CE34 - Contaminants, écosystèmes et santé

Implication of pesticides in the decline of avian flagship species in farmland – PestiStress

Implication des pesticides dans le déclin d’espèces aviaires emblématiques du milieu rural

Comprendre les effets sublétaux des pesticides et leur implication dans le déclin de l’avifaune en milieu rural

Exposition des oiseaux aux pesticides : effets en cascade menant au déclin des populations

A ce jour, la contribution des pesticides au déclin des espèces aviaires emblématiques du milieu rural est toujours controversée. La plupart des études se limite à une évaluation de la dose létale 50 (LD50) testée sur un nombre restreint d’espèces modèles. Elles ignorent souvent les effets différés sur la physiologie, le comportement et les traits d'histoire de vie des individus, et leurs conséquences évolutives au niveau populationnel. Comprendre et quantifier de tels effets est fondamental pour notre compréhension du déclin des populations aviaires. Avec PestiStress, je souhaite étudier les effets de cocktail de pesticides réalistes à travers deux <br />approches complémentaires, des expériences en conditions contrôlées et le suivi d'une population naturelle, sur deux espèces emblématiques du milieu rural : la perdrix grise (Perdix perdix) et le busard cendré (Circus pygargus). En particulier, l'accent sera mis sur les insecticides néonicotinoïdes et sur les herbicides à base de glyphosate. PestiStress fournira une première évaluation des effets de ces pesticides sur la faune aviaire sauvage par une approche intégrative qui implique la physiologie, le comportement et les traits d’histoire de vie. Je propose d’étudier également pour la première fois, l'impact transgénérationnel des pesticides avec une exposition similaire au milieu naturel. D’un point de vue technique, c’est également l’occasion de développer des méthodes de quantification dans de nouvelles matrices. Enfin, les données recueillies au cours de PestiStress seront utilisées pour modéliser la dynamique des populations afin de déterminer l'importance des effets à long terme, à des fins notamment de conservation. <br />Dans le contexte sociétal actuel en regard de l'utilisation des pesticides et de leurs effets sur la biodiversité et la santé humaine, PestiStress ouvrira de nouvelles perspectives qui contribueront à l'un des défis sociétaux majeurs de l'Agroécologie pour ce siècle.

Les travaux entrepris dans ce projet s’appuient sur 3 éléments méthodologiques inédits :
- Une expérimentation en conditions contrôlées avec une exposition des individus à des doses réalistes et multiples (effet cocktail) de pesticides. Cette méthodologie est déjà validée par une publication (voir Moreau et al. 2021. Environmental Pollution, 278, 116851)
- Un suivi in natura longitudinal (sur plusieurs années) d’une population de busards cendrés et plus particulièrement des poussins dont le statut de prédateur supérieur et l’écologie (ils nichent au sol dans les parcelles de céréales) en font de très bons bio-indicateurs.
- Une méthode de quantifications de résidus pesticides multiples dans le sang et sur de faibles volumes, développée pour le projet.

Les travaux sur les perdrix ont déjà permis de publier un article repris par différents communiqués de presse (CNRS, université de Bourgogne) et publications vers le grand public (presse locale et nationale). En quelques mots, nos résultats montrent que des différences mêmes très faibles d’exposition à des molécules pesticides ont un impact sur le système immunitaire, la reproduction et le comportement des perdrix.
Les techniques de quantification des pesticides devraient nous permettre de quantifier dans du sang total (et sur un faible volume de 50µL) plus d’une centaine de molécules permettant ainsi d’avoir une image du niveau d’exposition multiples dans individus en conditions naturelles. Le
développement de cette méthode fera l’objet d’une publication d’ici la fin de l’année.

Ce projet est un formidable tremplin au développement de nouvelles collaborations (notamment avec les chimistes spécialistes du dosage de molécules pesticides de l’université de Strasbourg).
La crise sanitaire a, cependant, permis de travailler sur une large synthèse de la littérature existante sur les effets des pesticides et leurs impacts sur les oiseaux. Ce travail avait déjà été amorcé lors de la rédaction du projet et a pu ainsi se concrétiser. Elle permet notamment de mettre en lumière des pistes de recherche qui pourront être abordées de façon complémentaire aux travaux prévus dans le projet PestiStress.

Pour l’instant, aucune publication n’est publiée.

To date, the contribution of pesticides to the decline of farmland bird species is still controversial. Most studies interested in the effect of agrochemicals are limited to the assessment of the lethal dose 50 (LD50) and tested on a restricted number of model species. They often ignore the delayed effects on the physiology, the behaviour and the life history traits of the individuals, and their evolutionary consequences at the population level. Understanding and quantifying such effects is fundamental for our knowledge of the avian population decline. With PestiStress, I aim at investigating the effects of realistic pesticide cocktail through two complementary approaches, an experimental design in controlled conditions and the monitoring of a natural population, on two farmland flagship species, the Grey partridge (Perdix perdix) and the Montagu’s harrier (Circus pygargus). Especially, the emphasis will be put on neonicotinoid insecticides and on glyphosate-based herbicides, both being supposed to be banned by September 2018 and 2021 in France respectively. PestiStress will provide a first assessment of the effects of these pesticides on avian wildlife fauna by an integrative methodology that involves physiology, behaviour and life history traits. I will also for the first time investigate the transgenerational impact of the pesticides under natural exposure. Finally, the data collected during PestiStress will be used to model population dynamics to decipher the importance of long-term effects for conservational purpose in Montagu’s harrier. In the current societal context in regard to the use of pesticides and their effects on biodiversity and human health, PestiStress will provide new insights that will contribute to one of the major societal challenge in Agroecology for this century.

Project coordinator

The author of this summary is the project coordinator, who is responsible for the content of this summary. The ANR declines any responsibility as for its contents.

Partner

CEBC Centre d'études biologiques de Chizé

Help of the ANR 259,956 euros
Beginning and duration of the scientific project: December 2019 - 48 Months

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