Éthologie / comportement / biologie animale

Les 40 brebis donneuses sont transportées deux heures, reçoivent une éponge vaginale et dix injections, puis sont tuées pour que les embryons soient collectés dans leur utérus. 120 brebis receveuses subissent une chirurgie sous anesthésie générale pour le transfert de ces embryons mâles, et 30 des gestantes passent tout le dernier mois de gestation à 30 °C le jour, avec un risque d'avortement ou de mise bas précoce selon le porteur. 220 moutons sont ainsi utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger à modéré, pour mesurer l'effet de la chaleur in utero sur les spermatozoïdes des descendants. Les 60 agneaux mâles subissent cinq prises de sang et des collectes de semence, sont suivis jusqu'à neuf mois environ puis tués pour prélever leurs testicules et leur prostate, tandis que les brebis receveuses retournent au troupeau.

Objectifs

Dans un contexte de changement climatique, ce projet vise à étudier les conséquences d’une exposition à des températures élevées pendant la fin de la gestation sur le développement de la descendance chez les ovins. L’hypothèse posée par l’étude est qu’une exposition à la chaleur pendant la vie fœtale peut modifier le fonctionnement du placenta et affecter le développement de différents organes chez la descendance. Une attention particulière sera portée au développement de l’appareil reproducteur mâle, car des altérations de la qualité ou de la quantité des spermatozoïdes pourraient avoir des conséquences sur la fertilité et les performances de reproduction. Les analyses porteront notamment sur des mécanismes épigénétiques, qui permettent à notre environnement d'influencer le fonctionnement de certains gènes, sans modifier notre ADN. L’étude repose sur la comparaison d’animaux présentant des capacités différentes de tolérance à la chaleur, élevés dans des conditions climatiques contrastées. Les objectifs scientifiques sont de caractériser les effets du stress thermique sur le fœtus, d’évaluer ses conséquences à long terme sur le développement de la descendance mâle et d’identifier les mécanismes biologiques favorisant l’adaptation aux fortes températures et leur origine. Ce projet se déroulera sur 4 établissements utilisateurs.

Bénéfices attendus

Ce projet cherche à mieux comprendre les conséquences de l’augmentation des températures liée au changement climatique sur les animaux d’élevage. Plus particulièrement, il étudie l’impact d’une exposition à la chaleur pendant la gestation sur le développement fœtal, le poids à la naissance, la croissance des individus et les capacités de reproduction des animaux à l’âge adulte. Les chercheurs souhaitent déterminer si une exposition à des températures élevées avant la naissance peut avoir des effets durables sur le développement des animaux. Ils étudieront également les mécanismes naturels qui permettent à certains animaux de mieux résister à la chaleur que d’autres et chercheront à savoir si cette capacité d’adaptation dépend principalement de la mère ou des échanges entre la mère et le fœtus pendant la gestation. Les résultats attendus permettront de mieux comprendre comment les animaux s’adaptent aux fortes chaleurs et comment ces adaptations peuvent influencer leur santé et leurs performances de reproduction. À plus long terme, ces connaissances pourraient contribuer au développement de stratégies permettant de limiter les effets négatifs des épisodes de chaleur sur les animaux d’élevage et ainsi aider les filières agricoles à faire face aux conséquences du changement climatique.

Procédures

Les donneuses d’embryons subiront un transport de 2 heures entre l'EU1 et l'EU2, une pose d'éponge par voie intravaginale, une série de 8 injections par voie intra-musculaire et 2 injections intra-veineuses sur animal vigile (EU1). Si les inséminations sont faites avec de la semence congelée, une laparoscopie sera réalisée sur chacune des brebis à inséminer (EU4). Le temps d’intervention de cet acte se compte en minutes (3 à 5 min par brebis). Concernant les receveuses, une pose d'éponge par voie intra-vaginale, une injection par voie intra-musculaire et 2 injections intra-veineuses sur animal vigile et une chirurgie sous anesthésie générale et analgésie pour le transfert d’embryons (30 minutes) seront réalisées (EU2 et 3). Durée de chaque injection : quelques secondes. 3 prises de sang seront effectuées sur l’ensemble des 60 mères gestantes (à 110 jours, 125 et ~147 jours de gestation). 30 de ces brebis gestantes subiront un stress thermique en bâtiment à ambiance contrôlé durant tout le dernier mois de gestation (30°C en journée et 25°C la nuit). Les descendants mâles subiront 5 prises de sang (naissance, 1, 3, 6 et 9 mois) et des collectes de semence (3 éjaculats par mâles à partir de 8 mois d’âge ; EU2). La durée d'une prise de sang est d'une à deux minutes, contention comprise et celle de la collecte d’un éjaculat de quelques minutes.

Impact sur les animaux

Le transport entre l'EU2 et l'EU1 et la découverte d’un nouvel environnement pourra engendrer un stress transitoire chez les femelles. Certains effets indésirables liés à l’anesthésie et la chirurgie peuvent survenir (hypothermie et douleurs post-opératoires). Le stress thermique pourrait entrainer une hyperthermie sur les brebis avec des difficultés de régulation de température corporelle et respiratoire dues également au dernier stade de gestation. Un risque d’avortement ou de mise-bas précoce pourrait survenir. Un petit hématome pourrait apparaitre à la jugulaire, lié aux quelques prises de sang effectuées. Enfin, le stress généré par l’ensemble des manipulations pourrait également apporter une nuisance supplémentaire.

Devenir

Pour des raisons de compatibilité avec les objectifs de l’étude, la collecte des embryons sera réalisée sur les utérus post-mortem. Les 40 femelles donneuses d'embryons seront donc euthanasiées. Les 120 embryons mâles collectés seront remis en place dans 120 femelles receveuses synchronisées. Toutes celles non gestantes, qui ne seront donc pas intégrées à la suite de la procédure (stress thermique) retourneront au sein du troupeau d’origine (N~60). Toutes celles qui seront gestantes entreront dans l’étape suivante de la procédure (N~60). En fin de procédure, ces mères pourront retourner dans le troupeau d’origine après Le SEVRAGE des descendants. Les descendants mâles seront mis à mort à la fin de l’expérimentation afin de collecter les organes nécessaires à l’étude fonctionnelle de l’impact du dérèglement climatique. L’étude portant sur divers organes, dont les testicules et la prostate, une approche par biopsie n’est pas compatible. Leur retour au sein du troupeau n’est également plus possible (reproduction compromise).

Remplacement

Il n’existe actuellement aucune méthode alternative permettant d’étudier de manière fiable les conséquences d’une exposition à la chaleur pendant la gestation sur le développement des animaux après leur naissance et jusqu’à l’âge adulte. Les objectifs du projet nécessitent d’évaluer les interactions complexes entre la mère, le placenta et le fœtus, ainsi que leurs effets à long terme sur la croissance, la santé et la reproduction de la descendance. Les modèles cellulaires ou les cultures de tissus disponibles aujourd’hui ne permettent pas de reproduire l’ensemble des mécanismes biologiques qui se déroulent au cours de la gestation ni d’évaluer leurs conséquences sur l’organisme entier. Ils ne permettent notamment pas d’étudier les effets de la chaleur sur les échanges entre la mère et le fœtus, ni les répercussions de cette exposition sur le développement futur de l’animal. L’utilisation d’animaux est donc indispensable pour atteindre les objectifs scientifiques du projet et améliorer les connaissances sur les conséquences du changement climatique pour les animaux d’élevage.

Réduction

Le nombre d’animaux a été optimisé de façon à obtenir des résultats pertinents, reproductibles et statistiquement valides. En ce sens, le nombre d’animaux inclus dans ce projet a été déterminé de manière à obtenir des résultats scientifiquement fiables tout en limitant au maximum leur utilisation. Les connaissances actuelles ne permettent pas encore de prédire précisément les effets d’une exposition à la chaleur pendant la gestation sur le développement futur des animaux. De plus, certaines caractéristiques biologiques étudiées présentent naturellement une forte variabilité entre individus. Le projet prévoit donc le suivi de 60 descendants mâles issus de mères réparties dans différents groupes expérimentaux, avec ou sans exposition à la chaleur pendant la fin de la gestation. Cette organisation permettra de comparer les effets des conditions étudiées tout en tenant compte de la variabilité naturelle observée entre les animaux. Le nombre d’animaux a également été calculé pour compenser les pertes pouvant survenir au cours de l’expérimentation, notamment lorsqu’une gestation n’aboutit pas ou lorsqu’un animal ne peut pas être inclus dans toutes les étapes du suivi. Afin d’obtenir les 60 descendants nécessaires à l’étude, 120 femelles receveuses seront incluses dans le protocole. 40 femelles donneuses seront également nécessaires pour produire les embryons transférés.

Raffinement

Les animaux seront hébergés en groupe, conformément à leur comportement naturel, dans des espaces adaptés avec une litière paillée et différents enrichissements permettant de favoriser leur confort et leurs comportements habituels. Les interventions chirurgicales nécessaires à l’insémination intra-utérine (éventuelle) et au transfert des embryons seront réalisées sous anesthésie générale avec une prise en charge adaptée de la douleur avant, pendant et après l’intervention. Des mesures complémentaires seront mises en place pour assurer le confort des animaux, notamment le maintien de leur température corporelle pendant et après la chirurgie. Les techniques utilisées sont choisies afin de limiter au maximum le caractère invasif des interventions et de favoriser une récupération rapide. Les prélèvements sanguins seront réalisés par du personnel qualifié et expérimenté selon des méthodes couramment utilisées en élevage. Ces actes sont de courte durée et n’entraînent qu’une gêne légère et temporaire. Les animaux seront habitués à la présence des soigneurs et manipulés dans des conditions visant à réduire leur stress. Après chaque prélèvement, une récompense alimentaire leur sera distribuée. L’état de santé et le comportement des animaux seront surveillés quotidiennement pendant toute la durée du projet. En cas d’apparition d’un problème de santé ou de signes de douleur, un traitement approprié sera administré sous la supervision du vétérinaire référent afin de limiter au maximum toute souffrance.

Choix des espèces

Les ovins ont été choisis en raison de leur reproduction saisonnée, soumise au stress thermique soit en fin de gestation, soit en début de gestation (selon les pratiques des éleveurs). De plus les avantages biologiques apportés par cette espèce (temps de gestation court et taille des animaux) permettent aux ovins de servir de modèle pour d’autres espèces et notamment les gros ruminants. Cette étude permettra d'évaluer l'effet d’un stress thermique appliqué en fin de gestation (dernier mois) en environnement contrôlé sur la construction du phénotype de la descendance. Mais également d’identifier les mécanismes de thermo-adaptation et leur origine, en comparant deux races ovines ayant des capacités de résilience différentes au stress thermique (race française vs Brésilienne). Toutes les femelles (donneuses et receveuses) seront des adultes sexuellement matures. Les animaux générés après mise-bas seront des agneaux mâles et ils seront suivi jusqu’à un stade post-puberté (~9 mois d’âge). Ces animaux permettront d'évaluer l'effet d’un stress thermique appliqué en fin de gestation (dernier mois) en environnement contrôlé sur la construction du phénotype de la descendance.

Les mésanges charbonnières de ce projet sont des oiseaux sauvages, capturés en ville et en forêt, ou élevés en captivité depuis l'état de poussin pour comparer leurs rythmes d'activité. 264 mésanges vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger à modéré : capture, transport, baguage, hébergement individuel temporaire et une prise de sang, les autres mesures portant sur l'activité des oiseaux sans que les tests soient détaillés. La plupart doivent être relâchées, 214 selon le champ structuré. 32 seront tuées pour des analyses neurobiologiques de leur horloge interne, et 18 venant d'une autre métropole ne pourront pas être relâchées, sans que le résumé dise ce qu'elles deviennent.

Objectifs

L’urbanisation constitue l’une des transformations environnementales les plus rapides et les plus profondes des paysages naturels, exposant les organismes à des modifications majeures de leur habitat. Parmi ces changements, les perturbations nocturnes liées aux activités humaines, telles que la pollution lumineuse artificielle et le bruit, sont désormais reconnues comme des facteurs susceptibles d’altérer les rythmes biologiques, la physiologie et le comportement des animaux sauvages. Certaines études ont mis en évidence des différences entre populations urbaines et forestières chez différentes espèces, avec notamment un avancement du début de l’activité en milieu urbain. Toutefois, les mécanismes sous-jacents à ces divergences demeurent encore mal compris, en particulier la part respective des effets environnementaux immédiats et des effets génétiques. L’objectif général de ce projet est d’évaluer comment les perturbations environnementales nocturnes liées à l’urbanisation influencent les rythmes d’activité et la synchronisation de l’horloge biologique interne chez une espèce modèle d’oiseau, la mésange charbonnière (Parus major). Cette espèce est particulièrement adaptée à ce type d’étude en raison de sa large distribution, de sa capacité à occuper des habitats urbains contrastés, et de l’abondance de données écologiques et physiologiques disponibles. Plus spécifiquement, ce projet poursuit deux objectifs principaux. Premièrement, il vise à caractériser les différences entre populations naturelles urbaines et forestières, en comparant les profils d’activité journaliers, les niveaux d’activité globaux et certains traits physiologiques et comportementaux. Deuxièmement, il cherche à distinguer les effets environnementaux des contributions génétiques. En comparant des individus élevés dans des conditions identiques, il sera possible de tester si les différences observées sur les populations naturelles persistent en l’absence des contraintes environnementales propres aux habitats d’origine (urbain/forestier).

Bénéfices attendus

Ce projet apportera des connaissances scientifiques dans le domaine de l’écologie urbaine et de l’étude des rythmes biologiques. Il s’inscrit dans le cadre d’un suivi ayant déjà permis l’étude de plusieurs effets de l’urbanisation sur la biodiversité. Ce projet, abordant une thématique nouvelle pour le suivi, contribuera à une meilleure compréhension des mécanismes par lesquels l’urbanisation influence les rythmes biologiques et le comportement des animaux sauvages, un enjeu important dans un contexte d’expansion urbaine mondiale. En combinant des données mesurées sur des populations naturelles et des mesures des oiseaux élevés dans les mêmes conditions environnementales, ce projet permettra de distinguer les effets de l’environnement de ceux liés à leur origine génétique entre populations urbaines et forestières. Cette approche intégrative est encore rare et constitue une avancée méthodologique importante.

Procédures

Une seule prise de sang (durée: 1 minute) et de petit volume (1% du volume sanguin total). Les autres observations seront exclusivement comportementales et réalisées sur des oiseaux libres de leurs mouvements.

Impact sur les animaux

Les principales contraintes pour les animaux sont liées à leur capture, leur transport, leur hébergement temporaire et les différentes manipulations réalisées dans le cadre de l'étude. La capture et les manipulations (baguage, mesures et prise de sang) peuvent provoquer un stress de courte durée et un léger inconfort. Dans de rares cas, elles peuvent entraîner des blessures mineures, comme la perte de quelques plumes ou un petit hématome après la prise de sang. Le transport et l'hébergement individuel temporaire peuvent également perturber momentanément le comportement des oiseaux, notamment en raison de la nouveauté de l'environnement et de l'absence temporaire de contacts sociaux. Le volume de sang prélevé sera largement inférieur aux recommandations en vigueur pour des oiseaux de cette taille et les animaux feront l'objet d'une surveillance régulière tout au long de l'étude. Cette étude cherche à comprendre comment l’horloge biologique influence les comportements naturels des animaux. Pour garantir des résultats fiables, il est important que les animaux restent dans de bonnes conditions, sans stress important ni effets indésirables.

Devenir

La grande majorité des oiseaux seront relâchés dans leur milieu d'origine en fin de procédure. Certains oiseaux ne pourront être relâchés, soit car ils proviennent d'une autre métropole où la mise en place du protocole de réhabituation à la vie sauvage est impossible (n=18), soit s'ils sont dans un état physique ne permettant pas de le relâcher. Un groupe d'oiseaux sera également mis à mort en vue d'analyses neurobiologiques des horloges biologiques (n=32).

Remplacement

Cette recherche fondamentale porte sur des animaux sauvages et vise notamment l’étude de leur physiologie et de leurs comportements, avec un intérêt particulier pour les mesures des rythmes endogènes. L’analyse des rythmes biologiques ne peut être réalisée sans le recours à des animaux vivants, impliquant nécessairement des manipulations et une expérimentation contrôlée. L'intérêt du projet de recherche est d'évaluer la dimension écologique et la réponse de l'organisme dans son entièreté face aux perturbations urbaines nocturnes.

Réduction

Les protocoles expérimentaux ont été élaborés afin de réduire au minimum le nombre d’animaux utilisés, tout en assurant une puissance statistique suffisante pour répondre aux objectifs scientifiques du projet. L’effectif total retenu, soit 80 poussins par an pour l’expérience en environnement contrôlé, ainsi que 30 mésanges charbonnières sauvages capturées par an, est fondé sur la littérature scientifique existante ainsi que sur des études antérieures comparables de l'étude des rythmes journaliers. La limitation du nombre d’individus est rendue possible par la réalisation de mesures multiples, incluant des paramètres liés aux rythmes journaliers tels que la période biologique propre ou la durée totale d'activité journalière, chez chaque individu. Cette approche permet d’optimiser l’exploitation des données recueillies tout en respectant le principe de réduction.

Raffinement

Les expérimentateurs ne manipuleront jamais les oiseaux seuls de façon à pouvoir se consulter entre personnes formées en cas de problème avec un oiseau. Cela permet de réduire les risques de nuisance due aux manipulations. Les opérateurs sont régulièrement ré-entrainés aux gestes adéquats et spécifiques à l’espèce étudiée. Les oiseaux en captivité avant l'expérience seront maintenus dans des espaces prévus et enrichis (e.g. volières de grande taille avec végétation naturelle et de nombreux perchoirs), leur fournissant des conditions de vie semi-naturelle. Tous les protocoles sont pensés pour réduire au maximum les nuisances et le stress des animaux, d'autant plus qu'un intérêt scientifique majeur du projet tient au suivi ultérieur en populations naturelles (paramètres démographiques et reproducteurs) des oiseaux qui auront été mesurés.

Choix des espèces

Mésange charbonnière (Parus major) La mésange charbonnière est un bon modèle d'étude car elle niche en nichoirs et donne ainsi accès aux paramètres démographiques de la population étudiée. C'est une espèce naturellement présente en ville comme en forêt, permettant une étude des effets de l'urbanisation. De plus, c'est un modèle d'étude qui peut à la fois être suivi en milieu naturel mais qui tolère aussi très bien la captivité. La mésange charbonnière est ainsi un modèle phare en écologie urbaine. Oiseaux sauvages : Les captures et les mesures de rythmes journaliers sont faites sur des nouvelles recrues âgées d'environ six mois, c'est-à-dire issues de la précédente reproduction. Oiseaux issus de l’élevage en environnement commun: Les mesures des rythmes journaliers sont faites sur des individus nés en 2024 et sur des nouvelles recrues âgées d'environ six mois. Les seules manipulations sur des poussins seront des mesures morphologiques pour étudier leur croissance durant l’élevage en environnement commun.

40 juments vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger à modéré. Vingt d'entre elles subissent six échographies transrectales en trois semaines, chaque fois avec prise de sang, prélèvement de salive et tests comportementaux, que le résumé ne détaille pas au-delà des paramètres visés, sensibilité sensorielle, émotivité et locomotion. Les vingt autres subissent huit prélèvements de sang ou de salive sur sept semaines et six séances de tests, puis retournent comme les premières à l'élevage, où elles "pourront servir dans d'autres projets". Le bénéfice visé s'adresse aux propriétaires, cavaliers et entraîneurs, que le porteur dit vouloir aider à adapter l'entraînement au cycle des juments et à leur performance sportive.

Objectifs

Dans les sports et loisirs équestres, les juments sont moins souvent choisies que les hongres en raison notamment de leur "humeur" perçue comme changeante, souvent attribuée à leur cycle reproductif. Certaines juments sont désignées comme étant « ovariennes » : leur comportement apparemment lié à leur cycle est parfois problématique et semble nuire à leur performance sportive. De nombreux produits sont proposés sur le marché pour pallier à ces problèmes supposés, et certaines juments reçoivent même un traitement vétérinaire médical ou chirurgical interrompant leur cycle. Cependant, les données scientifiques à ce sujet restent très limitées. Bien que les comportements sexuels des juments en oestrus soient connus (comportements de chaleurs), peu d'études se sont penchées sur d'autres modifications comportementales. De nombreuses juments présentées en clinique pour des troubles attribués à la fonction ovarienne sont finalement diagnostiquées avec des maladies indépendantes de celle-ci. L'influence du cycle ovarien sur le comportement et la performance des juments reste donc mal comprise. La question de ce projet est de mieux comprendre comment le cycle ovarien des juments influence leur comportement et potentiellement leur performance sportive. L’objectif de ce projet est de mieux comprendre les liens entre le cycle reproductif des juments et leur comportement. Pour cela, nous prévoyons d’étudier, au long du cycle, les variations naturelles de paramètres qui peuvent influencer le bien-être des juments ainsi que leur performance (sensibilité sensorielle, émotivité, locomotion), ou encore leur relation à l’humain (ce qui peut orienter la façon d’interagir avec elles). Cela pourra permettre aussi d’appréhender la variabilité possible entre individus, en détectant éventuellement l’existence de cas particuliers ou pathologiques. La finalité est de mieux comprendre l’éthologie des juments en lien avec leur physiologie reproductive, afin d’améliorer leur bien-être.

Bénéfices attendus

Le principal bénéfice attendu du projet est de pouvoir permettre aux propriétaires, cavalier·ères ou entraîneur·euses de mieux connaître et comprendre les modifications physiologiques et comportementales des juments au cours de leur cycle ovarien et hormonal. Ainsi, cela permettra de démêler le vrai du faux concernant les troubles comportementaux ou de performance des juments perçus comme étant liés aux chaleurs, en apportant des données objectives sur les éléments qui peuvent réellement être attribuables au cycle ou non. Ces informations pourront permettre aux usager·ères de la filière équine d’adapter leur manière d’interagir avec les juments ou de les entrainer, et d’aller vers un entrainement individualisé et éventuellement adapté au cycle, comme cela est recommandé pour les femmes sportives. De plus, cela pourrait permettre aussi de mettre en évidence que certains comportements des juments ne sont peut-être pas ou difficilement attribuables à leur cycle, et d’encourager la recherche et le traitement d’autres troubles (par exemple, des troubles musculo-squelettiques, des problèmes liés au matériel ou aux méthodes d’entraînement). Enfin, cela pourra permettre de faire évoluer la perception des juments, en combattant leur réputation d’imprévisibilité et de lunatisme, contribuant ainsi à démanteler les stéréotypes de genre appliqués aux animaux. Au total, cela pourra contribuer à améliorer le bien-être des juments.

Procédures

Prélèvements de sang et de salive, échographies transrectales utérines et ovariennes, tests comportementaux, mesures physiologiques, sur animaux vigiles sains. Pour 20 animaux : échographies transrectales ovariennes et utérines (5-10minutes), prélèvements de sang (2 minutes) et de salive (1 minute), tests comportementaux et mesures physiologiques (20 minutes) : 6 fois par animal, étalés sur 3 semaines. Pour les 20 autres animaux : prélèvements de sang (2 minutes) ou de salive (1 minute) : 8 fois par animal, étalés sur 7 semaines; tests comportementaux et mesures physiologiques (20 minutes) : 6 fois par animal, étalés sur 3 semaines.

Impact sur les animaux

Les prises de sang entraînent une légère douleur au moment du passage de l’aiguille dans la peau, et peuvent occasionner un stress léger dû à la contention et à la compression veineuse. Un hématome peut se former sur le site de ponction, entraînant une gêne pendant quelques jours. Les échographies transrectales peuvent occasionner un inconfort lié à l’introduction du bras de l’expérimentateur et de la sonde échographiques dans le rectum. Les prélèvements salivaires ne provoquent pas de douleur ni de stress particulier en général. Certains animaux peuvent exceptionellement être stressés par ce geste. Les tests comportementaux ainsi que les mesures de fréquence cardiaque et des tensions musculaires dorsales peuvent provoquer un léger stress, inférieur à celui de l’introduction d’une aiguille dans la peau.

Devenir

Les animaux retournent dans l’élevage en fin d’expérimentation et pourront servir dans d’autres projets.

Remplacement

Il n’y a pas d’alternative non animale pour étudier les variations de comportement des juments au cours du cycle oestral. En effet, l’interaction entre le système reproductif (physiologie ovarienne et utérine, circulation d’hormones) et le comportement n’est observable que sur des animaux vivants.

Réduction

Le nombre de 40 animaux a été optimisé pour obtenir des résultats pertinents, reproductibles et statistiquement valides. En effet, les calculs préalables déterminent un effectif minimum suffisant de 16 animaux par procédure, 20 animaux par procédure (sur 2 procédures) seront utilisés pour le cas où des animaux seraient sortis du protocole.

Raffinement

En amont des expérimentations, les ponettes sont entraînées à venir dans les barres d’échographie qui permettent le maintien de l’animal dans une position stable et l’optimisation des examens en termes de qualité et de rapidité. Chaque acte technique (échographie, prise de sang) sera suivi d'une récompense alimentaire. Les interventions seront réalisées par du personnel expérimenté, selon des protocoles précis et rigoureusement définis. De plus, tout au long de l’expérience, les juments maintiendront un contact visuel et olfactif avec des congénères qu’elles connaissent. En effet, la tonte (deux zones restreintes pour la mesure de la fréquence cardiaque) et les prises de sang et de salive auront lieu au sein du troupeau. Les tests comportementaux seront effectués à proximité de la stabulation de résidence du troupeau, ou dans le box habituel de résidence pour les juments vivant en écurie au box. Les échographies pour les juments concernées sont effectuées par 2 ou 3, afin que les juments ne soient pas isolées dans la salle dédiée à ces mesures et lors des trajets vers et depuis cette salle. En cas d’hypernervosité, l’animal pourra être retiré de l’étude si le test n’est pas reportable. Enfin, au sein de ce projet, nous essayons de raffiner les méthodes d’évaluation du statut hormonal en remplaçant les prises de sang par des prises de salive. En effet, dans la première action, nous effectuerons à la fois des prises de sang et de salive, dans lesquelles nous doseront les hormones sexuelles femelles (oestradiol et progestérone), afin de tester la corrélation sang/salive. Si cette corrélation est bien établie, dans la deuxième action nous n’effectuerons que des prises de salive, et pas de prise de sang. (Autrement, le statut hormonal sera évalué classiquement par dosage sanguin.)

Choix des espèces

Ce projet vise à mieux comprendre le comportement des juments en lien avec leur physiologie, en réponse à des croyances et pratiques du milieu équestre. Nous étudions donc directement l’espèce cible. Nous utiliserons des juments adultes (plus de 4 ans), dont le système reproducteur est bien développé et qui ont déjà été assez manipulées par l’être humain pour que nos manipulations ne soient pas trop stressantes pour elles.

Transportées deux heures, pourvues d'une éponge vaginale puis soumises à huit injections intramusculaires et deux injections intraveineuses sur animal vigile, 40 brebis donneuses d'embryons sont tuées pour que la collecte se fasse sur leurs utérus après la mort. Les 120 receveuses subissent une chirurgie de transfert d'embryon de trente minutes sous anesthésie générale, et 30 des brebis gestantes passent tout leur dernier mois de gestation à 30 degrés le jour et 25 la nuit, avec un risque d'hyperthermie, d'avortement ou de mise-bas précoce que le porteur reconnaît. Les 220 moutons relèvent de procédures d'un niveau de souffrance léger à modéré, les agneaux mâles nés de ces gestations subissant cinq prises de sang entre la naissance et neuf mois, puis trois collectes de semence. Les receveuses non gestantes et les mères après sevrage retournent au troupeau d'origine, 120 au total, tandis que les descendants mâles sont mis à mort pour prélever leurs organes, dont les testicules et la prostate, leur retour au troupeau étant écarté au motif que leur reproduction est compromise.

Objectifs

Dans un contexte de changement climatique, ce projet vise à étudier les conséquences d’une exposition à des températures élevées pendant la fin de la gestation sur le développement de la descendance chez les ovins. L’hypothèse posée par l’étude est qu’une exposition à la chaleur pendant la vie fœtale peut modifier le fonctionnement du placenta et affecter le développement de différents organes chez la descendance. Une attention particulière sera portée au développement de l’appareil reproducteur mâle, car des altérations de la qualité ou de la quantité des spermatozoïdes pourraient avoir des conséquences sur la fertilité et les performances de reproduction. Les analyses porteront notamment sur des mécanismes épigénétiques, qui permettent à notre environnement d'influencer le fonctionnement de certains gènes, sans modifier notre ADN. L’étude repose sur la comparaison d’animaux présentant des capacités différentes de tolérance à la chaleur, élevés dans des conditions climatiques contrastées. Les objectifs scientifiques sont de caractériser les effets du stress thermique sur le fœtus, d’évaluer ses conséquences à long terme sur le développement de la descendance mâle et d’identifier les mécanismes biologiques favorisant l’adaptation aux fortes températures et leur origine. Ce projet se déroulera sur 4 établissements utilisateurs.

Bénéfices attendus

Ce projet cherche à mieux comprendre les conséquences de l’augmentation des températures liée au changement climatique sur les animaux d’élevage. Plus particulièrement, il étudie l’impact d’une exposition à la chaleur pendant la gestation sur le développement fœtal, le poids à la naissance, la croissance des individus et les capacités de reproduction des animaux à l’âge adulte. Les chercheurs souhaitent déterminer si une exposition à des températures élevées avant la naissance peut avoir des effets durables sur le développement des animaux. Ils étudieront également les mécanismes naturels qui permettent à certains animaux de mieux résister à la chaleur que d’autres et chercheront à savoir si cette capacité d’adaptation dépend principalement de la mère ou des échanges entre la mère et le fœtus pendant la gestation. Les résultats attendus permettront de mieux comprendre comment les animaux s’adaptent aux fortes chaleurs et comment ces adaptations peuvent influencer leur santé et leurs performances de reproduction. À plus long terme, ces connaissances pourraient contribuer au développement de stratégies permettant de limiter les effets négatifs des épisodes de chaleur sur les animaux d’élevage et ainsi aider les filières agricoles à faire face aux conséquences du changement climatique.

Procédures

Les donneuses d’embryons subiront un transport de 2 heures entre l'EU1 et l'EU2, une pose d'éponge par voie intravaginale, une série de 8 injections par voie intra-musculaire et 2 injections intra-veineuses sur animal vigile (EU1). Si les inséminations sont faites avec de la semence congelée, une laparoscopie sera réalisée sur chacune des brebis à inséminer (EU4). Le temps d’intervention de cet acte se compte en minutes (3 à 5 min par brebis). Concernant les receveuses, une pose d'éponge par voie intra-vaginale, une injection par voie intra-musculaire et 2 injections intra-veineuses sur animal vigile et une chirurgie sous anesthésie générale et analgésie pour le transfert d’embryons (30 minutes) seront réalisées (EU2 et 3). Durée de chaque injection : quelques secondes. 3 prises de sang seront effectuées sur l’ensemble des 60 mères gestantes (à 110 jours, 125 et ~147 jours de gestation). 30 de ces brebis gestantes subiront un stress thermique en bâtiment à ambiance contrôlé durant tout le dernier mois de gestation (30°C en journée et 25°C la nuit). Les descendants mâles subiront 5 prises de sang (naissance, 1, 3, 6 et 9 mois) et des collectes de semence (3 éjaculats par mâles à partir de 8 mois d’âge ; EU2). La durée d'une prise de sang est d'une à deux minutes, contention comprise et celle de la collecte d’un éjaculat de quelques minutes.

Impact sur les animaux

Le transport entre l'EU2 et l'EU1 et la découverte d’un nouvel environnement pourra engendrer un stress transitoire chez les femelles. Certains effets indésirables liés à l’anesthésie et la chirurgie peuvent survenir (hypothermie et douleurs post-opératoires). Le stress thermique pourrait entrainer une hyperthermie sur les brebis avec des difficultés de régulation de température corporelle et respiratoire dues également au dernier stade de gestation. Un risque d’avortement ou de mise-bas précoce pourrait survenir. Un petit hématome pourrait apparaitre à la jugulaire, lié aux quelques prises de sang effectuées. Enfin, le stress généré par l’ensemble des manipulations pourrait également apporter une nuisance supplémentaire.

Devenir

Pour des raisons de compatibilité avec les objectifs de l’étude, la collecte des embryons sera réalisée sur les utérus post-mortem. Les 40 femelles donneuses d'embryons seront donc euthanasiées. Les 120 embryons mâles collectés seront remis en place dans 120 femelles receveuses synchronisées. Toutes celles non gestantes, qui ne seront donc pas intégrées à la suite de la procédure (stress thermique) retourneront au sein du troupeau d’origine (N~60). Toutes celles qui seront gestantes entreront dans l’étape suivante de la procédure (N~60). En fin de procédure, ces mères pourront retourner dans le troupeau d’origine après Le SEVRAGE des descendants. Les descendants mâles seront mis à mort à la fin de l’expérimentation afin de collecter les organes nécessaires à l’étude fonctionnelle de l’impact du dérèglement climatique. L’étude portant sur divers organes, dont les testicules et la prostate, une approche par biopsie n’est pas compatible. Leur retour au sein du troupeau n’est également plus possible (reproduction compromise).

Remplacement

Il n’existe actuellement aucune méthode alternative permettant d’étudier de manière fiable les conséquences d’une exposition à la chaleur pendant la gestation sur le développement des animaux après leur naissance et jusqu’à l’âge adulte. Les objectifs du projet nécessitent d’évaluer les interactions complexes entre la mère, le placenta et le fœtus, ainsi que leurs effets à long terme sur la croissance, la santé et la reproduction de la descendance. Les modèles cellulaires ou les cultures de tissus disponibles aujourd’hui ne permettent pas de reproduire l’ensemble des mécanismes biologiques qui se déroulent au cours de la gestation ni d’évaluer leurs conséquences sur l’organisme entier. Ils ne permettent notamment pas d’étudier les effets de la chaleur sur les échanges entre la mère et le fœtus, ni les répercussions de cette exposition sur le développement futur de l’animal. L’utilisation d’animaux est donc indispensable pour atteindre les objectifs scientifiques du projet et améliorer les connaissances sur les conséquences du changement climatique pour les animaux d’élevage.

Réduction

Le nombre d’animaux a été optimisé de façon à obtenir des résultats pertinents, reproductibles et statistiquement valides. En ce sens, le nombre d’animaux inclus dans ce projet a été déterminé de manière à obtenir des résultats scientifiquement fiables tout en limitant au maximum leur utilisation. Les connaissances actuelles ne permettent pas encore de prédire précisément les effets d’une exposition à la chaleur pendant la gestation sur le développement futur des animaux. De plus, certaines caractéristiques biologiques étudiées présentent naturellement une forte variabilité entre individus. Le projet prévoit donc le suivi de 60 descendants mâles issus de mères réparties dans différents groupes expérimentaux, avec ou sans exposition à la chaleur pendant la fin de la gestation. Cette organisation permettra de comparer les effets des conditions étudiées tout en tenant compte de la variabilité naturelle observée entre les animaux. Le nombre d’animaux a également été calculé pour compenser les pertes pouvant survenir au cours de l’expérimentation, notamment lorsqu’une gestation n’aboutit pas ou lorsqu’un animal ne peut pas être inclus dans toutes les étapes du suivi. Afin d’obtenir les 60 descendants nécessaires à l’étude, 120 femelles receveuses seront incluses dans le protocole. 40 femelles donneuses seront également nécessaires pour produire les embryons transférés.

Raffinement

Les animaux seront hébergés en groupe, conformément à leur comportement naturel, dans des espaces adaptés avec une litière paillée et différents enrichissements permettant de favoriser leur confort et leurs comportements habituels. Les interventions chirurgicales nécessaires à l’insémination intra-utérine (éventuelle) et au transfert des embryons seront réalisées sous anesthésie générale avec une prise en charge adaptée de la douleur avant, pendant et après l’intervention. Des mesures complémentaires seront mises en place pour assurer le confort des animaux, notamment le maintien de leur température corporelle pendant et après la chirurgie. Les techniques utilisées sont choisies afin de limiter au maximum le caractère invasif des interventions et de favoriser une récupération rapide. Les prélèvements sanguins seront réalisés par du personnel qualifié et expérimenté selon des méthodes couramment utilisées en élevage. Ces actes sont de courte durée et n’entraînent qu’une gêne légère et temporaire. Les animaux seront habitués à la présence des soigneurs et manipulés dans des conditions visant à réduire leur stress. Après chaque prélèvement, une récompense alimentaire leur sera distribuée. L’état de santé et le comportement des animaux seront surveillés quotidiennement pendant toute la durée du projet. En cas d’apparition d’un problème de santé ou de signes de douleur, un traitement approprié sera administré sous la supervision du vétérinaire référent afin de limiter au maximum toute souffrance.

Choix des espèces

Les ovins ont été choisis en raison de leur reproduction saisonnée, soumise au stress thermique soit en fin de gestation, soit en début de gestation (selon les pratiques des éleveurs). De plus les avantages biologiques apportés par cette espèce (temps de gestation court et taille des animaux) permettent aux ovins de servir de modèle pour d’autres espèces et notamment les gros ruminants. Cette étude permettra d'évaluer l'effet d’un stress thermique appliqué en fin de gestation (dernier mois) en environnement contrôlé sur la construction du phénotype de la descendance. Mais également d’identifier les mécanismes de thermo-adaptation et leur origine, en comparant deux races ovines ayant des capacités de résilience différentes au stress thermique (race française vs Brésilienne). Toutes les femelles (donneuses et receveuses) seront des adultes sexuellement matures. Les animaux générés après mise-bas seront des agneaux mâles et ils seront suivi jusqu’à un stade post-puberté (~9 mois d’âge). Ces animaux permettront d'évaluer l'effet d’un stress thermique appliqué en fin de gestation (dernier mois) en environnement contrôlé sur la construction du phénotype de la descendance.