Un minuscule poisson avec des embryons transparents aide l'Université de Californie à Davis, les chercheurs ont mis en lumière la façon dont l'exposition à l'huile brute et aux retardateurs de flammes peut affecter le comportement, la croissance squelettique, la santé cardiaque et d'autres fonctions internes de la progéniture et des générations suivantes.
La recherche sur plusieurs générations de Killifish de l'Atlantique (Mummichogs) a été publiée dans trois articles de la revue Sciences de l'environnement et technologie.
Les travaux, certains datant du déversement de pétrole de Deepwater Horizon 2010 au large de la côte du Golfe, donne un aperçu de la façon dont les expositions toxiques – même courtes – peuvent se dérouler au fil du temps chez de nombreuses espèces.
Nous devons élargir notre réflexion sur le risque. Les expositions toxiques peuvent avoir des effets qui se propagent bien au-delà de la durée de vie des individus directement exposés. «
Professeur Andrew Whitehead, président du Département de toxicologie environnementale et auteur principal des journaux
Les chercheurs ont choisi de se concentrer sur le kilfish car ils sont importants écologiquement et étaient les espèces les plus abondantes dans les zones marécageuses touchées par la marée noire de Deepwater Horizon. Leurs embryons sont transparents, ce qui permet de voir des changements de développement au microscope. Leur génétique, leurs fonctions génétiques, leur biologie cellulaire et leur biologie du développement sont très similaires aux humains et à d'autres animaux sauvages.
« Les mêmes gènes et biologie cellulaire qui régulent le développement cardiaque, cérébral et squelettique chez un poisson sont les mêmes que ceux qui régulent le développement chez l'homme », a déclaré Whitehead.
Les effets générationnels diffèrent
Whitehead a commencé ses recherches sur les marées noires en 2010 à la Louisiana State University lorsque l'accident Deepwater Horizon a libéré plus de 3 millions de gallons de pétrole brut dans le golfe du Mexique. Les chercheurs ont exposé un kilfish à l'huile Deepwater Horizon et ont comparé leur progéniture avec celles des adultes non exposés.
Ils ont constaté que si les parents avaient été exposés au pétrole, leur progéniture de première génération présentait un fonctionnement modifié des gènes qui affectent les processus nerveux et cérébral. Dans la deuxième génération après l'exposition, les gènes qui affectent la fonction cardiaque étaient différents de ceux de KILLIFISH dont le parent ou le grand-parent n'étaient pas exposés. De plus, la croissance et les formes squelettes ont été affectées par cette exposition initiale à la progéniture de première et de deuxième génération.
« L'exposition a affecté la forme du corps et la fonction de plusieurs centaines de gènes de nombreuses années et au moins deux générations plus tard », a déclaré Whitehead. « C'est un impact assez durable. »
Expositions avec des effets durables
Les recherches sur les retardataires de flammes ont centré sur l'éther diphényle polybromé, ou PBDE, qui a été largement supprimé en raison de sa toxicité, mais est toujours fabriqué en Asie et est omniprésent dans l'air, le sol, l'environnement, la faune et les humains. Il peut être passé à travers le placenta pour le lait maternel et les œufs.
« Chacun de nous a des niveaux détectables de retardateurs de flammes dans notre corps », a déclaré Whitehead. « Ils sont partout dans l'environnement et dans tout. »
Les chercheurs ont examiné les effets neurobehavioraux et moléculaires du PBDE. Dans un groupe, ils ont exposé des poissons adultes au PBDE via un régime alimentaire, qui a transmis le produit chimique à la progéniture. L'autre groupe était composé d'embryons exposés directement à l'eau contaminée. Dans la progéniture des poissons exposés, ils ont mesuré divers aspects du comportement qui représentent la fonction cérébrale et les effets moléculaires dans le cerveau.
Dans les deux groupes, les chercheurs ont remarqué que dans la génération après l'exposition, le comportement a été modifié. Les mamans exposées ont passé des produits chimiques à leur progéniture, de sorte que les expositions ont commencé dans les premiers stades de développement. Cela a eu des impacts à vie sur le comportement et sur la fonction moléculaire dans le cerveau. Même si les poissons étaient exposés pendant une semaine seulement pendant le développement, puis élevés pour le reste de leur vie dans l'eau propre, leur progéniture a hérité un comportement modifié.
« Cette fenêtre d'exposition très étroite pendant le développement a des effets sur vos bébés », a déclaré Whitehead.
Nicole McNabb-Kelada, qui a obtenu son doctorat. À UC Davis et est le premier auteur des articles PBDE, appelés les effets à long terme surprenants: « Il était révélateur de voir que les expositions à la fois maternelles et environnementales ont provoqué des changements à travers la vie et dans la génération suivante, chacune à sa manière, montrant plusieurs voies pour que ces produits chimiques aient des impacts durables », a-t-elle déclaré.
En regardant en arrière pour déterminer le risque
Les déversements de pétrole, qui contiennent des produits chimiques similaires à ceux de la pollution atmosphérique, et des retardateurs d'incendie sont couramment rencontrés dans l'environnement. Cette recherche donne un aperçu de la façon dont les humains, les poissons et les autres espèces sont affectés par la contamination qui peut durer les générations.
« L'héritage des expositions toxiques peut être long – beaucoup plus longtemps que les gens ont tendance à penser et beaucoup plus longtemps que nos structures réglementaires à la pense », a déclaré Whitehead. « Si nous voulons être intelligents sur la santé publique et la santé des animaux sauvages, nous devons réfléchir à ces résultats à plus long terme et orienter notre science vers les découvrir, à la fois les causes et les conséquences. L'intervention nécessaire est d'empêcher l'exposition en premier lieu. »
Jane Park au Département de toxicologie environnementale et David Rocke du Département de génie biomédical de l'UC Davis ont contribué à la recherche sur les déversements de pétrole, tout comme Chelsea Hess, Fernando Galvez et Charles Brown de la Louisiana State University et Christoph Aeppli du Bigelow Laboratory for Ocean Sciences. Il a été financé par l'Institut national des sciences de la santé environnementale et la National Science Foundation.
Nicole McNabb-Kelada et Ashley de la Torre, dans le Département de toxicologie environnementale, ont contribué à la recherche ignifuge, tout comme Tara Burke, Bryan Clark, Saro Jayaraman, Lesley Mills, Diane Nacci, Hannah Schrader et Madison Silvia avec la division des sciences environnementales de l'Atlantic Coastal Environmental Sciences de l'Atlantic Agency de la protection de l'environnement. Le National Institute of Environmental Health Sciences, Fumio Matsumura Memorial Endowment, Jastro-Shields Research Awards, UC Davis Wildlife Health Center Fellowship, Emmy Werner et Stanley Jacobsen Fellowship, Lewin Family Fellowship et Schwall Dissertation Fellowship ont financé la recherche.
