Enseignements de Travaux pratiques d’Ecotoxicologie Aquatique

Ce projet de formation s’inscrit dans le cadre du programme de Master de Biologie de notre université qui forme des étudiants aux métiers de l’Environnement dans le domaine professionnel des laboratoires, des institutions et des entreprises (suivi de la qualité des milieux, dépollution, recherche en écotoxicologie, etc.). Au cours de la 1ère année du Master, les étudiants suivent des enseignements théoriques, dirigés et pratiques leur permettant de comprendre les phénomènes de pollution et leurs répercussions sur les organismes vivant dans les milieux aquatiques et terrestres. Les travaux pratiques (TP) sont proposés afin de leur montrer de manière très appliquée comment concevoir et mettre en place une expérimentation mimant un problème de contamination dans un milieu aquatique et donc un problème d’altération de sa qualité de l’eau, puis d’utiliser les résultats d’analyse issus de l’expérimentation pour évaluer et mieux comprendre les mécanismes de contamination. Au cours de cette expérimentation, les étudiants suivront la contamination d’unités expérimentales (aquariums) contenant différents types d’organismes aquatiques appartenant à des espèces se situant à des niveaux différents de la chaine alimentaire : végétaux (plantes aquatiques flottantes et enracinées : lentilles d’eau, élodées) et animaux (bivalves : palourdes asiatiques Corbicula fluminea) et poissons zèbre : Danio rerio). La multiplicité des espèces testées permettra aux étudiants de différencier les réponses des espèces face à une contamination de l’eau. Elle permettra aussi aux poissons de se retrouver avec des espèces végétales et animales dans un environnement enrichi, où les conditions artificielles tendront à se rapprocher de conditions plus naturelles. La prise en compte de la température dans cette expérience fait aussi écho au problème de réchauffement climatique, et visera à les sensibiliser aux multiples effets de ce phénomène global sur la qualité de milieux notamment déjà pollués. A l’issue de l’expérience, les étudiants compareront les niveaux de contamination des différentes espèces et auront pris conscience de la nécessité absolue de veiller au bien-être des animaux en expérimentation.

Au cours de ce TP les étudiants sont sensibilisés et formés à la démarche scientifique et à l’éthique de l’expérimentation animale. L’objectif de ce TP est en effet d’apprendre aux étudiants à concevoir, planifier, mettre en place et suivre une expérimentation avec des animaux : mise en place des aquariums (sédiment, bulleurs, résistances chauffantes…), techniques de manipulation des animaux, suivi de la qualité de l’eau (étalonnage et utilisation de sondes oxygène et pH), suivi du bien-être des organismes (observation et suivi du comportement des organismes, points limites, aliment), suivi de l’exposition (ajout compensé de mercure), description des méthodes de mise à mort réglementaires (mise à mort réalisée par l’enseignant compétent), recueil d’échantillons, élaboration de graphiques et analyse statistique des résultats. En plus d’être formés à la manipulation, au maintien et au suivi du bien-être des poissons, les étudiants acquièrent ainsi les bases pour concevoir et mener à bien, et dans le respect de l’éthique animale (Règle de 3 R), une expérimentation avec des organismes vivants. A l’issue de leurs études supérieures, les étudiants aborderont leur activité professionnelle avec une formation et une expérience préalable à l’utilisation d’animaux à des fins scientifiques.

Chaque année, les poissons seront exposés à un contaminant : pendant 7 jours pour 12 poissons ; 14 jours pour 12 poissons supplémentaires et 21 jours pour 12 poissons également. Ces 12 poissons exposés au contaminant jusqu’à 21 jours, auxquels s’ajoutent 6 poissons contrôle, resteront seuls dans leur aquarium respectif pendant 7 jours.

Vie en milieu contraint, variation de température, exposition au mercure inorganique. Les données expérimentales montrent que le Danio peut vivre dans une gamme de température allant de 6,7 à 41,7°C. In situ, les poissons zèbres sont retrouvés dans des eaux dont la température s’échelonne entre 16,5 et 33°C. A priori une température d’hébergement entre 20°C et 26°C n’induit pas de stress chez le poisson zèbre, en particulier au stade adulte. Concernant l’exposition au mercure, et comme précisé dans le déroulé du projet, la concentration maximale testée (30 μg/L) est inférieure à la LC50 -96h (140 μg de mercure inorganique/L), les concentrations analysées dans l’eau de rivières étant proches de 10 μg/L dans des milieux pollués. Ce travail pratique est effectué depuis plus de 20 ans et aucun signe clinique lié à l’exposition au mercure n’a jamais été observé. Cependant, durant toute la durée de présence des poissons dans le laboratoire (de leur arrivée à la fin de l’expérience), des observations seront faites quotidiennement par les personnes qualifiées et compétentes (conformément à l’article 33). Elles seront attentives à des modifications comportementales (nage anormale, individu stationnaire, individu isolé, déplacement à la surface de l’eau, position anormale dans la colonne d’eau, hyperventilation, baisse de la prise de nourriture.

Les poissons en mauvaise santé ainsi que tous les individus ayant suivi la procédure expérimentale seront euthanasiés.

Le poisson-zèbre (Danio rerio) est une espèce modèle très utilisée en recherche et notamment en écotoxicologie. Les étudiants seront très probablement amenés à l’étudier dans des conditions similaires dans leur vie professionnelle. Ce poisson supporte très bien la stabulation en laboratoire, particulièrement à l’âge adulte. Il mesure à l’âge adulte entre 2 et 3 cm, sa durée de vie est relativement courte (3 ans). Sa taille permet de le prélever au cours de l’expérimentation sans perturber l’écosystème simplifié que représente l’aquarium avec les autres espèces et le fond sablo-vaseux. En expérimentation, il supporte très bien l’environnement de l’unité expérimentale (aquarium) d’un volume de 10 L d’eau douce, à raison de 3 poissons par unité expérimentale. Rappelons ici que notre étude ne concerne pas une exposition à un polluant par une toxicité aigüe entraînant la mort de l’animal mais à une toxicité chronique à doses modérées. Le poisson-zèbre (Danio rerio) est une espèce modèle très utilisée en recherche et notamment en écotoxicologie. Les étudiants seront très probablement amenés à l’étudier dans des conditions similaires dans leur vie professionnelle. Ce poisson supporte très bien la stabulation en laboratoire, particulièrement à l’âge adulte. Il mesure à l’âge adulte entre 2 et 3 cm, sa durée de vie est relativement courte (3 ans). Sa taille permet de le prélever au cours de l’expérimentation sans perturber l’écosystème simplifié que représente l’aquarium avec les autres espèces et le fond sablo-vaseux. En expérimentation, il supporte très bien l’environnement de l’unité expérimentale (aquarium) d’un volume de 10 L d’eau douce, à raison de 3 poissons par unité expérimentale. Rappelons ici que notre étude ne concerne pas une exposition à un polluant par une toxicité aigüe entraînant la mort de l’animal mais à une toxicité chronique à doses modérées.