Urbanisation is regarded as one of the most threatening global issues for wildlife, however, measuring its impact is not always straight forward. Oxidative stress physiology has been suggested to be a useful biomarker of health and therefore, a potentially important indicator of the impact that urban environmental stressors, especially air pollution, can have on wildlife. For example, nitrogen oxides (NOx), released during incomplete combustion of fossil fuels, are highly potent pro-oxidants, thus predicted to affect either the protective antioxidants and/or cause oxidative damage to bio-molecules. To date, epidemiological modelling of the predicted association between oxidative stress and NOx exposure has not been performed in wild animals. Here, we address this short-coming, by investigating multiple oxidative stress markers in four common passerine bird species, the blue tit (Cyanistes caeruleus), great tit (Parus major), house sparrow (Passer domesticus) and tree sparrow (Passer montanus), living along a gradient of NOx and urbanisation levels in southern Sweden. First of all, the results revealed that long- and medium-term (one month and one week, respectively) NOx levels were highly correlated with the level of urbanisation. This confirms that the commonly used urbanisation index is a reliable proxy for urban air pollution. Furthermore, in accordance to our prediction, individuals exposed to higher long- and medium-term NOx levels/urbanisation had higher plasma antioxidant capacity. However, only tree sparrows showed higher oxidative damage (protein carbonyls) in relation to NOx levels and this association was absent with urbanisation. Lipid peroxidation, glutathione and superoxide dismutase levels did not co-vary with NOx/urbanisation. Given that most oxidative stress biomarkers showed strong species-specificity, independent of variation in NOx/urbanisation, the present study highlights the need to study variation in oxidative stress across contexts, seasons and life-stages in order to understand how the ecology and phylogeny of species interact to affect species resilience to urban environmental stress.
Titre de l'article
Le stress oxydatif chez les oiseaux selon un gradient de NOx et d'urbanisation : Une approche interspécifique
Le stress oxydatif chez les oiseaux selon un gradient de NOx et d'urbanisation : Une approche interspécifique
Introduction à l'article
La physiologie du stress oxydatif est l'action toxique de la plupart des polluants, dont ceux atmosphériques comme les oxydes d'azote (NOx). Ces polluants agissent sur des molécules pro-oxydantes causant des dommages (lipide, ADN) chez les organismes.
Les NOx sont les polluants chimiques urbains les plus abondants et donc indicateurs fiables de la pollution atmosphérique urbaine.
Il est important de comprendre comment, dans les populations sauvages, les différentes composantes du système de stress oxydatif réagissent différemment aux NOx, pour établir un lien mécanique entre les facteurs de stress environnemental et la santé.
Objectifs : comparer le statut de stress oxydatif de plusieurs espèces le long d'un gradient d'urbanisation et tester les réponses physiologiques chroniques et aiguës par rapport à l'exposition aux niveaux de NOx dans des conditions naturelles.
La physiologie du stress oxydatif est l'action toxique de la plupart des polluants, dont ceux atmosphériques comme les oxydes d'azote (NOx). Ces polluants agissent sur des molécules pro-oxydantes causant des dommages (lipide, ADN) chez les organismes.
Les NOx sont les polluants chimiques urbains les plus abondants et donc indicateurs fiables de la pollution atmosphérique urbaine.
Il est important de comprendre comment, dans les populations sauvages, les différentes composantes du système de stress oxydatif réagissent différemment aux NOx, pour établir un lien mécanique entre les facteurs de stress environnemental et la santé.
Objectifs : comparer le statut de stress oxydatif de plusieurs espèces le long d'un gradient d'urbanisation et tester les réponses physiologiques chroniques et aiguës par rapport à l'exposition aux niveaux de NOx dans des conditions naturelles.
Expériences de l'article
4 espèces aviaires étudiées et classées en 2 catégories : les adaptateurs urbains (utilisent facultativement les zones urbanisées, surtout pendant l'hiver) et les exploiteurs urbains (dépendent souvent des ressources humaines tout au long de l'année).
Les oiseaux ont été capturés le long d'un gradient d'urbanisation approximatif, qui a été quantifié spécifiquement pour chaque site.
Des mesures morphologiques ont permis de déterminer l'état du corps des espèces et des prélèvements sanguins ont permis d'analyser des antioxydants (biomarqueurs physiologiques), exemple AOX.
Les niveaux de NOx, modélisés à partir d'une base de données d'émissions à haute résolution et comparés aux coordonnées GPS et date des captures, se divisent en 3 catégories : mensuelle (long terme), hebdomadaire (moyen terme) et 24 h (court terme) avant l'échantillonnage.
Des modèles linéaires mixtes ont été réalisés pour examiner l'association entre ces différentes catégories et le score d'urbanisation.
4 espèces aviaires étudiées et classées en 2 catégories : les adaptateurs urbains (utilisent facultativement les zones urbanisées, surtout pendant l'hiver) et les exploiteurs urbains (dépendent souvent des ressources humaines tout au long de l'année).
Les oiseaux ont été capturés le long d'un gradient d'urbanisation approximatif, qui a été quantifié spécifiquement pour chaque site.
Des mesures morphologiques ont permis de déterminer l'état du corps des espèces et des prélèvements sanguins ont permis d'analyser des antioxydants (biomarqueurs physiologiques), exemple AOX.
Les niveaux de NOx, modélisés à partir d'une base de données d'émissions à haute résolution et comparés aux coordonnées GPS et date des captures, se divisent en 3 catégories : mensuelle (long terme), hebdomadaire (moyen terme) et 24 h (court terme) avant l'échantillonnage.
Des modèles linéaires mixtes ont été réalisés pour examiner l'association entre ces différentes catégories et le score d'urbanisation.
Résultats de l'article
Les niveaux de NOx troposphériques modélisés à long et moyen terme étaient fortement associés au score d'urbanisation de la localité. Les trois catégories estimées étaient significativement corrélées.
Les AOX du plasma étaient positivement associés aux niveaux estimés d'exposition aux NOx à long et moyen terme, mais pas à court terme. Ils étaient corrélés à l'urbanisation. Les individus présents dans des zones plus urbaines avaient des niveaux plus élevés d'AOX plasmatiques, indépendant pour chaque espèce.
Pas de différences dans l'état du corps entre catégories de niveau de NOx à long ou moyen terme, mais des différences entre espèces.
Une des espèces (moineaux) présentaient les effets physiologiques les plus négatifs, or elles sont considérées comme des exploiteurs urbains (mieux adaptés à l'environnement urbain).
Les niveaux de NOx troposphériques modélisés à long et moyen terme étaient fortement associés au score d'urbanisation de la localité. Les trois catégories estimées étaient significativement corrélées.
Les AOX du plasma étaient positivement associés aux niveaux estimés d'exposition aux NOx à long et moyen terme, mais pas à court terme. Ils étaient corrélés à l'urbanisation. Les individus présents dans des zones plus urbaines avaient des niveaux plus élevés d'AOX plasmatiques, indépendant pour chaque espèce.
Pas de différences dans l'état du corps entre catégories de niveau de NOx à long ou moyen terme, mais des différences entre espèces.
Une des espèces (moineaux) présentaient les effets physiologiques les plus négatifs, or elles sont considérées comme des exploiteurs urbains (mieux adaptés à l'environnement urbain).
Rigueur de l'article
L'étude souligne la nécessité d'étudier la variation du stress oxydatif selon les contextes, les saisons et les stades de vie afin de comprendre comment l'écologie et la phylogénie des espèces interagissent pour affecter la résilience des espèces au stress environnemental urbain.
L'étude souligne la nécessité d'étudier la variation du stress oxydatif selon les contextes, les saisons et les stades de vie afin de comprendre comment l'écologie et la phylogénie des espèces interagissent pour affecter la résilience des espèces au stress environnemental urbain.
Ce que cet article apporte au débat
La physiologie du stress oxydatif étudiée montrent que les marqueurs étudiés (état du corps et biomarqueurs physiologiques) présentent des effets spécifiques aux espèces, à la fois en réponse à l'urbanisation et/ou en niveaux de NOx.
Les différences de condition physique pourraient être à l'origine des capacités contrastées des espèces à prospérer dans les zones urbaines (c'est-à-dire à exploiter les villes). Mais ces différences de conditions physiques ne seraient pas dû à l'urbanisation mais à l'espèce elle même.
La physiologie du stress oxydatif étudiée montrent que les marqueurs étudiés (état du corps et biomarqueurs physiologiques) présentent des effets spécifiques aux espèces, à la fois en réponse à l'urbanisation et/ou en niveaux de NOx.
Les différences de condition physique pourraient être à l'origine des capacités contrastées des espèces à prospérer dans les zones urbaines (c'est-à-dire à exploiter les villes). Mais ces différences de conditions physiques ne seraient pas dû à l'urbanisation mais à l'espèce elle même.
Dernière modification il y a plus de 5 ans.