Conservation des espèces

Les chiens de cette colonie portent la mucopolysaccharidose de type IIIA, maladie génétique qui détruit progressivement les cellules du cerveau, et 100 d'entre eux vont être utilisés dans des procédures d'un niveau de souffrance léger dont le seul objet est de produire des animaux malades pour une future étude de thérapie génique. Les femelles subissent jusqu'à huit prises de sang et huit frottis vaginaux par cycle, deux inséminations artificielles, parfois des injections pour aider à la mise bas. Parmi les effets attendus, le porteur liste les complications de gestation, les morsures entre reproducteurs et le cannibalisme des chiots. Vingt chiens sont annoncés adoptés et quatre-vingts comptés comme morts, alors que le texte évoque aussi des porteurs sains devenus reproducteurs à leur tour et des chiens malades versés à des études d'évaluation de produits thérapeutiques.

Objectifs

L'objectif principal de ce projet est de maintenir une lignée de chiens atteints de Mucopolysaccharidose de type IIIA afin de générer des animaux nécessaires à l'évaluation d'un projet thérapeutique par thérapie génique.

Bénéfices attendus

Le syndrome de San Filippo A, est la conséquence d'une accumulation d’une molécule, partiellement dégradées, dans les tissus de l'organisme. Ceci est le fait d'une mutation génétique qui affecte l'activité d'une enzyme nécessaire pour la dégradation de cette molécule. Ces molécules mal dégradées, qui ne peuvent pas être éliminées, entravent le développement normal du cerveau puis détruisent les cellules du cerveau. Les premiers symptômes de la maladie associent un retard du développement cognitif associé à une hyperactivité, un comportement autistique et des troubles du sommeil. Chez l'Homme, ils apparaissent habituellement avant l'âge de 3 ans. Par la suite, l'atteinte neurologique entraîne une déficience intellectuelle et une réduction des capacités motrices qui aboutissent à la perte d'autonomie vers l'âge de 10 ans et un décès survenant le plus souvent entre 15 et 20 ans. Actuellement, cette pathologie est incurable, le traitement n'est que symptomatique. L'évaluation d'approches thérapeutiques reste donc essentielle pour évoluer vers la mise en place d'un réel traitement curatif pour ces patients. La thérapie génique est une des approches prometteuses qui permettrait de traiter la cause moléculaire de la maladie. Pour évaluer de telles approches thérapeutiques, avoir un modèle animal pertinent est nécessaire pour pouvoir réaliser des études précliniques nécessaires (preuves de concept de l'efficacité des produits thérapeutiques, études de dose...). Le présent projet vise à obtenir des animaux atteint de la maladie puis d'évaluer l'efficacité d'un traitement de thérapie génique. C'est une étape essentielle dans le développement préclinique qui permettra à terme de proposer un traitement curatif aux patients atteints. Elle permettra ainsi de générer toutes les données précliniques ainsi que la tolérance globale de l'approche avec le suivi IRM (Imagerie à Résonnance Magnétique), les données hématologiques, etc. Le but global de l'étude est de soutenir la demande d'un essai clinique de phase I/II chez des patients souffrant de la maladie de San Filippo.

Procédures

Pour la mise en place de la colonie, les animaux seront soumis aux interventions suivantes : - Prise de sang pour dosage hormonal des femelles afin de déterminer avec précision le moment de la saillie ou de l’insémination artificielle : 8 prises de sang maximum par cycle avec une durée de 5 minutes maximum. - Frottis vaginaux pour la détermination du stade du cycle sexuel : 8 frottis maximum par cycle avec une durée maximale de 5 minutes. - Insémination artificielle (IA) : 2 IA intra-vaginales ou intra-utérines par cycle, la procédure prend 10 minutes - Prélèvements pour conservation de semences congelées pour les futurs mâles et la procédure prend environ 30 minutes. - Injections possibles pour aider à la mise-bas : 1 à 3 injections qui prennent quelques secondes - Prélèvements buccaux et de poils pour le génotypage des chiots : 1 seule fois à la naissance avec une durée d’une minute.

Impact sur les animaux

Les actes nécessaires au développement et maintien de lignée sont peu ou non invasifs. Les effets indésirables possibles sont ceux liés à la reproduction : • Un risque de complication lors des gestations, mises bas et lactation • Hématome lors de prise de sang nécessaire pour un suivi vétérinaire • Risque de morsures entre reproducteurs • Cannibalisme des chiots par la mère . Les animaux hétérozygotes MPSIIIA, c’est-à-dire porteurs sains de la maladie, ne présentent pas de phénotype dommageable.

Devenir

Tous les animaux reproducteurs seront adoptés lorsqu'ils prendront leur retraite, généralement vers l'âge de 7-8 ans. Les animaux réutilisés incluent les hétérozygotes MPSIIIA (porteurs sains de la maladie) générés, qui deviendront eux-mêmes reproducteurs pour assurer la continuité de la lignée, et les homozygotes MPSIIIA malades, qui participeront à des études d'évaluation de produits thérapeutiques. Les animaux sains seront soit inclus en tant que « témoin sain » dans les projets de recherche préclinique, soit intégrés dans des programmes d’adoption, soit mis à mort après le génotypage, en fonction des besoins.

Remplacement

Cette demande d’autorisation de projet a pour but le maintien d’une lignée de chien MPSIIIA dont les animaux de génotypes -/- (malades) et certains +/+ (témoins) issus de la reproduction seront intégrés dans une étude préclinique de thérapie génique. Toutes les études in vitro possibles ont été effectuées en amont de ce projet, en particulier la démonstration de la fonctionnalité des AAV qui seront utilisés dans l’étude préclinique à venir (qui fera l’objet d’une demande d’autorisation spécifique). Nous arrivons ici aux dernières étapes précliniques nécessaire pour une demande d'essai clinique de phase I/II pour lesquelles l'utilisation d'un modèle gros animal, permettant la mise en place d'approche chirurgicale similaire à celle effectuée sur les patients dans l'essai clinique est indispensable et nécessite donc l'utilisation de cette lignée de chiens MPSIIIA. Il n'existe pas aujourd'hui de méthode alternative pour tester l'effet d'un traitement de thérapie génique in vivo. Nous savons que l'efficacité du transfert de gène dans une lignée cellulaire in vitro n'est pas comparable à ce qui peut se passer in vivo dans un organisme entier. L'animal est le seul organisme vivant permettant d'étudier l'impact d'un transfert de gène dans différents types cellulaires (différents organes) et sur son phénotype, en lien avec le mode d'administration utilisé et la dose administrée.

Réduction

100 animaux seront utilisés au total dans ce projet. Ce nombre représente une estimation maximale prenant en compte la globalité du projet. Pour le maintien de la lignée, on se reposera sur les croisements entre les différents chiens de la colonie récupérée ainsi que des paillettes de semences congelées pour des inséminations artificielles, afin de réduire le nombre d’animaux reproducteurs nécessaires

Raffinement

Les procédures utilisées sont adaptées pour éviter tout inconfort de l’animal et sont réalisées par un personnel formé et expérimenté. Les animaux sont hébergés en groupe et recevront un enrichissement adapté. Ils seront suivis quotidiennement par les techniciens animaliers, à minima 2 fois par jour les jours ouvrables et 1 fois par jour les weekends et jours fériés. Les chiens mâles seront soumis à des prélèvements de sperme pour réaliser des spermogrammes et/ou conservation de paillettes de sperme pour des futures inséminations artificielles. Ces prélèvements seront réalisés entre 1 et 2 fois par an par un vétérinaire spécialisé en reproduction canine. Une fois la gestation avérée par échographie, la date de mise-bas approximative est calculée et un planning de garde de nuit est instauré au moins une semaine avant cette date. En effet, un animalier passe voir la chienne reproductrice pendant sa garde pour s’assurer que tout se passe bien. Si la chienne est sur le point de mettre bas ou si la mise-bas a commencé, l'animalier reste sur place pour s'occuper d'elle et des chiots si nécessaires. En cas de problèmes éventuels lors de la mise-bas, l’animalier contacte le vétérinaire de garde. Une fois la mise bas terminée, un planning de garde de nuit est établi pour la gestion des chiots éventuellement plus faibles (biberonnage, gavage, soins, etc.). A la moindre anomalie un avis vétérinaire sera demandé et un traitement mis en place si nécessaire. Pour suivre efficacement l'état de santé des animaux et intervenir rapidement, une liste de points limites a été établie. Cette liste permet de définir une conduite à tenir afin d'arrêter, minimiser ou diminuer toute souffrance à l'aide de mesures telles que l'euthanasie ou par un traitement adapté

Choix des espèces

Le choix du chien MPSIIIA comme modèle d'étude est basé sur la prédisposition raciale à la même maladie génétique que chez l'homme. De plus la transmission génétique est la même que chez l'homme. Le choix de l'espèce est également basé sur son homologie avec l'homme, au niveau des plans anatomiques et fonctionnels du système nerveux central et du point de vue immunitaire (tolérance semblable). Les animaux pourront rentrer en reproduction entre 18 et 24 mois, et plus exactement lors des secondes chaleurs de chiennes. Les mâles seront également matures sexuellement à cet âge-là et pourront intégrer les cycles de reproduction pour inséminer les femelles à partir de ce moment.

Pour estimer combien d'anguilles les stations de pompage agricole aspirent du Rhône vers des canaux fermés à la mer, 7 500 anguilles européennes vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger. Chacune est anesthésiée cinq à dix minutes, reçoit sous la peau une puce RFID de 8 millimètres, puis passe une heure en bac oxygéné avant d'être relâchée près de son lieu de capture. Le porteur liste le stress, la perte de mucus et d'écailles, la dessiccation, l'éblouissement et un saignement léger à l'injection. Les individus marqués mesurent tous plus de 40 centimètres, des anguillettes juvéniles aux femelles matures, dans une espèce en danger critique d'extinction que le porteur dit ne pas pouvoir remplacer puisqu'elle est le seul migrateur amphihalin à se reproduire en mer.

Objectifs

Sur le delta du Rhône, il y a une multitude de stations de pompages qui puisent l'eau du Rhône vers des canaux d'irrgation pour la riziculture. Ce pompage peut aspirer des poissons dont l'Anguille et les introduire dans des canaux qui ne sont pas connectés à la mer. L'étude de l'impact du pompage agricole sur les anguilles en Camargue vise à estimer les densités des Anguilles européennes (Anguilla anguilla, L., 1758) présentes dans ces canaux de drainage et comprendre quel est leur devenir, à savoir si leur migration de reproduction vers la mer est possible ou si les individus se retrouvent bloqués dans des systèmes fonctionnant à huit clos. L'étude utilise la technique de Capture-Marquage-Recapture, au travers de captures via des filets et marquage par puces RFID (Radio Frequency IDentification). L'objectif est d'estimer les densités présentes dans le canal du Barcarin, appartenant à l’Association Syndicale Forcée du canal du Japon et dans le canal de Corrège Major situé plus au Nord de l'Etang du Vaccares. Ces milieux seront échantillonnés au verveux chaque année du projet afin de recapturer les anguilles marquées et estimer la densité d'anguilles. Si ces milieux présentent de fortes abondances, il faudra proposer des mesures de gestion visant à limiter l'introduction d'anguilles ou alors des mesures de gestion visant à capturer ces anguilles et les tranférer dans un milieu connecté à la mer.

Bénéfices attendus

Une meilleure connaissance des densités d'anguilles présentes dans les canaux de drainage de Camargue et du devenir de ces individus permettra d'engager des mesures de gestion afin de faciliter voire améliorer les possibilités de retour en mer pour cette espèce classée en Danger critique d'extinction.

Procédures

Anesthésie profonde (5-10 minutes), puis implantation d'une puce RFID de 8 mm (environ 1 minute) avec un injecteur unique, suivi d'un réveil et de la remise en contact avec les congénères dans un bac de stabulation puis un bac de surveillance (environ 1h en observation).

Impact sur les animaux

Stress et changement de comportement. Nuisance induite par l'anesthésie : répulsion du produit Nuisance induite par la biométrie : stress des individus, perte de mucus, perte d'écailles, dessication, éblouissement Nuisances induites par le marquage : saignement léger lors de l'injection, stress et douleur/gêne post-opératoire de courte durée

Devenir

Toutes les anguilles capturées sont relâchées dans le milieu naturel, à proximité immédiate de leur lieu de capture.

Remplacement

L'étude vise à étudier le comportement d'individus sauvages dans leur milieu naturel. De plus, l'Anguille est le seul migrateur amphihalin à se reproduire en mer. Il n'est donc pas possible de remplacer cette espèce par une autre

Réduction

Le marquage est limité à 1500 individus par an. Cette approche permet d'estimer des densités par capture marquage recapture et nécessite de marquer toutes les anguilles capturées. Les anguilles de moins de 40cm ne sont pas marquées et sont remises à l'eau.

Raffinement

Le projet prévoit de capturer les anguilles aux verveux car c'est la méthode de pêche connue pour être la moins impactante pour ces poissons. Pose des verveux la veille au soir et relève le lendemain matin pour limiter au maximum le stress des individus. Seules les anguilles de plus de 40cm seront marquées afin de limiter le caractère intrusif des pit tags de 8mm en sous cutané. Les anguilles de moins de 40cm sont triées à l'oeil sans anesthésie et relâchées. Les anguilles de plus de 40cm sont transférées dans un bac permettant une anesthésie profonde (Benzocaïne (50-100 mg/L) ou Tricaïne MS222 (100-150 mg/L, tamponnée avec du bicarbonate de soude)). Avant et après le marquage, de l'enrichissement est proposé aux animaux pour limiter leur stress durant la stabulation (blocs pour se cacher, recouvrement des bacs pour un maintien dans l'obscurité nombre d'individus limité à 5 pour chaque bac). Une fois que les anguilles ont récupéré un comportement normal elles sont placées pendant 1h dans des bacs oxygénés et placés dans l'obscurité avec une température optimale pour les animaux (changement de l'eau du bac si augmentation de température de plus de 2°C). La taille des marques est réduite à 8mm car il n'y a pas besoin de détecter les anguilles sur des antennes fixes qui nécessitent des marques de 23mm. Avant le marquage, les anguilles se verront administrer une solution d'analgésique (Lidocaine 1mg/kg dilué au quart dans du chlorure de sodium, 0,05mL/kg) à proximité de la zone d'insertion du pit tag. La méthode de suivi ici est la recapture et détection par scanette RFID. La recapture se fait les années suivant le marquage uniquement.

Choix des espèces

L'Anguille européenne est le seul migrateur amphihalin dont la reproduction se déroule en mer. En Camargue, les densités et modalités de retour en mer pour les individus présents dans les canaux de drainage sont mal connus. Les anguilles marquées sont des individus de plus de 40cm, soit des "anguillettes" (juvéniles de moins de 3 ans), des "anguilles jaunes" (Femelles stade 1 et 2 immatures), des anguilles jaunes en cours de métamorphose (Femelle stade 3) et des anguilles argentées (Femelle stade 4 et 5 ou males dévalant corresponndant à des anguilles suffisamment matures pour rejoindre a mer et se reproduire). Cette classification des individus a été proposée par la chercheuse Caroline Durif en 2009

Sédatés à distance au moyen d'une perche, sans contention, avec un risque de surdosage ou de sous-dosage que le porteur juge préférable au stress d'une immobilisation manuelle, les phoques crabiers restent anesthésiés vingt à quarante-cinq minutes sous surveillance cardiaque et respiratoire. 50 individus, cinq à dix par an sur cinq ans, vont être utilisés en Terre Adélie dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger, puis relâchés dans leur habitat. Pendant l'anesthésie, deux appareils sont collés à la colle époxy sur la fourrure de la tête, 18 millilitres de sang sont prélevés et une vibrisse est prélevée pour analyse isotopique du régime alimentaire. Le matériel reste huit à onze mois, jusqu'à la mue suivante, au service d'un suivi du krill que le porteur relie explicitement à l'intérêt croissant de navires norvégiens et chinois pour cette pêcherie.

Objectifs

Les zones englacées sont particulièrement sensibles au réchauffement global. Pour prédire la capacité d’adaptation de prédateurs dépendant de la banquise dans ce contexte de changement climatique dans les différentes régions antarctiques, il est important de déterminer au préalable comment ils utilisent leur environnement physique et biologique. Ces prédateurs consomment de grandes quantités de ressources marines, parmi lesquelles le krill (Euphausia superba) occupe une place prépondérante. Cette espèce — dépendante de la banquise pour son développement larvaire — consomme du phytoplancton et est consommée par des prédateurs, elle assure ainsi une large part du transfert de carbone des producteurs primaires (vivant sous la banquise) vers les maillons trophiques supérieurs. Les futurs changements de l’étendue de la banquise antarctique dans un climat plus chaud pourraient affecter de manière négative les populations de krill, et par conséquence celles de leurs prédateurs. Toutefois, l’évolution future de l’ensemble du réseau trophique reste difficile à prévoir tant la compréhension des différentes composantes de l’écosystème antarctique et de leurs interactions est incomplète, voire approximative. A titre d’exemple, la connaissance de la distribution et de l’abondance du krill en hiver ainsi que des zones d’alimentation des prédateurs du krill sont à ce jour très limitées, notamment dans les régions encore peu touchées par les variations de la banquise, telles que l’Antarctique de l’Est. En effet, les études dans ces zones englacées sont difficiles car peu accessibles. Le présent projet a pour but de combler ce déficit de connaissances, en étudiant l’écologie des phoques crabiers et des écosystèmes dans lesquels ils évoluent, ainsi que de documenter l’évolution au cours du temps de ces systèmes et prédire le devenir des populations de ce prédateur marin. Les phoques crabiers sont les plus grands consommateurs de krill (60 à 70 millions de tonnes de krill par an) et les plus abondants au monde (7 à 30 millions), ainsi les changements dans son écologie, sa distribution et son comportement reflètent les changements dans la population de krill de l’Antarctique. Grâce à des techniques de bio-télémétrie, on enregistre les plongées des phoques, les phases d'accélération et leur position, on pourra déterminer les zones d’alimentation clés et la distribution du krill très importante pour l’écosystème.

Bénéfices attendus

Ces résultats appuieront la consolidation de la base scientifique d'une gestion écosystémique de la pêche au krill par la Commission pour la conservation de la faune et la flore marines de l'Antarctique. En effet, il n'y a pour le moment pas de pêche significative de krill dans l'Antarctique de l’Est, mais des notifications récentes de navires norvégiens et chinois suggèrent un intérêt croissant de l'industrie pour cette région et pour cette ressource. Cette étude permettra la mise en place d'une surveillance sur la distribution du krill et des zones d'alimentation des prédateurs du krill en l'absence de pression de pêche afin d'anticiper les éventuelles menaces pour l'écosystème centré sur le krill. Ce projet remplira de fait 1) un des objectifs du programme de contrôle de l'écosystème de la Commission pour la conservation de la faune et la flore marines de l'Antarctique, c'est-à-dire distinguer les changements dus à l'exploitation des ressources marines des changements dus à la variabilité environnementale. Ce projet contribuera également à 2) "l'évaluation des risques" dans la zone afin d'essayer de comprendre l'impact possible de la pêche sur l'écosystème. Enfin les modèles d'habitat du krill utilisés pour élaborer les projections des populations de krill et les stocks comportent des limitations spatiales et temporelles importantes et connues en raison du manque de données disponibles, en particulier pendant la saison hivernale. Cette recherche fournira 3) des informations sur la distribution et l'abondance de cette espèce sous la glace de mer et pendant l'hiver, mais aussi sur son importance cruciale pour ses prédateurs, les phoques crabiers (dans le cadre de ce projet) et les relations fonctionnelles qu'ils entretiennent, en surveillant les changements dans les interactions trophiques.

Procédures

Les interventions sur les phoques crabiers se feront après la période de mue en février, 5-10 individus maximun seront équipés chaque année et garderont leur balise entre 8 à 11 mois jusqu'à la mue suivante ou jusqu’à ce que la balise se décolle. On procèdera à une sédation sans contention à l’aide d’une perche (10 à 20 min), puis une anesthésie (20 à 45 min) durant laquelle aura lieu l’équipement de deux appareils (contenant l'accéléromètre, le capteur de profondeur, de température et le système de localisation via Argos et gps) par collage sur la fourrure, ainsi qu’une prise de sang (18 ml une fois) et le prélèvement d'une vibrisse pour étudier le régime alimentaire des phoques crabiers (utilisation des isotopes stables du carbone et de l'azote par analyse chimique). Le matériel tombera à la mue sans recapture de l’animal.

Impact sur les animaux

L’induction de l’anesthésie sera faite à l’aide d’une perche à proche distance de l’animal mais sans contention donc les phoques subiront un stress de courte durée durant la procédure (~3 min). L’anesthésie à distance présente plus de risques chez certaines espèces de phoques que la contention et l’injection par voie intra- veineuse or, le phoque crabier est un animal agressif et sa contention est particulièrement difficile ; elle rallongerait le temps de stress auquel l’animal est exposé. Il existe des risques plus fréquents de surdosage ou sous dosage mais la procédure est en revanche moins stressante pour l’animal. La prise de sang et le prélèvement de vibrisse auront lieu durant l'anesthésie de l'animal et n'auront pas d'effet significatif sur l'animal (prélèvement de 0,036% du volume sanguin d’un individu de 300 kg et repousse de la vibrisse prélevée). Les instruments sont collés sur la tête à l’aide de colle epoxy bi-composants selon un protocole éprouvé. Nous nous attendons à ne pas observer d’effet mesurable des instruments sur le comportement alimentaire des phoques car il a été montré qu’une caméra de section deux fois plus grande que celle utilisée ici n’avait pas d’impact significatif sur la durée moyenne des plongée, la dépense énergétique, et la fréquence des mouvements de nage des phoques de Weddell. De plus, lors d’une autre étude qui a comparé le gain de masse et le taux de survie d’éléphants de mer équipés et non équipés, aucun effet de la pose, même répétée, d’équipement n’a été détecté. Enfin une étude récente de l’effet de la pose d’instruments sur des phoques de Weddell et des éléphants de mer par la méthode de la colle epoxy a montré que cette dernière n’avait pas d’impact biologique détectable sur les animaux.

Devenir

Les individus étudiés seront libérés dans leur habitat naturel une fois équipés, le matériel sera récupéré à distance sans recapture.

Remplacement

L’objectif étant d’étudier le phoque crabier et son écologie en mer dans leur milieu naturel, il ne peut pas être remplacé par une autre espèce, par des animaux d’élevage, ou encore par des expérimentations en captivité. Le phoque crabier a seulement fait l'objet d'une étude dans cette zone de l'Antarctique et on ne peut donc pas le remplacer par une autre espèce.

Réduction

La réduction est appliquée, puisque le nombre d’animaux capturés est limité à un nombre maximum de 10 individus pour une campagne dû aux contraintes des déploiements à bord d'un brise-glace (déploiement du personnel sur la banquise pendant une durée limitée pour laquelle les conditions météorologiques doivent être optimales). Ce nombre correspond à 50 individus sur 5 ans sur un effectif total de la population de phoques crabiers en Antarctique estimée à ~7 à 30 millions. L'estimation statistique de nombre d'individus nécessaires pour comprendre les variations de leur comportement en fonction des variations de la distribution du krill n'est pas envisageable, car l'effet mesuré est variable et se caractérise par des changements d'habitats ou de stratégies d'alimentation pas toujours facilement quantifiables, et nous ne savons pas en avance les comportements que nous allons observer. Dans un schéma idéal, nous souhaiterions avoir le plus de déploiements possibles (avec des stades d'âge et sexes différents) pour avoir le plus de diversité dans les relations entre l'écologie en mer de ces animaux, leur proie (le krill) et les conditions environnementales. En revanche nous essayons d'équiper le plus d'animaux possibles en prenant en compte les contraintes climatiques extrêmes du terrain, la disponibilité des animaux, les contraintes liés à leur cycle de vie (phase sur la banquise, lactation, mue) et les coûts très importants des instruments. Nos analyses multivariées à effets mixtes ne visent pas à comparer les sexes ou les stades d'âge, et le nombre d'individus défini est suffisant pour diversifier les traits individuels car chaque individu « bio- échantillonnent » leur environnement dans plusieurs zones différentes.

Raffinement

Les points limites de la procédure et leur raffinement sont les suivant: 1) L’état général de l’animal est évalué avant sa capture (embonpoint, absence de malformation et de plaie) ; 2) Stress lié à la capture : l'animal est anesthésié à distance à l'aide d'une perche, le stress est minimisé et la contention est absente ; 3) Surveillance de l'anesthésie: les paramètres cardiaques et respiratoires de l’individu sont surveillés ainsi que le degré d’anesthésie: un protocole de gestion de complications éventuelles lors de l’anesthésie peut-être mis en place lorsque les points limites sont atteints. 4) Récupération du matériel : pas de récupération possible dans la zone de banquise dite dérivante avec le brise-glace (les animaux sont constamment en mouvement), les balises tomberont avec le poil des phocidés au cours de la période de mue l'année d''après qui se déroule entre janvier et février. 5) Taille de l'instrument : Nous nous attendons à ne pas observer d’effet mesurable des instruments sur le comportement alimentaire des phoques car il a été montré qu’une caméra de section deux fois plus grande que celle utilisée ici n’avait pas d’impact significatif sur la durée moyenne des plongée, la dépense énergétique, et la fréquence des mouvements de nage des phoques de Weddell. De plus, lors d’une autre étude qui a comparé le gain de masse et le taux de survie d’éléphants de mer équipés et non équipés, aucun effet de la pose, même répétée, d’équipement n’a été détecté. Enfin une étude récente de l’effet de la pose d’instruments sur des phoques de Weddell et des éléphants de mer par la méthode de la colle epoxy a montré que cette dernière n’avait pas d’impact biologique détectable sur les animaux.

Choix des espèces

Ce projet vise à améliorer notre compréhension de l’écologie des phoques crabiers et des écosystèmes dans lesquels ils évoluent, ainsi que de documenter l’évolution au cours du temps de ces systèmes et prédire le devenir des populations de ce prédateur marin. Les phoques crabiers sont les plus grands consommateurs de krill (60 à 70 millions de tonnes de krill par an) et les plus abondants au monde (7 à 30 millions), ainsi les changements dans son écologie, sa distribution et son comportement reflètent les changements dans la population de krill de l’Antarctique. Grâce à des techniques de bio-télémétrie, on enregistre les plongées des phoques, les phases d'accélération et leur position, on pourra déterminer les zones d’alimentation clés et la distribution du krill très importante pour l’écosystème. Cette procédure concerne des animaux adultes car ce sont les individus présents sur la banquise, les juvéniles sont plus fréquemment en mer jusqu'à ce qu'ils atteignent le stade reproducteur.

Évaluer comment des embryons et alevins de poissons encaissent une hausse de température doublée d'une irradiation gamma : 1 475 truites communes et ombles chevaliers vont être utilisés dans des procédures classées d'un niveau de souffrance léger. Les actes déclarés se limitent à des photographies pour la morphologie et à des vidéos pour le comportement, avec un changement de bac. Le porteur attend pourtant une mortalité de 30 % due au stress thermique, et retient des débits de dose allant jusqu'à la valeur maximale mesurée à proximité de Tchernobyl. Les survivants, qui mesurent au plus un centimètre et demi, sont tués par surdose d'anesthésiant pour prélever foie et reins, un seuil de 30 % de perte de poids, estimé à l'œil, déclenchant une mise à mort anticipée.

Objectifs

Le réchauffement climatique à l’échelle de la planète sera compris entre 1,5 et 4,5°C avec des valeurs extrêmes allant jusqu’à 6°C d’ici 2100. Par conséquent, l’écotoxicité de substances chimiques classiques retrouvées dans les écosystèmes aquatiques doit être réévaluée en prenant en compte les effets du stress thermique. Peu de données concernent l’étude combinée des effets de l’augmentation de la T°C et de l’irradiation gamma. Ce type d’irradiation se rencontre suite à un défaut de central nucléaire et pénètre davantage dans l'organisme que les rayonnements alpha et bêta, mais il modifie moins les particules qu'il rencontre. Un précédent projet dans les même conditions d’irradiation et sur les mêmes espèces de poisson avait montré seulement une préciosité de la date d’éclosion. Ce projet permettra d’évaluer le stress lié à une irradiation gamma couplé d’une hausse de température à travers des expérimentations menées en conditions contrôlées de laboratoire, la réponse phénotypique (mortalité/développement/comportement/croissance) et moléculaire de plusieurs espèces de poisson sauvage exposées à différents stress de température (aigue pour mimer les rejets thermiques des centrales nucléaires et chronique pour mimer l’augmentation des températures en amont des centrales nucléaires en lien avec le réchauffement climatique) et à différents niveaux de débits de dose (valeur seuil de protection des écosystèmes aquatiques, valeur maximale mesurée à proximité de Tchernobyl.

Bénéfices attendus

Ce projet devrait servir à terme à mieux évaluer les capacités de résilience des stades précoces de poissons sauvages face au stress thermique couplé à des effets de rayons ionisants.

Procédures

Les procédures de ce projet (prise de photo pour mesurer la morphologie, vidéo pour le comportement ) n'impliquent qu'un leger stress dû à la manipulation des animaux. Nous nous attendons à ce que ce stress se dissipe rapidement après avoir remis les individus dans leur aquarium.

Impact sur les animaux

Compte tenu des connaissances acquises lors d’études précédentes sur les radiations ionisantes sur l’omble chevalier au stade embryo-larvaires nous nous attendons à ne pas avoir impact sur leur survie. Pour les variations de températures, nous prévoyons une mortalité au cours de l’expérimentation de 30% en raison du stress induit par la température pour les alevins . En outre, les procédures de ce projet (vidéo pour le comportement) n’impliquent qu'un léger stress du au changement de bac. Les animaux seront ensuite mis à mort par surdose d’anesthésie pour les mesures morphologiques et les prélèvements d’organes.

Devenir

A la fin de l'expérimentation les animaux seront mis à mort pour le prélévément des organes (fois et reins) pour le dosages des biomarqueurs de stress (stress oxydatif: catalase, super oxyde dismutase ). La mise à mort sera réalisée par surdose d’anesthésiant (balnéation > 250 ppm de benzocaine ou > 400 ppm de tricaine). L’objectif est d’atteindre une anesthésie de stade 4 (paralysie médulllaire) , caractérisée par une perte totale d’équilibre, une réactivité nulle, un arrêt de la fréquence operculaire et une perte totale de tonus. La mort sera confirmée par une vérification à la loupe binoculaire de l'arrêt permanent de la circulation. Les animaux en fin d’expérimentation mesurant au maximum 1.5 cm.

Remplacement

Le modèle animal n'est pas remplaçable par un modèle in vitro car il nécessite une étude dans un système intégré ( différents tissus fondamentaux, différents organes et notamment système inflammatoire...), de plus les stades embryo-larvaire sont pollu-sensibles. De plus, l’omble chevalier est une espèce patrimoniale et sentinelle des lacs alpins. Ainsi, aucune expérience in vitro ne permettrait de répondre à cette question scientifique qui nécessite l’utilisation d’un organisme entier.

Réduction

L’effectif totale est de 30 individus parconditions thermique et par traitements afin de s’assurer un minimum pour avoir la quantité de matière nécessaire à nos analyses mais également pour prendre en compte la variabilité interindividuelle, tout en limitant au maximum le nombre d’individus mis à mort (Règle des 3 R : Réduction). L’effectif totale est de 30 individus afin de s’assurer un minimum pour avoir la quantité de matière nécessaire à nos analyses mais également pour prendre en compte la variabilité interindividuelle, tout en limitant au maximum le nombre d’individus mis à mort (Règle des 3 R : Réduction).

Raffinement

L’eau sera renouvelée au 2/5 (soit 16 L) tous les 2 jours pour éviter une accumulation de déchets métaboliques, favorable aux pics azotés et à la survenue de pathogènes. Les animaux seront visités au minimum 1 fois par jour durant la semaine et une fois durant les weekends, une surveillance rapprochée sera mise en place en cas de perturbation (hausse de la mortalité, sous- alimentation). De plus, dans chaque bassin, des tubes cérémiques seront installées pour permettre aux truites de se cacher (règle des 3 R : Raffinement). Un couvercle sera également mis sur les bacs afin d’éviter tout stress dû à la lumière. Les animaux seront nourris ad libitum pendant toute la durée de l’expérience. On considère qu'il y a un effet grave lorsque l'organisme perd 30 % de son poids. On considère qu'il y a un effet grave lorsque l'organisme qu’une perte de poids est estimé par contrôle visuel journalier des individus. Dans ce cas, l'individu sera immédiatement euthanasié par surdose d'anesthésie afin d'éviter toute souffrance à l'animal.

Choix des espèces

La truite commune (Salmo trutta) apparait comme un bon candidat modèle pour plusieurs raisons : i) est une espèce de relevance grâce à sa présence a niveaux mondial, ii) possède un fort attrait économique grâce à l’activité de pêche de loisir et iii) a un intérêt économique avec une production aquacole de 700 tonnes en France et de 19432 tonnes au niveau mondial . L’omble chevalier est une espèce patrimoniale et sentinelle des lacs alpins. Ainsi, aucune expérience in vitro ne permettrait de répondre à cette question scientifique qui nécessite l’utilisation d’un organisme entier. Enfin, ces deux espèces présentent des thermo tolérance faible ce qui en font un bon modèle pour cette étude. Les stades embryo-larvaires ont été ciblés pour cette étude car le test sur les embryons de poisson a été validé compte tenu de son excellente corrélation avec le test de sensibilité aiguë sur les poissons basé sur des poissons juvéniles et adopté comme méthode d'essai standard pour les tests de libération sur les poissons.

Capturés à l'épuisette en milieu naturel, mesurés et pesés sous contention pendant cinq minutes, aspergés d'un antiparasitaire vétérinaire, 96 pigeons bisets passent quatorze semaines en volière par groupes de douze. Trois prises de sang à six semaines d'intervalle et une injection sous-cutanée de mitogène servent à mesurer leur réponse immunitaire, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger. L'objet est de savoir si les pigeons choisissent de préférence des partenaires débarrassés de leurs poux, et si ces individus épouillés se portent mieux et pondent davantage. Tous sont relâchés à l'endroit exact de leur capture, marqués, ce qui permettra de les suivre sans avoir à les reprendre.

Objectifs

Les parasites sont ubiquitaires et génèrent une forte pression de sélection sur leurs hôtes. Du fait de cette pression, divers mécanismes de défense contre les parasites ont été sélectionnés chez les hôtes au cours des générations. Ces mécanismes peuvent être regroupés sous le terme de stratégies antiparasitaires, qui comprennent des réponses immunologiques ainsi que des réponses comportementales antiparasitaires. Une de ces réponses interviendrait lors des comportements sociaux et le choix du partenaire ; les organismes pourraient être influencés par le statut d’infestation des individus du sexe opposé. En effet, l’évitement des individus parasités lors du choix de partenaires représente des avantages, pour l’individu qui choisit via l’évitement de la contamination lors de l’accouplement par exemple, mais aussi pour sa progéniture, car un partenaire exempt de parasite pourra transmettre des gènes de résistance à sa descendance. De plus, un partenaire en meilleure santé s’investira davantage dans les soins aux jeunes. Dans ce contexte, l’objectif de notre projet est donc de tester expérimentalement cette hypothèse chez le pigeon biset (Columba livia) en regardant 1) si les individus choisissent préférentiellement des partenaires sexuels expérimentalement épouillés et 2) si ces individus épouillés sont effectivement en meilleure santé (meilleur système immunitaire) et investissent plus dans la ponte et 3) si les comportements sociaux sont réduits envers les individus qui ne sont pas épouillés.

Bénéfices attendus

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 (pollution, gestion des populations urbaines...). Les enjeux de la recherche en écologie sont énormes puisqu'il s'agit de lutter contre les conséquences potentiellement désastreuses des activités humaines, comme la destruction des milieux naturels ou les changements climatiques, et proposer des solutions pratiques à des problèmes de société. Plus précisément, les bénéfices de ce projet résident dans la contribution de nouvelles connaissances fondamentales en écologie, portant sur l’impact négatif des ectoparasites sur les organismes vivants et les stratégies comportementales mises en place pour tolérer ces ectoparasites.

Procédures

Les pigeons seront capturés en condition naturelle avec une épuisette raquette et placés en volière de 12 individus pendant 14 semaines. Lors de la procédure, les pigeons seront soumis à 4 interventions sur animaux vigiles: la première constitue des mesures morphométriques (mesure des tailles du tarse et de l'aile et pesée) par une contention spécifique (5 minutes), la deuxième est l'élimination des ectoparasites avec un anti-ectoparasite par une application d’un spray à usage vétérinaire (1 minute), la troisième est une prise de sang de faible volume (3 par individu à 6 semaines d'écart, 2 minutes par prise de sang) et la quatrième est une injection unique en sous-cutané d'un mitogène pour mesurer la capacité immunitaire inflamatoire (5 minutes). Ces procédures seront effectuées pas toutes le même jour et dureront moins de 10 minutes par individu. A l'issue des 14 semaines, les pigeons seront remis en liberté au lieu exacte de leur capture.

Impact sur les animaux

Les nuisances attendues concernent principalement la détresse et le stress de la capture de la manipulation, de la prise de sang et de l'injection (douleur de courte durée correspondant à la piqûre de l'aiguille) et d'un environnement non adapté lors du transport. Ces nuisances ne durent que le temps de la manipulation ou du transport et n'engendrent aucun effet indésirable. En effet, dans nos précédentes études, les pigeons se remettent rapidement de telles interventions et reprennent des comportements normaux en volière (alimentation, lissage des plumes, reproduction et interactions sociales).

Devenir

A la fin des 14 semaines de procédure, les pigeons seront replacés dans les volières avant d'être relâchés dans leur milieu de capture. En effet, l'ensemble des étapes de la procédure étant léger, elle n'impacte pas la survie et la reproduction des individus en conditions naturelles. De plus les individus sont marqués, cela nous permet de suivre ces individus dans le temps afin d'estimer leurs survies pour nos programmes de recherche sans avoir à en recapturer.

Remplacement

La discipline de l’écologie se focalise par définition sur la faune sauvage, il est donc impossible d’utiliser d’autres animaux autres que ceux capturés en milieu naturel. Afin d'atteindre les objectifs scientifiques se focalisant sur une population de vertébré en conditions naturelles, le recours à des animaux vertébrés est nécessaire et il n'y a pas moyen de le remplacer. Dans ce contexte, 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 par ses grandes facilités d’adaptation, il constitue le modèle vertébré « sauvage » le plus répandu en zone urbaine. Son étude permet d’une part de dégager des principes généraux et fondamentaux en écologie urbaine et en évolution en milieu urbain et d'autre part d'étudier les différents parasites qu'il héberge. La variabilité individuelle des pigeons peut être caractérisée facilement (coloration, comportement, immunocompétence, mesure morphométrique) grâce à des protocoles bien maitrisés. Toutes ces caractéristiques en font un modèle idéal pour tester nos prédictions en captivité. De plus, cette espèce est très répandue et ne constitue pas une espèce menacée d’extinction.

Réduction

Nous échantillonnerons 96 pigeons (48 mâles et 48 femelles) que nous maintiendrons en captivité dans les volières de l'établissement. En nous basant sur nos travaux expérimentaux sur la même espèce, nous avons pu montrer que 96 individus étaient un nombre suffisant pour détecter un signal statistique significatif d’un traitement expérimental sur des variables du système immunitaire et comportementales. Nous prévoyons donc d'échantillonner le même nombre d’individus afin de minimiser le risque de ne pas détecter les effets et de rendre inutile toutes les manipulations faites sur les animaux.

Raffinement

Pendant ces 14 semaines de captivité, les pigeons seront hébergés en volière extérieure en grillage galvanisé, divisée en 16 compartiments et couverte en partie par un toit en tôle. Chaque compartiment fait 3.10 m de longueur, 2 m de largeur et 2.40 m de hauteur et accueillera un maximum de 12 individus. Le volume de ces compartiments est de 14.88 m3 pour une surface au sol de 6.2 m2. La surface au sol représente donc plus de 2 fois la surface recommandée par l’annexe A de la Convention Européenne (3 m2 pour 12 individus). Les compartiments sont plus longs que larges, ce qui permet aux individus d’effectuer de brefs vols. Chaque compartiment est enrichi de 6 nichoirs en bois brut laqué, de 4 perchoirs en bambou d’une longueur totale de 5 m, soit plus de 40 cm par pigeon, 1 mangeoire de 60 cm soit 10 cm de mangeoire par pigeon, un abreuvoir d’eau de 7 L et une baignoire de faible profondeur de 30 cm de diamètre. Tous ces enrichissements permettent de réduire le stress de la captivité. Aucune médication n'est prévue dans le cadre de cette procédure (actes peu invasifs) mais une surveillance attentive permet de suivre les animaux de manière ciblée. De plus, cette procédure repose sur une équipe scientifique ayant une expérience sur le pigeon de plus de 20 ans, en particulier, le porteur manipule les oiseaux depuis plus de 20 ans. Lors du déroulement du projet, nous avons également identifié des points limites. En effet, dans le cas où nous détectons un comportement anormal, des signes d'infection, une perte de masse de plus de 30 pourcents, ou une blessure conséquente à la procédure (ces informations sont donc les points limites), les individus seront alors exclus des procédures et isolés en quarantaine. Le vétérinaire sera alors contacté pour soigner ou euthanasier l'individu.

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 par ses grandes facilités d’adaptation, il constitue le modèle vertébré « sauvage » le plus répandu en zone urbaine. Dans notre contexte d’étude, notre espèce est totalement appropriée car elle est naturellement exposée par une large diversité d’espèces d’ectoparasites, ce qui en fait également un bon modèle pour tester notre hypothèse. Enfin, cette espèce est très répandue et ne constitue pas une espèce menacée d’extinction. Les pigeons échantillonnés seront tous adultes (adultes de plus de 8 mois) capables de se reproduire. Les adultes présentent une abondance naturelle de parasites plus élevée que les juvéniles, ce qui présente un intérêt dans notre étude. De plus, les adultes sont moins sensibles au stress de la procédure que les juvéniles.