Un outil pour mesurer les impacts des catastrophes écologiques sur la faune de l’Arctique

Des biologistes canadiens ont mis au point un dispositif permettant de déterminer rapidement les changements génétiques induits par des déversements de pétrole ou d’autres expositions chimiques chez la faune du Grand Nord, un outil précieux pour intervenir lors de catastrophes environnementales.

L’équipe de l’Université Carleton et d’Environnement et Changement climatique Canada a mis plusieurs années à fabriquer et à perfectionner le dispositif appelé ToxChip.

Il s’agit d’une petite plaque qui permet de mesurer en laboratoire l’expression d’une trentaine de gènes, dans ce cas-ci chez les oiseaux marins, qui sont associés à des bouleversements chimiques entraînés par des contaminations dans le milieu ambiant.

Elle permet un gain d’efficacité et offre plus de spécificité par rapport aux méthodes de détection traditionnelles, car elle peut être adaptée aux espèces à l’étude et au type de contaminant en milieu naturel, affirment les chercheurs.

Des populations à risque lors de déversements

Avec la hausse du trafic maritime prévue dans l’Arctique canadien et l’augmentation de l’exploration pétrolière et gazière, les risques de déversement de produits pétroliers s’accroissent, notent les chercheurs dans une étude récente. Déjà, le transport de marchandises dans l’Arctique a triplé au cours des 25 dernières années, avec le retrait des glaces permettant une plus longue saison de navigation.

Dans ce contexte, il est important de pouvoir suivre et d’intervenir auprès des animaux en danger advenant une contamination du milieu naturel. D’autant plus que les communautés dans l’Arctique vivent de la chasse, de la pêche ou encore de l’industrie touristique et peuvent être elles-mêmes exposées aux contaminants, à travers la chaîne alimentaire.

L’équipe dirigée par Jennifer Provencher d’Environnement Canada a choisi deux espèces d’oiseaux marins, le guillemot de Brünnich et le guillemot à miroir, pour tester son dispositif.

Les oiseaux marins sont de bons indicateurs de la contamination du milieu naturel, car ils se situent assez haut dans la chaîne alimentaire et accumulent les composés chimiques dans leur corps. Ces composés sont particulièrement visibles dans le foie dans les jours qui suivent l’exposition, parce que cet organe détoxifie le sang du corps, explique Yasmeen Zahaby, étudiante à la maîtrise en biologie à l’Université Carleton. Les composés s’accumulent ensuite dans les tissus adipeux de l’oiseau.

Les composés aromatiques polycycliques sont les principaux contaminants que l’on retrouve dans les produits pétroliers. Ils provoquent notamment des cancers chez les oiseaux lorsqu’ils sont ingérés. Les oiseaux marins qui se contaminent par l’alimentation ou encore qui se retrouvent enduits de pétrole lors d’un déversement ne peuvent plus se mouvoir adéquatement ni se reproduire. Des colonies entières peuvent ainsi se retrouver menacées, expliquent les chercheurs.

Les oiseaux marins du Nunavut

Les biologistes se sont rendus dans la réserve nationale de faune Akpait et la réserve de Qaqulluit, au large de la côte est de l’île de Baffin, au Nunavut, pour prélever des échantillons de foie d’une trentaine d’individus de chaque espèce, afin d’établir une référence pour une population saine, donc non contaminée. Lorsqu’une contamination (déversement ou autre) se produira, les chercheurs auront donc un point de comparaison.

Yasmeen Zahaby explique que les échantillons de foie des oiseaux à l’étude sont analysés rapidement en laboratoire. On mesure, premièrement, les composés chimiques présents dans les tissus, et ensuite les niveaux d’expression des gènes d’intérêt qui réagissent à la contamination (ce peut être des gènes impliqués dans le métabolisme, dans le système immunitaire ou dans la réparation de l’ADN, par exemple).

On peut ainsi déterminer de quelle manière et à quel degré les oiseaux ont été affectés. 

« Les tests traditionnels ont été développés pour des animaux de laboratoire, comme le poulet. Or, les poulets ont des seuils de tolérance différents et réagissent différemment aux produits chimiques par rapport aux espèces sauvages. Nous ne pouvions pas faire de comparaisons valides », dit Mme Zahaby. C’est pourquoi il fallait développer une façon de faire avec des animaux sauvages.

« L’autre avantage est la spécificité chimique. Les tests traditionnels ne peuvent être effectués que sur un produit chimique à la fois, mais la plupart des contaminants, comme le pétrole, sont des mélanges de centaines de produits chimiques différents. Ainsi, cet outil nous permet de voir l’effet des contaminants comme ils se trouvent dans le monde réel », poursuit-elle.

« Cet outil est également moins cher à employer, donne des résultats en moins de temps et le processus requiert beaucoup moins d’animaux. »

Le ToxChip peut être adapté pour détecter les effets d’un feu de forêt, de la pollution par le plastique ou encore par les pesticides, et sur différentes espèces animales, précisent les chercheurs, ce qui ouvre le champ des possibilités.

« Je travaille actuellement au développement d’un ToxChip pour l’eider à duvet, une espèce de canard que l’on retrouve partout au Canada, dit Mme Zahaby. Cela nous permettra d’examiner l’effet des produits chimiques non seulement dans l’Arctique, mais partout où cette espèce se trouve. »