Une nouvelle étude de l’Université de Toronto utilise les excréments d’ours polaire pour révéler comment certains contaminants chimiques peuvent être piégés et s’accumuler à l’intérieur du corps.
Les ours polaires ont tendance à stocker certains contaminants dans leur corps car ils se situent au sommet de la chaîne alimentaire, ont une alimentation très grasse et ont évolué pour absorber de grandes quantités de graisse.
« Ils sont comme un piège pour ces produits chimiques », explique Frank Wania, professeur au département de sciences physiques et environnementales de l’U de T Scarborough et l’un des auteurs de l’étude.
« Leur apport en contaminants est très élevé, mais leur capacité à les expulser est très faible. »
Pour l’étude publiée dans la revue Sciences et technologie de l’environnement, Wania et Ph.D. L’étudiant Yuhao Chen a développé une nouvelle méthode pour étudier comment certains produits chimiques, appelés biphényles polychlorés (PCB), s’accumulent à l’intérieur des ours polaires à partir d’aliments contaminés. Ils ont analysé le régime alimentaire et des échantillons de matières fécales d’ours polaires du zoo de Toronto pour voir quelle quantité de BPC est piégée par rapport à la quantité qui est excrétée.
Les ours polaires subissent ce qu’on appelle la bio-amplification, où de plus grands niveaux de toxines s’accumulent plus haut dans la chaîne alimentaire. Étant donné que les ours polaires sont au sommet, ils ont consommé le plus haut niveau de contaminants dans leur alimentation. (Un ours polaire a des niveaux de contaminants plus élevés que le phoque qu’il mange, le phoque a plus qu’une morue, la morue plus qu’un petit poisson, etc.)
Les chercheurs ont également découvert que les PCB ont tendance à se bio-amplifier à un taux plus élevé chez les ours polaires en raison de leur régime alimentaire riche en graisses et de la capacité de leur système digestif à absorber ces lipides.
Alors que les animaux et les humains sont généralement bons pour expulser la plupart des produits chimiques qui ne devraient pas être dans le corps, certains contaminants sont plus difficiles à éliminer en raison de leurs propriétés. Ceux qui sont liposolubles et persistants, y compris le pesticide DDT et certains types de BPC, peuvent s’accumuler dans les tissus corporels parce qu’ils ne peuvent pas être décomposés ou excrétés facilement dans le système digestif.
Sarra Gourlie, superviseure des sciences de la nutrition au zoo de Toronto qui a fourni les échantillons alimentaires et fécaux pour l’étude, affirme que les ours polaires ont évolué pour absorber presque toute la graisse qu’ils mangent, principalement de la graisse de phoque.
« Ils sont capables d’extraire environ 97% des graisses de leur alimentation, donc très peu d’entre elles sont excrétées », dit-elle.
Les ours polaires du zoo de Toronto ne sont pas nourris avec de la graisse de phoque sauvage, qui peut contenir des niveaux élevés de BPC. Chen dit que les ours polaires vivant à l’état sauvage ont des niveaux de contaminants beaucoup plus élevés que ceux du zoo, qui ont une alimentation plus propre.
Il dit qu’il est important de surveiller ces niveaux de contaminants en raison des dommages qu’ils peuvent causer. Des études ont établi un lien entre des niveaux élevés de PCB chez les ours polaires sauvages et des niveaux inférieurs de testostérone, ce qui peut avoir un impact sur la reproduction. Il a également été lié à des perturbations des systèmes immunitaire et endocrinien, ce qui peut réduire les taux de survie.
« Il a été constaté que les niveaux de PCB dépassent les niveaux préoccupants au point où on s’attend à ce qu’ils aient un impact négatif sur les ours polaires vivant à l’état sauvage », déclare Wania.
Les PCB sont un groupe de produits chimiques hautement toxiques qui ont été interdits à l’échelle mondiale, mais qui peuvent persister longtemps dans l’environnement. Alors que les chercheurs n’ont examiné que les PCB dans cette étude, ils disent que l’approche pourrait également aider à surveiller d’autres produits chimiques piégés par bio-amplification.
Méthode non invasive pour les grands prédateurs et les humains
La manière traditionnelle d’étudier la bio-amplification repose sur l’analyse des tissus, qui ne peut être effectuée que sur des animaux ou des humains morts. En conséquence, il n’y a pratiquement aucune recherche sur la bio-amplification chez l’homme ou les prédateurs au sommet en voie de disparition. Les chercheurs espèrent que la méthode qu’ils ont développée pourra être utilisée sur d’autres grands prédateurs dans la nature, comme les lions ou les tigres.
Il pourrait également être utilisé sur les humains. Chen dit qu’il cherche actuellement à analyser des échantillons d’aliments et de matières fécales de différentes personnes pour voir comment les contaminants peuvent se bio-amplifier à l’intérieur du corps et s’il existe des différences entre les individus.
« Nous savons que ces contaminants sont chez l’homme, et nous savons comment le corps absorbe ces contaminants », dit-il.
« Ce que nous ne savons pas, c’est combien de ces contaminants sont stockés ou expulsés par notre corps lorsque nous mangeons une certaine quantité d’aliments contaminés. »
Yuhao Chen et al, Sonder la thermodynamique de la bioamplification chez les ours polaires hébergés dans un zoo par échantillonnage à l’équilibre d’échantillons alimentaires et fécaux, Sciences et technologie de l’environnement (2022). DOI : 10.1021/acs.est.2c00310