Une étude montre que les grenouilles peuvent rapidement augmenter leur tolérance aux pesticides

Bien qu’il existe un grand nombre de recherches sur l’évolution des tolérances des parasites aux pesticides destinés à les détruire, il existe beaucoup moins d’études sur la manière dont les animaux non ciblés dans ces écosystèmes peuvent faire de même.

Dans une étude récemment publiée, Rick Relyea, Ph.D., professeur de sciences biologiques et titulaire de la chaire David M. Darrin ’40 Senior Endowed Chair du Rensselaer Polytechnic Institute, et son équipe ont commencé à combler cette lacune dans la recherche. Les résultats sont publiés dans la revue Toxicologie aquatique.

« En raison d’intérêts économiques, la plupart des recherches sur les pesticides se sont concentrées sur les ravageurs ciblés, mais nous n’avons pas accordé beaucoup d’attention aux espèces non ciblées, qui représentent toute la biodiversité mondiale », a déclaré Relyea.

« Nous avons également examiné si la tolérance aux pesticides pouvait être rapidement induite chez un animal non ciblé, ce que personne n’a étudié car ce n’est pas la manière standard de réaliser des tests toxicologiques. »

Les tests toxicologiques standards visent à déterminer la quantité mortelle de pesticide en une seule exposition. Relyea et son équipe ont d’abord exposé les grenouilles des bois à des doses sublétales qui, dans de nombreux cas, leur ont permis de développer rapidement une tolérance plus élevée en quelques jours.

« Dans la nature, c’est de cette manière que les animaux sont probablement exposés », a déclaré Relyea. « Les animaux vivant à proximité des terres agricoles, des pelouses et des aménagements paysagers, etc., sont susceptibles de recevoir de nombreuses petites doses de pesticides. La question est de savoir quel effet cela a sur les animaux. Nos recherches ont révélé que pour plusieurs insecticides couramment utilisés, les grenouilles des bois peuvent augmenter leur tolérance en quelques jours. »

Relyea et son équipe ont étudié la tolérance de 15 populations de grenouilles des bois de l’ouest de la Pennsylvanie et de l’est de l’État de New York à trois insecticides courants : le carbaryl, le chlorpyrifos et le diazinon. Ils ont comparé les résultats obtenus lorsque les grenouilles n’étaient exposées à aucun pesticide ou à des concentrations sublétales avant d’être exposées à des concentrations létales. L’équipe a découvert que près de la moitié des populations présentaient une tolérance rapidement inductible.

« Nous pensons que c’est un moyen pour les animaux de développer plus rapidement une tolérance aux pesticides sur plusieurs générations », a déclaré Relyea. « Si la tolérance à un pesticide est d’abord induite par une exposition sublétale, elle contribue à protéger la population sur plusieurs générations car cette tolérance serait favorisée génétiquement. Les générations suivantes n’auraient pas besoin d’être exposées à des doses sublétales pour présenter une tolérance accrue. »

Il est important de souligner que cette tolérance accrue est toutefois limitée. « Nous ne voulons pas que les gens pensent que les pesticides ne représentent aucune menace pour les animaux non ciblés », a déclaré Jessica Hua, Ph. D., professeure agrégée au Département d’écologie forestière et faunique de l’Université du Wisconsin-Madison.

« Ils peuvent toujours mourir. Il y a une différence entre être plus tolérant et être insensible aux pesticides. De plus, ces travaux s’appuient sur nos recherches démontrant que si de faibles niveaux de pesticides peuvent induire une tolérance, cette tolérance aux pesticides peut être coûteuse et affecter la capacité des animaux à tolérer d’autres menaces, comme les maladies. »

Dans l’ensemble, cette recherche est la première pièce d’un puzzle, espérons-le, beaucoup plus vaste.

« Nous espérons que nos recherches ouvriront la voie à d’autres études », a déclaré Jason Hoverman, Ph. D., professeur d’écologie des vertébrés au département de foresterie et de ressources naturelles de l’université Purdue. « La tolérance aux pesticides peut-elle être induite chez d’autres amphibiens ? Peut-elle être induite chez d’autres animaux ? La tolérance peut-elle être induite par d’autres pesticides ? »

« Grâce à cette recherche, le Dr Relyea et son équipe nous ont apporté des informations précieuses sur la manière dont les espèces d’amphibiens peuvent s’adapter rapidement à une menace dans leur environnement et, en fin de compte, transmettre cette adaptation de génération en génération », a déclaré Curt Breneman, Ph.D., doyen de la faculté des sciences de Rensselaer. « J’ai hâte de voir les résultats futurs de cette recherche tandis que nous cherchons également des moyens de réduire la présence de toxines environnementales. »

En plus de Hua et Hoverman, Relyea a été rejoint dans ses recherches par Devin K. Jones, chercheur postdoctoral à l’Université Purdue ; Devin G. DiGiacopo à l’Université de Binghamton ; et les techniciens de Rensselaer Brian Mattes et Erika Yates.