Une équipe de chercheurs français s’appuie sur des recherches expérimentales fondamentales menées dans la zone d’exclusion de Tchernobyl, en Ukraine, pour mener un nouveau projet dans la préfecture japonaise de Fukushima afin de mieux comprendre ce que signifie pour les animaux vivre et se reproduire dans des environnements radioactifs.
Mme Léa Dasque, doctorante en dernière année au laboratoire LECO (Laboratoire d’écologie et d’écotoxicologie des radionucléides) de l’Autorité de sûreté nucléaire et de radioprotection (ASNR), sous la supervision du Dr Olivier Armant, également du LECO et de l’ASNR, vise à démêler le réseau complexe d’interactions biologiques qui déterminent la manière dont la faune sauvage réagit au stress radiologique.
« Nous cherchons à répondre à une question simple : Quel est le statut évolutif et écologique actuel des populations d’animaux sauvages vivant dans les zones radio-contaminées, et comment sont-elles susceptibles d’évoluer au fil du temps ? », indique Mme Dasque.
Plus récemment, Mme Dasque et ses collègues ont étudié les caractéristiques reproductives des rainettes japonaises (Dryophytes leopardus) vivant dans la préfecture de Fukushima au Japon, site de la catastrophe nucléaire de Fukushima Daiichi en 2011.
Le succès reproductif est le principal moteur de la vie, mais c’est l’un des processus biologiques les plus vulnérables aux effets nocifs des rayonnements ionisants, ce qui en fait une pièce essentielle du puzzle. « Les rayonnements ionisants peuvent perturber la fonction endocrinienne, la gamétogenèse et les comportements d’accouplement, ce qui peut nuire à la fécondité et à la viabilité de la progéniture », ajoute Mme Dasque.
« Par exemple, nos recherches à Tchernobyl ont mis en évidence une diminution de l’indice de condition physique et une réduction de la taille des populations dans les zones fortement contaminées », explique le Dr Armant. « À Fukushima, nous cherchons à déterminer si des effets similaires peuvent également être observés après un autre accident majeur, et si les effets et la reproduction sont à l’origine des effets observés au niveau de la population. »
Pour mener à bien leurs recherches, Mme Dasque et le Dr Armant utilisent un large éventail de techniques et de technologies, tant sur le terrain, à Tchernobyl et à Fukushima, que dans le cadre d’études contrôlées en laboratoire en France.
« Au niveau moléculaire, nous utilisons la génomique, la transcriptomique et la protéomique pour identifier les réponses cellulaires à l’exposition aux rayonnements ionisants et étudier les effets au niveau de la population », précise le Dr Armant. Au niveau de l’organisme, l’équipe examine l’état physique, les réserves énergétiques et les caractéristiques sexuelles.
Dans leurs travaux les plus récents sur les qualités reproductives des rainettes de Fukushima, ils ont également évalué le sperme, le métabolisme énergétique et les caractéristiques vocales des grenouilles mâles. « Ceux-ci sont extrêmement coûteux à produire et étroitement liés à l’attraction des femelles », dit-elle.
Une découverte majeure issue des travaux de l’équipe à Tchernobyl est que les populations d’amphibiens dans les zones les plus contaminées de la zone d’exclusion souffrent d’une faible diversité génétique par rapport aux autres populations, même plusieurs décennies après l’accident. Conjugué à la détérioration de leur condition physique, cela remet en question la viabilité à long terme de ces populations.
Bien que l’analyse du projet sur les grenouilles de Fukushima soit toujours en cours, les résultats préliminaires suggèrent que les grenouilles vivant dans des zones contaminées par la radioactivité subissent une perturbation des voies génétiques associées à la motilité des spermatozoïdes, ce qui pourrait altérer leur succès reproductif. « D’autres données sur la motilité des spermatozoïdes sont actuellement en cours de traitement afin de déterminer si ce paramètre, ainsi que le comportement vocal des mâles, peuvent être affectés par la contamination radioactive », commente Mme Dasque.
En laboratoire, l’équipe travaille également sur un projet utilisant le poisson zèbre (Danio rerio), qui a révélé qu’une exposition chronique aux rayonnements nuit au développement neuromusculaire, avec des conséquences sur la motilité, et réduit la sociabilité.
L’équipe ne s’intéresse pas uniquement aux vertébrés, puisqu’elle collabore actuellement avec le CNRS (Centre national de la recherche scientifique) pour développer une méthodologie permettant de mesurer les performances cognitives des pollinisateurs sauvages vivant à Fukushima.
« La cognition chez les pollinisateurs, qui englobe l’apprentissage, la mémoire et la navigation spatiale, est essentielle pour une recherche de nourriture efficace et le bon fonctionnement de la colonie », déclare le Dr Armant. « Nos premières données indiquent une baisse des performances cognitives corrélée à l’exposition aux rayonnements, ce qui pourrait influencer le comportement et la survie des pollinisateurs. »
« Les expositions combinées, telles que les rayonnements et le stress thermique, peuvent produire des effets synergiques imprévisibles à partir de modèles à facteur de stress unique », ajoute le Dr Armant. « Cela nécessite une évolution dans la manière dont nous évaluons les risques environnementaux : une approche qui intègre le réalisme écologique, la dynamique évolutive et la surveillance à long terme. »
Ce projet démontre à quel point les impacts sur le succès reproductif sont essentiels à la survie à long terme des populations contaminées par la radioactivité. « Sans tenir compte de facteurs tels que la diversité génétique, les schémas migratoires et les caractéristiques du cycle de vie, nous risquons de sous-estimer l’impact réel de la contamination chronique sur la biodiversité et la résilience des écosystèmes », conclut Mme Dasque.
Source : Sebiology
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