Résumé non technique d'un projet d'expérimentation animale publié sur ALURES le 2024-01-22 00:00:00
("EC NTS/RA identifier" : NTS-FR-997431)
980 diamants mandarins vont être utilisé·es, gardés en vie jusqu’à leur mort naturelle, réutilisés ou replacés, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger. Ils sont exposés à un mélange de métaux lourds représentatif d’une pollution urbaine, avec pose de puces et prélèvements de sang, de plumes et de sperme, sur plusieurs générations. Le porteur indique ne pas attendre « d’effets indésirables majeurs » et invoque l’étude de « l’organisme entier » pour justifier le recours à l’oiseau vivant. Il précise avoir choisi une espèce modèle de laboratoire « pour ne pas impacter la faune sauvage ».
Objectifs et bénéfices escomptés du projet
Décrire les objectifs du projet.
Les activités humaines sont une source de stress pour la faune sauvage. Cependant, il est difficile de mettre en évidence les effets dissociés de différentes sources de stress dans le milieu naturel. Pour établir des relations causales, des études en laboratoire sont nécessaires. C’est pourquoi dans ce projet nous adoptons une approche écotoxicologique en laboratoire sur le modèle d’étude diamant mandarin (Taeniopygia guttata) qui est une espèce d’oiseau modèle en écophysiologie. Nous nous concentrerons sur les effets de la pollution en éléments traces métalliques, comme le plomb, le cadmium, le cuivre. Ces éléments peuvent avoir des effets importants sur la santé humaine et sur celle de la faune sauvage. Dans des expériences précédentes nous avons testé l’hypothèse que le stress oxydatif est le mécanisme physiologique sous-jacent à ces effets négatifs sur la santé. Le stress oxydatif résulte d’une surcharge des défenses antioxydantes par des espèces réactives de l’oxygène et peut causer des dommages sur les lipides, les protéines et l’ADN. Nous avons notamment montré un lien entre expositions aux polluants et dommages sur l’ADN chez les mâles adultes de diamant mandarins. A la suite de ces études, nous allons maintenant travailler à l’échelle de plusieurs générations, notamment car certains polluants peuvent avoir des effets uniquement sur certains stades de développement ou pendant certaines périodes du cycle de reproduction, ou des effets sur les cellules germinales qui ne se détectent qu’à la génération suivante. Le premier objectif de ce projet est donc de tester les possibles effets sur plusieurs générations de l’exposition aux polluants : des effets sur le développement des jeunes aux effets à long terme qui peuvent être aussi transmis aux descendants. Notre deuxième objectif est de travailler à la fois sur des jeunes et des adultes mâles et femelles pour étudier l’effet sexe et aussi les effets des polluants sur la reproduction.
Quels sont les bénéfices susceptibles de découler de ce projet?
Habituellement les études en écotoxicologie se limitent à un seul polluant, un seul sexe et une seule génération. Notre projet permet de répondre à toutes ces limites en étudiant des effets à long terme sur plusieurs générations d’un mélange de polluants metalliques représentatif du milieu urbain. Les résultats attendus nous permettrons donc de mieux comprendre la complexité des réponses des organismes à ce type de pollution. Notamment nous pourrons identifier des relations causales entre un mélange de polluants et les paramètres physiologiques des oiseaux. Nous pourrons également déterminer si la sensibilité des mâles et des femelles est identique et quel stade de développement est le plus vulnérable face à ces polluants. Enfin, même s’il est connu que certaines molécules peuvent avoir des effets sur les générations suivantes, comme le DDT (insecticide) sur les coquilles d’œufs, les effets inter-générationnels sont encore peu étudiés. Notre étude permettra d’une part de mesurer ces potentiels effets mais aussi de mieux comprendre les modes d’action (distinction des effets pré et post nataux par exemple). A long terme notre projet permettra d’apporter des clés de compréhension sur les effets de l’urbanisation sur les populations d’oiseaux. Par exemple, certaines des mesures physiologiques utilisées sont réalisables sur des animaux sauvages (prise de sang, plumes, morphométrie) ce qui permet d’envisager de les utiliser comme marqueur des effets de la pollution sur la santé des oiseaux in situ.
Nuisances prévues
À quelles procédures les animaux seront-ils soumis en règle générale?
Les différentes interventions sur les oiseaux : – pose de puces d’identification (30 secondes) – mesures morphométriques et pesées (entre 6 et 8 mesures, 3 minutes, animal vigile) – imagerie médicale sous anesthésie générale (10 oiseaux et 4 mesures par oiseau pour les tests et 40 oiseaux et 2 mesures par oiseau pour l’expérience principale, la prise d’image dure environ 3 min) – mesure de la coloration du bec (3 mesures, 2 min, animal vigile). Tous les prélèvements seront effectués sur des animaux vigiles : – prise de sang (entre 1 et 5 prélèvements, environ 30 secondes) – plumes (entre 1 et 5 prélèvements, environ 1 seconde) – sperme (1 prélèvement, 1 à 3 minutes).
Quels sont les effets/effets indésirables prévus sur les animaux et la durée de ces effets?
Les animaux seront exposés à un mélange de polluants représentatif d’une pollution urbaine caractérisée par une faible concentration de chaque polluant. De ce fait, et aussi d’après nos précédentes expériences, nous n’attendons pas d’effets indésirables majeurs (mortalité, perte de poids conséquente, perte de mobilité), de douleur ou de stress chronique. Les différents prélèvements (plumes, sang…) et manipulations (pose de puces d’identification, pesée…) ne sont pas invasifs et ne génèrent pas de douleur importante, néanmoins il y a quand même un stress pour les oiseaux liés à leur prise en main. Nos précédentes expériences montrent que ce type de prélèvement et le stress associé n’engendrent pas d’effets indésirables ou chroniques sur les oiseaux.
Justifier le sort prévu des animaux à l’issue de la procédure.
Les animaux seront soit gardés en vie jusqu’à leur mort naturelle, soit réutilisés dans d’autres projets, soit replacés chez des particuliers.
Application de la règle des "3R"
1. Remplacement
Les méthodes actuelles de remplacement in vitro et in silico ne sont pas utilisables car on s’intéresse aux effets sur l’organisme entier et les modèles actuels ne permettent pas de prendre en compte la complexité d’un oiseau vivant et les polluants en mélange. Notre étude sur la physiologie et le comportement doit donc être réalisée sur des oiseaux vivants. Nous avons choisi une espèce modèle en laboratoire pour ne pas impacter la faune sauvage.
2. Réduction
Pour les tests de nouvelles méthodes sur les adultes (métabolisme, cytomètre) nous avons prévu une taille d’échantillon minimale avec réutilisation des animaux entre les deux tests (total de 10 individus). Pour le test de la technique d’imagerie nous avons là aussi 10 individus avec des mesures répétées sur chaque individu pour limiter le nombre total d’oiseaux utilisés. Pour l’expérience principale, la taille d’échantillon proposé (20 couples par groupe) permet d’avoir un échantillon suffisant pour réaliser des analyses statistiques en prenant en compte les aléas possibles liés au travail sur des animaux vivants. Effectivement, certains couples ne se reproduiront pas ou auront des pontes stériles. Cette proportion est estimée à 30% des couples. De plus, nous souhaitons travailler sur plusieurs générations et il faut donc qu’à chaque génération nous ayons suffisamment d’individus. Les tests statistiques prévus sont des modèles linéaires mixtes pour prendre en compte les mesures répétées sur un même individu. Nous mettrons des covariables dans les modèles quand cela est pertinent, par exemple : poids de l’oiseau, nombre d’œuf pondus.
3. Raffinement
Les différentes phases du protocole ont été conçues avec soin pour favoriser le bien-être des animaux : – Enrichissement structurel (branchages et perchoirs, litière pour fouiller au sol, nichoirs et fibres de coco lors de la reproduction, baignoires dans les volières extérieures) et enrichissement alimentaire (millet, os de seiche, gravier) – Attention particulière portée à l’état du plumage et à la posture des oiseaux lors des visites quotidiennes (indicateurs majeurs du bien-être) – Écartement de la procédure d’un animal si signe de souffrance (voir les indicateurs de bien être ci-dessus) et/ou perte de masse > 20% (= points limites) – Surveillance accrue au réveil de l’anesthésie lors des mesures par imagerie – Les oiseaux seront dérangés au minimum pendant l’expérimentation, c’est-à-dire que les mesures, prises de sang et autres prélèvements (plumes, œufs…) seront regroupés autant que possible. Le stress des oiseaux est donc limité en réduisant la fréquence des dérangements. Les dérangements sont aussi réduits de par l’utilisation d’antenne RFID pour enregistrer le comportement d’incubation. – transport des oiseaux dans des boîtes de transport individuelle. Les boîtes sont opaques pour limiter le stress et elles sont rembourrées avec de la fibre de coco pour garantir le confort des oiseaux.
Expliquer le choix des espèces et les stades de développement y afférents.
1) Espèce modèle largement utilisée en laboratoire dans des études en écologie et évolution, notamment sur le stress oxydant, le comportement social, la sélection sexuelle et les effets maternels. Cela nous permet d’avoir des valeurs de référence 2) Continuité avec nos travaux précédents Nous travaillerons sur des adultes pour étudier les effets sur la reproduction et sur des jeunes pour étudier les effets du traitement sur le développement