Étude de l'impact à court et à long terme des pyréthrinoïdes sur une exposition aux stades précoces du killifish turquoise (Nothobranchius furzeri) : approches comportementales et moléculaires

Details

Supervisors

Silvestre, Frédéric

Faculty

Faculté des sciences

Degree label

Master [120] en biologie des organismes et écologie, à finalité spécialisée: biologie environnementale

Abstract

Il a été prouvé que l'exposition aux neurotoxines pendant les premiers stades de la vie peut avoir un impact sur le développement et les comportements à l'âge adulte. La perméthrine est l'un des insecticides neurotoxiques les plus répandus dans un large éventail de domaines allant des usages domestiques aux usages agricoles. En raison de son utilisation intensive, cette neurotoxine a un impact négatif sur les organismes d'eau douce. L'objectif principal de cette étude est de déterminer l'impact à court et à long terme d’une exposition à la perméthrine durant les stades précoces sur le phénotype comme les traits d'histoire de vie, les comportements, l'expression des protéines, etc. Le killifish turquoise (Nothobranchius furzeri), en raison de sa durée de vie extrêmement courte de 4-6 mois, semble être le modèle parfait pour cette étude. Pendant leur première semaine de vie, nous avons exposé des larves à 3 concentrations de perméthrine (0, 10 et 100 µg/L), nous avons ensuite évalué l'impact à 3 âges différents : 1, 5 et 17 semaines après l'éclosion. Comme N. furzeri est très territorial, nous avons effectué un test d'agressivité induite par miroir (MIA) évaluant le nombre de morsures comme marque d'agressivité. Nos résultats montrent que la perméthrine est bien une molécule toxique et nocive pour notre modèle car elle réduit la probabilité de survie des larves lors de l’exposition. Chez les adultes, les mâles, plus agressifs que les femelles, ont des comportements agonistiques dépendants de leur âge. Les plus jeunes préfèrent l’attaque, probablement pour augmenter leurs chances de se reproduire, alors que les plus âgés privilégient l’intimidation car le rapport coût/bénéfice de l’attaque pour la reproduction ne serait plus avantageux. De plus, la longueur relative de la nageoire anale des mâles covarie avec l’agressivité. La concentration en perméthrine semble impacter de manière indirecte l’agressivité des mâles en agissant sur leur morphologie et leur développement par l’intermédiaire d’une inhibition des gènes codant pour le récepteur androgène. Enfin, selon nos résultats, seul l’âge influence l’expression génétique de nos gènes d’intérêt (tollip et MeCP2). Cependant, des investigations plus profondes sur l’impact des pyréthroïdes sur le phénotype de N. furzeri comme les traits d'histoire de vie, les comportements ou encore l'expression génétique seraient à envisager. It has been proved that neurotoxin exposition, during early-life, can impact development and adulthood behavior. Permethrin is one of the most common neurotoxic insecticide, in a wide range of fields, from the domestic one to agricultural ones. Due to its extensive use, this neurotoxin has negative impacts on freshwater organisms. The main goal of this study is to determine the short and long-term impacts of permethrin on early-life exposed fish, and their phenotypes, including, life history traits, behavior, protein expression, etc. The turquoise killifish Nothobranchius furzeri, because of its extreme short life span of 4-6 months, seems to be the perfect model for this study. During their first week, post hatching, we exposed the larvae to 3 different concentrations of permethrin (0, 10 and 100 µg/L). We then assessed the impact at 3 different time-points: 1, 5 and 17 weeks, post hatching. As N.furzeri is highly territorial, we conducted a mirror induced aggressivity test (MIA), assessing number of bites as aggressivity marks. Our results show that permethrin is indeed a toxic and harmful molecule as it reduces the probability of larval survival upon exposure. Regarding the adults, males are more aggressive than females and they have agonistic behavior depending on their age. Indeed, younger males prefer attacking, probably to increase their chances of reproduction, whereas older males prefer intimidation because the cost/benefit ratio of attacking for reproduction would no longer be advantageous. In addition, the relative length of the anal fin of males, covaries with aggressiveness. The concentration of permethrin seems to indirectly impact the aggressiveness of males by acting on their morphology and development, through an inhibition of the genes coding for the androgen receptor. Finally, according to our results, only age influences the gene expression of our genes of interest (tollip and MeCP2). However, further investigations on the impact of pyrethroids on the phenotypes of N. furzeri, including their life history traits, behavior or gene expression are needed.