Éthologie / comportement / biologie animale

Pour mesurer les effets écologiques de panneaux photovoltaïques flottants, 1 800 épinoches et 2 400 amphibiens sont capturés dans douze bassins expérimentaux, dans des procédures d'un niveau de souffrance déclaré léger. Les poissons sont pêchés à l'électricité, anesthésiés, mesurés, et une partie de leur nageoire pelvienne est découpée, geste dont le porteur reconnaît qu'il implique "une douleur de sévérité moyenne". Les amphibiens, têtards de grenouilles vertes et tritons adultes, sont piégés puis amputés d'un fragment de nageoire caudale sans aucune anesthésie, au motif de raccourcir le temps de manipulation. Les animaux sont remis à l'eau dans leur bassin d'origine, le porteur prévoyant une mortalité inférieure à 0,5 %, et le projet vise à documenter des installations dont il indique lui-même que le déploiement est déjà engagé.

Objectifs

Les centrales photovoltaïques flottantes constituent une nouvelle alternative aux centrales photovoltaïques terrestres pour la production d’énergie, en vue de la transition énergétique. Les prédictions de croissance de ces installations sont exponentielles, ces dernières représenteront d’ici 2030 une part importante de la production d’énergie photovoltaïque. Ainsi, ces installations et projets d’installations sur les plans d’eau connaissent un fort développement sur le territoire national, sans que les impacts potentiels, négatifs ou positifs, sur la biodiversité aquatique et le fonctionnement des écosystèmes lacustres ne soit connus. En particulier, les plans d’eau de gravière et les retenues, écosystèmes artificiels, sont spécifiquement ciblés par les développeurs de panneaux solaires. Or, les connaissances sur les impacts écologiques de ces centrales sont extrêmement limitées. A ce jour, il n’existe aucune étude scientifique qui quantifie les effets écologiques de ces installations sur les écosystèmes aquatiques.

Bénéfices attendus

Ce projet apportera des connaissances robustes et essentielles sur les effets des panneaux solaires flottants sur la structure des réseaux trophiques et la biodiversité. Les connaissances aquises auront des répercussions opérationnelles sur la configuration et le déploiement de nouvelles centrales. Elles pourront permettre d’étayer par des données scientifiques les autorisations que les services de l’Etat doivent accorder avant toute installation.

Procédures

L’objectif est d’évaluer l’effet de l’installation de panneaux solaires flottants sur le réseau trophique de 12 bassins expérimentaux peu profonds colonisés naturellement par des amphibiens et empoissonnés avec des épinoches. Pour cela, des captures d’épinoches adultes et juvéniles et de larves ou adultes d’amphibiens seront effectuées dans les 12 lacs une fois par an en utilisant la pêche électrique pour les épinoches et des pièges pour les amphibiens (3 pièges par bassin). Dans chaque bassin 30 individus épinoches maximum (15 adultes, 15 juvéniles) et 20 spécimens d’amphibien (principalement des tétards de grenouilles vertes et adultes tritons) seront utilisés. Les poissons seront mesurés et pesés et un fragment de nageoire pelvienne sera prélevé pour des analyses génétiques et isotopiques (régime alimentaire). Les amphibiens seront sexés, mesurés et le prélèvement d’un fragment de nageoire caudale sera réalisé pour des analyses isotopiques. Les poissons seront anesthésiés. Les amphibiens ne seront pas anesthésiés afin de réduire le temps de manipulation. Un maximum de 360 épinoches et 240 spécimens d’amphibiens seront soumis à ces procédures chaque annéee.

Impact sur les animaux

La capture des poissons peut entrainer un léger stress. Les mesures morphométriques (prise de photographie) impliquent un stress léger dû à la manipulation des animaux. Le prélèvement d’un fragment de nageoire des poissons (‘fin clipping’) implique une douleur de sévérité moyenne. Pour les amphibiens, la priorité est donnée à la réduction maximale du stress des animaux et donc à la remise à l’eau le plus rapidement possible. Par conséquent, aucune anesthésie ne sera pratiquée.

Devenir

Seuls les animaux n’ayant pas subi de dommage au cours de la capture seront utilisés pour l’expérimentation. Les animaux seront remis à l’eau dans leur bassin d’origine à l’issue de la procédure. Nous pouvons prévoir une très faible mortalité consécutive à cette procédure (moins de 0,5% des animaux).

Remplacement

Ce projet a pour but de comprendre les effets des panneaux solaires sur le réseau trophique dans des conditions contrôlées mais réalistes. Ainsi, le réseau trophique expérimental doit être suffisamment complexe ce qui suppose d’intégrer au sein des bassins des espèces de chaque niveau trophique, dont des espèces de consommateurs. Par ailleurs, la caractérisation du réseau trophique implique l’échantillonnage le plus exhaustif possible des communautés présentes. L’espèce de poisson que nous avons retenue présente de nombreux avantages aussi bien pratiques que scientifiques. C’est une espèce facile à élever, utilisée comme espèce bioindicatrice en écotoxicologie, qui se reproduit bien et qui présente un comportement trophique assez plastique. Le développement d’une population bien établie et de fortes adaptations à l’installation de panneaux solaires sont attendues. Seront échantillonnés les amphibiens bien représentés dans les macrocosmes. Étant donné que les amphibiens sont protégés et ont un cycle de vie biphasique, il n’est pas envisagé(eable) de procéder à une introduction contrôlée d’individus et à leur confinement dans les dispositifs expérimentaux. Les premières observations faites en 2023 attestent d’une colonisation naturelle (et de la reproduction) significative des macrocosmes par la grenouille verte et le triton palmé. Par conséquent, nous fondons nos espoirs sur l’évaluation de la niche trophique de ces deux espèces, a minima, dans les macrocosmes, qui ont des régimes alimentaires différents (principalement consommateurs d’algues ou bien prédateurs) et occupent ainsi des positions différentes dans le réseau trophique. Échantillonner ces espèces est donc particulièrement informatif et complémentaire. Par ailleurs, les deux espèces en question sont particulièrement communes dans les plans d’eau de France.

Réduction

Les espèces cibles du projet sont les poissons et les amphibiens, ce qui implique un échantillonnage plus conséquent d’individus que les autres ressources des réseaux trophiques (macroinvertébrés, zooplancton et compartiment végétal). Le projet vise à évaluer les conséquences de l’installation de panneaux solaires dans un écosystème aquatique sur les poissons à l’échelle des individus. Or il existe une forte variabilité́ intraspécifique chez les poissons, liée à des variations entre individus et au cours de leur développement et de croissance. Selon le taux de capture, l’objectif d’un nombre maximal de 30 épinoches, tous stades de vie confondus (15 adultes et 15 juvéniles), par bassin permettra d’intégrer la variabilité ontogénique, phénotypique et génotypique de la population. Ce nombre permet de disposer d’un effectif suffisant pour prendre en compte la variabilité́ entre individus et représenter la population, tout en limitant le nombre d’animaux concernés par l’expérimentation. Ce nombre permettra notamment de mesurer la taille de la niche trophique des différentes cohortes, en utilisant des approches bayésiennes particulièrement robustes pour cela. Un maximum de 360 poissons (30 x 12 bassins) sera utilisé́ chaque année pour les analyses génétiques et isotopiques. Comme il a déjà été mentionné, l’objectif d’un prélèvement non létal de tissu de 20 individus par espèce (ou stade de vie) d’amphibien par macrocosme est recommandé d’un point de vue analytique afin de fidèlement caractériser la variabilité de niche trophique (isotopique) entre populations. Selon le taux de colonisation des macrocosmes, pourrait alors être échantillonné un maximum de 240 spécimens de chaque espèce d’amphibien, annuellement. Néanmoins, il est fort probable que l’échantillonnage soit inférieur, car les populations d’amphibiens (notamment de triton au stade adulte) sont généralement de petite taille dans ce type d’écosystème. Des effectifs sensiblement inférieurs ne remettraient pas en cause la robustesse de l’évaluation des métriques de niche isotopique, et, si les effectifs sont effectivement en deçà pour certains macrocosmes, nous évaluerons d’éventuelles répercussions de ces petits effectifs sur les métriques mesurées.

Raffinement

L’échantillonnage sera effectué dans des conditions météorologiques compatibles avec le maintien des animaux momentanément en captivité, c’est-à-dire, hors périodes de fortes chaleurs, et par journée non pluvieuse, de façon à manipuler les animaux dans de bonnes conditions. Les procédures seront réalisées à proximité des macrocosmes dans un espace isolé (barnum). La concentration en oxygène dissous sera contrôlée régulièrement dans les bacs de maintien, d’endormissement et de réveil des animaux et l’eau renouvelée très régulièrement. Concernant les amphibiens, une attention particulière sera portée sur la mise en œuvre des pièges de façon à limiter autant que faire se peut le stress de capture et de confinement. Seulement 3 pièges seront utilisés par bassin et les pièges ne seront pas déployés dans tous les bassins la même journée afin de limiter le temps de confinement de tous les animaux en seau. L’opération de recapture pourra être reconduite si les effectifs d’amphibiens sont insuffisants. Les épinoches seront anesthésiées (30 individus par bac) dans des bacs de 50 L, avant les prises de photo et le prélèvement du fragment de nageoire pelvienne pour limiter le stress et la douleur lies à la manipulation et au prélèvement. L’anesthésie des amphibiens étant une procédure délicate et longue, les amphibiens ne seront pas anesthésiés afin de réduire la durée de détention des animaux et ainsi leur stress (compromis stress/douleur). Une vigilance particulière sera portée à la bonne contention des individus lors du phénotypage et la biopsie de nageoire. L’exondation des animaux sera courte et durera moins d’1 minute (plutôt 30 secondes pour les amphibiens). Le niveau de cicatrisation consécutif au prélèvement du fragment de nageoire chez l’épinoche n’est pas connu précisément. Nous avons néanmoins constaté que le recouvrement de la plaie par du mucus permet une cicatrisation des nageoires pelviennes au bout d’une saison et qu’après un an, la nageoire pelvienne prélevée a repoussé totalement. Les observations réalisées en milieu naturel attestent d’une régénération complète de la nageoire chez le triton marbré (grand triton) en l’espace de trois semaines. A noter que la nageoire chez les amphibiens est un appendice transitoire amené à se résorber et qu’elle est très fréquemment attaquée par les prédateurs, donc naturellement endommagée.

Choix des espèces

L’épinoche est une espèce facile à élever, utilisée comme espèce bioindicatrice en écotoxicologie, qui se reproduit bien et qui présente un comportement trophique assez plastique. De fortes adaptations et des réponses rapides sont attendues chez cette espèce. Les amphibiens attendus dans les dispositifs expérimentaux sont des espèces particulièrement communes en France. Ainsi, les enseignements tirés de ce projet sur ces espèces seront aisément transposables aux plans d’eau visés par l’implantation de centrales photovoltaïques. Nous utiliserons des poissons aux stades juvéniles et adultes, pour intégrer l’effet de la croissance sur la réponse des individus. Il s’agira aussi de têtards de grenouilles et d’adultes de tritons, soit des stades de vie suffisamment présents dans le milieu aquatique pour jouer un rôle dans le fonctionnement des réseaux trophiques et donc susceptibles d’être affectés par les centrales photovoltaïques flottantes. L’échantillonnage non létal d’une quantité suffisante de nageoire des larves de tritons n’est techniquement pas possible, par conséquent ce stade de vie n’a pas été retenu dans le projet.

Tous relâchés à l'issue, 630 pigeons bisets sont capturés, bagués, pesés, mesurés et soumis à des prises de sang, dans des procédures d'un niveau de souffrance léger. Une partie passe quatre à cinq mois en volière, avec six prises de sang et un harnais GPS porté quatre mois, le reste étant manipulé puis relâché sur le lieu de capture. Le porteur indique renoncer à toute anesthésie et à toute analgésie pour éviter d'altérer le comportement, et décrit un stress temporaire "sans aucune conséquence indésirable", qu'il appuie sur le retour à des comportements normaux d'alimentation et de toilettage. L'objet déclaré, mesurer l'effet des canicules urbaines sur la survie et la reproduction, sert aussi les plans d'action des collectivités pour la biodiversité urbaine.

Objectifs

Nos travaux de recherche appartiennent au champ disciplinaire de l'écologie, qui peut se définir comme l'étude scientifique des relations entre les organismes vivants et leur milieu. Ils portent sur l'étude de la variabilité naturelle des paramètres morphologiques et physiologiques et des comportements chez les espèces animales évoluant en milieu urbain, et donc soumises à de fortes pressions anthropiques. Plus particulièrement, nous nous demandons comment les canicules induisent des modifications du comportement. Si ces modifications ne sont pas assez efficaces pour moduler les contraintes des canicules sur la physiologie, nous nous attendons à observer des variations dans les taux de survie et de reproduction des individus. Dans ce projet, nous voulons baguer des pigeons bisets à des fins de reconnaissance individuelle afin de pouvoir évaluer la démographie de la population et les taux de survie et de reproduction. En parallèle, nous souhaitons équiper un sous-échantillon de ces individus avec des GPSs pour suivre leur comportement. Pour se faire, nous voulons tester la tolérance des individus à des harnais GPSs en volières et vérifier sur une journée que l'équipement de pigeons en ville permet bien de collecter des données.

Bénéfices attendus

Les résultats de ces différents travaux permettront de mieux comprendre les mécanismes de réponses des pigeons, et des oiseaux de manière plus générale, aux contraintes des canicules en milieu urbain. Ces informations sont importantes pour les prédictions des effets des changements climatiques sur la biodiversité. Ces données intéressent également les collectivités territoriales dans leurs plans d'action pour la biodiversité urbaine et sa cohabitation avec l'humain.

Procédures

Dans le cadre du test de tolérance des pigeons aux harnais GPS, un lot d'animaux sera capturé et hébergé pendant 4-5 mois en volières. Ils seront soumis vigiles à diverses mesures de masse, taille et couleur, à des tests de réponse immunitaire et à un baguage (5 min par individu), 6 prises de sang seront répartis sur 5 mois pour déterminer le sexe des individus et la concentration de leurs hormones de stress (5min par individu par mois), une pesée hebdomadaire (1 min par individu par semaine). La moitié d'entre eux sera équipé d'un harnais GPS (10 min par individu) qui sera retirée après 4 mois. Pour compléter cette procédure et vérifier que le système GPS fonctionne en conditions naturelles un autre lot de pigeons sera équipé de GPS à l'aide d'un harnais après mesures et une prise de sang (10-15 minutes de manipulation au total, 48h avec le GPS au maximum). Pour les animaux du suivi populationnel : 500 individus vigiles seront soumis à une contention avec prise de sang, baguage, pesée et mesures (5 à 10 minutes par individu). 100 parmi eux seront équipés d'un harnais GPS (5 minutes par individs). Tous les individus seront relâchés sur le lieu de capture à la fin des procédures.

Impact sur les animaux

Les nuisances attendues sur les animaux impliquent très majoritairement du stress et de la détresse lors de la capture et des manipulations, notamment lors de la prise de sang, de l'injection pour le test de la réponse immunitaire et la pose du harnais GPS. Ce stress est temporaire et n'a aucune conséquence indésirable sur les individus qui retrouvent des comportements sociaux, de toilettage et d'alimentation normaux lors du retour en volière (dans laquelle ils présentent une courbe de suivi de masse normale) ou du relâché en milieu naturel.

Devenir

Nos procédures sont peu invasives et tous les animaux seront relâchés à l'issue des manipulations / expérience. En milieu naturel les individus manipulés s'envolent et vont se nourrir très rapidement après le relâché et les individus utilisés en volière sont regulièrement revus en milieu naturel les animaux suivant le protocole ce qui nous indique que nos protocoles n'excluent pas un relâché.

Remplacement

Afin d'atteindre les objectifs scientifiques qui se focalisent sur une population de vertébrés en conditions naturelles, le recours à des animaux est nécessaire et il n'est pas possible aujourd'hui de les remplacer. Des organismes qui ne rentrent pas dans les limites taxonomiques de la législation sur l'expérimentation animale (comme les insectes ou les mollusques) ne présentent pas la même écologie et la même biologie. Ainsi, seuls des vertébrés sont endothermes ou possèdent des plumes, points essentiels de nos projets, ou réalisent des mouvements journaliers traçables en milieu urbain.

Réduction

Le nombre d'individus le plus bas possible est utilisé dans nos protocoles afin de permettre un compromis entre une limitation du nombre d'individus et permettre d'identifier des effets en réponse à nos manipulation ss'ils existent. Lorsque cela a été possible, nous avons estimé le nombre minimum d'individus nécessaires à l'aide d'outils statistiques. Au total le projet inclue 630 pigeons.

Raffinement

Toutes nos procédures sont légères en terme de stress et de souffrance infligée à l'animal. De plus, les pigeons bisets sont très tolérants à la capture et à l'hébergement. L'utilisation de tissu pour les couvrir est efficace pour les calmer car nos procédures sont réalisés sur animaux vigiles. Nous n'utilisons pas d'anesthésiant ou d'analgésiant afin d'éviter les effets néfastes sur le comportement. Les procédures les plus stressantes (prise de sang) sont le plus espacées possible. Les individus seront vus tous les jours afin d'identifier tout animal en mauvaise santé ou en condition de stress intense afin de le sortir des conditions expérimentales. En milieu naturel, tout animal déjà blessé ou qui semble en mauvaise santé sera relâché dans qu'aucun gestion autre que du baguage et éventuellement des mesures morphométriques (masse) ne soient réalisées. En volière, des comportements anormaux (stéréotypés, surtoilettage), une blessure, ou une perte de masse trop importante impliquera la sortie d'un individu de la procédure, sa mise en quarantaine et le contact du vétérinaire pour les soins ou l'euthanasie. Les volières correspondent aux critères définis pour l’élevage du pigeon biset. Chaque volière accueillera un maximum de 12 individus et a une surface au sol supérieure à la surface recommandée. De plus, les volières permettent aux individus d’effectuer de brefs vols. Par ailleurs, chaque compartiment est enrichi de nichoirs, de perchoirs en bambou, d'un mangeoire, d'un abreuvoir d’eau et d'une baignoire de faible profondeur. Tous ces enrichissements permettent de réduire le stress de la captivité pendant tout le protocole. L'équipe technique et scientifique a l'expérience du travail sur cette espèce.

Choix des espèces

Le pigeon biset Columba livia apparaît comme étant un modèle animal idéal pour étudier les mécanismes écologiques et évolutifs en milieu urbain. En effet, c’est un oiseau issu d’élevage domestique relâché par l’homme par le passé qui s’est installé dans les zones urbaines et qui est, a priori, soumis à de fortes pressions évolutives. De part ses grandes facilités d’adaptation, il constitue le modèle vertébré « sauvage » le plus répandu en zone urbaine.Elle est également appropriée pour l'étude de l'effet des fortes chaleurs urbaines car soumises aux îlots de chaleur urbains partout dans le monde et présentant des morphes différents, impliquant des réponses à la température différente. Par ailleurs, cette espèce est très répandue et ne constitue pas une espèce menacée d’extinction. Les pigeons échantillonnés et prélevés en milieu naturel seront tous adultes (plus de 8 mois) reconnus sur la base de leur morphologie. Des pigeons plus jeunes ont des taux de mortalité plus élevés à court terme, il est donc possible qu'ils meurent rapidement après baguage ou équipement GPS. De plus ils sont plus sensibles au stress, notre impact serait plus grand si nous les manipulions. Enfin, ils sont trop petits pour être équipés de harnais GPS.

Bloquées au cornadis pour deux prises de sang à la queue et pesées à répétition, 240 génisses et 60 vaches taries sont utilisées dans des procédures d'un niveau de souffrance léger, gardées en vie à l'issue. Le porteur précise ce que ce devenir signifie : les génisses poursuivent leur carrière laitière et entrent dans un nouveau protocole de mesure, les vaches taries terminent leur engraissement avant l'abattoir. L'objet déclaré est de mesurer l'efficience alimentaire, soit la quantité d'aliments consommée par unité de lait ou de viande, pour décider lesquelles des génisses de renouvellement garder. Il fixe l'effectif à la capacité maximale de phénotypage du site, et annonce des campagnes supplémentaires pour atteindre les nombres requis par les analyses génétiques.

Objectifs

L'efficience alimentaire consiste à évaluer la quantité d'aliments nécessaire pour obtenir une unité de produit animal (lait et/ou viande en bovin). L’amélioration de celle des bovins laitiers est une thématique qui a été mise en avant ces dernières années pour ses atouts économique (diminution des quantités ingérées) et écologique (diminution des émissions directes et indirectes liées aux cultures). Toutefois, l’efficience alimentaire est le plus souvent mesurée uniquement pendant la période productive de la vache, généralement pendant tout ou partie de la première lactation, comme dans une expérimentation d’efficience alimentaire actuellement en cours dans le même établissement utilisateur. Des premières études ont pu montrer qu’il existait une certaine répétabilité (autour de 0,4) de l’efficience d’une lactation sur l’autre. Toutefois, les différents stades physiologiques que l’animal traverse au cours de sa vie mettent en jeu des processus biologiques variés et très différents entre une période de croissance, une période de lactation ou encore une période d’entretien ou d’engraissement. Cette expérimentation vise à étudier les liens entre des efficiences alimentaires évaluées à des moments de la vie distants et faisant intervenir des processus biologiques différents. L’objectif de ce projet est donc de mesurer l’efficience alimentaire des animaux à des stades de la vie autres que la lactation. Enfin, ce projet permettra de tester si des biomarqueurs de l’efficience alimentaire déterminés sur le bovin allaitant en croissance dans le cadre d’un projet de recherche en cours sont également pertinents pour prédire l’efficience alimentaire de la génisse laitière en croissance. Dans le cas où ces biomarqueurs, circulant dans le sang, seraient prometteurs pour les bovins laitiers, cela simplifierait la mesure de l'efficence. En effet, une simple prise de sang suffirait alors.

Bénéfices attendus

Le bénéfice principal est d’obtenir une meilleur compréhension de la répétabilité de l’efficience alimentaire entre les différents stades de la vie en bovin laitier. Il pourra ainsi être évalué, au regard de la vie entière de l’animal, la pertinence de sélectionner pour l’efficience alimentaire mesurée en première lactation, ou encore la pertinence de choisir au sein des génisses de renouvellement lesquelles conserver sur la base de leur efficience alimentaire pendant la croissance. Si les biomarqueurs de l’efficience alimentaire déterminés sur le bovin allaitant en croissance dans le cadre d’un projet de recherche en cours étaient également pertinents pour prédire l’efficience alimentaire de la génisse laitière en croissance, alors ces biomarqueurs pourraient éventuellement ouvrir la voie à un nouveau projet de recherche d’envergure.

Procédures

Pour le suivi du métabolisme des prélèvements sanguins (2 x 9 ml) seront effectués 2 fois au cours de l’expérimentation sur les femelles vigiles, maintenues au cornadis. Les mesures de poids et d’état corporel se feront sans geste technique autre que le déplacement et la contention des animaux.

Impact sur les animaux

Les prélèvements prévus (sang) et les mesures prévues (poids, note d'état) seront réalisés dans le cadre d'une contention adaptée (cornadis pour le sang et la note d'état, cage de pesée pour le poids).Cette contention, ainsi que la simple présence humaine et la manipulation associée peuvent générer un stress ponctuel chez l'animal. Le prélèvement en lui-même (en particulier le prélèvement sanguin) peut générer sur le moment une douleur limitée et fugace. De part les interventions d'élevage, ces animaux sont habitués à la présence de l'homme. Cela réduit grandement le stress généré par les prélèvements, d'autant que ce sont les mêmes personnes qui interviennent. Il n'est attendu aucun dommage ni effet indésirable à moyen ou long terme. Il n'y a pas de mise à mort des animaux.

Devenir

A l'issue de ce protocole, les génisses poursuivent leur croissance et sont mises à la reproduction afin d'effectuer à nouveau des mesures d'efficacité alimentaire pendant leur vie productive (lactation). Les vaches adultes sont elles destinées à la réforme (engraissement puis abattage). Les 300 animaux du projet sont répartis comme suit : 5*48 génisses soit 240 génisses et 5*12 vaches taries soit 60 vaches taries

Remplacement

Les mécanismes étudiés mettent en jeu des interactions complexes au sein de l’hôte qu’il est impossible de reproduire dans un modèle cellulaire, de culture d’organe ou in silico

Réduction

La variabilité du caractère étudié doit être suffisante pour des analyses phénotypiques. Ce projet porte sur environ 300 femelles sur 5 campagnes. Il participera à la constitution d’une base de données internationale sur l’efficience alimentaire. Le nombre de femelles correspond à la capacité maximum de phénotypage du site dans les conditions requises pour l’expérimentation. Il sera complété de campagnes supplémentaires dans le cadre d’une nouvelle demande afin d’atteindre les effectifs nécessaires à des analyses génétiques.

Raffinement

Les procédures impliquées dans le projet sont de sévérité légère et appliquées par des opérateurs expérimentés. Afin de minimiser la douleur, les prises de sang nécessaires au protocole seront réalisées au niveau de la queue des animaux, peu fréquentes, pour des volumes ne dépassant pas 2*9ml et espacées d'au moins un mois. Les conditions d'hébergement et d'alimentation répondent aux normes d’élevage en intérieur avec une aire paillée (7 m2/animal), une aire d'exercice (3 m2/animal) et une ration d’ensilage d’herbe distribuée dans des auges en accès libre. L’état de santé des animaux sera surveillé tout au long de l’expérience. Tout animal présentant un trouble de santé sera soigné en fonction de la pathologie conformément aux pratiques de l'élevage définies par le vétérinaire sanitaire lors de sa visite annuelle. Au besoin le vétérinaire praticien sera consulté. Les animaux sont gardés en vie en fin d'expérimentation. Les génisses poursuivent leur carrière de vache laitière et les vaches taries terminent leur engraissement à la fin du projet avant d'être envoyées à l'abattoir.

Choix des espèces

L’espèce animale choisie est le bovin. Il s’agit de femelles de race Prim’Holstein, principale race laitière française et internationale. Ces animaux ne sont pas transgéniques et ont été obtenus par des méthodes de reproduction utilisées en élevage classique Les animaux seront des génisses en croissance ou des vaches adultes taries. Ces deux stades de vie correspondent aux stades pré et post lactation, elle-même étudiée dans le protocole de mesure de l'efficience alimentaire.

Pour mettre au point un système de suivi automatisé du comportement des rats, 120 individus sont utilisés dans des procédures d'un niveau de souffrance léger, puis tués parce que "l'expérimentation est terminée". Chacun reçoit sous anesthésie gazeuse une puce d'identification implantée sous la peau, après rasage, incision et fermeture par agrafe. Le porteur présente le dispositif comme plus respectueux du comportement naturel des rats, qui vivent en groupe dans un environnement enrichi pendant plusieurs mois. La justification de la mise à mort tient en une phrase, alors que la procédure décrite se limite à la pose d'une puce et que les lignées utilisées ne présentent aucun phénotype invalidant.

Objectifs

Les modèles animaux permettent de comprendre les mécanismes liés à des pathologies humaines. Pour caractériser correctement ces modèles en particulier au niveau comportemental, nous avons besoin de comprendre leurs comportements en conditions normales (non pathologiques). Pour cela, nous développons un système de suivi comportemental sur le long terme dans des conditions de vie permettant l'expression de comportements naturels des animaux. Le présent projet vise à mettre en place ce système de suivi comportemental automatisé pour le rat (qui a déjà été mis au point pour la souris). Nous devons trouver les conditions idéales de mesures des comportements et améliorer la détection automatique de comportements d'intérêts.

Bénéfices attendus

Ce projet permettra de proposer une méthode de caractérisation comportementale de rats vivant en groupe dans un environnement enrichi. Les données collectées sont donc représentatives du comportement spontané des animaux. Elles sont robustes car collectées sur plusieurs jours, en environnement enrichi. Le suivi individuel permet de construire des profils comportementaux individuels tout en considérant les relations sociales de l'animal au sein de son groupe. Ce projet constitue la base de développement de nouvelles méthodes de phénotypage comportemental, plus respectueuses du comportement naturel des rats.

Procédures

Les animaux subissent une implantation en sous-cutané d'une puce d'identification sous anesthésie gazeuse (l'anesthésie dure 5 minutes en tout). Au cours de cette anesthésie, l'animal subit un rasage de la zone d'insertion (1 minute), une désinfection de la zone (1 minute), une injection sous-cutanée d'un antidouleur (20 secondes), l'incision de la peau (20 secondes), l'insertion de la puce d'identification (20 secondes) et la fermeture de la plaie avec une agrafe (30 secondes).

Impact sur les animaux

Les animaux subiront une insertion sous-cutanée d'une puce d'identification par radio-fréquence réalisée sous anesthésie gazeuse et analgésie locale (sous-cutanée).

Devenir

Les animaux sont mis à mort car l'expérimentation est terminée.

Remplacement

Les marqueurs de diagnostic clinique de maladies neurpsychiatriques sont de l’ordre comportemental (anomalies de la communication sociale, anomalies cognitives, comportements stéréotypés). Il est donc nécessaire d’étudier le comportement des individus modèles pour pouvoir identifier clairement les mécanismes liés à ces anomalies issues de mutations génétiques. Le rat est une espèce suffisamment proche de l’Homme, physiologiquement et génétiquement, chez laquelle nous pouvons modéliser des pathologies humaines. Les modèles cellulaires ne peuvent être utilisés qu’une fois que les anomalies comportementales ont été décelées, pour mieux comprendre les bases moléculaires de ces anomalies comportementales.

Réduction

Ce projet constitue une étude pilote pour mettre en place le système de suivi de rats. Il est donc exploratoire. Nous réduisons le nombre d’animaux utilisés au maximum tout en conservant la possibilité de saisir la diversité comportementale que peuvent présenter les rats des lignées étudiées. La précision du système de suivi comportemental permettra de mesurer et de décrire finement les comportements en utilisant des données collectées sur peu d’individus mais sur plusieurs jours chacun. Nous veillerons à utiliser le moins d'animaux possibles en mesurant les mêmes animaux pendant de longues durées (plusieurs jours).

Raffinement

Les lignées utilisées ne présentent pas de phénotype invalidant particulier. Les expériences comportementales réalisées n’engendrent qu’un stress limité et très ponctuel (insertion de la puce d'identification). Pour réduire la souffrance des animaux lorsque nous insérerons les puces d'identification, nous aurons recours à une anesthésie générale gazeuse et un analgésique local en sous-cutané. Les expériences comportementales réalisée ensuite n'engendrent pas de stress supplémentaire car elles sont réalisées en conditions proches de celles de l'hébergement, dans un environnement enrichi.

Choix des espèces

Le rat possède des capacités cognitives plus développées que la souris dans certains domaines (empathie, apprentissage, collaboration par exemple). La caractérisation comportementale du système social du rat permettra de fournir une base pour étudier les bases neurales de telles fonctions cognitives élaborées. Les animaux seront utilisés à partir de 4 semaines (mise en place de l’identification par puce) puis conservés pendant plusieurs mois avec enregistrements ponctuels pour la mise en place du système. Nous prenons des animaux jeunes pour pouvoir les conserver longtemps une fois équipés de puce, dans le but de réduire le nombre d’animaux utilisés dans cette étude pilote.

Relâchées dans le milieu naturel à l'issue de l'expérience, 900 civelles sont capturées en estuaire, marquées par immersion dans un colorant fluorescent puis maintenues 180 jours en aquarium et en bassin, dans des procédures d'un niveau de souffrance léger. 300 d'entre elles sont anesthésiées, mesurées et passées au lecteur portatif à 60 et 180 jours. Le porteur indique que la mise à mort restera "anecdotique", limitée aux cas d'atteinte des points limites, et compte sur une mortalité en captivité pouvant atteindre 40 à 50 %. L'objectif déclaré est de valider une détection externe des marques, ce qui éviterait à l'avenir de tuer les civelles pour lire leurs otolithes.

Objectifs

Face au déclin des population d’anguilles européennes, des mesures sont mises en œuvre pour reconstituer les stocks et sauvegarder l’espèce, dans le cadre du plan national de gestion de l’anguille. Des opérations de repeuplement sont réalisées chaque année : des jeunes anguilles (civelles) sont capturées en estuaire et relâchées dans les zones amont des cours d’eau côtiers. Afin d’évaluer le succès de cette pratique de repeuplement, il est nécessaire de pouvoir différencier les individus introduits ; pour cette raison, les civelles capturées sont marquées par immersion dans un colorant avant d’être relâchées. Ce colorant génère une marque fluorescente fixée durablement dans les structures osseuses des jeunes anguilles, et en particulier dans des concrétions de l’oreille interne (otolithes). L’observation de ces structures nécessite toutefois la mise à mort des individus. La possibilité d’une détection externe des marques a été récemment démontrée sur des civelles et des tests réalisés en 2022 puis 2023 ont confirmé la présence de marques dans la mâchoire et les nageoires des civelles, détectable après 180 jours à l’aide d’un dispositif portatif. L’objectif de la présente étude est de rendre opérationnel le protocole de marquage en réduisant les quantités de colorant utilisé et en validant la procédure de détection sur des individus vivants après 6 mois.

Bénéfices attendus

La lecture externe des marques sur individus vivants permettrait en premier lieu la préservation des civelles analysées (pas de mise à mort), une simplification du protocole de détection, la réduction du temps de lecture des marques et l’augmentation de la taille de l’échantillon analysé dans un soucis de représentativité statistique.

Procédures

Les animaux seront soumis au marquage par immersion dans une solution de marqueur fluorescent, selon 4 traitements et un contrôle. La durée des interventions sera de 13.5 minutes (balnéations "flash"). Puis 60 individus seront prélevés, anesthésiés, mesurés, pesés et leur fluorescence observée à l’aide du lecteur portatif. La durée totale de l’intervention hors d’eau sera de 1 minute.

Impact sur les animaux

Les principaux effets indésirables potentiels sur les animaux concernent le transport après capture, le marquage, le maintien en captivité et l’anesthésie avant lecture de fluorescence. Toutefois, ces effets peuvent être considérés comme légers au vu de l’expérience des opérateurs dans le transport et le marquage des civelles, qui sont communément réalisés dans le cadre du programme de repeuplement.

Devenir

900 civelles seront capturées, transportées, marquées puis stabulées pendant 180 jours en aquarium puis en bassins (mésocosmes). A 60 et 180 jours, 150 individus seront anesthésiés, mesurés, analysés (mesure de fluorescence), puis remis en liberté. Tous les autres individus seront remis en liberté en fin d’expérience. La mise à mort restera anecdotique, uniquement en cas d’atteinte des points limites.

Remplacement

La civelle est l’objet d’étude et ne peut pas être remplacée pour cette expérience de recherche de fluorescence externe. Les résultats obtenus sur une autre espèce de poisson ne pourraient être transposés à la civelle, du fait de sa singularité morphologique (poisson serpentiforme), anatomique (épiderme translucide) et comportementale (activité nocturne).

Réduction

L’effectif de 900 individus (3 lots de 50 individus pour chacun des 5 traitements + 1 lot contrôle de 150 individus) tient compte de la mortalité attendue en milieu contrôlé au stade civelle (maximum 40-50%, en fonction de la qualité des civelles récupérées chez le mareyeur, variables selon la période de pêche). A 2 occasions au cours du suivi (60 et 180 jours), un effectif de 30 individus par traitement sera analysé. Ainsi, au total 300 individus seront anesthésiés et analysés, afin de prendre en compte la variabilité inter-individuelle du niveau de fluorescence, potentiellement importante si l’on se réfère aux résultats des études réalisées en 2022. Tous les individus (analysés ou non) seront relâchés dans le milieu naturel sur les sites de repeuplement (au maximum 900 individus).

Raffinement

Lors du transport, les civelles seront réparties dans deux sacs de transport gonflés à l’O2 et contenant un volume d’eau adapté. La densité de civelles sera très faible comparé aux densités de stockage observées chez les mareyeurs et lors des opérations standards de marquages effectuées depuis 2011 pour les repeuplements. La durée de transport est limitée au minimum et estimée à environ 1 heure, ce qui permet de garantir le maintien d’un niveau d’oxygénation très élevé dans les sacs (très faible consommation par les civelles). Pour le marquage, l’oxygénation des solutions sera maintenue à 100% à l’aide de diffuseurs d’oxygène, point essentiel en raison des fortes densités d’individus. Les aquariums seront enrichis à l’aide caches constituées de tubes PVC puis des flottangs seront utilisés dans les mésocosmes, dispositifs permettant aux civelles de s’abriter. Des daphnies seront ensemencées pour leur alimentation. La concentration en déchets du métabolisme azoté sera contrôlée chaque semaine, la concentration en oxygène et la température seront également contrôlées quotidiennement. Des changements d’eau seront réalisés si nécessaire, notamment en période de fort réchauffement estival. Lors des contrôles de fluorescence (à 60 et 180 jours), les civelles seront anesthésiées individuellement puis au moment de la lecture de fluorescence, leur tête sera protégée des rayonnements laser à l’aide d’un cache opaque. La durée totale de la manipulation hors d’eau n’excèdera pas 1 minute.

Choix des espèces

L’anguille est une espèce menacée au niveau européen, qui fait l’objet d’un plan de conservation à l’échelle nationale. L’évaluation des pratiques de repeuplement par une méthode de détection externe non létale représente un fort enjeu pour la gestion future. Les animaux seront utilisés au stade civelle car c'est le stade utilisé en France pour réaliser les opérations de repeuplement d'anguille.