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Sujets de recherche en sciences de la faune et du paysage : toxicologie des métaux

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Toxicologie des métaux
Jeune Plongeon huard sur le point d’être remis en liberté après la prise d’échantillons de plumes et de sang aux fins d’analyse du mercure | Photo : Environnement Canada
Les métaux lourds comme le plomb et le mercure peuvent endommager les systèmes neurologique, endocrinien et reproducteur chez différentes espèces sauvages.

Une exposition accrue aux métaux lourds peut causer ce qui suit :

  • perte de poids, faiblesse
  • cécité, paralysie musculaire, crises 
  • risque accru de prédation
  • susceptibilité accrue aux maladies et infections
  • patrons modifiés sur le plan des comportements en matière de recherche de nourriture, perte d’appétit
  • capacité réduite à se reproduire

Les chercheurs utilisent une combinaison d’essais sur le terrain et d’analyses en laboratoire pour déterminer, surveiller et étudier les effets des métaux lourds chez les espèces sauvages, en particulier les oiseaux, et sur leur environnement. Lorsque l’on soupçonne la présence de métaux lourds, les chercheurs étudient les sources alimentaires, les transferts dans la chaîne alimentaire, les espèces individuelles et la dynamique de l’écosystème.

La recherche sur les métaux lourds aide à prévoir les effets néfastes de la contamination environnementale et favorise la mise au point de politiques et de lois environnementales fondées sur la science pour la gestion de la contamination environnementale par le plomb et le mercure.

Plomb

Chasseur récupérant sa proie | Photo : Ray Alisauskas, Environnement Canada
La recherche sur le plomb dans la faune porte principalement sur les « grenailles de plomb », c’est-à-dire les petits granules de plomb métalliques utilisés comme projectiles d’armes à feu pour la chasse et le tir à la cible. L’ingestion accidentelle de petits poids de lestage et de leurres en plomb utilisés pour la pêche sportive apparaît de plus comme un problème connexe.

Les oiseaux aquatiques peuvent ingérer des granules de plomb utilisés ou des articles de pêche perdus, lesquels entraînent un empoisonnement. De plus, les oiseaux qui sont touchés par des granules de plomb et ne sont pas récupérés par les chasseurs peuvent devenir une source d’empoisonnement secondaire pour les prédateurs et les détritivores. D’autres animaux peuvent se nourrir de gibiers morts ou blessés chez lesquels les granules de plomb sont toujours présents dans les tissus.

Les recherches menées depuis les années 1960 ont permis aux chercheurs de conclure que les grenailles de plomb représentaient la cause la plus importante d’une exposition élevée au plomb chez la sauvagine et certaines espèces d’oiseaux aquatiques. On a estimé que le saturnisme touchait annuellement 250 000 oiseaux au Canada et environ 2,5 millions dans l’ensemble de l’Amérique du Nord.

À la lumière de ces recherches, Environnement Canada a interdit l’utilisation de grenailles de plomb pour chasser la plupart des espèces d’oiseaux migrateurs considérés comme gibier. Cette interdiction à l’échelle nationale, en application depuis 1999, a entraîné une diminution importante des cas d’exposition élevée au plomb chez la sauvagine. Il a été observé que les cas de concentration élevée de plomb dans les os de canards migrateurs avaient diminué de 52 à 90 % selon l’espèce et l’emplacement échantillonné.

Alors que ce problème était auparavant considéré comme unique aux marécages, les scientifiques de la faune et des paysages examinent aussi maintenant dans quelle mesure les grenailles de plomb ont une incidence chez les oiseaux de proie et les rapaces, tels que le Grand-duc d’Amérique, la Buse à queue rousse et l’Aigle royal, puisque l’on a observé que ces oiseaux se nourrissaient aussi de carcasses de gibiers non récupérés ayant été abattus par des grenailles ou des balles de plomb.

Radiographie d’un Pygargue à tête blanche présentant des grenailles de plomb dans l’estomac | Photo : USFWS

Par exemple, les spermophiles de Richardson représentent une proie prisée de la Buse de Swainson et de la Buse rouilleuse. Les spermophiles sont considérés depuis longtemps comme des organismes nuisibles, et une pratique de gestion courante consiste à utiliser des grenailles de plomb pour tirer sur ces animaux. Cependant, étant donné le grand nombre de spermophiles abattus et le fait que les carcasses sont rarement récupérées, celles-ci représentent un risque important d’exposition au plomb et de saturnisme pour les espèces de rapaces se nourrissant de carcasses. Il a été estimé que les buses avaient besoin de s’alimenter pendant seulement 23 jours avec ce type de proie pour ingérer des niveaux de plomb potentiellement mortels.

De plus, les chercheurs étudient dans quelle mesure les grenailles de plomb ont une incidence sur les espèces n’étant actuellement pas visées par l’interdiction de la chasse aux grenailles de plomb, notamment la Bécasse d’Amérique.

L’utilisation d’articles de pêche ne contenant pas de plomb peut réduire les cas de saturnisme chez les espèces de huards| Photo : Environnement Canada
Des recherches ont aussi déterminé que l’ingestion de petits poids de lestage et de leurres représente une cause importante de décès chez le Plongeon huard en nidification dans l’Est du Canada et aux États-Unis, dépassant souvent le taux de mortalité causée par les traumatismes, les maladies et l’enchevêtrement dans les engins de pêche.

Des recherches portent aussi sur des pratiques de gestion pouvant remplacer celles utilisées actuellement afin de réduire les risques de saturnisme chez les espèces sauvages.

Mercure

Les études sur le mercure réalisées par les chercheurs spécialistes des espèces sauvages et du paysage visent principalement à déterminer à quel moment les espèces sauvages piscivores sont exposées à des niveaux de mercure entraînant des répercussions sur leur santé et leur taux de reproduction.

Le mercure qui pénètre dans les écosystèmes provient de sources naturelles et d’activités anthropiques telles que la combustion du charbon, les déchets municipaux, l’incinération ainsi que l’extraction et la fusion des métaux de base | Photo : Photos.com

Le mercure qui pénètre dans les écosystèmes provient de sources géologiques naturelles et de diverses activités anthropiques telles que la combustion du charbon, les déchets municipaux, l’incinération ainsi que l’extraction et la fusion des métaux de base. Une certaine

Le méthylmercure est extrêmement toxique et est facilement absorbé par l’entremise de sources alimentaires, ce qui permet sa bioamplification dans la chaîne alimentaire. Ainsi, le méthylmercure est en fin de compte consommé et bioaccumulé par les espèces occupant un niveau trophique supérieur, et il est particulièrement prévalent dans les environnements aquatiques.

Les recherches visent à comprendre comment le méthylmercure cause des répercussions négatives mesurables sur la santé et le taux de reproduction d’espèces sauvages cibles, telles que le Plongeon huard, les aigles, la loutre de rivière, le vison et leurs proies. Ces études sont menées à plusieurs sites partout au Canada afin de représenter différentes conditions environnementales et divers niveaux de contamination.

Plongeon huard adulte au nid | Photo : Environnement Canada
Après la réalisation de travaux précurseurs sur le mercure chez le Plongeon huard au milieu des années 1970, les chercheurs ont entrepris d’étudier, depuis le milieu des années 1990, les niveaux de mercure et leurs effets chez les Plongeons huards partout en Amérique du Nord. Ils ont déterminé que les niveaux de mercure étaient suffisamment élevés pour nuire à la reproduction des plongeons dans de nombreux lacs acides du Canada. Ils ont aussi trouvé que la taille des œufs des plongeons diminuait au fur et à mesure que l’exposition au mercure augmentait. Les plongeons du nord-est de l’Amérique du Nord présentaient généralement un risque supérieur d’exposition élevée au mercure par voie alimentaire et d’empoisonnement par le mercure.

Les chercheurs surveillent les tendances liées au mercure dans les réseaux trophiques des océans Atlantique, Arctique et Pacifique ainsi que des Grands Lacs et du Saint-Laurent en prélevant régulièrement des œufs d’oiseaux aquatiques vivant en colonies. Les chercheurs ont trouvé que les niveaux de mercure dans les œufs provenant de l’Arctique sont généralement en hausse, tandis que les tendances liées au mercure sont généralement en baisse dans les Grands Lacs. Les chercheurs mènent aussi des expériences en vue de déterminer dans quelle mesure différentes espèces d’oiseaux aquatiques sont sensibles au mercure dans leurs œufs.

Étant donné que les espèces sauvages sont à risque pour ce qui est des sources de mercure naturelles et anthropiques, il est important de mieux comprendre les conditions environnementales et anthropiques entraînant une augmentation du risque d’exposition. Les chercheurs mènent aussi des études visant à déterminer l’importance relative de l’exposition aux sources de mercure naturelles par rapport aux sources anthropiques chez les espèces sauvages.

Collecte d’œufs de Goéland argenté pour la surveillance du niveau de mercure | Photo : Environnement Canada

Les chercheurs étudient aussi une variété de conditions leur permettant de déterminer les milieux associés à un risque supérieur de bioaccumulation et de toxicité du mercure. Des variables telles que l’acidification environnementale, les régions comptant des activités d’extraction et de fusion de métaux non ferreux ainsi que la présence d’une géologie sous-jacente présentant une teneur élevée en mercure sont prises en compte au moment d’établir ces milieux à risque élevé.

De plus, les chercheurs travaillent aussi en collaboration avec des chercheurs universitaires afin d’étudier ce qui suit :

Ces recherches et activités de surveillance favorisent l’élaboration d’une carte des risques écologiques, laquelle représente un élément important du Programme scientifique sur le mercure du Programme réglementaire sur la qualité de l’air d’Environnement Canada visant à créer une carte complète des dépôts de mercure et des risques pour les espèces sauvages au Canada.

Les recherches portant sur le mercure aident à augmenter notre capacité à prévoir les effets néfastes de la contamination environnementale chez les populations d’espèces sauvages, et elles favorisent l’élaboration de politiques et de lois environnementales basées sur des principes scientifiques éprouvés pour la gestion de la contamination environnementale par le mercure.

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