Résumé non technique d'un projet d'expérimentation animale publié sur ALURES le 13/12/2024
("EC NTS/RA identifier" : NTS-FR-745394)
Un demi-degré de plus par jour, jusqu’à cinq degrés au-dessus de la température habituelle : c’est le réchauffement que subiront des gardons nourris de moules contaminées au mercure. 160 poissons sont capturés au piège puis sexés par prélèvement d’un fragment de nageoire sous anesthésie, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger. Les 80 mâles seront tués pour mesurer la bioaccumulation dans leurs organes, les 80 femelles retournent à l’étang et pourront être utilisées dans d’autres études. Le porteur retient le gardon parce qu’il est le principal prédateur de la moule Dreissena polymorpha en Europe et parce qu’il figure parmi les poissons consommés par les humains, en sélectionnant des adultes de 15 centimètres et 40 grammes.
Objectifs et bénéfices escomptés du projet
Décrire les objectifs du projet.
Ce projet s’inscrit dans les préoccupations actuelles du changement climatique global. Son originalité réside dans l’approfondissement des relations existants entre la présence d’un contaminant chimique présentant une activité biologique et une modification climatique issue des prédictions du GIEC pour 2100. Ce projet vise à améliorer nos connaissances sur le transfert et les effets toxiques du méthyl-mercure dans un contexte de réchauffement climatique par l’alimentation de la moule Dreissena polymorpha aux poissons Rutilus rutilus. Le transfert vers l’homme sera aussi estimé grace à une expérience de digestion par des fluides intestinaux artificiels. La bioaccumulation et la toxicité du methyl-mercure alimentaire pour R. rutilus sera analysée par des approches à haut débit et des approches ciblées moléculaires et cellulaires, donnant une vision holistique du phénotype.
Quels sont les bénéfices susceptibles de découler de ce projet?
Très peu d’études cherchent actuellement à mener de front les effets d’une modification des paramètres physiologiques des poissons en présence de contaminants chimiques dans un contexte de changement climatique. Ces connaissances fondamentales sont essentielles pour mieux comprendre et prédire la propagation des effets entre les niveaux trophiques des systèmes aquatiques d’eau douce et pour identifier des biomarqueurs innovants et précoces pour une meilleure évaluation des risques liés aux polluants. Ce projet permettra d’acquérir des connaissances fondamentales essentielles afin d’améliorer l’évaluation des risques liés aux contaminants dans le contexte du changement climatique. Dans ce cadre, trois hypothèses peuvent être formulées. Premièrement, le changement climatique ne va pas induire d’effet plus notable que celui du contaminant ; deuxièmement, la physiologie des individus va être fortement déstabilisée par la combinaison des deux stress ; troisièmement, l’effet du stress chimique peut être amoindri par l’apparition d’un stress supplémentaire. L’originalité de ce projet est de tenter de mieux comprendre l’interaction existant entre ces différents stress pour les poissons. Par ailleurs cette compréhension est cruciale pour évaluer les conséquences du changement global sur la fitness individuelle, susceptibles d’affecter les services écosystémiques.
Nuisances prévues
À quelles procédures les animaux seront-ils soumis en règle générale?
Tous les poissons seront capturés par piège passif. Le sexage se fera sur prélèvement d’un fragment de nageoire pris sous anesthésie par balnéation et dure moins de 2 minutes. Après le prélèvement le poisson est placé 5 minutes dans de l’eau propre sans anesthésiant et bien oxygénée. A son réveil, il est retourné en aquarium. Les femelles seront directement retournées à l’étang. Les lots de mâles subiront différentes conditions d’exposition impliquant une augmentation de température graduelle un demi degré par jour pour 5 degré Celsius au total ou température standard avec ou sans alimentation avec dreissenes préexposées au mercure pendant 4 jours. A l’issue de la période d’exposition, les poissons seront euthanasiés par une méthode règlementaire afin de procéder aux différents prélèvements et analyses.
Quels sont les effets/effets indésirables prévus sur les animaux et la durée de ces effets?
Pour le sexage, une anesthésie et un petit prélèvement de nageoire (fin clip) seront nécessaire. La manipulation des individus avant anesthésie génère du stress sur l’animal. L’anesthésie pourrait provoquer une baisse de la respiration et donc de l’apport en oxygène. Nous n’avons jamais remarqué de nuisances liées à l’anesthésie (très courte durée, moins de 2 minutes) ni au prélèvement. Le prélèvement est vraiment minime et n’occasionne pas de gêne dans la nage. Une douleur légère de courte durée pourrait être associée à ce geste. L’augmentation de la température de l’eau peut également générer un stress; elle sera donc très graduelle pour le limiter au maximum. Pour l’exposition au mercure, nous attendons des effets à l’échelle moléculaire et cellulaire de faibles intensités pour le mercure et la température.
Justifier le sort prévu des animaux à l’issue de la procédure.
Les males seront euthanasié par une méthode réglementaire. L’expérience implique un prélèvement des organes pour mesurer la bioaccumulation, les réponses moléculaires et les réponses cellulaires. Les femelles seront retournées à l’étang. Les femelles qui ne sont pas impliqués dans cette étude d’exposition aux changement climatique, seront retournées à l’étang et pourront être utilisées dans le cadre de la reproduction et/ou d’autres études ultérieures, le cas échéant.
Application de la règle des "3R"
1. Remplacement
Ce projet nécessite une chaine alimentaire réaliste. La prise alimentaire, l’absorption intestinale et surtout la distribution dans les organes ne peut pas être mimé par des méthodes se substituant à l’utilisation des gardons entiers vivants
2. Réduction
Au total 160 poissons sont concernés. Nous estimons que le nombre de femelles est équivalent au nombre de males. Ainsi, 160 poissons sont nécessaires pour obtenir 80 poissons males qui seront euthanasiés, les 80 femelles seront relachées. Le sexage concernera 80 femelles et 80 males. Le sexage permettra de réduire le nombre de poissons utilisés au strict nécessaire tout en préservant la pertinence statistique des données indispensable pour une interprétation fiable des résultats. 4 poissons sont nécessaire pour mener toutes les analyses. Au total, nous aurons 4 conditions à tester avec 20 animaux par conditions afin de mettre en œuvre les différentes analyses nécessaires. Ils seront répartis en 20 bacs de 4 poissons, soit 80 poissons mâles et 160 au total incluant la partie identification du sexe.
3. Raffinement
Les individus ne seront pas transportés car présents sur site. Une acclimatation progressive à la température et à la nourriture sera menée pendant 3 semaines, la concentration d’exposition au mercure est réaliste sur une durée courte. Cette exposition par l’alimentation provoquera des effets à l’echelle moléculaire et cellulaire de faibles intensités, sans, à notre connaissance, produire de douleur, de perte de poids ou de modifications comportementales. Un enrichissement sera fourni aux poissons grâce à l’alimentation par proie vivante. Les aquariums seront equipés de parois transparentes et percées pour ne pas perturber le comportement grégaire. Une cachette dans l’aquarium sera fournie. Le prélèvement d’un fragment de nageoire se fera sous anesthésie. Des points limites permettront de juger de la pertinence d’arrêter les expositions. Afin de maximiser le bien être animal, les poissons bénéficient d’une période d’acclimatation d’une semaine dans la salle d’essai dédiée à l’expérimentation animale (thermoregulée, cycles nyctheméraux adaptés aux besoins physiologiques des poissons, faible passage du personnel) avant exposition. De même pour avoir une qualité d’eau optimale, les paramètres physicochimiques sont vérifiés à minima une fois par semaine. Les animaux sont nourris tous les jours avec une alimentation appropriée et leur eau est changée quotidiennement. Les poissons sont transferés delicatement dans un aquarium contenant le milieu renouvelé. Si une mortalité anormale est observée dans les aquariums témoins, l’expérimentation est immédiatement stoppée.
Expliquer le choix des espèces et les stades de développement y afférents.
Le transfert du mercure par l’alimentation constitue un problème majeur de santé publique, susceptible de s’aggraver avec les changements climatiques. Cependant, les effets du mercure transmis par l’alimentation sur la faune sauvage sont encore peu documentés, en particulier à des concentrations réalistes. Le gardon, très répandu dans les plans d’eau en France, est couramment utilisé en aquaculture, capturé lors de compétitions de pêche et figure parmi les poissons populaires consommés par les humains. Il représente également le principal prédateur de Dreissena polymorpha en Europe, une espèce qui pourrait constituer une voie d’entrée du mercure dans son alimentation, puis dans celle des humains. Dans le cadre de cette étude sur le transfert alimentaire du mercure, nous nous intéresserons aux gardons matures (15 cm, 40 g) possédant une mâchoire pharyngienne, indispensable pour se nourrir de D. polymorpha.