Un environnement stressant : examiner le stress chez les épaulards résidents

Par : Brittany Visona
Biologiste chercheur au programme de recherche sur la conservation des mammifères marins Ocean Wise

Le stress. Vous l’avez vécu d’une manière ou d’une autre, que vous soyez en retard pour attraper votre bus, que vous ayez croisé un ours dans les bois ou que vous ayez été submergé par une pandémie. Le stress affecte toutes les espèces et peut jouer un rôle central dans la santé et la forme physique globale d’un individu et d’une population.

Tous les animaux, humains compris, font face à diverses menaces tout au long de leur vie — telles que des prédateurs, des maladies, des perturbations, des pénuries alimentaires et de l’agressivité résultant de la compétition. Sans surprise, la plupart des espèces ont évolué pour anticiper nombre de ces menaces ou facteurs de stress et se préparer à y répondre. Dans une situation stressante, un animal modifie à la fois sa physiologie interne et son comportement afin de réduire l’intensité du facteur de stress. Cela commence généralement par la libération d’adrénaline et d’hormones cortisol dans le sang¹. Ces substances préparent le corps à un « état d’urgence » en augmentant la fréquence cardiaque, la respiration et la pression artérielle tout en supprimant le système digestif, les processus reproducteurs et la fonction^{immunitaire 1,2}. À ce stade, l’animal peut se battre, fuir ou éventuellement se cacher du facteur de stress, et dans les deux premiers cas, atteindre un point d’épuisement qui peut, dans les pires des cas, conduire à la mort¹. En maîtrisant les processus essentiels, ces réactions induites par le stress peuvent avoir des effets à la fois aigus (à court terme) et chroniques (à long terme) tant au niveau individuel que de la population. Pour atténuer efficacement les menaces et protéger les populations à risque, il est essentiel d’identifier quels facteurs de stress environnementaux impactent une population et de comprendre comment le stress affecte les populations au fil du temps.
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Deux populations d’épaulards résidents piscivores , résidents du sud et du nord, occupent les eaux au large de la côte ouest du Canada et se nourrissent des migrations de saumon Chinook de retour. Les facteurs de stress environnementaux tels qu’une réduction de la disponibilité et/ou de la qualité des proies due à la surpêche, aux contaminants toxiques et aux perturbations dues au bruit sous-marin et à la proximité des embarcations menacent la santé des deux populations. Une mortalité^accrue 3 et une diminution des taux de natalité et du succès de mise bas^4,5 ont été observés dans les deux populations lorsque les baleines sont sous stress nutritionnel après des années de faibles retours de saumons. En tant que prédateurs au sommet de la bouche, les épaulards reçoivent de fortes charges contaminantes de la part de leurs proies, qui s’accumulent dans leur graisse (graisse). Lors des périodes de faible disponibilité des proies, les réserves de graisse sont métabolisées pour produire de l’énergie, libérant de fortes concentrations de contaminants stockés dans le corps déjà sous stress nutritionnel^{de la baleine 6}. Ces polluants affectent les systèmes reproductif, endocrinien et nerveux, et augmentent la susceptibilité d’un individu au cancer, aux agents pathogènes et aux maladies. La pénurie de proies est aggravée par le bruit sous-marin, qui masque l’écholocation et réduit l’efficacité de la recherche de nourriture. Les perturbations acoustiques peuvent également augmenter le niveau de stress d’une baleine et la pousser à éviter les zones clés de chasse. Tous ces facteurs de stress environnementaux réduisent la capacité des populations à chercher et à se reproduire, affectant leur capacité à se rétablir.

L’inquiétude pour la population résidente du sud menacée, actuellement à 72 baleines, qui a continué de diminuer au cours de la dernière décennie, tandis que la population menacée du nord, environ 300 individus, ne cesse d’augmenter. Les deux populations font face à des menaces similaires, mais quantifiablement différentes en ampleur. Comme ils se nourrissent tous deux de la même espèce, la réponse n’est pas simplement la préférence des proies, mais dépend davantage de leur disponibilité et des opportunités de nourriture. De nombreuses zones critiques de chasse au nourrissage des résidents du sud se trouvent dans des zones côtières urbanisées, ce qui les expose à une plus grande perturbation des navires ainsi qu’à une augmentation du bruit, des toxines et de la pression de pêche que leurs homologues du nord . L’examen des indicateurs de stress chez les individus peut aider à clarifier l’origine et le niveau des facteurs de stress environnementaux chez chaque population et fournir un éclairage sur la cause sous-jacente de la baisse de la forme physique chez les habitants du sud.

Les chercheurs d’Ocean Wise utilisent des échantillons fécaux (selles) et génétiques pour détecter à la fois le stress actuel et passé et examiner l’origine des facteurs de stress chez les épaulards résidents. Les échantillons fécaux offrent un aperçu du stress physiologique qu’une personne a subi (lisez-en plus sur l’échantillonnage fécal ici). De retour au laboratoire, des échantillons sont analysés pour détecter les concentrations relatives de cortisol et d’hormones thyroïdiennes, puis analysés génétiquement pour identifier l’animal d’origine (lisez plus sur ce processus ici). Les concentrations d’hormones peuvent indiquer un stress lié à des perturbations chroniques et à court terme, ainsi qu’à des périodes prolongées de stress nutritionnel. Les échantillons génétiques sont également utilisés pour examiner la vulnérabilité (génétique) inhérente des populations et l’impact des facteurs de stress sur la fonction immunitaire. Le stress chronique, comme de longues périodes de pénurie alimentaire, peut affecter les gènes exprimés et ces changements d’expression génique peuvent se transmettre de génération en génération. Carla Crossman, doctorante à l’Université Saint Mary’s, étudie ces soi-disant effets épigénétiques afin de déterminer comment le stress vécu par les individus dans le passé affecte la condition physique de la population aujourd’hui. De plus, en examinant la diversité génétique au niveau du complexe majeur d’histocompatibilité (MHC), un groupe de gènes qui aide à contrôler la fonction immunitaire, nous pouvons évaluer la capacité d’un individu à combattre les agents pathogènes environnementaux afin de déterminer la résilience potentielle ou les vulnérabilités de la population. Nos chercheurs espèrent éclairer les facteurs de stress environnementaux qui affectent la récupération des épaulards résidents et mieux comprendre pourquoi une population se porte mieux que l’autre.

Comment pouvons-nous réduire le stress sur les épaulards ? La bonne nouvelle, c’est que les réglementations canadiennes sur l’observation des baleines évoluent et que de nouvelles mesures de gestion plus étendues sont introduites pour tenter de réduire le stress sur les baleines, mais il reste encore beaucoup à faire. En suivant les directives Be Whale Wise et en offrant aux baleines l’espace dont elles ont besoin, en mangeant uniquement des fruits de mer durables recommandés par Ocean Wise et en comprenant comment protéger nos océans contre toutes les formes de pollution, nous pouvons aider ces populations à prospérer à nouveau.

Pour en savoir plus sur la manière dont vous pouvez soutenir notre recherche sur les épaulards en adoptant symboliquement un épaulard via notre programme d’adoption des épaulards sauvages, veuillez visiter www.killerwhale.org.

Les travaux d’Ocean Wise sur les hormones fécales et la génétique sont financés en partie par le Plan de protection des océans de Pêches et Océans Canada (DFO), Doug Horswill et le Programme d’adoption des épaulards sauvages. L’étude sur les hormones fécales d’Ocean Wise fait également partie d’un projet collaboratif avec le DFO.

Références

1. Selye, H. 1973. L’évolution du concept de contrainte, Am Scientist, 61,692 –699.
2. Wingfield, J.C. et Kitatsky, A.S. 1998. Bases écologiques des interactions hormone-comportement : le « stade d’urgence de l’histoire de vie ». American Zoologist, 38, 191–206.
3. Ford, J.K.B., Ellis, G.M., Olesiuk, P.F., et Balcomb, K.C. 2010. Lien entre la survie des épaulards et l’abondance des proies : limitation alimentaire chez les prédateurs au sommet des océans ? Biology Letters, 6, 139–142. doi :10.1098/rsbl.2009.0468
4. Ward, E.J., Holmes, E.E., et Balcomb, K.C. 2009. Quantifier les effets de l’abondance de proies sur la reproduction des épaulards . Journal of Applied Ecology, 46, 632—ˆ’640.
5. Wasser, S.K., Lundin, J.I., Ayres, K., Seely, E. et d’autres. 2017. La croissance de la population est limitée par les impacts nutritionnels sur le succès de la gestation chez les épaulards résidents du Sud (Orcinus orca) en danger. PLOS ONE 12 :e0179824.
6. Lundin, J.I., Ylitalo, G.M., Booth, R.K., Anulacion, B., Hempelmann, J.A., Parsons, K.M., Giles, D.A., Seely, E.A., Hanson, M.B., Emmons, C.K., et Wasser, S.K. 2016. Modulation de la concentration et du profil persistants de polluants organiques par la disponibilité des proies et son statut reproducteur dans des échantillons de crottes de l’épaulard résident du Sud. Sciences et technologies de l’environnement, 50 (12), 6506–16.