Résumé non technique d'un projet d'expérimentation animale publié sur ALURES le 2025-06-27 00:00:00
("EC NTS/RA identifier" : NTS-FR-896230)
Relever la température hivernale des bassins piscicoles pour réduire la facture de refroidissement, voilà le débouché annoncé à court terme. 225 perches communes vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, 165 d’entre elles étant ensuite réutilisées dans une autre expérience ou versées comme géniteurs dans une pisciculture, les autres tuées pour le prélèvement des ovaires. Chaque poisson est sorti de l’eau, anesthésié, sexé par échographie et pucé sous la peau, et 90 femelles subissent en plus l’introduction d’une canule dans l’orifice génital. La récupération des pontes et du sperme, elle, se fait sans anesthésie, par pression sur l’abdomen, pour ne pas altérer la qualité des gamètes. Le porteur affirme qu’il est « indispensable » de travailler sur des animaux entiers, les cultures de gonades ne permettant pas le développement complet des cellules reproductrices.
Objectifs et bénéfices escomptés du projet
Décrire les objectifs du projet.
Les poissons des régions tempérées sont souvent sensibles aux variations de stimuli environnementaux présentant une saisonnalité. Tout écart important de ces stimuli par rapport à une situation normale, à laquelle est adaptée l’espèce cible, pourrait compromettre leur reproduction. Ainsi, le succès de reproduction d’une espèce dépend de sa capacité de résilience face aux écarts de ces stimuli par rapport à une référence. Le contrôle des étapes de production des cellules reproductrices femelles (l’ovogenèse) dépend notamment de variations de température chez la perche commune (Perca fluviatilis). Cette espèce, d’intérêt aquacole, peut être élevée avec succès dans des conditions captives dans lesquelles les variations thermiques saisonnières sont mimées. Il a été montré, dans ces conditions, qu’une exposition prolongée à une température de 6°C (vernalisation) durant l’ovogenèse garantissait l’obtention d’ovules de bonne qualité (avec cependant une très grande variation). En revanche, si la température de vernalisation ne descendait qu’à 14°C, l’ovogenèse s’arrêtait. Nous n’avons aucune donnée pour des températures intermédiaires. Or, dans les conditions environnementales actuelles, des écarts de cette température de vernalisation pourraient apparaitre plus fréquemment. Dans la cascade d’évènements qui lient la température au contrôle de la reproduction, on cite des modifications moléculaires sur l’ADN qui n’induisent pas de mutation. Toutefois la régulation des gènes est modifiée, conduisant potentiellement à des variations du contenu cellulaire. En effet, ces transformations chimiques sont effectuées par des protéines sensibles aux variations thermiques. Ainsi les œufs des poissons pourraient avoir une composition différente qui pourraient influencer leur qualité et la santé de la descendance. Ce projet porte sur la perche commune, un poisson d’eau tempérée dont les conditions de reproduction normales sont connues et reproductibles en bassins. Il est prévu d’étudier le succès de la reproduction lorsque les animaux sont soumis à des températures de vernalisation de 6, 8 et 10°C. En parallèle, les modifications du génome seront étudiées au cours de l’ovogenèse pour comprendre le lien potentiel entre des changements environnementaux et le succès de reproduction chez cette espèce.
Quels sont les bénéfices susceptibles de découler de ce projet?
La perche est une espèce d’intérêt aquacole et de haute valeur commerciale dans plusieurs pays européens. Son élevage peut être fait soit dans des étangs où elle est soumise aux variations climatiques conduisant régulièrement à des écarts thermiques en hiver, soit dans des bassins en circuit fermé pour lesquels les variations de température et photopériode (durée du jour et de l’obscurité au cours d’une journée) naturelles sont mimées artificiellement. Dans ce dernier cas, la température hivernale pour la perche commune est réglée à 6°C conformément aux résultats scientifiques obtenus chez cette espèce. L’augmentation du coût de l’énergie conduit les fermes aquacoles à revoir leurs pratiques et il devient souhaitable de déterminer s’il serait possible d’augmenter la température hivernale ce qui permettrait de réduire les besoins liés au refroidissement de l’eau. A court terme, cette information sur la qualité des gamètes mâles (analyse en microscopie) et femelles (analyse du succès de reproduction) en fonction de la température permettra de déterminer s’il est possible de changer la température hivernale. A moyen terme, ces données pourraient être partagées avec d’autres scientifiques pour intégrer des modèles prédictifs de l’effet d’un réchauffement de la température hivernale de 2 ou 4°C par rapport aux conditions normales dans le milieu sauvage ce qui aurait des répercussions tant pour l’élevage en étang que pour la survie de cette espèce en milieu sauvage. Enfin à moyen et plus long terme, ce travail favorisera une meilleure compréhension des interactions entre les variations de température, la qualité des gamètes femelles à l’échelle cellulaire et moléculaire. En effet, il sera intéressant d’étudier simultanément les données sur les régulations moléculaires dans les ovocytes qui pourraient avoir pour conséquence de modifier la composition des œufs et ainsi influencer le succès de développement chez une espèce sensible aux variations de température d’eau douce tempérée.
Nuisances prévues
À quelles procédures les animaux seront-ils soumis en règle générale?
Les poissons du projet seront soumis à une échographie sous anesthésie générale pour déterminer leur sexe (il n’y a pas de dimorphisme sexuel chez la perche). Lors de cette anesthésie, une puce électronique est injectée sous la peau à l’aide d’une aiguille pour pouvoir ensuite identifier chaque individu (sexe et numéro) : 150 femelles et 75 mâles seront ainsi retenus pour le projet. L’ensemble des deux procédures dure 2 à 3 minutes pour chaque individu. Avant la saison de ponte, le stade de maturation ovocytaire des femelles sera déterminé pour évaluer le moment de la ponte des différents individus : pour cela, une canule sera introduite dans l’orifice génital sous anesthésie générale pour prélever quelques ovocytes. Cette procédure dure 1 à 2 minutes et concernera 90 femelles. A la fin du projet, une fécondation artificielle devra être réalisée pour étudier la qualité des pontes. Pour cela, les pontes et le sperme sont récupérés en une minute en exerçant une légère pression sur l’abdomen des individus. Cette procédure est pratiquée sans anesthésie pour ne pas compromettre la qualité des gamètes, et concernera 90 femelles et 37 mâles. Toutes ces procédures sont pratiquées couramment dans les fermes piscicoles.
Quels sont les effets/effets indésirables prévus sur les animaux et la durée de ces effets?
Les manipulations de poissons nécessitent de sortir les animaux de l’eau ce qui pourrait engendrer un stress chez les animaux. De plus, l’injection d’une puce électronique et la canulation impliquent des nuisances liées à la l’introduction d’une aiguille ou d’une canule. Cela pourrait induire des nuisances comme une douleur ou des infections quelques jours après l’intervention même si ces dernières sont rares.
Justifier le sort prévu des animaux à l’issue de la procédure.
A la fin de l’expérience, hormis les femelles utilisées pour les prélèvements d’ovaires, l’ensemble des perches communes (Perca fluviatilis) seront gardées en vie. Les géniteurs (75 mâles et 90 femelles restantes) seront alors, selon les besoins expérimentaux au laboratoire à la fin de l’expérience soit réutilisés dans une nouvelle expérimentation, soit réhabilités comme géniteurs dans une pisciculture.
Application de la règle des "3R"
1. Remplacement
L’étude de l’effet de la température sur le contrôle de la production des ovules et spermatozoïdes implique des liens physiologiques entre différents organes parmi lesquels le cerveau, les gonades ou le foie. Ces organes diffusent par voie sanguine des hormones dont la concentration peut varier entre les conditions de vie des poissons (bassins à des températures différentes). Même si plusieurs hormones potentiellement impliquées sont connues, nous ne pouvons pas contrôler l’ensemble de ces signaux extracellulaires. Aussi, il est indispensable de nous assurer une réponse physiologique complète des individus qui permettront des régulations fines de la progression de l’ovogénèse au niveau cellulaire et moléculaire. Cette expérience implique donc de devoir travailler sur animaux entiers. Si les cultures de gonades se sont développées ces dernières années, elles ne permettent pas de réaliser un développement complet des cellules reproductrices.
2. Réduction
La perche commune vit en bancs dans le milieu sauvage. Pour son bien-être en conditions captives, il est nécessaire de reproduire ce mode de vie tout au long du cycle de reproduction. De plus, il est possible que des interactions comportementales ou à l’aide de phéromones puissent influencer la progression du cycle de reproduction. Nous souhaitons minimiser les différences entre les groupes et avons décidé d’établir des groupes homogènes entre les 3 conditions avec 50 femelles et 25 mâles dans chaque bassin. Une méthode de sexage des perches par échographie, nous permet de focaliser nos études sur un nombre de femelles et mâles adapté à nos besoins au départ. Le nombre de 50 femelles par condition a été établi en tenant compte des prélèvements tout au long du cycles (20 femelles par bassin pour l’expérience entière), de la mortalité éventuelle observée en conditions d’élevage et du fait que nous voulons mettre en évidence la diversité de qualité des ovules (étude de 15 pontes par condition pour effectuer une analyse statistique fiable). En effet, certaines femelles peuvent ne pas engager d’ovogenèse conduisant à l’absence de ponte. Concernant les mâles, 25 seront placés dans chaque bassin, leur présence est nécessaire pour le bon déroulement du cycle de reproduction. Ce nombre nous permettra de garantir l’obtention de sperme frais pour féconder toutes les pontes étudiées même à partir d’une condition même si les mâles des autres conditions ne sont pas spermiants.
3. Raffinement
Les procédures de puçage, de sexage ou de canulation peuvent engendrer un stress du fait d’une manipulation prolongée hors de l’eau (canulation ou sexage) ou une douleur correspondant à l’introduction d’une aiguille (puçage). De ce fait, les animaux seront préalablement anesthésiés pour limiter le stress et éviter la douleur. Même si les infections sont rares, les animaux seront surveillés de façon accrue la semaine suivant l’implantation de la puce ou la canulation. Le matériel utilisé est stérile ou désinfecté. Si nécessaire, un protocole de traitement mis en place au laboratoire sera utilisé. Les étapes de prélèvement de sperme ou des pontes chez les femelles sont rapides (inférieur à 2 minutes) et seuls les animaux spermiants ou ayant ovulé seront stimulés. Ces critères sont visibles dès les premiers instants de manipulation des poissons. L’absence de sperme chez les mâles, ou d’une cloque sur l’orifice génital chez les femelles nous conduira à replacer immédiatement l’animal dans le bassin. La stimulation des individus correspond à une légère pression sur l’abdomen des poissons qui déclenche la ponte ou la libération de sperme. Si ces étapes risquent de stresser les animaux du fait de la pêche et de la vérification quotidienne des femelles, la rapidité de la procédure nous permet de ne pas les anesthésier. Pour éviter les stress répétés, nous avons décidé de regrouper les femelles en fonction de leur stade de maturation ovocytaire lors d’une évaluation globale quelques jours avant le début de la saison de ponte. Ceci nous permet de concentrer les pêches de poissons dans un bassin sur quelques jours (6-7 j/par bassin) et nous disposerons de 3 bassins. Cette organisation diminue le stress des poissons dans chaque bassin tout en favorisant une meilleure efficacité dans notre gestion de la saison de pontes. Les mâles seront également isolés dans un bassin pour éviter qu’ils soient trop stressés également.
Expliquer le choix des espèces et les stades de développement y afférents.
La perche commune (Perca fluviatilis) est une espèce d’intérêt aquacole pour laquelle l’amélioration du contrôle de la reproduction peut avoir des retombées économiques importantes. De plus, contrairement à de nombreux autres modèles, il s’agit d’une espèce à ovogénèse synchrone pour laquelle tous les ovocytes se développent simultanément selon un cycle contrôlé par des changements de photopériode et de température. Il est donc possible de comparer l’effet de variations de ces conditions à l’échelle moléculaire et cellulaire ainsi que leurs conséquences sur la génération suivante. Théoriquement, l’ensemble des ovocytes se développent de la même manière mais ce résultat n’a pas encore été démontré au niveau des régulations moléculaires. Les connaissances actuelles sur la progression de l’ovogenèse chez cette espèce sont assez fines pour garantir une comparaison rigoureuse avec la progression de l’ovogenèse en comparant le contenu moléculaire de cellules individuelles lorsque la température varie. Les animaux utilisés seront des adultes matures et primipares (qui ne se sont pas encore reproduits). Nous choisissons de travailler avec des animaux primipares car ils sont plus jeunes et proviennent le plus souvent d’un même groupe d’animaux ayant été élevés en même temps dans les mêmes conditions. Au contraire, des animaux ayant déjà pondu pourraient provenir de lots différents, et la qualité des pontes est connue pour être affectée par les pontes précédentes. Nous réduisons ainsi le risque que les animaux aient des histoires différentes ce qui pourrait éventuellement affecter le processus étudié et donc augmenter les variations individuelles qui pourraient interférer avec nos résultats. Nous pensons que le travail avec des primipares nous permettra de diminuer cette variabilité individuelle sans pour autant l’éviter complètement.