Éthologie / comportement / biologie animale

540 poissons, des raies et des requins de six espèces, vont être capturés puis relâchés, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Ils sont marqués sous anesthésie par un émetteur acoustique, inséré dans la cavité péritonéale par incision chez les roussettes et les requins taupes, ou fixé par perçage de la nageoire chez les raies, pour suivre leurs déplacements autour des parcs éoliens en mer. Le porteur indique que le marquage peut occasionner des mortalités directes ou indirectes, qu'il présente comme rares, et que les individus sont remis à l'eau à l'endroit de leur capture. Il affirme qu'aucune méthode de remplacement n'existe pour étudier les mouvements en milieu naturel.

Objectifs

Le développement des parcs éoliens en mer est aujourd’hui en plein essor. Ces infrastructures génèrent des modifications de l’habitat au sein des écosystèmes marins ayant un impact potentiel sur la biodiversité. Ils peuvent agir comme des récifs artificiels pour certaines communautés de poissons avec des espèces présentant une forte résidence pour ces milieux. De plus, les câbles électriques sous-marins qui relient les éoliennes entre-elles et raccordent le parc éolien à la côte, peuvent générer des champs électromagnétiques et affecter le comportement d’espèces électro- et magnéto-sensibles, tel que les requins et raies. La croissance de l’éolien en mer risque d’amplifier ces effets, mais les conséquences sur les communautés ichtyologiques restent peu connues. Ce projet de 3 ans, vise à identifier et évaluer les effets des parcs éoliens en mer et leur raccordement sur les peuplements de raies et requins, espèces peu étudiées et à fort enjeu de conservation. Pour cela, ce projet se base sur l’utilisation de la télémétrie acoustique comme méthode de suivi, qui consiste à équiper un animal d’un émetteur acoustique (tag) émettant un signal sonore unique détecté par des hydrophones (récepteurs) placés dans les milieux ce qui permet d’étudier les déplacements et les comportements des individus dans le temps et l’espace. Cela permet de déterminer différents processus écologiques, notamment comment une espèce connecte et utilise les habitats, information essentielle pour mieux comprendre son rôle dans l’écosystème, ainsi que l’effet d’une modification d’habitat comme l’implantation d’un parc éolien en mer. Le projet a pour objectif d’étudier le comportement de raies et requins sur des zones de parc éolien en mer à différent stades de développement (pré-construction à exploitation). Ainsi, 6 espèces seront équipées de tags acoustiques : La raie brunette Raja undulata, la raie bouclée Raja clavata, la petite roussette Scyliorhinus canicula, la grande roussette Scyliorhinus stellaris, l’émissole tachetée Mustelus asterias et le requin taupe commun Lamna nasus. Les individus marqués seront suivis sur différents sites et habitats grâce à des récepteurs placés au sein des parcs éoliens et habitats côtiers. Ce projet servira à évaluer l’effet des parcs éoliens en mer sur le comportement de ces communautés et ainsi permettre de proposer des mesures d’amélioration pour la conservation de ces espèces et le développement des parcs éoliens offshores.

Bénéfices attendus

L’implantation d’un parc éolien en mer entraine des modifications d’habitats. Au vu de la forte croissance de ces projets de développement, il est nécessaire de mieux connaitre les effets de ces structures sur les écosystèmes marins. A terme, les résultats de ce projet permettront de comprendre plus précisément l’écologie des espèces suivies et ainsi répondre à différentes questions telles que : comment ces espèces réagissent-elles à des champs électromagnétiques générés par un câble sous-marin ? Quels sont les profils d’occurrence des espèces à enjeux de conservation dans la zone de parc éolien en mer ? Quel est le degré de connectivité entre les parcs éoliens en mer et les autres habitats marins pour ces espèces? Les individus font-ils preuve d’une fidélité pluriannuelle au site ? Comment les conditions environnementales influencent-elles ces tendances ? Il existe très peu de connaissances à ce sujet sur les raies et les requins. Ces connaissances relatives à l'écologie du mouvement de ces espèces, que le marquage en milieu naturel rend possible, serviront de cas concrets pour la mise en place de suivis pérennes des populations au sein des parcs éoliens en mer afin d’atteindre le double objectif de conservation et d'exploitation durable des espèces marines en général.

Procédures

Les petites roussettes, les grandes roussettes et les émissoles tachetées seront marquées chirurgicalement sous anesthésie générale. L'acte d'insertion de la marque acoustique (13mm de diamètre) dans la cavité́ péritonéale est relativement simple et parfaitement maitrisé par les applicateurs du projet. Seule la paroi musculaire de l’individu à marquer est ouverte pour l’insertion de la marque, aucun organe interne autre que la peau et les muscles n'est impacté par cette incision. L'incision est ensuite suturée avec du fil résorbable qui disparait en 3 à 4 semaines. L'acte de chirurgie en lui-même dure moins de 5 minutes par individu. Les raies seront marquées sous anesthésie générale pour la pose d’un émetteur externe de 13 mm de diamètre sur la nageoire pectorale de l’individu. Deux aiguilles de 3mm de diamètres perceront la nageoire de la raie pour fixer l’émetteur. Des études précédentes ont montré que ce type de marquage n’altéré pas la nage de l’individu et son comportement. L’acte de pose de l’émetteur en lui-même dure moins de 5 minutes par individu. Les requins taupes seront marqués chirurgicalement sous anesthésie locale afin de limiter le temps de la procédure et le stress de l’individu comme il est conseillé par de nombreuses études sur les requins de grande taille (>2m). L'acte d'insertion de la marque acoustique (16mm de diamètre) dans la cavité́ péritonéale est relativement simple et parfaitement maitrisé par les applicateurs du projet. Seule la paroi musculaire de l’individu à marquer est ouverte, aucun organe interne autre que la peau et les muscles n'est impacté par cette incision. L'incision est ensuite suturée avec du fil résorbable qui disparait en 3 à 4 semaines. L'acte de chirurgie en lui-même dure moins de 5 minutes par individu. Les individus seront relâchés dans la zone de capture le plus rapidement possible.

Impact sur les animaux

Au niveau individuel, cette étude nécessite un marquage (chirurgical pour les requins, externe pour les raies). Même si cela reste rare, ces procédures peuvent occasionner des mortalités directes ou indirectes. Aucun autre effet du marquage n’est à signaler.

Devenir

Tous les animaux marqués seront replacés dans leur milieu naturel, à l'endroit précis de leur capture.

Remplacement

Dans le cadre d’une étude destinée à caractériser les mouvements individuels en milieu naturel, il n’est pas possible de faire appel à des méthodes de remplacement. L’apport de la télémétrie acoustique (détection de la présence de poissons marqués à proximité d’un récepteur) devrait permettre l’amélioration de connaissance sur les habitats occupés par les espèces et de leurs mouvements. Pour atteindre le double objectif de conservation et d'exploitation durable des espèces marines, l’évaluation de l’état écologique des écosystèmes marins doit pouvoir s'appuyer sur des connaissances relatives à l'écologie du mouvement des espèces et à la fréquentation des habitats essentiels, que le marquage en milieu naturel rend possible.

Réduction

Le nombre d’individu a été réduit au minimum d’après les préconisations de la littérature pour la télémétrie acoustique. Des tests de puissance préalables ont été́ effectués permettant d'estimer la taille de l'échantillon nécessaire pour confirmer ou infirmer les hypothèses de manière significative. Le fait de marquer 30 individus par espèce et par site, permet la réalisation d’analyses statistiques fiables et robustes permettant d’extrapoler à la population. Ainsi, le comportement des individus et des espèces analysées permettra de refléter un comportement global de la population et ainsi d’évaluer les effets des parcs éoliens sur le comportement de ces espèces.

Raffinement

Dans le cadre des procédures, plusieurs mesures ont été mises en place afin de limiter la souffrance et le stress des individus lors du marquage, incluant la capture (engins sélectifs en direct, l’hameçon ou traits de chalut courts), pour limiter au maximum le temps où l’animal est en phase « capture », ainsi que des procédures d’anesthésie optimales durant les phases pré opératoire, opératoire et post opératoire. Le protocole de pêche seront adaptés pour être les moins traumatisants avec notamment la sélection d’hameçons spécifiques et un personnel spécialement formé à ce type de capture. Les individus seront surveillés de manière régulière durant toute la période de détention. Lors de leur manipulation, en plus de l’utilisation d’anesthésiant, les individus seront placés en immobilité tonique afin de limiter le stress et la douleur. Un analgésique sera aussi utilisé conjointement. Les individus seront remis à l’eau le plus rapidement possible (quelque heures maximum). Après implantation, les individus ayant subi une anesthésie générale sont gardés en bassin de réveil et surveillé individuellement au moins 30min. Aucune remise à l’eau ne sera faite avant que l’animal ait retrouvé tous ses réflexes et sa mobilité. Aucune sortie de l’eau sans anesthésie ne sera effectuée de manière prolongée (supérieur à quelques secondes). Lors des sorties de l’eau pour chirurgie, les poissons resteront en permanence en milieu humide (dos dans l’eau, flux d’eau dans la bouche). Les individus seront retirés de la procédure si les points limites préalablement établis sont atteints. Les points limites sont identifiables à travers le comportement des poissons (activité de nage anormale, absence de réaction) ou des signes extérieurs de stress (e.g. couleur de peau, plaies). La taille et le poids des marques pour chaque espèce sont choisies bien en dessous des critères normalement appliqués (>2% du poids des individus).

Choix des espèces

Les raies et les requins sont des espèces présentes dans les zones d’étude où se situent potentiellement des habitats essentiels pour ces poissons (ex. zone de reproduction, aire de nourrissage). Ces espèces électrosensibles sont aussi susceptibles d’être impactées par les champs électromagnétiques générés par les câbles sous-marins des parc éolien en mer. L’ensemble de ces espèces sont présentes sur les différents sites d’étude et présente des degré de mobilité diffèrent (territoriale/résidentes à fortement migratrice). Les espèces sélectionnées sont exploités ou présentes dans les pêcheries et sont considérées comme robuste avec une capacité de récupération rapide. La méconnaissance sur l’écologie de ces espèces limite notre capacité d’évaluation de leur statut de conservation. Il est important de les étudier en milieu naturel afin d’apporter les connaissances nécessaires permettant d’établir le statu des populations et leur vulnérabilité face aux pressions des activités humaines. Seules les adultes de chaque espèce seront marqués car leurs conditions physiologiques sont jugées plus robuste que le stade juvénile.

Capturés à leur retour de mer, 5 saumons atlantiques sauvages sont opérés sous anesthésie pour qu'on leur implante dans la cavité péritonéale un capteur de fréquence cardiaque et un radioémetteur, puis remis dans la rivière. Ces poissons sont utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, et tous doivent être mis à mort par surdose d'anesthésique après leur reproduction, pour récupérer le matériel et les données enregistrées. L'étude pilote vise d'abord à vérifier que l'équipe parvient à récupérer les émetteurs et leurs données, avant de mesurer la réponse cardiaque des saumons aux températures estivales. Le porteur justifie leur mise à mort en rappelant que 90 % des saumons de cette population meurent après la reproduction, épuisés, et écrit qu'elle est considérée comme "n'ayant qu'un effet marginal sur la population locale".

Objectifs

Les populations sauvages de saumon atlantique Salmo salar ont chuté de 70% depuis les années 1970. De nombreux facteurs sont incriminés parmi lesquels le réchauffement climatique. Le saumon atlantique est une espèce d’eau froide, et les températures observées dans les cours d’eau et en mer et celles prédites pour les décennies à venir sont suspectées être au-delà de l’optimum physiologique pour différentes étapes du cycle biologique. Les données disponibles sur la réponse physiologique aux températures élevées sont très éparses mais néanmoins nécessaires pour mieux prédire le devenir des populations et mieux les gérer. Les développements technologiques de ces dernières décennies, en matière de miniaturisation des capteurs notamment, permettent de réaliser des mesures physiologiques sur les animaux in situ. L’objectif de ce projet est d’évaluer la possibilité d’utiliser, sur des saumons sauvages de retour en rivière après leur phase de croissance marine, des capteurs de fréquence cardiaque implantés dans la cavité péritonéale à proximité du cœur. Nous souhaitons notamment mesurer la relation qu’il existe entre la fréquence cardiaque – utilisé comme proxy de l’activité métabolique – et la température afin d’évaluer les limites physiologiques des saumons et l'effet des températures estivales élevées sur le comportement et la survie.

Bénéfices attendus

A court terme : Ce projet est en fait une étude de faisabilité qui vise notamment à évaluer notre capacité à récupérer les émetteurs et les données récoltées et le taux de perte ainsi que la qualité des données produites par le capteur afin de valider ou ajuster le paramétrage. Elle permettra en outre de produire des premières données sur la physologie des saumons lors de la phase de migration retour et d'évaluer la réponse physiologique aux températures estivales qui sont suspectées affecter la survie ou à la reproduction des saumons. A long terme : Il s'agit de mieux comprendre comment cette espèce emblématique des cours d’eau français répond aux contraintes thermiques et pourra faire face (ou non) aux conditions futures, dans le contexte du changement climatique. Il s'agit aussi de fournir des pistes pour améliorer la gestion des populations et des habitats, par exemple en préservant ou restaurant des habitats refuges.

Procédures

Les animaux seront soumis à une seule opération chirurgicale visant à l'introduction dans la cavité générale de matériel scientifiques (capteurs de fréquence cardiaque et radioémetteur). Cette opération durera moins de 5 minutes.

Impact sur les animaux

Insertion par chirurgie du capteur et de l'émetteur (réalisée sous anesthésie ) : les nuisances potentielles (douleurs, saignements, infection) sont limitées par l'utilisation de mesures prophylactiques et des traitements adaptés et définis avec la collaboration d'un vétérinaire spécialisé. Cette intervention est considérée comme "modérée". Les individus choisis pèseront un poids qui leur permettra de supporter l'insertion du matériel scientifique. Ce dernier ne dépassera pas 2% du poids de l'animal comme recommandé dans la littérature.

Devenir

A l'issue de la procédure expérimentale, c'est à dire à l'issue de la reproduction des individus, tous les animaux sont mis à mort part surdose d'anesthésiant afin de récupérer le matériel scientifique et les données enregistrées. NB: 90% des saumons de la population étudiée meurent après la reproduction, épuisé par un effort et un investissement intense. Leur mise à mort est considérée comme n'ayant qu'un effet marginal sur la population locale.

Remplacement

L'objet de l'étude est de produire des connaissance sur les déplacements et la physiologie du saumon Atlantique dans le milieu naturel. Le modèle biologique ne peut être substitué par des alternatives non animales.

Réduction

Cette étude est une étude pilote. L'effectif d'animaux utilisés (5) a été déterminé en fonction de critères scientifiques (effectifs suffisant pour apporter des réponses aux questions posées dans le cadre d'une étude pilote) et le bien être animal (les interventions sur les individus se déroulent-elle comme prévu et quelles sont les effets notamment en terme de comportement et de survie après remise dans le milieu naturel). D'un point de vue scientfique, 5 est un nombre suffisant pour valider les réglages des paramètres d'enregistrement des biologgers.

Raffinement

Les principales mesures de raffinement concernent la limitation des nuisances (angoisse et douleur) lors de la manipulation des animaux avant, pendant et après la chirurgie et la limitation des risques d'infection post-opératoire. La combinaison d'utilisation de produits anesthésiques de concentration adaptée (1- concentration pour l'anesthésie pré-opératoire et 2- pour le maintien de l'anesthésie pendant l'opération) et d'antalgiques limitent directement l'angoisse et la douleur pendant et après l'opération et l'administration d'antibiotiques limite les risques d'infections liés à l'opération. Les mesures prophylactiques classiques (désinfection du matériel) limitent également les sources d'infection pouvant induire des nuisances post-opératoires. Les opérations de chirurgie seront effectuées par du personnel habilité et spécifiquement formé par un vétérinaire. Le protocole opératoire est co-construit avec un vétérinaire. Les conditions environnementales d'importance première pour les poissons (température et oxygénation de l'eau) seront contrôlées avant, pendant et après la capture et l'opération. Les individus seront gardés en observation dans un vivier placé dans la rivière afin de contôler la façon dont ils récupèrent de l'anesthésie et seront relâchés lorsqu'ils auront retrouvé un comportement actif normal (équilibre dans la colonne d'eau, nage).

Choix des espèces

L'espèce ciblée, le saumon atlantique, est étudié dans son milieu naturel. Les populations de saumon sont actuellement menacées par divers facteurs dont certains sous contrôle anthropique (ex. changement climatique). L'objectif de l'étude est in fine d'améliorer la compréhension de la réponse des saumons à ces facteurs afin de produire des connaisances permettant d'améliorer leur gestion. Les individus seront des adultes de retour en rivière après la phase de croissance en mer. Les connaissances sur ce stade de vie sensible sont encore très éparses, mais on sait que les individus sont exposés à de multiples stress et que la mortalité ou les affections subléthales sont élevées.

80 lézards mâles adultes de deux espèces, capturés dans la nature ou en enclos semi-naturel, vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, puis relâchés sur leur site de capture. Chaque animal subit une restriction d’eau poussée pendant huit jours jusqu’à une forte déshydratation, deux prises de sang et des mesures répétées de course et d’endurance, pour décrire l’effet de la déshydratation sur les performances locomotrices. Le porteur situe les retombées du côté de la prévision des effets du réchauffement climatique et de la sécheresse. Il fixe un point limite à 30 % de perte de masse et affirme que ces mesures sur animal vigile ne peuvent être remplacées par des modèles cellulaires ou informatiques.

Objectifs

Chez les ectothermes terrestres, le maintien de performances optimales suppose une régulation fine de la température corporelle et de l’état d’hydratation individuel. D’une part, les performances augmentent généralement avec la température avant de décliner brutalement auprès de la limite thermique critique maximale. La thermorégulation comportementale assure le maintien des températures corporelles autour de la gamme de ces températures optimales. D’autre part, les performances déclinent avec l’état de déshydratation. L’hydrorégulation comportementale assure le maintien d’un état d’hydratation optimal de l’organisme en fonction des besoins saisonniers ou du cycle de vie. Des travaux sur les amphibiens ont démontré que leurs capacités locomotrices chutaient après un seuil de déshydratation de l’ordre de 10-30% de perte de la masse corporelle. De plus, chez certaines espèces, la déshydratation influence la sensibilité thermique des performances en diminuant l’optimum thermique, la largeur de la niche thermique ou la limite thermique critique maximale. Cependant, il reste encore à mieux comprendre tous les facteurs qui expliquent les variations entre espèces et entre traits. Les ectothermes terrestres à peau sèche comme les reptiles sont aussi sensibles à la déshydratation même s’ils sont beaucoup plus résistants que les amphibiens. La déshydratation corporelle peut provoquer chez ces organismes la mort mais peut aussi engendrer des effets sub-létaux comme des réallocations d’énergie. L’analyse des relations entre déshydratation et performance chez ces espèces est encore très parcellaire. Aucune étude n’a quantifié les effets d’interaction de l’eau et de la température sur les performances locomotrices des reptiles. Cependant, une publication récente démontre une baisse de la tolérance thermique chez les lézards déshydratés. Ce projet vise donc spécifiquement à décrire la relation entre déshydratation et courbes de performance thermique de la locomotion chez deux espèces de lézards sensiblement différentes dans leurs adaptations thermiques à savoir le lézard vivipare (Zootoca vivipara) et le lézard des murailles (Podarcis muralis).

Bénéfices attendus

Les espèces sauvages de reptiles sont soumises à un double stress du changement climatique à savoir le réchauffement climatique et des évènements plus fréquents et plus prolongés de sécheresse. La capacité à prédire l’impact de ces changements climatiques dépend d’une bonne compréhension des effets interactifs de l’état d’hydratation et de la température corporelle sur les performances de ces espèces ectothermes. Les capacités locomotrices sont un indicateur des performances des animaux pour s’alimenter, se reproduire ou éviter les prédateurs, et ce projet va donc permettre pour la première fois de (1) quantifier le seuil de tolérance hydrique des capacités locomotrices chez deux espèces de lézards, et (2) de vérifier si une déshydratation impacte la tolérance thermique de ces espèces, en supposant que les animaux tolèreront moins des températures élevées s’ils sont déshydratés. Ces travaux permettront par ailleurs de mieux qualifier les seuils critiques de déshydratation chez ces deux espèces et donc d’améliorer notre suivi du bien-être animal dans les conditions d’élevage dans le futur.

Procédures

L'étude sera effectuée successivement sur 40 mâles adultes de deux espèces de lézards dont une espèce (lézard vivipare) prélevée dans des enclos semi-naturels en captivité et une autre espèce (lézard des murailles) prélevée en milieu naturel, soit 80 animaux au total. Après la capture, les animaux seront maintenus en acclimatation dans des cages individuelles pendant une semaine. Ils seront ensuite mesurés pendant une journée, transférés en habituation dans des grandes cages par paire et maintenus pendant deux jours d'acclimatation puis exposés soit à des conditions d'alimentation et d'eau ad libitum soit à des conditions expérimentales avec restriction de l'eau pendant 8 journées (10 individus dans le lot témoin, 30 dans le lot expérimental par espèce). Au début et à la fin de la période de manipulation, une prise de sang de 20 ul sur animal vigile sera effectuée pour quantifier l'osmolalité plasmatique (geste impliquant une contention de 2-3 minutes). Au début, au bout de 3-4 jours, puis au bout de 7-8 jours de manipulation, les performances locomotrices de sprint et d'endurance seront mesurés sur chaque animal à chaque fois pendant une journée. Après la manipulation, les animaux seront maintenus en cage individuelle dans des conditions d'alimentation et d'eau ad libitum pendant une semaine puis relâchés sur leur site de capture d'origine.

Impact sur les animaux

Nos protocoles sont choisis pour permettre de comparer des animaux dans des lots témoins (nourriture et eau ad libitum) à des animaux soumis à une restriction hydrique forte pendant 8 jours. Il s’agit d’une période courte de déshydratation qui reste écologiquement réaliste à la lumière de nos travaux précédents et des observations en conditions naturelles. Nous anticipons que les animaux soient faiblement déshydratés après 3-4 journées d’expérimentation puis fortement déshydratés après 8 journées, mais cet état est réversible et les animaux seront ensuite tous maintenus avec eau et alimentation ad libitum à la fin de l’étude. L’autre source de nuisance sera les mesures répétées de vitesse de sprint et d’endurance. Ces procédures induisent seulement un stress ponctuel au moment de la manipulation et éventuellement une fatigue des animaux. Les mesures de sprint seront effectuées plusieurs fois la même journée mais espacées d’une heure ce qui est suffisant pour permettre la récupération. Les mesures d'endurance seront effectuées sur plusieurs journées mais très espacées et après les mesures de sprint. Toutes ces procédures expérimentales sont pour l’essentiel non invasives en dehors de deux prises de sang qui sont très bien tolérées par les animaux adultes. Les lézards sont aussi très tolérants à la mise en élevage dans les conditions de captivité de ce projet et à la manipulation par un expérimentateur.

Devenir

Les animaux sont tous relâchés dans les enclos semi-naturels donc replacés en captivité dans des conditions extérieures proches du milieu naturel.

Remplacement

Cette étude consiste à mesurer sur des animaux vigiles les performances locomotrices en fonction de la température et l'hydratation, et elle ne peut donc se pratiquer avec des équivalents cellulaires, des modèles in silico ou des robots.

Réduction

Un échantillon très réduit d’animaux sera utilisé pour quantifier les conséquences de la déshydratation sur les performances locomotrices (40 individus maximum par espèce, 80 individus au total). Afin de réduire le nombre d'animaux, nous effectuerons trois mesures répétées sur chaque animal avant la manipulation, après une déshydratation faible et après une déshydratation plus forte. On exploitera cette gamme temporelle, exprimée à l'échelle individuelle par la perte de masse, pour quantifier la relation exacte existant entre déshydratation individuelle et performances locomotrices. Ainsi, le nombre de lots expérimentaux sera réduit. De plus, un échantillon minimum pourra être utilisé en étudiant uniquement une seule classe d'âge (adulte) et de sexe (mâle) ce qui permettra de réduire la variabilité initiale entre lézards et la prise en compte de covariables associées au plan expérimental.

Raffinement

On raffinera les conditions d'élevage grâce à un enrichissement des cages (utilisation d'abris, de zones de thermorégulation et d'un susbtrat pour les comportements fouisseurs) et à l'utilisation de conditions climatiques optimales du milieu naturel pour l'été (cycle thermique jour et nuit, éclairage optimale pendant la journée avec des conditions de lumières enrichies en UV) en dehors du stress de déshydratation. Des points limites associés à la perte de masse (perte de masse supérieure à 30% de la masse initiale ad libitum) seront appliqués avec arrêt des procédures expérimentales en cas de dépassement du point limite et basculement des conditions d'élevage des animaux vers des conditions d'alimentation et d'eau optimales ad libitum si les points limites sont dépassés.

Choix des espèces

Ce projet vise spécifiquement à décrire la relation entre déshydratation et courbes de performance thermique chez deux espèces de lézards sensiblement différentes dans leurs adaptations thermiques à savoir le lézard vivipare (Zootoca vivipara) et le lézard des murailles (Podarcis muralis). Le lézard vivipare est une espèce typique des milieux froids et humides et présente des taux de pertes hydriques cutanées élevés par rapport aux autres espèces de lézards du même groupe. Le lézard des murailles est une espèce saxicole qui affectionne les milieux plus chauds et plus secs et est plus résistant à la déshydratation. Le comportement des deux espèces est sensible à la déshydration ; notamment, il a été démontré pour le lézard des murailles des effets de la disponibilité en eau de boisson sur les préférences thermiques et les limites critiques maximales. Les animaux utilisés seront des animaux mâles adultes en bonne santé sur lesquels il est possible de faire des prises de sang répétées. En utilisant des adultes plutôt que des subadultes, on aura moins de variation de taille corporelle et on disposera d'animaux de plus grande taille plus faciles à manipuler pour les tests de performance de locomotion.

40 souris génétiquement modifiées vont être utilisées, toutes tuées à l'issue, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Elles sont soumises à un régime obésogène induisant une obésité, à des gavages de glucose, à des prélèvements sanguins répétés et à un isolement, pour étudier le rôle d'un récepteur lingual dans la préférence pour le gras. Le bénéfice annoncé à court terme se limite à la mise à disposition d'une nouvelle souche de souris. Le porteur indique avoir déjà testé les molécules sur des lignées cellulaires, sans effet toxique, avant de recourir aux souris.

Objectifs

Des études récentes chez l’homme comme chez la souris indiquent que l'obésité est associée à une altération du goût avec une préférence élevée pour les corps gras. Les bourgeons du goût localisés dans les papilles gustatives linguales représentent le siège de la perception gustative. Chaque bourgeon est constitué par un amas cellulaire constitué de 4 types cellulaires. C’est plus précisément grâce aux récepteurs gustatifs (taste receptors TR), présents sur ces cellules que les saveurs sont détectées. Il existe des récépteur aux acides gras, dont l'un est appelé CD36. Il est impliqué dans la détection des lipides (acides gras) alimentaires et par conséquent la préférence pour les aliments gras. Le but de cette étude est de démontrer l’implication in vivo, du CD36 situé au niveau de la langue dans l’action de nos molécules « faux lipides ». Pour mener à bien les objectifs, nous utiliserons des souris génétiquement modifiées.

Bénéfices attendus

A court terme, ce projet permettra la description et l’utilisation ultérieure d’une nouvelle souche génétiquement modifiée, qui pourra donc servir de modèle animal pour de nouvelles questions sur CD36 et le « gout du gras ».

Procédures

L’ensemble des souris subira une mise sous régime (obésogène ou standard), une pesée hebdomadaire, une glycémie toutes les deux semaines (prélèvement d’une goutte de sang sous anesthésie locale, nécéssitant une contention inférieure à une minute), une mesure en echoMRI toutes les deux semaines (technique de mesure non invasive nécessitant une simple contention pendant 2 minutes). A la fin du régime, les organes seront prélevés, après mise à mort. Les souris seront individualisées pendant 5J pour réaliser des doubles choix. Les mesures de dépenses énergétiques nécessiteront également une individualisation pendant 5J dans les cages de mesures. Les souris seront soumises à un test de tolérance au glucose nécessitant un gavage au glucose (contention de quelques secondes) et 5 prélèvements sanguins de faible volume seront réalisés sous anesthésie locale (prélèvement d’une goutte de sang sous anesthésie locale, nécéssitant une contention inférieure à une minute).

Impact sur les animaux

Cette étude à un impact sur les souris puisqu’on induit une obésité, ce qui implique un certain inconfort et de potentielles complications liées à l’obésité. De même, les animaux peuvent subir un stress, lors des prélèvements répétés ou encore des suites d’individualisation (pour les tests double-choix). Les animaux disposeront d’un enrichissement supplémentaire dans leur cage de vie afin de minimiser le stress induit.

Devenir

Les animaux seront mis à mort pour réaliser des prélévements d’organes.

Remplacement

Les études physiologiques et les relation inter-organes nécessitent l’utilisation d’animaux pour cette étude. De plus, nous avons déjà étudié les mécanismes sur des lignées cellulaires in vitro, et ces tests n’ont montré aucun effet toxique, tératogénique ni mutagénique jusqu’à la concentration de 100µM.

Réduction

L’utilisation de lignées cellulaires in vitro nous a permis de réduire le nombre d’animaux dont nous aurions initialement eu besoin pour les études mécanistiques. Le nombre d’animaux nécessaire à cette étude correspondra au nombre minimum permettant une étude statistique valable avec un test non paramétrique adapté aux petits échantillons. Ainsi, la taille minimale des groupes est de 10 animaux.

Raffinement

Les animaux seront hébergés en groupes dans les conditions habituelles de l’animalerie et le calme sera maintenu tant que possible dans la salle d’hébergement. Pour le bien être des souris, du matériel d’enrichissement permettant la construction de nid sera fourni en permanence avec un accès libre à la nourriture et la boisson. Lorsque les souris seront isolées, un enrichissement supplémentaire sera apporté. Lors de prélèvements, comme la glycémie ou le prélèvement de sang, les souris seront sous anesthésie locale à la lidocaïne afin de minimiser la douleur. Enfin, les animaux étant observés quotidiennement, si un signe clinique fait apparaître un mal-être ou une douleur, ils seront euthanasiés par asphyxie au CO2.

Choix des espèces

Du point de vue scientifique, la souris reste le modèle de choix dans l’étude de l’obésité car c’est un modèle qui est assez documenté conduisant à l’apparition de syndrome métabolique comme chez l’homme. De même, la durée d’induction de l’obésité à partir de 6 semaines chez la souris est relativement courte, ce qui permet la création des groupes expérimentaux dans des délais raisonnables. D’un point de vue technique, la disponibilité des outils (Anticorps, kits de dosage etc …) contribue au choix de modèle de souris. De plus, l’élevage et l’induction du KO étant plus facile sur les souris, cette espèce est un modèle de choix quant à notre étude. Des souris mâles de 8 semaines seront mises sous régime obésogène pour maitriser l’induction de l’obésité.

Issus de la cinquième et de la sixième génération d'une sélection de béliers Romane sur leur efficacité alimentaire, 500 agneaux mâles vont être utilisés, 100 par an, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Deux fois dans sa vie, chaque agneau subit sous contention une prise de sang à la jugulaire, un prélèvement de fèces à la main dans le rectum et l'introduction par la bouche, jusqu'au rumen, d'une sonde d'un mètre et de 12 mm de diamètre qui aspire 40 mL de fluide ruminal. Nourris d'abord à volonté d'un aliment 100 % concentré, les agneaux sont exposés à un risque d'acidose du rumen, et ceux qui ne s'adaptent pas aux automates d'alimentation sont écartés du protocole. Tous "poursuivront leur carrière de production" après la procédure, écrit le porteur, dans un projet qui vise à sélectionner des moutons moins émetteurs de gaz à effet de serre "tout en maintenant la rentabilité économique pour les éleveurs".

Objectifs

Notre projet a pour objectif général d’identifier des prédicteurs de l’impact environnemental de l’élevage d’ovins allaitants. Ici, les impacts seront principalement étudiés sous l’angle de l’ingestion (aliments et eau) et des émissions de gaz à effet de serre. Nous utilisons pour cela des agneaux mâles de race Romane, descendants de béliers sélectionnés pour valoriser efficacement (ou peu efficacement) ce qu’ils ingèrent, une valorisation efficace signifiant que les individus ingèrent moins que les autres tout en ayant le même niveau de production. Le projet portera sur l’étude des 5ème et 6ème générations de sélection. Après 4 générations de sélection, la divergence est bien marquée : les agneaux issus de mâles efficaces ingèrent 10% de moins de concentré que les agneaux issus de mâles peu efficaces, tout en ayant des performances de croissance identiques. Ces différences sont très réduites bien que significatives, avec un régime plus riche en fourrages. La connaissance des émissions de gaz à effet de serre dans chacune des lignées et sous deux régimes différents nous renseignera sur les liens génétiques entre l’efficacité alimentaire et l’impact environnemental. Chaque année, une centaine d’agneaux mâles (50 issus de béliers efficaces et 50 issus de béliers peu efficaces) seront mesurés pour leurs émissions de gaz et leurs ingestions d’aliments et d’eau. Les différents outils de mesures reposent sur l’identification électronique des animaux qui sont ainsi mesurés tout en étant maintenus dans leurs lots d’élevage. L’impact environnemental sera évalué sous deux régimes alimentaires différents : un régime 100% concentré basse énergie quand les agneaux auront entre 3 et 5 mois d’âge, puis un régime plus riche en fourrages quand les agneaux auront entre 6 et 9 mois d’âge. Nous rechercherons donc des prédicteurs de ces caractères dans différents tissus/fluides : le plasma sanguin, le fluide ruminal et les fèces. Les prélèvements de chacun de ces fluides seront réalisés 2 fois dans la vie de chaque animal, à l’issue de chacune des phases d’alimentation, avec un délai de 3 à 4 mois entre les deux prélèvements. Les émissions de gaz à effet de serre sont principalement dues aux fermentations ruminales, donc l’étude du microbiote ruminal sera central dans ce projet. Le lien avec le microbiote fécal, dont la collecte est plus aisée, sera également étudié.

Bénéfices attendus

Notre projet propose d’étudier des animaux sélectionnés sur leur efficacité alimentaire et de répondre à la question suivante : des animaux plus efficaces émettent-ils plus de gaz à effet de serre que des animaux moins efficaces ? La sélection sur chacun des caractères pourra alors être différente en fonction des résultats obtenus, de façon à ce que l’impact environnemental de l’élevage ovin soit limité, tout en maintenant la rentabilité économique pour les éleveurs. De plus, l’ensemble des prélèvements sera utilisé pour rechercher des prédicteurs des émissions de méthane, car ces dernières restent encore peu accessibles en élevage conventionnel. Ces prédicteurs pourront être utilisés par les organismes de sélection, pour inclure l’efficacité alimentaire et/ou les émissions de gaz à effet de serre dans leurs programmes de sélection.

Procédures

Pour ce protocole, les animaux auront chacun deux séries de prélèvements, espacées de 3 mois minimum. Chaque année, les 100 animaux étudiés auront les deux séries de prélèvements. Sur la totalité du projet, ce seront ainsi 500 animaux qui seront échantillonnés. Ces prélèvements correspondent à une prise de sang à la jugulaire, un prélèvement de fèces au niveau rectal, et un prélèvement de fluide ruminal par sondage gastro-oesophagien. L’ensemble de ces 3 prélèvements est réalisé en moins de 10 minutes, sans isoler l’animal de ses congénères. Chaque animal aura donc 2 prises de sang, 2 prélèvements de fèces et 2 prélèvements de fluide ruminal. Lorsque ces prélèvements sont faits pour la première fois, les agneaux ont environ 5 mois d’âge. Pour le prélèvement à la jugulaire et le prélèvement rectal, l’animal sera en attente dans un couloir. Un animalier lui soutiendra la tête pendant qu’un autre animalier fera le prélèvement de sang à la jugulaire. Ensuite, environ 5g de fèces seront prélevés directement dans le rectum par un animalier dont le gant sera enduit de lubrifiant, un second animalier soutenant toujours la tête de l’animal. Enfin, l’animal passera du couloir au restrainer, matériel de contention adapté aux ovins. Celui-ci portera l’animal jusqu’au poste de prélèvement du fluide ruminal. La tête de l’animal sera maintenue par un animalier, pendant qu’un second animalier fera descendre la sonde gastro oesophagienne souple (12 mm de diamètre et 100 cm de longueur) par la bouche jusqu’au rumen. Une fois la sonde placée, la pompe à vide (reliée à l’autre extrémité de la sonde) sera activée et environ 40 mL de fluide ruminal sera prélevé. La pompe sera ensuite éteinte et la sonde retirée avec précaution. L’ensemble de ce prélèvement (de l’introduction de la sonde à son retrait) n’excède pas deux minutes.

Impact sur les animaux

Les effets indésirables pendant la première phase de contrôle pourraient être liés à l’alimentation 100% concentrés (à base de céréales) à volonté lors du premier contrôle, avec des risques d’acidification importante du milieu ruminal. L’aliment concentré a été formulé pour respecter des recommandations élevées en fibres et il a été enrichi en bicarbonate, pour prévenir cette acidose ruminale. Lors des phases d’adaptation prévues dans le projet, les animaux qui auraient du mal à se familiariser avec les automates d’ingestion sont entraînés par les animaliers, avec un renforcement positif par distribution manuelle de concentré. Tout animal qui ne parvient pas à s’adapter aux automates n’est pas conservé pour le protocole.

Devenir

Les agneaux poursuivront leur carrière de production suite à la procédure expérimentale.

Remplacement

Notre projet porte sur l’impact environnemental de la sélection sur l’efficacité alimentaire. Les principales émissions de gaz à effet de serre proviennent de la digestion des fibres dans le rumen, par les ruminants. Ces émissions de gaz poduits dans le rumen ont des origines génétiques et alimentaires complexes. Cette variabilité individuelle ne peut être étudiée en dehors des animaux eux-mêmes. De plus, nous cherchons des prédicteurs biologiques de ces émissions de gaz, donc il est indispensable de prélever des échantillons sur les animaux mesurés afin d’avoir le lien direct entre les mesures et les prédicteurs testés. Le recours à l’animal ne peut donc être évité.

Réduction

Notre projet repose sur le phénotypage de 100 agneaux par an, soit 500 agneaux sur 5 ans. Ces effectifs ont été calculés pour nous permettre d’observer des différences faibles entre nos deux lignées d’animaux, sur des caractères autres que la consommation résiduelle. Nous avons choisi de ne pas travailler sur les deux sexes, ce qui aurait induit une augmentation des effectifs nécessaires pour aboutir à une même différence observée. L’estimation des paramètres génétiques repose sur l’analyse de nombreux animaux (au moins 700). Les enregistrements issus de ce projet viendront compléter des bases de données issues de projets antérieurs de façon à avoir les effectifs suffisants nous permettant les analyses génétiques des nouveaux caractères.

Raffinement

Durant notre projet, les animaux sont élevés en lots pour exprimer leurs comportements sociaux. Les mesures réalisées reposent sur l’utilisation d’automates que les animaux fréquentent selon leurs besoins. Toutes les données sont gérées en temps réel et intégrées par un logiciel dédié. Le suivi des animaux est quotidien, par cet outil informatique, par des caméras, mais aussi par les nombreux passages des animaliers pour un suivi visuel. Les temps d’occupation des automates sont régulièrement contrôlés pour s’assurer que chaque animal se nourrisse à volonté. Tout animal qui ne parvient pas à s’adapter aux automates n’est pas conservé pour le protocole. Les animaux sont logés sur des aires de copeaux de bois, pour nous assurer qu’ils ne mangent pas leur litière, ce qui fausserait l’étude. Des disques à mordiller seront suspendus dans les parcs. Les animaux sont habitués dès leur plus jeune âge au contact humain, et en particulier à être manipulés. Afin de limiter le stress de contention, les prélèvements sont réalisés par du personnel qualifié à l’aide de matériel de contention adapté aux ovins et auquel les animaux sont habitués. Les prélèvements de fèces, sang et de contenu ruminal se font successivement lors de la même contention, afin de réduire au maximum le temps de contention. Les prélèvements de sang et de fèces sont similaires à ceux qui peuvent être réalisés en élevage classique pour du génotypage, de la prophylaxie ou du diagnostic de parasitisme gastro-intestinal. Pour les prises de sang, les agneaux pouront être tondus au niveau du cou pour faciliter la visualisation de la veine jugulaire. Un baume antiseptique et cicatrisant pourra être appliqué en massage sur les veines. Une attention particulière sera portée aux veines jugulaires pour repérer tout signe éventuel de phlébite. Les prélèvements de contenu ruminal ne sont pas des prélèvements habituels en élevage ovin. Néanmoins, le personnel de l’établissement utilisateur a été formé et pratique ce type de prélèvement depuis plusieurs années. A la fin des prélèvements, une poignée de granulés est donnée à l’animal pour un renforcement positif. Ils font l’objet d’une surveillance visuelle toute particulière au moment des prélèvements et après ceux-ci. Les ingestions et les poids sont encore enregistrés sur les deux jours suivants les prélèvements, pour avoir une indication de leur état de santé.

Choix des espèces

L’étude des émissions de gaz à effets de serre est primordiale pour l’espèce bovine qui en est la principale responsable. Néanmoins, l’espèce ovine présente 2 avantages au sein des ruminants pour l’étude de l’impact environnemental des ruminants : des troupeaux avec de grands effectifs (mêmes conditions d’élevage), une sélection génétique opérationnelle. Le rumen est l’élément central de notre projet, donc l’espèce ovine est toute indiquée pour être support de ce travail. Notre projet porte ainsi sur l’utilisation d’ovins allaitants de race Romane sélectionnés sur leur efficacité alimentaire. Cette efficacité alimentaire est évaluée lors de la phase de croissance dans un premier temps. Les agneaux entrent en halle de phénotypage entre 10 et 12 semaines d’âge, afin de débuter la phase de contrôle autour de 90 jours d’âge, et ont 8 à 9 mois d’âge en fin de projet.