèbre est ici utilisé pour 2 raisons : 1- Le développement cardiaque du poisson- zèbre étant très proche de celui observé chez l'homme, cet animal se présente comme un modèle de choix pour identifier rapidement les gènes potentiellement responsables de malformations cardiaques congénitales. De plus, l'organe cardiaque se développe rapidement chez cette espèce, nous permettant d'effectuer nos analyses sur des spécimens de moins de 96 heures post-fertilisation. 2-Contrairement aux mammifères, le poisson- zèbre est capable de régénérer son tissu cardiaque à l'âge adulte. Les phénotypes seront monitorés aux stades suivants : 1 semaine, 2 semaines, 3 semaines, 4 semaines, 3 mois, et 6 mois post fécondation.
Bioaccumulation chez le poisson : exposition via le milieu aquatique et via la voie alimentaire
- Protection de l’environnement
Saumons : 2000
Autres poissons : 10000
15 000 poissons (poissons zèbres, saumons et autres espèces) vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger à sévère, la quasi-totalité tuée à l'issue et seuls quelques témoins survivants éventuellement replacés. Ils sont exposés jusqu'à 28 jours à des substances chimiques via l'eau ou l'alimentation, pour mesurer la bioaccumulation exigée par la réglementation avant mise sur le marché. Le porteur indique que les concentrations sont choisies sous le seuil de toxicité aiguë mais que des effets néfastes comportementaux ou létaux restent possibles, et qu'une mortalité de 10 % n'invalide pas le test. Il commande des lots de 400 à 600 poissons par essai pour tenir compte de la mortalité liée au transport.
Objectifs
L’évaluation de la bioaccumulation de certaines substances est obligatoire dans le cadre d’autorisation de mise sur le marché de nouvelles substances ou d’évaluation d’un risque sanitaire (rejet d’effluent etc…).Dans ce cadre, des essais sont menés sur différents organismes représentatifs des écosystèmes aquatiques dont les poissons. L'essai de bioconcentration chez le poisson se compose de deux phases : exposition (absorption) et post-exposition (élimination). Pendant la phase d’absorption, un groupe de poissons d’une même espèce est exposé à la substance d’essai à une ou deux concentrations (en fonction des propriétés de la substance). Pour la phase d’élimination, ils sont ensuite transférés dans un milieu exempt de la substance d'essai, ou nourris avec des aliments « propres », non-traités. Ces essais vont permettre de déterminer un facteur de bioconcentration ou bioamplification (FBC, FBA) d’une substance afin d’évaluer les risques sur l’écosystème aquatique et la chaine alimentaire.
Bénéfices attendus
Les résultats obtenus sont utilisés dans le cadre de l'évaluation du risque des substances chimiques, produits formulés, médicaments ou autre afin de déterminer les concentrations maximales acceptables dans l'environnement et de réaliser les évaluations du risque.
Procédures
Les animaux sont exposés à des concentrations en substance chimiques via le milieu aquatique ou via l'alimentation. Il n'y a pas de prélèvements ni de procédures chirurgicales. La durée de la phase d'exposition est de 28 jours maximum.
Impact sur les animaux
Les essais de bioaccumulation ne devraient pas entrainer de mortalité, les concentrations d'expositions étant choisies en dessous des niveaux de toxicité aiguë. Cependant, la durée de l'essai , plus longue qu'un essai de toxicité aiguë ainsi que les différences de sensibilité des organismes peut entrainer des effets néfastes sur les organismes. Les effets néfatses sont dépendant de la substance testée et peuvent être comportementaux ou létales.
Devenir
Les animaux des groupes exposés sont issus d'une procédure sévère, ils ne peuvent donc pas être réutilisés. De plus, les espèces de poissons utilisées ne sont pas toutes des espèces domestiques qui peuvent être replacés en aquarium ou par des associations. Si des solutions de replacement existent, les animaux issus des groupes contrôles, restant à la fin de la phase d'élimination, seront gardés en vie et replacés.
Remplacement
Ces essais sont exigés par les règlementations quand des read-across ne sont pas possibles, pas pertinent ou que les données issues de la littérature ne sont pas suffisantes. Il n’existe pas actuellement de modèle cellulaire permettant de représenter la bioaccumulation au sein des organismes.
Réduction
Dans un but de réduction du nombre d’animaux utilisés, la ligne directrice préconise l’utilisation de 3 groupes de concentration (témoin, forte concentration, faible concentration) et non d’une gamme de 5 concentrations. La réalisation d'un essai préliminaire avec un faible nombre d'individus permet d'affiner les durées des phases d'absorption et d'élimination et ainsi d'évaluer précisément le nombre d'individus nécessaire pour l'essai définitif. Le développement d'une méthode analytique de dosage de la substance dans le poisson la plus sensible possible permettra de réduire le nombre de poissons utilisés, chaque individu prélevé donnant un résultat et pas un pool d'individus pour une mesure.Pour l'essai préliminaire, il faut 20 poissons par concentration (3 concentrations) soit 60 poissons. Pour l'essai définitif, il faut 13 prélèvements au cours du temps avec 4 poissons à chaque temps soit 52 individus. 3 poissons supplémentaires au début du test, à la fin de la phase d'adsorption et à la fin de la phase d'élimination pour le dosage des lipides soit 9 poissons. Une tolérance de 10% de mortalité n'invalide pas le test. le nombre de poisson par concentration est donc de 52+9+7 soit 68 poissons par lot. 4 lots maximum par test soit 68*4 = 272. Soit 332 poissons pour essai préliminaire + essai définitif. Des lots de 400 poissons sont donc commandés pour chaque projet pour tenir compte de la mortalité potentielle liée au transport (10% max) ainsi que des poissons utilisés pour le développement de la méthode analytique (entre 20 et 30 individus). Pour les espèces les plus petites et en fonction des limites de quantification de la méthode analytique, il peut être nécessaire de pooler les individus par 3 ou 4 et donc d'augmenter le nombre d'individus par lot. C'est notamment le cas du Danio pour lequel des lots de 600 poissons sont nécessaires. Afin de réduire le nombre de poissons utilisés, si le choix de l'espèce incombe au laboratoire, une espèce de grande taille est privilégiée.
Raffinement
Les poissons sont maintenus dans un environnement permettant une croissance optimale en termes de qualité d’eau et d’alimentation. Suivi journalier des conditions d’essai (pH, Oxygène dissous). Les poissons sont surveillés quotidiennement et scorés selon une grille de points limites permettant l'évaluation pgysique et comportementale des individus. En fonction du score obtenu, une surveillance 2 fois par jour pourra être réalisée. Dès l'atteinte des points limites, les animaux sont retirés de la procédure et euthanisiés.
Choix des espèces
Les espèces utilisées sont celles préconisées par les normes et les règlementations. Les poissons utilisés seront adultes ou juvénile en fonction de l'espèce (taille et poids des organismes).
Migration facultative des civelles d’anguille européenne: rôle du stress et différentiation génétique
- Conservation des espèces
- Recherche appliquée
- Toxicologie (hors obligations réglementaires)
- Recherche fondamentale
- Éthologie / comportement / biologie animale
- Oncologie
- Système endocrinien
2 800 civelles d'anguille européenne vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger à modéré, une partie tuée pour analyses et le reste relâché dans son estuaire d'origine. Elles sont marquées sous anesthésie légère, triées selon leur comportement migratoire, exposées à un anxiolytique (diazépam) à dose environnementale, puis soumises à un stress mécanique en chambre respirométrique. Le porteur indique surveiller le rythme cardiaque pendant le marquage grâce à la transparence des animaux et relâcher les individus en surplus après acclimatation progressive. Il affirme que le comportement migratoire, propre à l'espèce et au stade civelle, exclut tout remplacement par une autre espèce ou une approche in silico.
Objectifs
L’objectif principal du projet est de contribuer à une meilleure compréhension de la migration facultative de la civelle d’anguille européenne en déterminant la relation au stress des individus migrants (M) et non migrants (NM) mais également en testant une approche génétique sur les deux comportements. Il est actuellement admis, lors de la migration estuarienne des civelles, que certains individus ne migrent pas en rivière et se sédentarisent en eau saumâtre, voire en zone côtière. Les raisons de cette migration facultative ne sont pas encore élucidées et l’enjeu est de taille puisque les civelles se sédentarisant donneraient plutôt des mâles tandis que les individus migrant en rivière se développeraient plutôt en femelles. Or de récents travaux suggèrent que les civelles présentant le plus de signaux de stress pourraient avoir une plus forte probabilité de sédentarisation. Notre premier objectif est de déterminer si les civelles NM : (a) présentent des signes plus importants de stress que les M (procédure 1) et/ou (b) si elles sont plus sensibles au stress (procédure 2). Les civelles M et NM seront identifiées grâce à un tri expérimental basé sur l'alternance des courants de marée. Elles seront ensuite exposées, ou pas, à un anxiolytique, le diazepam (D), afin d'obtenir un gradient de réponses. Pour l'objectif 1a, nous faisons l'hypothèse que les marqueurs de stress présenteront le gradient suivant : NM>NM+D> M>M+D. Afin de vérifier si les civelles NM sont plus sensibles au stress que les M, la consommation d'oxygène sera mesurée avant, pendant et après un stress mécanique de 2 min (objectif 1b). La consommation d'oxygène reflète en effet le métabolisme d'un individu et augmente avec le stress. Nous faisons l'hypothèse que les civelles les plus stressées verrons leur consommation d'oxygène augmenter plus fortement et/ou mettrons pus de temps à retrouver un niveau de base. Par ailleurs, les approches génétiques de la migration chez l’anguille sont encore très rares et notre deuxième objectif (procédure 3) est d'évaluer la variabilité génétique entre civelles migrantes et non migrantes. Enfin, de fortes variations du statut énergétique ont récemment été mises en évidence entre les civelles d'automne et de printemps ce qui pourrait entrainer des variations de réponses au stress et/ou suggérer des différences génétiques. Des analyses préliminaires sont en cours pour déterminer si il serait pertinent de réaliser tout ou partie de l'étude sur les deux saisons.
Bénéfices attendus
Ce projet vise à contribuer à une meilleure compréhension de la migration facultative chez l’anguille européenne. L’enjeu est de taille car le choix de migrer ou non peut être déterminant pour le déterminisme du sexe chez cette espèce. Comprendre la relation au stress des civelles migrantes et non migrantes ainsi que leur variabilité génétique sont autant d’informations pouvant nous permettre d’anticiper le fonctionnement et l’évolution de la population dans un contexte de changement global.
Procédures
Procédure 1: 160 civelles sont marquées en sous-cutané avec de l'élastomère coloré à l'aide d'une seringue à insuline (marque d’environ 1mm). Le marquage se fait sous anesthésie légère et dure de 3 à 4 secondes par civelle. Elles sont ensuite placées dans des installations expérimentales mimant l'alternance des courants de marée pour identifier leur comportement de migration durant 4 jours. Des lots de 30 civelles migrantes et non migrantes sont ensuite exposés, ou pas, à des concentrations environnementales de diazepam durant 7 jours (concentration mesurée dans des effluents de station d’épuration en estuaire : environ 5microgrammes par litre). Procédure 2: Afin de mesurer en continu la consommation d'oxygène des civelles, 12 individus de chacun des 4 lots (M, M+D, NM, NM+D)sont placés dans des chambres respirométriques durant moins de 6h et soumises à un stress mécanique de 2 minutes (agitation). Procédure 3 : 1200 civelles sont placées 24h dans une installation expérimentale de 25m3 mimant la photopériode pour identifier leur comportement de migration. Au crépuscule, les civelles considérées comme migrantes quittent les abris et dérivent avec le courant pour être piégées en aval quelques secondes plus tard.
Impact sur les animaux
Les nuisances potentielles sur les animaux concernent essentiellement la succession de procédures (marquage, tri comportemental, exposition au diazepam, respirométrie). Néanmoins, le marquage est rapide (3 à 4s par civelle) et sous anesthésie légère permettant un réveil rapide. Le tri comportemental offre la possibilité aux civelles de rester sous abris si elles le souhaitent, l’exposition au diazepam sera faite à des doses environnementales et la respirométrie nous permet de suivre en temps réel le niveau de stress des individus afin d'intervenir rapidement en cas de problème.
Devenir
Procédure 1: Pêche de 200 individus à l'automne et au printemps. A chaque saison, 160 civelles seront marquées pour le tri expérimental afin d'obtenir 60 civelles migrantes (M) et 60 non migrantes (NM). 4 lots de 30 individus seront effectués (30 M, 30M+D, 30 NM, 30 NM+D). 18 civelles pour chacun des 4 lots seront euthanasiées pour effectuer les analyses hormonale, moléculaire et métabolomique (6 pour chaque type d'analyse). 12 seront gardées en vie pour la procédure 2. Le tri nous donne plus de migrants que de non migrants ce qui explique l'utilisation de 160 civelles initialement et non de 120. Le marquage n'entraine aucune mortalité ni modification de comportement et il s'atténue très vite avec le développement naturel de la pigmentation des civelles. De petite taille (environ 1mm), il est par ailleurs peu visible sans éclairage aux ultra-violets et une civelle marquée peut poursuivre son cycle de vie en milieu naturel tout comme les individus non marqués. Les 80 civelles en surplus (dont 40 marquées) seront donc relâchées dans leur estuaire d'origine. Procédure 2: A chaque saison, les 12 civelles de chacun des 4 lots de la procédure 1 seront euthanasiées pour analyses de marqueurs hormonaux et moléculaires après mesures de leur consommation d'oxygène. Procédure 3: 1200 civelles pêchées à l'automne et au printemps. A chaque saison, 600 civelles seront euthanasiées après tri expérimental pour l'analyse génétique. Sur chaque individu, des variabilités ponctuelles de leur séquence d'ADN seront recherchées (SNP) afin de différencier les comportements de migration (migrantes vs non migrantes). Le surplus de 600 civelles par saison issues du tri comportemental sera relâché. Des analyses préliminaires sont en cours pour confirmer l'importance ou pas d'effectuer ces procédures à la fois à l'automne et au printemps.
Remplacement
Le comportement de migration étant spécifique à l’espèce et au stade de développement, le remplacement par une autre espèce ou un autre stade n’est pas envisageable. Nous cherchons à comprendre les mécanismes du déterminisme de la migration et, à ce stade, une approche in silico n’est pas non plus envisageable.
Réduction
Compte-tenu de la nécessité de travailler à l’échelle individuelle et de la variabilité inter-individuelle observée dans les analyses hormonale, moléculaire et métabolomique, nous avons fixé les échantillonnages dans la procédure 1 à 6 individus par lot pour chaque type d’analyse. Néanmoins, une mise au point des méthodes d’analyse à l’échelle individuelle est actuellement en cours et en fonction des résultats (à l’automne), nous verrons si ce nombre peut être diminué. Concernant la respirométrie (procédure 2), nous devons augmenter à 12 individus par lot pour tenir compte de la forte variabilité inter-individuelle du métabolisme. Dans le cadre de la procédure 3, nous souhaitons analyser les variations génétiques chez de nombreux individus afin d'étudier les corrélations avec le comportement de migration (M/NM) à l'échelle individuelle. Une analyse préliminaire statistique a permis de déterminer qu'il faudrait des tailles d'échantillons >800 civelles pour détecter des différences génétiques, si elles existent. Nous pensons néanmoins raisonnable de réduire ce nombre à 600, car l’équilibre des deux classes de comportement (300 M et 300 NM) augmente la puissance de détection.
Raffinement
Les civelles d’anguille remontent les estuaires en nageant principalement de nuit avec la marée montante et en se cachant dans le substrat à marée descendante. Pour nos tris comportementaux, les animaux seront placés dans des structures leur permettant de synchroniser leur comportement sur la photopériode et/ou sur l’alternance du courant de marée. Les installations sont équipées d’abris dans lesquels les civelles peuvent choisir de se cacher et sont sous alarme électrique. L’exposition au diazepam se fera à doses environnementales (concentrations retrouvées dans le milieu naturel en sortie de station d'épuration) dans des bacs aérés et équipés de morceaux de paillasson inversés que les civelles utilisent pour se cacher. L’espèce étant lucifuge, l’intensité lumineuse dans toutes les installations sera très faible. Une aube et crépuscule seront appliqués pour éviter les changements de luminosité brutaux et permettre la synchronisation du comportement sur l’alternance jour-nuit. La température sera maintenue constante et proche du milieu naturel. Procédure 1: les civelles seront acclimatées à l'eau douce progressivement durant trois jours. Lors du marquage sous anesthésie, le battement cardiaque sera surveillé grâce à la transparence des civelles. Une arythmie, entrainera la remise instantanée de l’individu en bac de réveil. Des signes de réveil entraineront immédiatement une remise en bac d’anesthésie. Les installations sont filmées et peuvent être surveillées à distance ce qui permettra une intervention rapide si besoin. Procédure 2: lors des mesures d'oxygène en continu, un expérimentateur surveillera en permanence les bonnes conditions d'expérimentation soit en présentiel, soit en distanciel via une caméra qui filme le dispositif. Procédure 3: Les civelles resteront 24h dans une installation de 25m3. Un expérimentateur sera présent durant la journée pour surveiller le dispositif. Durant la nuit, l'installation est sous alarme et un expérimentateur peut se déplacer rapidement bien que le volume important tamponne les variations d'oxygène et de température en cas de panne. Les civelles relâchées le seront dans la partie eau douce de l'estuaire d'origine pour respecter l'acclimatation faite à l'eau douce dans nos installations. Elles seront acclimatées progressivement à l'eau de l'estuaire en mélangeant progressivement (sur une trentaine de minutes) l'eau de l'estuaire et l'eau contenant les civelles avant d'être relâchées.
Choix des espèces
Nous nous intéressons à l’anguille européenne et plus exactement à la migration estuarienne du stade civelle. Cette espèce a une importance écologique, économique et patrimoniale majeure. La civelle d'anguille doit remonter les estuaires pour atteindre les zones de croissance en eau douce et celles qui ne le font pas ont une forte probabilité de se développer en mâles. Il est donc essentiel de comprendre ce qui amène certains individus à stopper leur migration et aucune autre espèce ne peut être utilisée pour atteindre le même objectif. L'anguille européenne sera utilisée au stade juvénile (civelle) car c'est à ce stade qu'elle effectue sa migration estuarienne.
Suivi de la mobilité de la lamproie de Planer, de la truite et du chabot en rivière et de l’efficacité des mesures de restauration de la continuité écologique
- Protection de l’environnement
- Recherche fondamentale
- Éthologie / comportement / biologie animale
- Oncologie
Autres poissons : 700
1 000 poissons, 700 lamproies et chabots et 300 salmonidés, vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, puis relâchés dans leur rivière. Chaque individu est capturé, anesthésié, mesuré, pesé, puis reçoit un transpondeur implanté par une incision ventrale, en restant hors de l'eau entre 30 secondes et une minute. Le porteur affirme que la cicatrisation est "généralement très bonne" et que l'implantation a "peu d'impact" sur le bien-être des animaux non-humains, tout en signalant une mortalité post-opératoire possible et une perte de puce chez certains individus. Il justifie l'étude par l'évaluation, en milieu naturel, de dispositifs de franchissement destinés à restaurer la continuité écologique.
Objectifs
L’objectif principal est de mesurer la mobilité des lamproies de Planer avant leur reproduction, dans deux cours d’eau présentant des obstacles à la continuité écologique, puis d’évaluer ensuite le bénéfice de l'installation de dispositifs de franchissement (passes) aménagés pour les lamproies. Les deux cours d’eau étudiés abritent également des populations de truite et de chabot, deux espèces pouvant bénéficier des actions mises en œuvre pour la lamproie, et qui seront également intégrées à l’étude. Les déplacements individuels des trois espèces seront analysés en utilisant des marquages à l'aide de puces électroniques et de dispositifs de détection fixes et mobiles.
Bénéfices attendus
Ce projet permettra d’acquérir des informations sur les déplacements des lamproies de Planer en milieu naturel et leurs capacités à emprunter des dispositifs de franchissement existants (passes à poissons) ainsi que des dispositifs expérimentaux spécifiquement conçus pour cette espèce (rampes à rugosité). Le bénéfice de ces aménagements pour les autres espèces à enjeu (truite et chabot) sera également analysé. Cette étude servira de retour d’expériences en vue de proposer des adaptations dans le cadre des futurs projets de restauration de la continuité écologique.
Procédures
Après anesthésie générale, les animaux seront mesurés puis pesés, puis une incision ventrale sera réalisée et un transpondeur sera implanté manuellement sur 1000 poissons. 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 puces est généralement très bonne, tant sur des lots conservés en pisciculture qu'en milieu naturel. L'implantation n'a pas ou peu d'impact sur le bien-être animal ou la reproduction, car la puce utilisée présente une taille minimale adaptée à la taille de l'individu. En outre, la taille de l'incision est faible, de l'ordre de 2-3 mm.
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 franchissement des passes à poissons doit obligatoirement être réalisée in situ en étudiant le comportement migratoire de l’espèce considérée, dans le cas présent la lamproie de Planer, la truite de rivière et le chabot. Il est nécessaire de capturer des animaux sauvages en rivière, de les marquer individuellement et de les relâcher vivants. Ensuite, les déplacements sont évalués en utilisant des dispositifs de détection fixes et mobiles.
Réduction
Le projet est prévu sur une durée de 3 ans, avec captures et marquages les deux premières années (maximum 5 ans si report des marquages en cas de conditions environnementales très défavorables). L’effectif prévu est un minimum (règle des 3 R : réduction) pour pouvoir décrire des « patterns » comportementaux dans les deux rivières, et évaluer in fine la franchissabilité et la sélectivité des ouvrages aménagés (2 aménagements visés / rivière). Il est adapté au gabarit des cours d’eau et à la densité de population en place. Chez la lamproie, il peut être attendu un taux de montaison de 30%, taux moyen constaté dans une précédente étude en milieu naturel. Cet effectif théorique attendu doit être nuancé par plusieurs facteurs : - L’implantation des puces 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. Les poissons seront maintenus hors d’eau pendant toute la durée de la prise des mesures biométriques et marquages. L’expérience du personnel permet de réduire le temps global de manipulation à moins d’une minute. La taille des puces sera adaptée à la taille de l’animal (marquage des lamproies > 120 mm à l’aide de tags de 12 mm). Les individus seront placés sur une éponge imbibée d’eau au moment du marquage. Pour les truites, 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 après marquage au niveau de l’incision (pommade recommandée et fournie par le vétérinaire référent).
Choix des espèces
L’espèce cible prioritaire est la lamproie de Planer (Lampetra planeri), espèce abondante dans les deux cours d’eau concernés et impactée par la présence d’ouvrages limitant sa migration. A notre connaissance il existe très peu d’études sur la migration de l’espèce, ses capacités de franchissement d’obstacles et le bénéfice réel des passes à rugosité. Les autres espèces cibles sont la truite commune (Salmo trutta) et le chabot (Cottus gobio) qui peuvent également bénéficier des aménagements réalisés (passes) au cours de ce projet. Pour les lamproies, le stade adulte (après métamorphose) sera ciblé, puisqu’il s’agit d’une étude sur le comportement avant reproduction. Toutefois, la métamorphose pouvant intervenir durant l’hiver donc après les opérations de marquage, les ammocètes de grande taille (> 120 mm) seront également marquées si l’effectif d’adultes escompté n’est pas atteint. Pour les truites, les juvéniles seront marqués dès 80 mm, à l’aide de puces de 13 mm ; les sub-adultes et adultes dès 120 mm à l’aide de puces de 23 mm. Pour les chabots, seuls les individus sub-adultes et adultes > 80 mm seront marqués à l’aide de puces de 13 mm. Ces tailles minimales assurent un ratio « poids du l’émetteur / poids du poisson » inférieur à 2% (
Etude de viabilité du juvénile de mulet Liza ramada exposé à différentes concentrations de Vulcanodinium rugosum
- Conservation des espèces
- Protection de l’environnement
- Recherche appliquée
- Toxicologie (hors obligations réglementaires)
300 juvéniles de mulet vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance sévère. Les poissons sont exposés pendant trois jours à des microalgues toxiques dont les toxines peuvent provoquer paralysie, arrêt respiratoire et mort, pour mesurer l'effet de ces toxines sur leur survie. Le porteur indique que les individus survivants sont ensuite euthanasiés pour éviter toute dissémination de microalgues dans les lagunes. Il juge le mulet "impossible à remplacer" par un modèle mathématique, aucune étude n'ayant encore porté sur la viabilité de poissons exposés à cette microalgue.
Objectifs
Ce projet s’inscrit dans la problématique globale des efflorescences phytoplanctoniques impliquant des dinoflagellés toxiques, dont les enjeux s’étendent à l’ensemble circumméditerranéen : la France, l’Espagne et l’Italie sont directement concernées en Europe de l’Ouest. La façade Méditerranéenne française connait des développements importants des microalgues toxiques avec des épisodes d’intoxications des produits de la mer entrainant de fortes répercussions économiques, écologiques et sanitaires. Ces efflorescences correspondent à des phénomènes sporadiques connus sous le nom de HAB (Harmful Algal Blooms). Dans le cadre du dispositif de surveillance des mollusques (renommé REPHYTOX), la présence de pinnatoxines G (PnTX G) a été mise en évidence dès 2009 dans les échantillons de moules dans la lagune d'Ingril. Le dinoflagellé producteur, V.rugosum a été formellement identifié qu’en 2011 et son aire d'expansion à d'autres lagunes du Languedoc Roussillon fut confirmée. V.rugosum est une espèce thermophile productrice de pinnatoxines (PNTX, appartenant au groupe de Fast Acting Toxins) et de portimine, une toxine lipophile. Les PNTX, antagonistes des récepteurs de l'acéthylcholine, entraînent des symptômes neuromusculaires après l'ingestion chez la souris (perte de l'activité motrice, dépression respiratoire, arrêt respiratoire). Des études ont montré l'accumulation des toxines produites par V.rugosum dans les mollusques bivalves ainsi que chez les copépodes, chez lesquels elles provoquent une diminution de la viabilité in vitro. Aucune étude n'a pour l'heure été faite concernant l'accumulation de ces toxines chez les poissons ou un effet sur leur viabilité. D'un point de vue écologique, il est indispensable de comprendre l'impact de ces toxines sur les maillons supérieurs trophiques (poissons planctophages) afin d'évaluer les conséquences de ces toxines sur les écosystèmes lagunaires. Par ailleurs, l'accumulation des toxines chez ces poissons pourrait avoir des conséquences sanitaires, et la potentielle diminution des populations pourrait engendrer des répercussions économiques sur les stocks de pêches. Le mulet est une espèce phytoplanctophage et zooplanctophage répandue dans les lagunes méditerranéennes et dont les larves et juvéniles pourraient être impactées par les efflorescences de V.rugosum.
Bénéfices attendus
Aucune étude n'a pour l'heure été faite concernant l'accumulation de ces toxines chez les poissons ou un effet sur leur viabilité. D'un point de vue écologique, il est indispensable de comprendre l'impact de ces toxines sur les maillons supérieurs trophiques (poissons planctophages) afin d'évaluer les conséquences de ces toxines sur les écosystèmes lagunaires. Par ailleurs, l'accumulation des toxines chez ces poissons pourraient avoir des conséquences sanitaires, et la potentielle diminution des populations pourraient engendrer des répercussions économiques sur les stocks de pêches. Le mulet est une espèce phytoplanctophage et zooplanctophage répandue dans les lagunes méditerranéennes et dont les larves et juvéniles pourraient être impactées par les efflorescences de V.rugosum.
Procédures
Les animaux seront soumis à une intoxication par des microalgues toxiques pendant une période de 3 jours.
Impact sur les animaux
Les animaux peuvent souffrir lors de la période d'acclimatation du fait du temps d'adaptation au nouvel environnement, ainsi que lors des transferts (bien que ces derniers se fasse à l'épuisette). Lors de la phase d'intoxication, les toxines peuvent provoquer une souffrance chez les animaux du fait de leur action neuromusculaire : les symptômes attendus sont une paralysie, un arrêt respiratoire et le décès.
Devenir
A l'issue de l'étude, tous les individus seront euthanasiés afin d'empêcher une potentielle dissémination de microalgues toxiques ou non présentes dans les lagunes méditerranéennes.
Remplacement
Il est impossible de remplacer le mulet par d'autres modèles. En effet, l'intérêt du projet est d'étudier l'impact des toxines sur un organisme à la fois phytoplanctophage (pouvant donc se nourrir de V.rugosum) et zooplanctophage (pouvant donc être impacté par l'effet des toxines sur le zooplancton). Ce modèle présente également l'intérêt d'être abondant dans les lagunes méditerranéennes, notamment dans la période prévue pour l'expérimentation. Enfin le mulet est une espèce robuste qui s'acclimate en général bien au milieu en laboratoire. Aucune étude n'ayant par ailleurs été déjà été effectuée sur la viabilité de poissons soumis à V.rugosum, il n'aurait pas été envisageable de remplacer notre modèle par un modèle mathématique ou bio-informatique.
Réduction
Le nombre d'individus sera n = 300 parmi lesquels 60 seront soumis à l'algue témoin S.accuminata, 60 seront soumis à une concentration de 20c/mL de V.rugosum, 60 à une concentration de 80c/mL de V.rugosum, et 60 à une concentration de 300c/mL de V.rugosum. Ce nombre est nécessaire pour étudier un impact de V.rugosum sur la viabilité des juvéniles de poissons et ce pour différentes concentrations en algue. Parmi les 60 poissons restants, 30 seront utilisés en amont pour faire une étude de l'alimentation, et les 30 derniers constituent une marge, étant supposée une mortalité d'une partie des poissons lors de l'acclimatation. L'expérience sera réalisée sur une durée de 3 jours, les toxines étant à action rapide. Afin d'évaluer l'impact de l'exposition sur la viabilité des poissons, une courbe de survie sera tracée et une analyse de Kaplan Meier sera réalisée. Par ailleurs, les concentrations en toxines dans les poissons en fonction des abondances en microalgues seront comparées à l'aide d'un test de Kruskal-Wallis. L'impact du temps sur la concentration en toxines dans les tissus sera analysé à l'aide d'une Anova suivi d'un test post hoc de Tuckey, si les conditions d'une Anova sont remplies. Dans le cas contraire, un test non paramétrique de Friedman suivi d'un test post hoc de Conover sera utilisé.
Raffinement
Les conditions expérimentales ont été pensées pour limiter au maximum le stress et la souffrance des animaux. Suite à la pêche, réalisée à l'épuisette soit une technique très douce, les poissons sont transférés dans les deux heures dans des aquariums pour une période de récupération et d'acclimatation de 3 semaines, à une densité maximale de 2,5 individus par litre d'eau ce qui permet d'exprimer le comportement naturel (activité natatoire tout en étant à proximité des congénères, les juvéniles de mulets se déplaçant en bans). Les aquariums sont oxygénés à l'aide de bulleurs et les individus sont nourris 1 fois par jour à l'aide d'un mélange de phytoplancton et de zooplancton ce qui correspond à leur alimentation naturelle. Les aquariums sont placés à l'abri de toute nuisance visuelle et sonore dans un laboratoire dédié et les poissons sont dérangés le moins possible (une fois toutes les deux heures pour vérifier s'il y a eu des morts et auquel cas les enlever). Les animaux sont nourris tous les jours et les nitrites et nitrates sont contrôlés tous les deux jours. Une attention particulière est portée au comportement et à l'état physique des poissons : durant l'acclimatation, lorsque des signes de souffrance importante sont notés (points limites : position verticale ou sur le côté, amorphie), les poissons sont retirés et euthanasiés. La densité suffisamment faible et la nourriture en quantité suffisante supprime le phénomène de canibalisme. Pour l'expérimentation, les individus sont divisés et transférés à l'épuisette dans des bacs conservant les mêmes paramètres à l'exception de l'alimentation, les animaux étant nourris avec les microalgues testées. L'utilisation de l'épuisette permet de limiter la douleur durant les transferts. La durée de l'expériementation, sur 3 jours seulement, permet de limiter la durée de la souffrance potentielle des animaux soumis aux toxines.
Choix des espèces
Le projet cible l'évaluation de la réponse des mulets aux toxines produites par V.Rugosum. Les animaux sont juvéniles. C'est en effet aux stades larvaires et juvéniles que les poissons sont les plus sensibles aux pressions environnantes, et qu'un effet des toxines a donc le plus de chance d'être observé. Les stades larvaires et post-larvaires présentent l'inconvénient de la difficulté d'identification de l'espèce ce qui justifie l'utilisation du stade juvénile.
Développement et validation par des composés modèles d’une procédure expérimentale pour évaluer des effets de perturbateurs endocriniens suspectés sur le système thyroïdien et l’immunité de la truite arc-en-ciel, Oncorhynchus mykiss
- Recherche appliquée
- Toxicologie (hors obligations réglementaires)
- Recherche fondamentale
- Oncologie
- Système endocrinien
- Système immunitaire
3 600 truites arc-en-ciel vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dont 1 200 dans des procédures impliquant un niveau de souffrance sévère et 2 400 un niveau léger. Dès la fécondation et pendant six mois, elles sont exposées à deux perturbateurs de la thyroïde, puis infectées par un virus, l'infection pouvant provoquer une exophtalmie, une perte d'équilibre et la mort. Le projet vise à valider un protocole d'évaluation des perturbateurs endocriniens sur la thyroïde et l'immunité du poisson. Le porteur affirme que les tests in vitro ou sur embryons ne peuvent se substituer à l'étude sur un organisme complet.
Objectifs
Ce projet a pour objectif de développer et valider un protocole d’évaluation des effets potentiels de différentes substances perturbatrices endocriniennes chez un poisson d’eau douce modèle, la truite arc en ciel (TAC), en utilisant 2 composés modèles, le propylthiouracile (PTU) et la triiodothyronine (T3) dont les effets perturbateurs ont été décrits. Ce protocole sera mis en œuvre sur les premiers stades de développement de la TAC, en ciblant de manière originale et novatrice les effets sur le Système Hormonal Thyroïdien (SHT) et le Système Immunitaire (SI) ainsi que les interactions entre ces deux systèmes. Les essais intègreront un suivi de différents paramètres (morbidité/mortalité, suivi des modifications morphologiques, modification du comportement, taux d’hormones thyroïdiennes, réponse immunitaire, histopathologie) et de la résistance à une épreuve infectieuse au virus de la nécrose hématopoïétique infectieuse (vNHI) après une exposition chronique aux composés modèles de plusieurs mois.
Bénéfices attendus
Afin d’évaluer le danger de composés suspectés d’avoir des effets perturbateurs endocriniens, il est nécessaire de disposer d’un système expérimental in vivo validé avec des composés modèles connus pour leurs effets positifs ou négatifs sur le système thyroïdien (hyper- et hypo-thyroïdie). En plus d’apporter des informations sur le lien entre le système immunitaire et le système thyroïdien, ce projet apportera des données de toxicité du PTU qui permettront d’approfondir l’évaluation de sa dangerosité comme perturbateurs endocriniens (PE).
Procédures
Pour chacune des deux procédures, les poissons seront exposés partir de la fécondation et pendant les 6 premiers mois de vie à différentes concentrations de deux substances perturbatrices du système thyroïdien : le PTU (procédure 1) et T3 (Procédure 2). A la fin de cette exposition chimique les poissons seront soumit à une épreuve infectieuse via une infection au vNHI (viruse de la Nécrose Hématopoïétique Infectieuse) par balnéation puis observé pendant 6 a 8 semaines. Au cours de ces expositions et infections 5 prélèvements (P) seront faits post-mortem aprés 1 mois (P0), 3 mois (P1), 6 mois (P2) d’expositions chimique, 96h post infection (P3) et au termes de l'expérimentation (P4) afin d’obtenir des données de morphométrie, d’histologie, de dosage d’hormones thyroïdiennes, d'immunologie et de comportement.
Impact sur les animaux
- Induction possible d’un léger stress des animaux du fait des conditions expérimentales. - Peu d’effets indésirables visibles attendus sur les animaux qui seront exposés à de faibles concentrations de contaminants (doses dites sublétales). - Comportements et symptômes caractéristiques de l’infection virale (exophtalmie importante, perte d’équilibre, …), avec une mortalité débutant en moyenne à 5-7 jours post-infection.
Devenir
Les animaux restants seront mis à mort, pesés et conservés à -80°C pour analyse.
Remplacement
L’étude des perturbations endocriniennes nécessite la mise en place de systèmes biologiques représentatifs de la complexité du fonctionnement d’un organisme. Elle ne peut pas être substituée, notamment pour l’étude des effets sur différents systèmes et des interactions entre ceux-ci, par des méthodes alternatives (tests in vitro ou embryo larvaires).
Réduction
Ces procédures expérimentales seront menées en réduisant au maximum le nombre d’animaux utilisés tout en conservant une pertinence scientifique et statistique. Le nombre maximum de poissons a été estimé à 3600, répartit comme suit : - 1800 pour la procédure 1 (150 poissons x 3 réplicats x 4 conditions (Contrôle + 3 concentrations de PTU) ; - 1800 pour la procédure 2 (150 poissons x 3 réplicats x 4 conditions (Contrôle + 3 concentrations de T3). Le nombre d’individus a été déterminé statistiquement.
Raffinement
Les mesures de raffinement viseront : - à assurer des conditions optimales d’hébergement des animaux afin de s’assurer de leur bien-être : une biomasse (nombre d’animaux par bassin) contrôlée permettant l'expression des comportements alimentaires et natatoires attendus de l'espèce étudiée, un volume d'eau adapté et renouvelé en continu, une saturation en oxygène suffisante, un rythme jour/nuit naturel, et une alimentation adaptée à leur stade de développement et la biomasse. - à réaliser des observations quotidiennes de l’état de santé général des poissons et de leur comportement natatoire et alimentaire. - à mettre à mort de façon compassionnelle des animaux présentant un comportement de nage anormal et/ou des signes de cannibalisme (œil en moins, nageoires abîmées, blessures sur le dos, ...) et/ou de détresse respiratoire.
Choix des espèces
La truite arc-en-ciel (Oncorhynchus mykiss) est une espèce idéale : (1) elle est d'un grand intérêt économique et représente un modèle environnemental pertinent proche des espèces endémiques (c.à.d, Salmo trutta fario) des eaux européennes, (2) les caractéristiques spécifiques de cette espèce, notamment la présence de follicules thyroïdiens dans les tissus rénaux, un organe hématopoïétique-lymphoïde important chez les poissons téléostéens, en font un organisme très intéressant pour les études fonctionnelles, (3) c'est une espèce facile à élever en laboratoire, avec un cycle de développement plus long que le poisson-zèbre, ce qui permettra par la suite des expositions chroniques aux stades embryonnaires, larvaires et juvéniles, et (4) son génome, entièrement séquencé, est disponible, facilitant ainsi les analyses génétiques. Les animaux seront utilisés du stade « embryon » au stade « alevin/juvénile » (de 0 à 8 mois post-éclosion), stades qui sont connus pour leur grande sensibilité aux contaminants chimiques.
Etude de traçage des voies neuronales chez les cichlidés Amatitlania nigrofasciata, Neolamprologus brichardi, et Pseudotropheus zebra
- Recherche fondamentale
- Système nerveux
1 260 cichlidés de trois espèces vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures classées en gravité sévère. Ils subissent une craniotomie d'environ une heure pour un traçage neuronal, puis sont maintenus un à cinq jours avant mise à mort et prélèvement du cerveau. Le porteur décrit une étude d'anatomie cérébrale visant à comprendre comment des cerveaux de poissons produisent des comportements complexes, et écarte le poisson zèbre et le médaka dont le cerveau est trop petit pour la chirurgie. Il affirme que ces trois espèces de cichlidés, aux comportements et cerveaux différents, sont "indispensables".
Objectifs
Certains poissons téléostéens comme les Labres et les Cichlidés présentent des comportements semblables à ceux de l’utilisation des outils, l’utilisation du miroir (reconnaissance de soi), la pensée logique telle que l’inférence transitive, la reconnaissance individuelle, et une communication multimodale complexe. Notre projet consiste donc à étudier l'organisation du cerveau des cichlidés, en particulier les espèces Amatitlania nigrofasciata (A. nigrofasciata), Neolamprologus brichardi (N. brichardi), et Pseudotropheus zebra (P. zebra). Ces trois espèces ont des origines géographiques, une taille et des comportements différents. Les cerveaux des poissons téléostéens sont organisés de façon très différente par rapport aux cerveaux des mammifères, et leurs structures et leurs fonctions demeurent peu connus. Pour mieux comprendre leur organisation cérébrale, nous réaliserons un traçage neuronal sur le cerveau de cichlidé afin de visualiser les connexions neuronales entre les différentes structures. Mieux connaître la connectivité neuronale du cerveau de poisson téléostéen permettra de mettre en lumière comment, au cours de l’évolution, des cerveaux aussi différents que ceux des téléostéens ont pu permettre l’émergence de comportements complexes. Cette étude permettra donc de mieux comprendre comment les cerveaux de tétrapodes et de téléostéens, dont les morphologies diffèrent considérablement, peuvent posséder des capacités cognitives similaires.
Bénéfices attendus
Les cichlidés présentent des comportements assez complexes incluant certaines capacités cognitives dites de « haut niveau ». Cependant, les réseaux neuronaux des cerveaux de poissons téléostéens demeurent méconnus. Afin d’expliquer comment les cerveaux des poissons traitent l'information, des études de traçage des voies neuronales sont nécessaires, afin d’établir la connectivité du cerveau de téléostéen. Nos études précédentes montrent que l'organisation globale du cerveau de poissons téléostéens est très différente de celle des tétrapodes. Cette étude permettra de mieux comprendre comment les cerveaux de tétrapodes et de téléostéens, dont les morphologies diffèrent considérablement, peuvent posséder des capacités cognitives similaires.
Procédures
Procédures chirurgicales durant environ une heure. Les animaux seront euthanasiés pour le prélèvement du cerveau 1-5 jours après la chirurgie. Le nombre des animaux utilisés au cours des 5 ans du projet est de 1260 au total.
Impact sur les animaux
En plus de l'intervention chirurgicale, deux nuisances post opératoires potentielles sont attendues, soit dues à l'effet de l’anesthésie, soit dues à l’effet de la chirurgie elle-même. Chaque poisson sera isolé dans un aquarium "hôpital" où la température restera stable à 25°C et où l’eau sera bien oxygénée par un bulleur d'air. Nous allons surveiller si le poisson se déplace normalement le jour même de la chirurgie, et vérifier s'il s’alimente le lendemain. Si un quelconque effet de mal-être est observé, une grille de points limites déterminera la marche à suivre concernant le devenir du poisson (soins vétérinaires, ou euthanasie).
Devenir
L'euthanasie des individus est nécessaire au prélèvement de leur cerveau pour les études neuroanatomiques prévues dans notre projet.
Remplacement
Dans le cadre de notre projet, les espèces animales utilisées ne peuvent être remplacées. Notre étude nécessite un échantillonnage d'espèces qui ont un grand cerveau avec des capacités cognitives de haut niveau. Le but à long terme est d'associer les données anatomiques avec des tests comportementaux qui ne peuvent pas être réalisé chez les modèles téléostéens conventionnels comme le poisson zèbre ou le médaka et nécessitent donc l’utilisation de cichlidés. Les trois espèces que nous souhaitons utiliser, A. nigrofasciata, N. brichardi, P.zebra, ont des comportements très différents et des cerveaux organisés de façon différentes. De ce fait, il est pertinent et nécessaire d'utiliser ces trois espèces de cichlidés.
Réduction
Pour ces expérimentations, le nombre d’animaux utilisés sera limité aux besoins statistiques de nos analyses, et nous privilégierons des tests statistiques non-paramétriques (Mann Whitney U test, Kruskal Wallis, Wilcoxon) qui permettront de limiter le nombre d’individus nécessaires. Des études précédemment publiées chez les téléostéens nous permettent de déterminer le nombre d’individus nécessaires.
Raffinement
Dès la réception des animaux, leur bien-être sera particulièrement observé par des zootechniciens compétents. La température de la pièce ainsi que son taux d’humidité seront surveillés. Lors de la chirurgie, après l'induction de l'anesthésie, une injection de lidocaïne (à 1mg/kg) est pratiquée dans les muscles entourant la boite crânienne, afin d'analgésier localement la zone avant la craniotomie (attendre 2 minutes avant incision). Après la chirurgie cérébrale, le bien-être des animaux est plus attentivement surveillé par des expérimentateurs compétents jusqu'à l’euthanasie des animaux (1-5 jours après la chirurgie). Aussi, une communication entre le personnel de zootechnie et les expérimentateurs permettra un suivi adéquat des animaux. Pour surveiller la santé des animaux, des points limites (voir grille de points limites jointe) seront utilisés, prenant en compte des comportements ou signes visibles. Dans le cas où des animaux montreraient des signes de mal-être, des actions seront menées afin de réduire le stress ou la douleur. Selon la gravité de ces signes, les animaux pourront être soignés via une analgésie par balnéation (5mg de lidocaïne par litre d’eau), ou si ce n'est pas possible de soigner, ils seront euthanasiés dans les délais les plus brefs. L’analgésie par balnéation plutôt que par injection en post opératoire a été choisi pour réduire le stress de l’animal, puisqu’une injection demanderait la manipulation du poisson (sortie de son aquarium, anesthésie, puis injection), ce qui produirait un stress trop important pour un poisson déjà en souffrance. Des cachettes (tubes en PVC) seront ajoutées à l'hébergement avant l'opération chirurgicale pour fournir de l'enrichissement. En revanche, aucun enrichissement n'est prévu au niveau de l'hébergement pour des raisons de sécurité lors de la récupération post-opératoire. En effet, les enrichissements traditionnels (tubes, cachettes), pourraient être utilisés par les poissons après leur chirurgie pour se frotter ou essayer de "gratter" le site de la chirurgie. Dans ce cas, le risque serait présent d'une réouverture de la plaie.
Choix des espèces
Les poissons téléostéens ont été récemment cooptés au rang d’animaux modèles pour les analyses anatomiques étudiant les structures cérébrales qui sous-tendent les fonctions motrices et sensorielles, ainsi que des comportements dits « de fonctions cérébrales supérieures » (émotions, motivation, apprentissage). Ces différents types comportements ont déjà été observé chez A. nigrofasciata, Neolamprologus brichardi, et Pseudotropheus zebra, mais chaque espèce présente des comportements particuliers et qui lui sont propres. De plus, leurs cerveaux sont anatomiquement différents. Pour mettre en évidence quelles parties du cerveau de cichlidé sous-tendent ces remarquables capacités cognitives, une étude neuroanatomique de ces espèces est indispensable. De plus, la taille du cerveau des espèces de téléostéens traditionnellement utilisées (poisson zèbre, médaka), ne permet pas de réaliser les chirurgies nécessaires à ce projet. L’utilisation de cichlidés, et en particulier de ces trois espèces, dont la taille du cerveau permet la chirurgie, semble donc toute indiquée. Nous travaillerons sur des jeunes adultes (taille du corps à partir de 3 cm) car il nous est nécessaire d’étudier un cerveau pleinement développé.
Croissance-bar
- Protection de l’environnement
- Recherche appliquée
- Bien-être animal
- Recherche fondamentale
- Éthologie / comportement / biologie animale
- Oncologie
102 bars européens vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures classées en gravité légère. Maintenus cinq mois à demi-ration, ils subissent une biométrie tous les quinze jours sous sédation puis anesthésie, avant mise à mort pour analyse de tissus, afin de mesurer l'effet de la température et de l'acidification sur leur croissance. Le porteur présente le rationnement à 50 % et les manipulations comme un stress "léger", et justifie la densité de trente-quatre poissons par bac par le caractère grégaire de l'espèce. Il affirme qu'une étude à l'échelle de l'organisme ne permet "pas" de recourir à la culture cellulaire.
Objectifs
L'objectif est d'acquérir expérimentalement des données de croissance chez un poisson d'intéret halieutique, le bar Européen, élevé dans deux conditions environnementales différentes : une condition de température (température de l'eau pompée en rade de Brest) et de pH actuels (pH 8) et une condition prédite par le Groupe d'experts intergouvernemental sur l'évolution du climat à l'horizon 2100 qui correspond à la température de l'eau pompée en rade de Brest plus 3 degrés et à un pH 7.6 (pH actuel -0.4 unités de pH). Les effets potentiels de ce scenario "horizon 2100" seront testés sur des poissons au stade juvénile alimentés à 50 % de satiété (par rapport aux tables d'alimentation utilisées en pisciculture) afin de se rapprocher des conditions pouvant être rencontrées par le poisson dans le milieu naturel. L'effet du rationnement sur la croissance des poissons pourra être étudié en interaction avec les conditions de pH et de température.
Bénéfices attendus
Les données (prise de poids, longueur) acquises alimenteront des modèles de croissances chez cette espèce et permettront ainsi de mieux prédire l'impact des facteurs environnementaux étudiés (température, acidification) sur la croissance du bar Européen. Ces données seront utiles afin de mieux évaluer l'impact du changement global sur la dynamique et les stocks de poissons.
Procédures
Afin de limiter le stress lié à la manipulation, les poissons seront, lors de chaque biométrie, sédatés dans leur bac dorigine (environ 5 minutes) puis anesthésiés (environ 5 à 10 minutes dépendant de chaque poisson) pour être pesés (sur balance) et mesurés. La pesée est effectuée sur un poisson lorsqu'il n'est plus réactif au touché. La durée de la pesée et de la prise de longueur n'excede pas 30 secondes (30s/poisson x 10 biométries = 5 min/poisson pendant toute l’expérience). Ils sont ensuite disposés dans un bac de réveil (environ 10 minutes) puis transférés à l'aide d'un seau dans leur bac d'origine. Pour chaque poisson, l'ensemble des interventions pour une biométrie, de la sedation à la remise dans le bassin d'origine, dure environ 20 minutes. L'ensemble de ces intreventions se fait sous anesthésie et tous les poissons d'un même bassin sont anesthésiés en même temps. La nuisance légère générée durant la biométrie permettra d'en réaliser une tous les 15 jours (pratique réalisée communément à cette fréquence dans la structure expérimentale).
Impact sur les animaux
Le rationnement à 50% (avec un aliment aquacole commercial) représente un léger stress pour les poissons sur la durée de 5 mois. La croissance sera moindre par rapport aux conditions standards. La nuisance est donc considérée comme légère sur l'ensemble de la procédure. La manipulation pour les biométries entraine un stress très léger. 30s/poisson x 10 biométries = 5 min/poisson pendant toute l’expérience.
Devenir
Les poissons seront mis à mort à l'issue de la procédure. Des paramètres physiologiques seront analysés sur des tissus prélevés post mortem.
Remplacement
Cette étude vise à étudier l'impact de facteurs environnementaux sur les performances de croissance du bar. Dans le cadre d’une étude destinée à caractériser l'impact de différents facteurs à l'échelle de l'organisme, il n’est pas possible de recourir à des méthodes de substitution telles que la culture cellulaire par exemple.
Réduction
Le bar juvénile est un animal grégaire et le nombre d'animaux par bac (34) répond tout d'abord à cette contrainte. Le nombre de poissons tient donc compte de la densité minimale d’animaux requise pour permettre aux animaux d’exprimer les meilleurs répertoires physiologiques et comportementaux possibles. De plus, le nombre de poissons a été réduit à son minimum et défini en fonction du seuil de la pertinence scientifique et statistique. Les analyses statistiques reposeront sur des modèles mixtes non linéaires de type logistique (effets aléatoires des individus et des bacs), modèles appropriés pour comparer les croissances individuelles de 102 poissons répartis dans chacune des 2 conditions par biométrie bi mensuelle pendant 5 mois.
Raffinement
Afin de limiter le stress lié à la manipulation, les poissons seront, lors de chaque biométrie, légèrement sédatés (poissons restent vigiles mais calmes) dans leur bac afin de limiter le stress de la pêche, puis anesthésié. Pêchés avec une épuisette, les animaux seront ensuite placés sur un linge humide pour être pesés (sur balance) et mesurés. La durée de la pesée et de la prise de longueur sont réduites au minimum (moins de 30 secondes). Ils sont ensuite disposés dans un bac de réveil permettant un réveil progressif sans stress. Une fois que les mouvements respiratoires ainsi que l'équilibre sont retrouvés par les poissons, c'est à dire le début de la phase de réveil, ceux-ci seront délicatement transférés à l'aide d'un seau dans leur bac d'origine. L'anesthésie réalisée pour les biométries nécéssite une mise à jeun des animaux 24 heures avant. Cette mise à jeun est necessaire pour prévenir les régurgitations et une dégradation de la qualité de l’eau du seau d’anesthésiant.
Choix des espèces
Le bar est une espèce de poisson marin d'intérêts halieutique, aquacole et écologique. La communauté scientifique s'intéresse à mieux prédire l'impact du changement global sur cette espèce sur laquelle des outils de modélisation de croissance et de dynamique des populations sont en développement. L'expérimentation sera réalisée sur des poissons issus de géniteurs exposés depuis plusieurs années à des pH 8 et 7.6. Les poissons sont des juvéniles (non matures sexuellement) âgés de 15 mois pèsent en moyenne 150 grammes. Ce stade de développement est particulièrement pertinent pour notre étude puisque c'est à ce stade de vie que la croissance des animaux est la plus importante (doublement du poids en 4-5mois), ce qui devrait nous permettre de détecter plus facilement des différences statistiquement significatives entre les deux conditions.
Synchronie et sélection sexuelle chez la lamproie de Planer
- Recherche fondamentale
- Éthologie / comportement / biologie animale
- Oncologie
60 lamproies de Planer vont être utilisées dans des procédures classées en gravité légère, capturées par pêche à l'électricité puis mesurées et sexées sous anesthésie. Quarante d'entre elles reçoivent un marquage par injection d'élastomère coloré sous anesthésie et sont maintenues en aquarium jusqu'à leur mort, l'espèce étant semelpare et mourant quelques jours après la reproduction, tandis que les vingt individus surnuméraires sont relâchés en rivière avant la reproduction. Le porteur décrit une étude sur l'effet de la synchronie de reproduction sur la sélection sexuelle et la diversité génétique, dont les résultats doivent alimenter un modèle théorique sur le changement climatique. Il affirme que le remplacement par une autre espèce n'est "pas envisagé" au motif que les comportements reproducteurs sont spécifiques.
Objectifs
L'objectif du projet est de tester l'effet de la synchronie de reproduction (le fait que tous les individus se reproduisent au même moment ou non) sur l'intensité de la sélection sexuelle et la diversité génétique au sein d'une population de lamproie de Planer. Au niveau théorique, une forte synchronie de reproduction au sein d'une population est censée limiter la capacité des individus les plus compétitifs à monopoliser des partenaires sexuels, ce qui devrait permettre la reproduction d'individus moins compétitifs. Cette participation plus équilibrée à la reproduction devrait conduire à une diversité génétique accrue. Pour des espèces dont la maturation sexuelle est fortement liée à la température, les changements climatiques (printemps plus précoce, pics de chaleur plus marqués) peuvent influencer la synchronie de la reproduction. Chez les lamproies, alors que la saison de reproduction d'une population peut s'étendre sur un mois ou plus, la période d'activité sexuelle au niveau individuel est très brève : 2-3 jours pour les femelles, 7-10 jours pour les mâles. Cet écart important entre la durée maximale de reproduction de la population et la durée individuelle d'activité offre un potentiel de contraction de la saison de reproduction, et rend pertinent le test de l'effet de la synchronie sur le système d'appariement de cette espèce. Les connaissances acquises lors de cette expérience contribueront à une meilleure prédiction de l'effet du changement climatique sur cette espèce de lamproie qui est représentative des autres espèces de lamproies, dont certaines sont menacées.
Bénéfices attendus
Le principal bénéfice attendu est une meilleure compréhension de l'effet de la synchronie, potentiellement induite par le changement climatique, sur le système d'appariement et la diversité génétique au sein d'une population. Les résultats obtenus seront synthétisé dans un modèle théorique ayant pour objectif de prédire l'effet du changement climatique sur l'évolution de traits potentiellement sous sélection sexuelle. En effet, le changement climatique a potentiellement des effets plus subtils que la simple mortalité des individus soumis à des température trop élevées. Comprendre ces mécanismes plus subtils permet de mettre en avant la susceptibilité face au changement climatique d'espèces dont la mortalité n'augmente pas forcément beaucoup avec la température.
Procédures
60 individus seront soumis à la capture par pêche à l'électricité en milieu naturel (exposition de quelques secondes à un champ électrique) et à la biométrie (détermination du sexe, mesure de la longueur corporelle, pesée) sous anesthésie. Parmi eux, 40 individus subiront un marquage par injection d'élastomère coloré à la base de la nageoire dorsale, sous anesthésie (3 minutes entre le début de l'anesthésie et le réveil). Ces mêmes 40 individus seront maintenus en aquarium aménagé pour observation de la reproduction, jusqu'à leur mort naturelle (au maximum un mois).
Impact sur les animaux
Les effets indésirables sur les animaux concernent essentiellement l'exposition à l'électricité lors de la pêche, le marquage et la biométrie sous anesthésie et le maintien dans un aquarium lors de la reproduction.
Devenir
20 individus sur les 60 qui auront été capturés seront replacés en milieu naturel à l'issue de la biométrie. Ces individus surnuméraires permettront de choisir la composition phénotypique (sexe, longueur, poids) la plus homogène entre les deux lots expérimentaux. Ils seront relâchés avant la reproduction, pour qu'ils puissent se reproduire en milieu naturel. Les 40 individus répartis dans les deux lots expérimentaux mourront dans l'aquarium d'observation à l'issue de leur période de reproduction, les lamproies étant semelpares, donc mourrant naturellement quelques heures à quelques jours après leur dernier accouplement.
Remplacement
Dans le cadre de notre projet de recherche sur l'impact des changements environnementaux sur les systèmes d'appariement des lamproies, nous combinons des approches de modélisation théorique, d'expérimentation et d'observation en milieu naturel. Les résultats d'expérimentation et les observation en milieu naturel sont nécessaires pour paramétrer les modèles servant à prédire l'impact des changements environnementaux sur les populations. Ainsi avec une expérience impliquant 60 individus (en fait, 40 pour l'observation du comportement) et deux niveaux de synchronie, et des données de terrain reliant les conditions météorologiques à la synchronie de la reproduction, nous alimenterons un modèle qui explorera l'effet des changements environnementaux sur la reproduction des population. Les comportements reproducteurs étant spécifiques, le remplacement par une autre espèce n'est pas envisagé.
Réduction
Alors que la synchronie est un phénomène quantitatif continu, nous réduisons le nombre d'individus impliqués en limitant le plan d'expérience à deux niveaux de synchronie. Pour chaque niveau, nous avons besoin de plusieurs mâles et de plusieurs femelles puisque c'est la reproduction qui est étudiée, et en particulier la sélection sexuelle, impliquant choix de partenaire et compétition entre individus. Chez les lamproies de Planer, les accouplements se font sur des nids regroupant entre 2 et 40 individus, où le choix et la compétition s'exercent. Former des groupes de 10 mâles et 10 femelles reconstitue ainsi une densité telle qu'observée sur le terrain, et devrait fournir des données réalistes sur les comportements reproducteurs. L'expérience durant pendant toute la période de reproduction, nous pourrons observer la totalité des accouplements réalisés par les individus (plusieurs dizaines par individu), ce qui fournira une grande quantité de données avec un nombre réduit d'individus.
Raffinement
En milieu naturel, les lamproies de Planer se reproduisent dans des cours d'eau étroits sur lesquels elles se déplacent assez peu. Par ailleurs, elles ne s'alimentent pas et investissement tant dans la reproduction qu'elles en meurent. Le raffinement du dispositif expérimental consiste donc essentiellement à reproduire l'habitat de reproduction, sur une section d'aquarium de 10 x 1m, comportant du substrat de reproduction et des abris, et alimenté en circuit ouvert avec de l'eau de la rivière, dont les caractéristiques physico-chimiques (T°, pH, oxygène dissout nitrates) seront suivies en continu. En amont, le marquage et la biométrie seront réalisés sous anesthésie (30mg/L de benzocaïne) selon une procédure prenant environ 3 minutes (anesthésie+marquage+réveil) et n'impliquant pas de mortalité ou comportement anormal après le réveil.
Choix des espèces
Alors que la saison de reproduction d'une population de lamproie peut s'étendre sur un mois ou plus, la période d'activité sexuelle au niveau individuel est très brève : 2-3 jours pour les femelles, 7-10 jours pour les mâles. Cet écart important entre la durée maximale de reproduction de la population et la durée individuelle d'activité offre un potentiel de contraction de la saison de reproduction, et rend pertinent le test de l'effet de la synchronie sur le système d'appariement de cette espèce. Les individus utilisés seront adultes car c'est à ce stade qu'on peut observer les comportements de reproduction.
Etude comportementale des Anguilles sur la Cagne
- Conservation des espèces
- Recherche fondamentale
- Autre recherche fondamentale
- Éthologie / comportement / biologie animale
- Oncologie
600 anguilles vont être utilisées puis relâchées près de leur lieu de capture, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Capturées par pêche électrique, elles reçoivent sous anesthésie une puce RFID implantée chirurgicalement, pour suivre leur comportement migratoire. Le porteur indique que la pêche électrique peut provoquer des blessures spinales et une gêne cardiorespiratoire, et le marquage un saignement et une douleur post-opératoires brefs. Il justifie l'étude par la protection d'une espèce en "danger critique d'extinction", dont la migration reste mal connue.
Objectifs
L'approche RFID vise à étudier le comportement migratoire des anguilles (Anguilla anguilla) de Méditerranée. L'objectif est d'identifer les facteurs environnementaux qui stimulent cette migration, ainsi que le périodes clefs où elle est susceptible de survenir. Ces connaissances permettront de prendre des mesures de gestions plus efficaces pour protéger cette espèce en "Danger critique d'extinction".
Bénéfices attendus
Une meilleure connaissance du comportement de migration permettra de mieux identifer les périodes clefs où elle survient, et quels sont les paramètres qui la déclenchent. Une mortalité importante des futurs géniteurs de cette espèce est observée lors de cette migration, en particulier lors du passage par les turbines d'ouvrages hydroélectiques. L'identification de périodes clefs de migration permettra donc aux exploitants d'adapter efficacement leur gestion en période critique de migration.
Procédures
Capture par pêche électrique de tous les individus (environ 20-30 minutes), puis sédation/anesthésie profonde (5-10 minutes), puis Intervention chirurgicale avec implantation d'une puce RFID 23 mm (environ 1 minute), suivi d’un réveil et de la remise en contact avec les congénères dans un bac de stabulation (environ 1h30 en observation).
Impact sur les animaux
Nuisances induites classiquement par la pêche électrique sur les espèces piscicoles : blessures spinales / infleunce sur le rythme cardique et respiratoire / stress et changement de comportement. Nuisance induite par l'anesthésie et la biométrie : stress des individus Nuisance induite par le marquage : saignement léger lors de l'incision, stress et douleur/gêne post-opératoire de courte durée (le poisson retrouve très rapidement un comportement de nage normal).
Devenir
Toutes les anguilles capturées sont relachées dans le milieu naturel, à proximité immédiate de leur lieu de capture.
Remplacement
L'étude vise à étudier le comportement d'individus sauvage dans leur milieu naturel. De plus, l'Anguille est le seul migrateur amphihalin à se reproduire en mer. Il n'est donc pas possible de remplacer cette espèce par une autre ou de trouver un substitut.
Réduction
Le marquage a été à un total de 600 individus sur la durée du projet. Cette approche permet de limiter l'impact sur le milieu, tout en assurant un nombre d'individus suffisant pour que les résultats soient exploitables sur le plan scientifique.
Raffinement
Avant et après le marquage, de l'enrichissement est proposé aux animaux pour limiter leur stress durant leur stabulation (blocs pour se cacher, recouvrement des bacs pour un maintien dans l'obscurité).
Choix des espèces
L'anguille européenne est un migrateur amphihalin dont les modalités de reproduction sont mal connues. En Méditerranée, le déclenchement du comportement migratoire de cette espèce vers son aire de reproduction est mal connu. Les anguilles marquées sont des "anguilles jaunes" (stades FI, FII), des anguilles jaunes en cours de métamorphose (stades FIII, FIV), et des anguilles argentées (Stades FV (femelles) / MD (mâles)) Tous ces stades sont des morphotypes plus ou moins agés, qui appartiennet à la même espèce : Anguilla anguilla.
COMING Expression de la variabilité COMportementale INdividuelle au sein d’un Groupe de mulets comparaison entre des groupes mono et plurispécifiques
- Recherche fondamentale
- Éthologie / comportement / biologie animale
- Oncologie
90 mulets sauvages, de deux espèces, vont être utilisés puis relâchés sur leur lieu de capture, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Pêchés en milieu naturel, ils sont marqués d'une puce sous anesthésie puis soumis à des tests de nage en courant, de prise de risque face à un prédateur et d'exploration en labyrinthe. Le porteur indique que les manipulations peuvent entraîner une perte d'écailles et un risque d'infection, limités par l'anesthésie. Il justifie le recours à l'animal par l'étude du comportement d'individus sauvages, qu'aucun modèle ne pourrait selon lui prédire.
Objectifs
Ce projet a pour objectif de comprendre comment la variabilité comportementale individuelle impacte la structure de groupe, qu’elle corresponde à une agrégation c’est à-dire un regroupement d’individus sans organisation de nage précise ou à un banc qui correspond à un groupe hautement polarisé, chez les mulets. Les différentes espèces de mulets métropolitaines se répartissent largement sur les espaces côtiers, habitats les plus propices à leur régime alimentaire de type limnivore (se nourrissant à partir de matières organiques présentes dans la vase). Ce sont les dernières espèces migratrices de l’eau salée à l’eau douce à l’instar du saumon atlantique, de l’anguille européenne, des aloses et des lamproies, dont le statut de conservation n’est pas encore dégradé. Une meilleure compréhension de leurs stratégies de déplacement apparaît particulièrement pertinente pour expliquer leur résilience. L’objectif de cette étude est donc basé sur l’existence d’une variabilité dans la structure de groupe chez deux espèces proches Chelon ramada (mulet porc) et Chelon labrosus (mulet lippu) pouvant se déplacer en groupe mono- et plurispécifiques. Après avoir étudié les capacités métaboliques de ces deux espèces lors de notre expérimentation précédente, cette nouvelle étude aura pour but de poursuivre l’exploration des mécanismes proximaux pouvant expliquer ces structures de groupe différentes : la variabilité comportementale interindividuelle. L’expérimentation se fera sur des poissons issus du milieu naturel et durera trois mois. A l’issu de l’expérimentation les poissons seront relâchés sur le lieu de capture. A l’heure actuelle, le Chelon ramada est intégré dans les plans d’actions de gestion des poissons migrateurs en raison du manque de connaissances biologiques et écologique de cette espèce. Ce projet apportera des informations essentielles sur la biologie de ces deux espèces afin de prévenir une baisse future des stocks déjà observable à l’heure actuelle chez toutes les autres espèces migratrices.
Bénéfices attendus
Ce projet nous permettrait d’obtenir pour la première fois des données sur l’impact de la variabilité comportementale interindividuelle sur la structure de groupe chez les juvéniles de mulets. Fort de notre précédente expérimentation, nous savons que la structure de groupe entre Chelon ramada et Chelon labrosus est différente et par conséquent nous pourrons caractériser le niveau d’implication de la personnalité dans les différentes réponses comportementales observées à l’échelle du groupe. Très longtemps négligée, car difficile à étudier, la variabilité interindividuelle est au cœur de la structure d’un groupe. En effet, nous pourrions prédire qu’une agrégation laisserait davantage les personnalités individuelles s’exprimer tandis que le banc amènerait à une décision collective. De plus, une perturbation extérieure telle que la présence d’un prédateur pourrait modifier la structure de groupe. Par conséquent, ces résultats ouvriraient de nouvelles perspectives d’étude afin d’aller plus loin dans la compréhension de la biologie de ces deux espèces de mulets et de l’étendre à d’autres espèces migratrices particulièrement menacées.
Procédures
Les poissons seront pêchés au verveux (filet pliant en forme de longue nasse en entonnoir posé sur le fond) ou à la seine (filet encerclant et trainant à la surface) en milieu naturel puis transportés dans des viviers de 500 L contenant l’eau du milieu naturel et oxygénée à l’aide d’un bulleur jusqu’à l’animalerie. A leur arrivée, une acclimatation par remplacement progressif de l’eau (500 L en 2h) du milieu naturel par l’eau des bassins sera effectué. Une fois acclimaté, les poissons seront installés dans les bassins. Les poissons seront marqués une fois avec une puce permettant l’identification individuelle à l’aide d’un lecteur. Chaque mois pendant trois mois, les poissons seront pêchés à l’aide d’une épuisette à fine maille afin de réaliser des contrôles de croissance. Le marquage et le contrôle de croissance nécessitant une sortie de l’eau, les poissons seront anesthésiés dans un bain de sédatif. Les poissons seront soumis à une procédure consistant à quatre tests. Ils passeront tout d’abord dans un canal avec du courant par groupe de dix poissons afin de mesurer la structure de chaque groupe pendant 10 minutes, puis ils seront confrontés à un test de prise de risque où les poissons par groupe de dix seront placés dans une boîte noire puis il leur sera laissé la possibilité de sortir dans une zone lumineuse pendant 15 minutes en présence ou non d’un prédateur (bar, Dicentrarchus labrax) et enfin chaque poisson, individuellement sera passé dans un labyrinthe pendant 15 minutes afin de mesurer ses capacités exploratoires et son audace. Enfin, en fin d’expérimentation, les poissons seront relâchés en milieu naturel. Ils seront donc pêchés des bassins, placés dans des viviers de 500 L, amenés sur sites, acclimatés à l’eau du milieu naturel (remplacement de 500 L en 2h) puis libérés dans le milieu.
Impact sur les animaux
Lors de la pêche et du transport des animaux, la phase critique correspond au changement de milieu (du milieu naturel vers les bassins) dû aux modifications des paramètres physico-chimiques de l’eau. Pour éviter ces problèmes, d’après les expérimentations précédentes sur ces espèces dans notre laboratoire, une acclimatation avec un remplacement progressif de l’eau permet une habituation douce et ainsi d’avoir 100 % de survie. Le transport ne pose aucun problème, aucune mortalité n’a été observée chez ces deux espèces. Fort de nos expérimentations précédentes sur ces deux espèces, nous ne prévoyons aucun problème une fois les animaux mis en élevage dans l’animalerie. Toutefois, il est envisageable qu’un individu refuse de s’alimenter entrainant une perte de poids. Les mulets étant des individus vivant dans des zones turbides, la mise à disposition de refuges dans les bacs limitera le stress et les comportements anormaux (fuites rapides à l’approche d’une personne). Concernant le marquage individuel, nous avons 100 % de réussite, n’entrainant aucune infection ni aucune mort. Enfin, nous pouvons envisager que certains individus puissent développer une maladie due à la perte d’écailles liée aux manipulations. Afin de limiter la perte d’écailles les poissons sont toujours manipulés à l’aide d’une épuisette à fine maille et pour des manipulations plus invasives, comme les contrôles de croissance nécessitant une sortie de l’eau, les poissons sont anesthésiés. D’après notre expérience, l’anesthésie permet de limiter la perte d’écailles et donc d’éviter les infections.
Devenir
Tous les animaux seront remis en liberté avec une acclimatation progressive à l’eau du milieu naturelle. Le suivi après la relâche ne sera pas possible car très rapidement les poissons plongent en profondeur et donc ne sont plus visibles en surface.
Remplacement
L’objectif de l’étude étant d’étudier le comportement d’une espèce de Téléostéens il n’est pas possible de remplacer les animaux prévus pour cette expérimentation. Il est donc nécessaire de recourir à des animaux. De plus, il est impossible de modéliser ce comportement car c’est un comportement individuel sur une question qui n’a jamais été posée et par conséquent aucun modèle ne pourra permettre de prédire ce qu’il va se passer.
Réduction
90 mulets porc et lippu (45 Chelon ramada et 45 Chelon labrosus) pour pouvoir tester 9 groupes composés d’espèces (mono- ou plurispécifique) différentes : 3 x (5 Chelon ramada + 5 Chelon labrosus) ; 3 x (10 Chelon labrosus) ; 3 x (10 Chelon ramada). Un groupe est composé de 10 poissons. Le nombre de poissons testés est le minimum pour obtenir des statistiques viables (modèle linéaire réalisé sur le logiciel R permettant d’étudier les interactions statistiques sur le comportement des individus testés) concernant la structure du groupe ainsi que de la composition mono- ou pluri- spécifique. Des tests de puissance préliminaires ont été réalisés permettant de démontrer que l’effectif (n = 90) permettra d’obtenir une réponse précise sur les questions posées dans ce projet. Les triplicats permettent de rendre compte de la variabilité interindividuelle existante au sein des groupes tout en obtenant une moyenne au plus proche de la réalité.
Raffinement
Les mulets étant des individus vivant dans des zones turbides, la mise à disposition de refuges dans les bacs limitera le stress et les comportements anormaux (fuites rapides à l’approche d’une personne). La distribution de la nourriture par un distributeur d’aliment automatique permet d’éviter le stress des poissons lié à la présence d’une personne au-dessus du bassin pendant la prise alimentaire. Chaque jour, une personne sera en charge de vérifier le comportement des poissons (en dehors des périodes de nourrissage). La qualité de l’eau, c’est-à-dire les paramètres physico-chimique (température, salinité, oxygène, nitrite, ammonium, nitrate) seront mesurés une fois par semaine. En cas de mauvaise qualité d’eau (par exemple une concentration de nitrites supérieure à 0,02 mg /L), un changement d’eau sera effectué puis une mesure deux jours après sera reprise pour s’assurer que les poissons sont dans un environnement stable. Le transport de la zone d’élevage à la zone expérimentale (canal hydrodynamique et labyrinthe) sera effectué dans des bacs couverts permettant de placer les individus dans le noir limitant le stress de ces poissons lors du transport. Par ailleurs, entre chaque procédure, une phase de repos (une semaine) sera mise en place. Enfin, l’anesthésie dans un bain de sédatif lors du marquage et des mesures de croissance permettra de limiter tout stress et a montré précédemment, après le réveil, qu’il n’y a aucun comportement de nage anormal et que les individus ont un comportement normal 15 minutes après et un retour à l’alimentation 24h après.
Choix des espèces
Les deux espèces choisies sont : le mulet porc, Chelon ramada et le mulet lippu Chelon labrosus à des stades de juvéniles. Les différentes espèces de mulets métropolitaines se répartissent largement sur les espaces côtiers, habitats les plus propices à leur régime alimentaire de type limnivore. Ce sont les dernières espèces migratrices de l’eau salée vers l’eau douce à l’instar du saumon atlantique, de l’anguille européenne, des aloses et des lamproies, dont le statut de conservation n’est pas encore dégradé. Une meilleure compréhension de leurs stratégies de déplacement apparaît particulièrement pertinente pour expliquer leur résilience. Plusieurs espèces de mulets sont intégrées dans les plans d’actions de gestion des poissons migrateurs en raison du manque de connaissances biologiques et écologique de ces espèces. Ce projet vise à enrichir les connaissances de ces deux espèces et particulièrement l’impact du comportement individuel sur la formation de groupe, présent lors de la migration mer-estuaire. Les mulets utilisés dans cette expérimentation seront des juvéniles. Les mulets sont des espèces à l’âge adulte qui sont très stressées par les manipulations et qui ont besoin d’un espace suffisant pour pouvoir exprimer un répertoire comportemental dit normal. Nous sommes limités en termes d’espace avec les bassins à la station. Le comportement de groupe se met en place très tôt chez ces deux espèces. Il est donc possible de faire cette expérimentation sur des juvéniles. D’un point de vue scientifique et pratique (en termes de manipulation), les juvéniles de mulets apparaissent donc comme le modèle biologique idéal pour répondre aux questions posées.
SNSC – Importance du système neurosécréteur caudal dans l’homéostasie des téléostéens.
- Recherche fondamentale
- Biologie du développement
- Oncologie
- Système endocrinien
- Système nerveux
5 940 poissons zèbres vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Une partie sert à créer des lignées génétiquement modifiées, l'autre subit des variations rapides de température, de salinité, de pH ou d'oxygène, ou la destruction de neurones par un antibiotique. Le porteur indique que ces modifications peuvent altérer la croissance ou la reproduction, et que les reproducteurs sont tués à deux ans quand leurs capacités déclinent. Il justifie le recours à l'animal par la nécessité d'étudier un "organisme entier", ce système caudal n'ayant selon lui pas d'équivalent chez les mammifères.
Objectifs
Notre projet est d’étudier les fonctions d’un organe neuroendocrinien situé dans la queue du poisson et appelé système neurosécréteur caudal. Ce système est formé de neurones situés à l’extrémité caudale de la moelle épinière des poissons. Ces cellules produisent différentes hormones qui sont libérées dans la circulation sanguine. Sans doute parce que ce système ne semble pas avoir d’équivalent chez les mammifères, ses fonctions restent très peu connues. Les quelques études disponibles suggèrent une implication dans l’adaptation des poissons aux variations de certains paramètres de leur environnement (température de l’eau, salinité, pH, niveau d’oxygène dissous). Pour notre projet, nous allons utiliser l’organisme modèle poisson-zèbre (Danio rerio). Nos objectifs sont de : 1) Décrire précisément comment ce système est organisé et se met en place au cours du développement du poisson. 2) Déterminer précisément les fonctions de ce système. En particulier, nous allons chercher à identifier quelles hormones sont produites par ce système lorsque le poisson fait face à des variations de son environnement. Puis, nous testerons l’importance de ces hormones dans la réponse physiologique du poisson à ces variations de l’environnement.
Bénéfices attendus
Ce projet vise à comprendre le développement et les fonctions du système neurosécréteur caudal, un organe peu connu des poissons. Les quelques données disponibles suggèrent que cet organe est impliqué dans l’adaptation physiologique des poissons aux variations de leur environnement. Les poissons représentent non seulement une part importante de la diversité des vertébrés mais aussi un élément essentiel pour la biodiversité des écosystèmes aquatiques ainsi qu’une source de nourriture importante pour l’humanité. Les changements climatiques liés à l’activité humaine vont impacter particulièrement les environnements aquatiques en affectant notamment la salinité, le pH, l’oxygène et la température et vont impacter l’ensemble des composantes de ces écosystèmes, en particulier les poissons. Nous pensons que mieux comprendre la physiologie de ces animaux, notamment leurs mécanismes d’adaptation à des variations environnementales, sera utile pour comprendre et anticiper l’influence de ces bouleversements climatiques sur ces animaux. Ceci devrait avoir des implications pour définir les stratégies pour la préservation de ces animaux et de ces écosystèmes ainsi que pour l’élevage et l’aquaculture.
Procédures
Quatre types d’interventions sont utilisés dans ce projet : 1. Création de lignée d’animaux génétiquement modifiés. Des œufs sont obtenus par accouplement naturel de poisson-zèbre reproducteurs élevés et maintenus au laboratoire dans une animalerie confinée et agrémentée. Ces œufs sont injectés à l’aide d’une micro-aiguille contenant les éléments permettant l’ajout d’un gène ou l’introduction d’une mutation inactivant un gène). Les animaux issus de ces œufs sont élevés et utilisés comme reproducteurs. 2. Production d’animaux dépourvus de certaines hormones ou du récepteur à ces hormones. Des reproducteurs génétiquement modifiés sont utilisés pour produire des poisson-zèbre dont le gène permettant la production d’une hormone d’intérêt, ou son récepteur, est inactivé et qui sont donc incapables de les produire. 3. Des expériences consistant à faire subir à des poissons des variations d’un paramètre de l’eau (température, salinité, pH ou niveau d’oxygène dissous). Ces variations sont contenues dans des gammes que l’animal peut rencontrer dans son environnement naturel et durent de quelques heures à quelques jours. 4. Suppressions neurones du système neurosécréteur caudal. Des poissons génétiquement modifiés, dont les neurones du système neurosécréteur caudal sont sensibles à un antibiotique, sont traités avec cet antibiotique ce qui entraîne la mort de ces cellules.
Impact sur les animaux
- La création de lignée OGM est généralement sans effet car les modifications du génomes obtenues sont maintenu à l’état hétérozygote (un seul des deux chromosomes parentaux est affecté). Néanmoins, elle est susceptible d’entraîner des malformations congénitales non souhaitées. De telles malformations sont détectées dès les stades embryonnaires et seuls des animaux ne présentant pas de malformation sont mis en élevage. - Les expériences de variations rapides des paramètres de l’eau sont susceptibles d’entraîner un stress ponctuel des animaux, mais ces variations étant contenues dans des gammes proches de celles pouvant être rencontrées dans le milieu naturel, les stress induits devraient être modérés. - L’inactivation des gènes codant pour les hormones produites par les neurones du système neurosécréteur caudal ou de leurs récepteurs, et la suppression de ces cellules, pourraient entraîner des modifications de la physiologie des animaux engendrant une modification de leur croissance ou de leur capacité à se reproduire. Cela devrait également impacter leurs capacités à s’adapter à des variations des paramètres de l’eau, et pourrait entraîner des stress plus forts ou prolongés lors des challenges.
Devenir
Les animaux génétiquement modifiés créés sont utilisés comme reproducteurs. Ces animaux sont euthanasiés à 2 ans, car à cet âge les capacités de reproduction diminuent fortement. Dans le cadre des challenges et de la production d’animaux dépourvus de SNSC ou de certaines hormones et récepteurs, les animaux sont euthanasiés à l’issu du challenge pour pouvoir prélever les différents tissus qui feront l’objet d’analyses histologique et moléculaire.
Remplacement
Les processus développementaux et physiologiques tel que ceux étudiés dans ce projet sont complexes et impliquent des interactions entre différents organes et parties du corps. Pour étudier ces processus, il est nécessaire de recourir à des organismes entiers. Des alternatives ont été envisagées, notamment la culture in vitro des neurones du système neurosécréteur caudal étudiés. Néanmoins, l’objectif de ce projet et de pouvoir étudier les fonctions des hormones produites par ces neurones sur l’organisme ce qui n’est pas possible avec les alternatives envisagées.
Réduction
Une partie des animaux utilisés dans ce projet permettra la création de lignées génétiquement modifiées et l’autre partie subira des challenges (variations rapides des paramètres de l’eau) afin de déterminer le rôle du système neurosécréteur caudal et des hormones qu’il produit. Le nombre d’animaux envisagé pour la création des lignées génétiquement modifiées est basé sur notre expérience de ce type d’approche. L’optimisation des protocoles nous permet d’utiliser le moins d’animaux possible. En particulier l’utilisation d’un marqueur visible nous permet de sélectionner les œufs porteurs d’un transgène d’intérêt. Pour notre projet, 16 lignées génétiquement modifiés seront nécessaires. Pour chacune, 50 animaux seront utilisés. Ce nombre est nécessaire et suffisant pour garantir l’obtention des lignées souhaitées. Pour les expériences de variations des paramètres de l’eau, 10 animaux seront utilisés pour chaque paramètre de l’eau étudié (4 paramètres en tout), à 3 valeurs différentes, pendant 3 durées différentes et à 3 stades différents. Ces expériences seront réalisées sur des animaux sauvages (non génétiquement modifiés) et des animaux génétiquement modifiés. Les animaux seront euthanasiés à la fin de chaque procédure pour pouvoir prélever les tissus d’intérêt afin de réaliser des analyses moléculaire ou histologique. Notre expérience de ce type d’analyse montre qu’un nombre de 10 animaux par condition est nécessaire afin de pouvoir obtenir des résultats qui soient statistiquement significatifs. Pour chaque expérience de variations des paramètres de l’eau, des contrôles adaptés ont été prévus et les données obtenues seront analysées à l’aide de tests statistiques adaptés. De plus, pour chaque animal euthanasié, différents tissus seront prélevés et les échantillons seront conservés afin de pouvoir être utilisés pour différentes analyses sans avoir à utiliser de nouveaux animaux. D’une façon générale, ce projet a été conçu et organisé de façon à pouvoir, à chaque étape, sélectionner rigoureusement les lignées à produire et les expériences à mettre en œuvre afin de répondre à nos objectifs. Le nombre de lignées et d’expériences prévus, et donc le nombre d’animaux, ont été optimisés afin de répondre au mieux aux objectifs de ce projet, notamment en termes de tests statistiques.
Raffinement
Les animaux sont élevés dans une animalerie confinée et agrémentée, dans des conditions optimisées pour leur croissance et leur reproduction. Les embryons et larves sont maintenus dans un milieu d’élevage et les adultes dans de l’eau dont les paramètres sont surveillés très régulièrement. Les animaux sont nourris avec de la nourriture sèche pour assurer une croissance optimale ainsi que de la nourriture vivante (larves d’artémia, rotifères) pour permettre un enrichissement du milieu et sont maintenus à une densité adaptée, y compris pendant les expériences de variations des paramètres de l’eau, afin d’éviter tout stress dû à une surpopulation ou un isolement. Pour la création des lignées génétiquement modifiées la sélection des embryons concernés se fait sans avoir recours à des biopsies. De plus, l’observation attentive de ces embryons permet de n’élever que des animaux dépourvus de malformation. Dans le cadre des expériences de variations des paramètres de l’eau et de la production d’animaux dépourvus de système neurosécréteur caudal ou de certaines hormones, les animaux font l’objet d’un suivi particulier (horaire ou quotidien) par du personnel formé afin de surveiller l’éventuelle apparition d’un trouble locomoteur ou comportemental. Des points limites, définis à l’avance, permettent d’interrompre l’expérience de variations des paramètres de l’eau si nécessaire.
Choix des espèces
L’étude dynamique des processus développementaux et physiologiques n’a de sens qu’à l’échelle d’un organisme entier. Ces processus ne peuvent être reproduits totalement in vitro et nécessitent de recourir à des organismes modèles animaux. Le poisson-zèbre (Danio rerio) est un modèle reconnu pour l’étude génétique. Sa relative facilitée d’élevage, son développement rapide et externe, le grand nombre d’embryons synchronisés par ponte, la transparence des embryons, les possibilités d’édition du génome (production de lignées génétiquement modifiées porteuses d’un transgène ou d’une mutation d’intérêt) en font un modèle de choix pour la recherche. Les animaux génétiquement modifiés créés sont utilisés comme reproducteurs. Les animaux sont donc utilisés de la fécondation jusqu'à l'âge adulte. Les études physiologiques sur les animaux dépourvus de système neurosécréteur caudal ou de certaines hormones seront réalisées sur de jeunes larves (2 semaines), des juvéniles (8-10 semaines) et des adultes (4-6 mois) afin d’en tester l’impact en fonction de l’âge des animaux.