The number of submarine power cables using either direct or alternating current is expected to increase drastically in coming decades. Data concerning the impact of magnetic fields generated by these cables on marine invertebrates are scarce. In this context, the aim of this study was to explore the potential impact of anthropogenic static and time-varying magnetic fields on the behavior of recently settled juvenile European lobsters (Homarus gammarus) using two different behavioral assays. Day-light conditions were used to stimulate the sheltering behavior and facilitate the video tracking. We showed that juvenile lobsters did not exhibit any change of behavior when submitted to an artificial magnetic field gradient (maximum intensity of 200 μT) compared to non-exposed lobsters in the ambient magnetic field. Additionally, no influence was noted on either the lobsters’ ability to find shelter or modified their exploratory behavior after one week of exposure to anthropogenic magnetic fields (225 ± 5 μT) which remained similar to those observed in control individuals. It appears that static and time-varying anthropogenic magnetic fields, at these intensities, do not significantly impact the behavior of juvenile European lobsters in daylight conditions. Nevertheless, to form a complete picture for this biological model, further studies are needed on the other life stages as they may respond differently.
Titre de l'article
Impact des champs magnétiques générés par les câbles électriques sous-marins AC / DC sur le comportement du homard européen juvénile (Homarus gammarus)
Impact des champs magnétiques générés par les câbles électriques sous-marins AC / DC sur le comportement du homard européen juvénile (Homarus gammarus)
Introduction à l'article
Contexte : Les câbles sous-marins exportant de l'énergie vers les continents offrent de nombreux abris aux crustacés comme les homards, mais sont peut-être nocifs pour eux. Des travaux antérieurs (Huchison et al., 2018) n'ont montré que peu d'effet des MF DC (courant continu) sur le comportement du homard américain (Homarus americanus), chez des individus adultes. A cet égard le cas du homard européen (Homarus gammarus), bien qu'important économiquement et sédentaire, n'a pas été étudié. Les exériences liées au genre Homarus ne se sont pas intéressées aux effets des AC, ni sur des individus à d'autres stades ontogénétiques.
Objectifs : Les effets de MF artificiels AC et DC mimant ceux rencontrés près des câbles sous-marins ont été évalués sur le comportement de homards européens juvéniles, et notamment :
Contexte : Les câbles sous-marins exportant de l'énergie vers les continents offrent de nombreux abris aux crustacés comme les homards, mais sont peut-être nocifs pour eux. Des travaux antérieurs (Huchison et al., 2018) n'ont montré que peu d'effet des MF DC (courant continu) sur le comportement du homard américain (Homarus americanus), chez des individus adultes. A cet égard le cas du homard européen (Homarus gammarus), bien qu'important économiquement et sédentaire, n'a pas été étudié. Les exériences liées au genre Homarus ne se sont pas intéressées aux effets des AC, ni sur des individus à d'autres stades ontogénétiques.
Objectifs : Les effets de MF artificiels AC et DC mimant ceux rencontrés près des câbles sous-marins ont été évalués sur le comportement de homards européens juvéniles, et notamment :
Expériences de l'article
Dans les 2 expériences, des homards juvéniles (~3 semaines) ont été soumis individuellement à des MF AC, DC, ambiant. ~ 30 individus différents dont les mouvements ont été filmés ont servi de réplicats pour chacune des 3 conditions.
Attraction / répulsion (45 min) : Un homard a été placé au centre d'un aquarium rectangulaire divisé a posteriori en 4 zones égales. A une extrémité (zones HMF1-2), un abri semi-cylindrique a été installé près d'une bobine génèrant un EMF de 200 μT, intensité qui décroit jusqu'aux zones LMF3-4 (50 μT) où se trouvait un 2nd abri. 5 variables ont pu être évaluées :
Exposition longue (30 min) : Après 1 semaine d'exposition continue à un MF homogène, ont été évalués pour chaque courant via 4 essais par homard :
Dans les 2 expériences, des homards juvéniles (~3 semaines) ont été soumis individuellement à des MF AC, DC, ambiant. ~ 30 individus différents dont les mouvements ont été filmés ont servi de réplicats pour chacune des 3 conditions.
Attraction / répulsion (45 min) : Un homard a été placé au centre d'un aquarium rectangulaire divisé a posteriori en 4 zones égales. A une extrémité (zones HMF1-2), un abri semi-cylindrique a été installé près d'une bobine génèrant un EMF de 200 μT, intensité qui décroit jusqu'aux zones LMF3-4 (50 μT) où se trouvait un 2nd abri. 5 variables ont pu être évaluées :
Exposition longue (30 min) : Après 1 semaine d'exposition continue à un MF homogène, ont été évalués pour chaque courant via 4 essais par homard :
Résultats de l'article
Attraction / répulsion : En prenant en compte l'ensemble des traitements, les homards ont passé plus de temps dans l'abri du côté HMF du contenant que celui du côté LMF. Ils ont été filmés deux fois plus longtemps hors de l'abri dans les zones HMF1+2 que dans LMF1+2. Aucune différence significative n'a été détectée entre les traitements pour le temps passé dans l'abri en HMF, LMF et en dehors. De même concernant les paramètres liés au comportement exploratoire (distance totale, vitesse moyenne, ratio d'activité) pour le contenant entier ou dans chaque zone individuellement.
Exposition longue : Les homards ont plus vite trouvé les abris gris que les transparents. En considérant tous les essais et chaque essai séparément, le temps mis pour entrer dans l'abri ainsi que les variables relatives à l'exploration (cf. ci-dessus) n'ont pas différés significativement entre les cas contrôle, DC et AC. Il n'y a pas eu de signes d'apprentissage de la position de l'abri lors des essais 1 à 2 et 3 à 4.
Attraction / répulsion : En prenant en compte l'ensemble des traitements, les homards ont passé plus de temps dans l'abri du côté HMF du contenant que celui du côté LMF. Ils ont été filmés deux fois plus longtemps hors de l'abri dans les zones HMF1+2 que dans LMF1+2. Aucune différence significative n'a été détectée entre les traitements pour le temps passé dans l'abri en HMF, LMF et en dehors. De même concernant les paramètres liés au comportement exploratoire (distance totale, vitesse moyenne, ratio d'activité) pour le contenant entier ou dans chaque zone individuellement.
Exposition longue : Les homards ont plus vite trouvé les abris gris que les transparents. En considérant tous les essais et chaque essai séparément, le temps mis pour entrer dans l'abri ainsi que les variables relatives à l'exploration (cf. ci-dessus) n'ont pas différés significativement entre les cas contrôle, DC et AC. Il n'y a pas eu de signes d'apprentissage de la position de l'abri lors des essais 1 à 2 et 3 à 4.
Rigueur de l'article
Doute sur la méthode : Les résultats de l'expérience d'exposition longue soulignent que pour l'intégralité des essais, 71.5 % des homards sont entrés au moins une fois dans l'abri. Parmi ces derniers 77.2 % ont demeuré dans cet abri jusqu'à la fin de l'expérimentation. La méthode de calcul de la vitesse moyenne n'est pas explicitée dans l'article ni dans les données supplémentaires, mais étant donnée son unité (CL.s-1 où CL est l'unité de longueur de la carapace, valeur adaptée à la longueur de chacun des individus), on peut en déduire que la "distance totale parcourue" a du être utilisée à cette fin.
En revanche, la seule variable disponible liée au temps est le "temps mis pour trouver l'abri". Puisqu'une partie des homards l'a quitté lors de l'expérience (~ 22,8 %), alors chez ces individus une fraction de temps durant laquelle une distance a été parcourue et incluse dans la distance totale n'a pas été enregistrée, d'où la difficulté de calculer une vitesse en incluant ces données.
Doute sur la méthode : Les résultats de l'expérience d'exposition longue soulignent que pour l'intégralité des essais, 71.5 % des homards sont entrés au moins une fois dans l'abri. Parmi ces derniers 77.2 % ont demeuré dans cet abri jusqu'à la fin de l'expérimentation. La méthode de calcul de la vitesse moyenne n'est pas explicitée dans l'article ni dans les données supplémentaires, mais étant donnée son unité (CL.s-1 où CL est l'unité de longueur de la carapace, valeur adaptée à la longueur de chacun des individus), on peut en déduire que la "distance totale parcourue" a du être utilisée à cette fin.
En revanche, la seule variable disponible liée au temps est le "temps mis pour trouver l'abri". Puisqu'une partie des homards l'a quitté lors de l'expérience (~ 22,8 %), alors chez ces individus une fraction de temps durant laquelle une distance a été parcourue et incluse dans la distance totale n'a pas été enregistrée, d'où la difficulté de calculer une vitesse en incluant ces données.
Ce que cet article apporte au débat
Les conclusions de cette étude se limitent à l'espèce Homarus gammarus et à une intensité maximale de 200 μT puis un gradient décroissant, ce qui est assez proche des valeurs rencontrées in situ (Love et al., 2017). Ainsi, que ce soit suite à une exposition aux EMF sur le court-terme ou plus longue, les juvéniles n'ont pas eu de réponse comportementale franche par rapport aux témoins. Cela suggère probablement que leur seuil de tolérance pour les EMF DC et AC va au-delà des valeurs testées dans ces deux expériences.
Dans une autre expérience comportementale supportée par un protocole semblable mais moins élaboré (amélioré dans cet article) et appliqué à la langouste, Ernst & Lohmann (2018) ont constaté que les individus les plus petits n'étaient pas attirés préférentiellement d'un côté ou de l'autre du dispositif, ce qui expliquerait peut-être
Les conclusions de cette étude se limitent à l'espèce Homarus gammarus et à une intensité maximale de 200 μT puis un gradient décroissant, ce qui est assez proche des valeurs rencontrées in situ (Love et al., 2017). Ainsi, que ce soit suite à une exposition aux EMF sur le court-terme ou plus longue, les juvéniles n'ont pas eu de réponse comportementale franche par rapport aux témoins. Cela suggère probablement que leur seuil de tolérance pour les EMF DC et AC va au-delà des valeurs testées dans ces deux expériences.
Dans une autre expérience comportementale supportée par un protocole semblable mais moins élaboré (amélioré dans cet article) et appliqué à la langouste, Ernst & Lohmann (2018) ont constaté que les individus les plus petits n'étaient pas attirés préférentiellement d'un côté ou de l'autre du dispositif, ce qui expliquerait peut-être
Remarques sur l'article
Il est intéressant de constater que les auteurs ont bien anticipé les différences de luminosité du milieu selon la zone expérimentale (expérience 1) comme des biaias potentiels (de même concernant l'apprentissage éventuel de la localisation de l'abri dans la seconde expérience). On retrouve en effet une présence presque deux fois plus importante (en terme de distance parcourue) des homards du côté HMF1, et ce dans les 3 conditions (contrôle, AC et DC). Cela explique pourquoi la contribution des zones aux répartitions observées n'a pas été évaluée statistiquement indépendamment de celle liée au traitement (interaction traitement : zone). Par ailleurs la possibilité d'un "apprentissage" de la position de l'abri entre deux essais successifs a aussi été convenablement intégré comme une possible source de biais.
Il est intéressant de constater que les auteurs ont bien anticipé les différences de luminosité du milieu selon la zone expérimentale (expérience 1) comme des biaias potentiels (de même concernant l'apprentissage éventuel de la localisation de l'abri dans la seconde expérience). On retrouve en effet une présence presque deux fois plus importante (en terme de distance parcourue) des homards du côté HMF1, et ce dans les 3 conditions (contrôle, AC et DC). Cela explique pourquoi la contribution des zones aux répartitions observées n'a pas été évaluée statistiquement indépendamment de celle liée au traitement (interaction traitement : zone). Par ailleurs la possibilité d'un "apprentissage" de la position de l'abri entre deux essais successifs a aussi été convenablement intégré comme une possible source de biais.
Figure
Figure 1 (Taormina et al., 2020) : Montage expérimental A) Test d'évitement / attraction : un chemin de roulement de 125 × 14 × 7 cm a été utilisé avec deux abris en demi-cylindres de chaque côté. Les zones ont été étiquetées en 4 zones différentes en fonction de l'intensité du champ magnétique : HMF1: Champ magnétique élevé 1, HMF2: Champ magnétique élevé 2, LMF3: Champ magnétique faible 3, LMF4: Champ magnétique faible 4. Le gradient de champ magnétique généré pour les traitements AC et DC est indiqué en haut. B) Test post-exposition : un chemin de roulement de 66 × 14 × 7 cm a été utilisé, un abri a été positionné à une extrémité, quatre essais consécutifs ont été réalisés, les essais 1 et 2 avec un abri gris opaque, les essais 3 et 4 avec un abri blanc opaque. La ligne pointillée représente les voies de déplacement possibles des homards. Toutes les figures sont à l'échelle, sauf la représentation du homard.
Figure 1 (Taormina et al., 2020) : Montage expérimental A) Test d'évitement / attraction : un chemin de roulement de 125 × 14 × 7 cm a été utilisé avec deux abris en demi-cylindres de chaque côté. Les zones ont été étiquetées en 4 zones différentes en fonction de l'intensité du champ magnétique : HMF1: Champ magnétique élevé 1, HMF2: Champ magnétique élevé 2, LMF3: Champ magnétique faible 3, LMF4: Champ magnétique faible 4. Le gradient de champ magnétique généré pour les traitements AC et DC est indiqué en haut. B) Test post-exposition : un chemin de roulement de 66 × 14 × 7 cm a été utilisé, un abri a été positionné à une extrémité, quatre essais consécutifs ont été réalisés, les essais 1 et 2 avec un abri gris opaque, les essais 3 et 4 avec un abri blanc opaque. La ligne pointillée représente les voies de déplacement possibles des homards. Toutes les figures sont à l'échelle, sauf la représentation du homard.
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