Existe-t-il un effet délétère de l’exposition chronique à une faible dose de radioactivité ?

Cette étude vise à comprendre les effets de l'exposition à long terme aux radiations sur le transcriptome de Perches communes collectées dans des lacs contaminés qui se situent dans la zone d'exclusion de Tchernobyl comparé à des poissons collectés dans des lacs de référence avec des taux de radiations proches de ceux naturels d'arrière plan. Des études précédentes ont montré une corrélation positive entre un retard de maturation des gonades des perches et les taux de radiations trouvés dans les lacs de Tchernobyl, mais les mécanismes moléculaires impliqués dans la maturation des gonades des poissons et donc potentiellement dans ce retard sont inconnus.
De plus une grande proportion de femelles présentaient des gonades non-développées dans deux des lacs les plus contaminés, mais pas dans le troisième qui contrairement aux premiers était naturel. Il n'est donc pas clair si ce phénotype est un résultat de l'exposition aux radiations où à d'autres facteurs environnementaux.

24 femelles de Perche commune ont été prélevées dans six lacs en Biélorussie et Ukraine en septembre 2014 (avec des doses de radioactivité variant de 0.8 à 14.1 microGy/h). Leur transcriptome est séquencé, assemblé de nouveau et annoté et on mesure le stade de maturation des gonades et le poids et la taille des individus, ainsi que le poids des gonades et du foie.
De nombreuses variables sont mesurées dans chaque lac et ils sont classés en trois groupes selon leur niveau de radioactivité: les lacs de référence (R), les lacs exposés à des niveaux moyens (M) et les lacs exposés à de hautes doses (H).
Des changements dans l'expression de gènes sont recherchés entre 3 groupes : les femelles qui ont des gonades développées et qui viennent soit de lacs irradiés (M et R), soit de lacs de référence (R) et celles qui ont des gonades non développées et qui viennent du groupe H.
Une ACP est utilisée pour voir si ces variations dans l'expression de gènes sont corrélées aux différents phénotypes/radiations.

Les poissons irradiés produisent des gonades similaires à ceux de référence malgré un retard de maturation des oocytes suggérant que l'adaptation aux radiations pour maintenir la reproduction est coûteuse. Dans le cas des femelles irradiées au phénotype "ovaires développés" et par rapport aux femelles de référence, on remarque bien une expression différente de gènes potentiellement impliqués dans la croissance des gonades (par exemple surexpression de gènes impliqués dans les voies métaboliques et le métabolisme des lipides, importants pour la croissance des oocytes, potentiellement pour garantir suffisamment d'énergie au développement des gonades). Une expression différente de certains gènes impliqués dans la division et la différenciation cellulaire est observée et pourrait expliquer le retard de maturation observé. Il est probable que les radiations soient la cause du retard observé dans le développement des oocytes, mais le phénotype "non-developpé" ne peut être relié aux radiations.

On note dans un premier temps le fait que cette étude est réalisée sur un très petit nombre d'individus, avec un petit nombre de lacs pour chaque catégorie (référence, moyenne et haute dose).
Si on oublie cela le design de l'étude semble plutôt solide: on fait l'effort d'échantillonner beaucoup de variables dans chaque lac (pH, T°, conductivité, oxygène dissous, nutriments, concentrations Na, Mg, S, K,Ca, As, Sr, Cd, Cs, Pb et U) pour avoir une idée de facteurs environnementaux confondants au lieu de simplement conclure sur le niveau de radioactivité. De plus le design expérimental est fait de sorte à ce qu'on ne se serve que d'individus matures et homogènes pour l'étude et on fait la recherche de facteurs confondants comme le signe de maladie.

Ce papier apporte une vision à l'échelle transcritpionelle des effets des radiations. En effet il montre que les individus soumis à une exposition chronique semblent avoir développé des mécanismes d'adaptation pour maintenir la reproduction face aux radiations. Il est montré que les populations irradiées ont connu une adaptation de plusieurs manières : changements épigénétiques (méthylations), métaboliques et même dans les mécanismes de réparation de l'ADN.
Ces adaptations sont quand même accompagnées d'un retard de maturation des gonades, ce qui montre que la reproduction est coûteuse dans un contexte d'exposition chronique supposant un effet plutôt délétère de l'exposition chronique à de faibles doses de radiation.

Nous parle bien du débat en début d'étude sur le fait que certaines études sont en faveurs d'effets de l'exposition chronique à de faibles doses de radioactivité alors que d'autres non. Montre que c'est un débat où il y a encore besoin de recherche (première fois qu'on s'intéresse à l'effet de l'exposition à des radiations sur le transcriptome des poissons exposés dans leur milieu naturel et non au laboratoire).

Les animaux sont exposés de manière externe à la radioactivité ambiante sur les sites contaminés, mais aussi de manière interne par la réalisation de fonctions essentielles pour leur survie comme l’alimentation, l’hydratation et la respiration. Cette internalisation d’éléments radioactifs peut se traduire par des effets sur les organes internes. Il a été supposé que des dégâts provoqués par les radiations sur les organes se traduiraient par une réduction de leur taille due à une inhibition de leur croissance ou à une mortalité accrue des cellules. Les effets de la radioactivité sur les organes ont, pour l’instant, été étudiés à de fortes doses en laboratoire, mais de plus en plus d’études tendent à montrer que les tests sur animaux de laboratoire ne sont pas de bons indicateurs de ce qui se passe in situ. Cette publication propose donc une étude des effets des radiations aux doses présentes sur le site de Tchernobyl sur la taille des organes d’animaux prélevés sur le terrain.

Cette étude s’intéresse à la variation de la taille des organes chez des campagnols roussâtres échantillonnés le long d’un gradient de radioactivité sur le site de Tchernobyl. Six organes ont été prélevés et pesés et leur masse relative calculée: le cerveau, le foie, le rein, la rate, le cœur et le poumon. Le cerveau, du fait de ses forts besoins énergétiques, le foie et la rate, du fait de leur rôle dans la détoxification de l’organisme ainsi que le rein, de par son rôle dans la filtration du sang, sont des organes pour lesquels un fort effet négatif de la radioactivité sur la taille est attendu. Au contraire le cœur du fait de ses faibles capacités prolifératives et de sa forte radio-tolérance ne devrait pas être impacté. De multiples analyses statistiques ont été réalisées afin de tester la corrélation entre l’intensité des radiations et la taille des différents organes, prenant en compte également le sexe, l’âge et le site de capture des individus.

Les premières analyses statistiques ont mis en évidence d’une part une corrélation significative négative entre la masse totale et l’intensité des radiations, d’autre part une corrélation positive entre la masse de chaque organe et la masse corporelle des individus. Les analyses ultérieures ont mis en évidence une forte corrélation négative entre la taille du cerveau ainsi que la taille du rein et le niveau de radiations, comme attendu selon l’hypothèse de départ. Cependant il a également été mis en évidence une corrélation significativement positive entre la taille du cœur, et de la rate et le niveau de radioactivité, ce qui est inattendu. Pour les autres organes, aucune corrélation n’a été mis en évidence entre le niveau de contamination et leurs masses. L’âge et le sexe ne semblent pas non plus avoir un effet significatif sur la relation entre la radioactivité et la masse des organes.

Cette étude semble rigoureuse dans son protocole, notamment en répartissant les sites de capture de manière à définir des zones correspondant aux aires de déplacement des individus. L’échantillon est également conséquent, 221 individus. Les analyses présentées sont très détaillées et retracent tout le cheminement effectué, des premières analyses exploratoires jusqu’aux modèles élaborés mis en place suite à des procédures d’obtention de données corrigées. Elle teste des facteurs explicatifs extérieurs à ce que l’étude cherche à démontrer comme l’âge, le sexe et un effet lié à une structure en sous-populations en regardant la variation liée aux sites de capture. La partie discussion est développée et des explications potentielles des résultats obtenus sont passées en revue pour chaque organe en se basant sur une bibliographie très étayée.

Cette étude s’intéresse à l’effet de l’exposition chronique aux faibles dose de radioactivité sur les organes, une échelle encore peu étudiée. De plus elle regarde l’effet des radiations sur des animaux exposés dans leur environnement naturel, alors que la majorité des études de ce type ont été réalisées sur des animaux de laboratoire, ce qui est d’autant plus important que des études récentes suggèrent que les animaux de laboratoire ne sont pas de bons témoins des effets des radiations in situ. Cette étude montre que l’effet des radiations varie selon les organes. Cette différence dépend des caractéristiques des organes ainsi que de leurs fonctions. Cette étude a également permis de montrer que l’exposition chronique à de faibles doses in situ a des effet comparables à ceux observés en laboratoire avec des niveaux de radiations beaucoup plus élevés.

Cette étude tend à faire relativiser les résultats présentés dans l’étude de Smith, Willey et Hancock de 2012 modélisant l’effet du stress oxydatif sur les cellules. En effet un des résultats de la présente publication est que l’impact des radiations dépend des caractéristiques des organes. Hors, dans la publication de Smith et al. L’effet du stress oxydatif est modélisé sur une « cellule type ». Les résultats obtenus soutenant que les doses de radiations sont trop faibles sur le site de Tchernobyl pour générer du stress oxydatif sont donc dans la réalité potentiellement dépendants du type cellulaire. Ce constat est soutenu par des publications citées dans la présente étude montrant que la concentration initiale de molécules antioxydantes dans les cellules varie de manière importante suivant le type cellulaire.

Introduction :
Sur les sites de Tchernobyl et de Fukushima, plusieurs sources de radiations sont encore présentes. Malheureusement, les études sur l'impact physiologique ou écosystémique de ces radiations, notamment en ce qui concerne l'exposition chronique, sont peu nombreuses. Cette review se concentre sur les observations sur les poissons, oiseaux, mammifères, insectes et plantes exposés à des radiations. Les observations d'adaptations seront également abordées.

Effet sur les insectes :
Une étude importante menée sur des papillons, bourdons, sauterelles, libellules et araignées a observé une abondance décroissante avec le niveau de radiations de tout ces taxons.
Néanmoins, une autre étude a montré qu'après 2 ans et demi, les différences entre les populations d'insectes adultes n'étaient plus retrouvées entre les zones contaminées et les zones non contaminées. Une explication à ces résultats contradictoires réside peut-être dans le fait que les insectes adultes sont supposés être résistants aux radiations, alors que ce n'est pas le cas des larves , qui auraient pu en souffrir dans la première étude citée.
Une étude sur le papillon Pseudozizeeria maha à Fukushima à également montré des malformations morphologiques chez les descendants issus de croisements. Cependant, une autre étude sur la drosophile (Drosophila melanogaster) sur plusieurs centaines de génomes ne montre pas d'évidence de dégâts génétiques.

Effet sur les plantes :
Des études sur les plantes ont montré un nombre de fruits réduit, qui serait probablement dû à la baisse du nombre de pollinisateurs, ce qui résulte également en une baisse de dispersion des graines.
Une autre étude sur les pins (Pinus silvestris), effectuée à plusieurs doses de radiations, a montré des dégâts sur les arbres à toutes les doses. Néanmoins, ces dégâts étaient moins importants à de faibles doses, et les arbres étaient capables de réparer les dégâts de basses et moyennes doses.
Une autre étude en jardin commun à montré une réduction de la croissance des plantes et de la germination, suggérant un ralentissement de la prolifération cellulaire.

Effet sur les oiseaux :
Il a été montré une augmentation du nombre de cataractes chez les oiseaux, suivant une augmentation de la radiation environnante. Cet effet n'avait aucun lien avec l'âge des individus, suggérant que tous étaient affectés de la même manière. Ces effets ont probablement un impact sur la survie des individus, pouvant induire une mortalité élevée.
Il est à noter que cette augmentation de cataractes n'est pas retrouvée chez tout les organismes, comme les insectes ou les poissons, mais qu'on la retrouve bien chez certains mammifères.

Effet sur les poissons :
Une étude a montré que la reproduction et la physiologie des gardons (Rutilus rutilus) n'étaient pas affectées, tandis que chez les perches (Perca fluvitalis), le développement des gonades était retardé. Cette différence pourrait être expliquée par différents traits d'histoire de vie, mais également parce que les perches sont prédatrices et absorbent donc plus de césium 137 (isotope radioactif) que les proies.

Effet sur les mammifères :
Plusieurs études sur les souris ont montré des effets sur la reproduction, notamment une augmentation de la mortalité des embryons ainsi que des malformations des spermatozoïdes. Des dommages génétiques ont également été retrouvés chez des vaches à Fukushima.

Adaptation aux radiations :
Étant donné que l'intensité des radiations diminue avec le temps, on s'attend à observer des adaptations aux radiations.
Il a notamment été montré un cycle de vie plus rapide chez les sauterelles de la zone d'exclusion de Tchernobyl. On peut imaginer que cette stratégie vise à grandir et se reproduire avant que les radiations (et le coût induit par une croissance plus rapide) ne tuent ces individus.

Cette review couvre une large gamme d'organismes et est en ce sens très rigoureuse. Néanmoins, au sein de chaque groupes, peu d'exemples sont utilisés, mais cela est probablement dû au faible nombre d'études disponibles.

Cette étude apporte une vision de l'effet des radiations sur une large gamme d'organismes différents. On notera dans la majorité des cas la présence d'effets dus aux radiations. Néanmoins les auteurs soulignent que ces effets sur le long terme sont moins évidents, et qu'on remarque par ailleurs de l'adaptation aux radiations.

Cet article contient une description précise des éléments radioactifs présents sur les sites de Tchernobyl et de Fukushima, de leurs demi-vies ainsi que de leurs sous-produits, ce qui peut être intéressant pour mieux comprendre le sujet.

La zone d'exclusion de Tchernobyl présente des taux de contaminations qui peuvent grandement varier entre des sites espacés d'une centaine de mètres seulement ce qui permet de faire des réplicats suffisamment nombreux pour analyser l'effet de faibles doses de radiations. Le but de l'étude est de voir si des mécanismes écologiques (ici l'augmentation de la quantité de ressources alimentaires) peuvent modifier les effets des radiations sur les populations naturelles. En effet certaines études précédentes auraient montré que les populations naturelles seraient plus sensibles aux radiations qu'en laboratoire et il faut donc chercher quels types de mécanismes mènent à ce résultat. De plus les auteurs veulent tester l'hypothèse du LNT (linear No Threshold), modèle selon lequel les effets des radiations sont linéaires et présents même pour de très faibles doses de radiations (donc pas une relation quadratique avec un seuil à partir duquel les radiations commencent à avoir un effet néfaste).

L'espèce étudiée est le campagnole roussâtre Myodes glareolus, pour lequel on estime à chaque site les abondances, la probabilité de reproduction des femelles, la taille de portée, la couverture végétale dans les 1 m² autour de chaque piège (les herbacées, arbustes et canopée des arbres) pour quantifier la variabilité des habitats et estimer si les zones contrôles ou contaminées sont différentes dans les composantes clés des structures des habitats et la taille des individus. De la nourriture a été rajoutées dans des sites contrôles ou contaminés.
Les données sont analysées par des GLMM avec la probabilité de reproduction ou la taille de portée comme variables réponses et la radioactivité ambiante en variable explicative. Pour l'effet de l'ajout de nourriture la variable réponse est l'abondance et le niveau de radiation, de nourriture et leur interaction sont variables explicatives.
Les courbes sont estimées pour identifier une relation linéaire ou quadratique des radiations

L'abondance, la probabilité d'être enceinte et la taille de portée diminuent significativement avec l'augmentation des doses de radioactivités. Ces variables sont reliées linéairement avec les taux de radiations ce qui confirme le modèle LNT selon lequel les radiations ont des effets même pour de très faibles doses et non à partir d'une valeur seuil. Les effets des radiations peuvent être biaisés par des effets confondants de l'environnement (réduction de la couverture végétale avec une augmentation des radiations) mais cela reste minime (car pas d'influence sur les herbacées qui sont les plus importantes pour les campagnols, pas de lien entre abondance et couverture végétale ni d'interaction significative entre les variables végétales et les doses de radiation pour expliquer l'abondance). Enfin la radiation a par contre un effet sur la manière dont les populations répondent aux changement environnementaux car l'ajout de nourriture n'est bénéfique que pour des zones faiblement contaminées.

Cet article repose beaucoup sur celui de Garnier-Laplace et al (2013) qui a été grandement critiqué et remis en questions pour les méthodes ainsi que les sources utilisées. De plus les auteurs controversés Mousseau et Møller sont aussi beaucoup cités. De plus les doses utilisées sont en Sievert ce qui n'est pas pertinent pour l'étude d'organismes non humains.
Néanmoins les méthodes statistiques sont claires et rigoureuses (Beaucoup de localités ont été utilisées et donc il y a un grand nombre de replicats, prise en compte d'effets aléatoires avec une GLMM pour prendre en compte que les données ont été récoltées sur deux années différentes). Les effets de la mortalité, des naissances, émigrations et immigrations n'ont pas pu être distingués pour calculer les abondances, sachant que les expériences où on ajoutait de la nourriture pouvait encourager plus d'immigration dans les zones concernées donc il est délicat de conclure sur une effet bénéfique pour la croissance des populations.

Selon cette étude il y a toujours un effet des radiations sur les populations (effet linéaire et pas de seuil). Ainsi il n'y a pas de valeur seuil à partir de laquelle une exposition chronique pourrait avoir un effet délétère, et même une exposition chronique à des faibles doses serait néfaste. Seulement cette linéarité peut être modifiée par des mécanismes écologiques comme la quantité de ressources disponible dans le milieu (qui ici augmentait les abondances des populations dans les sites contaminés avec de faibles doses de radiation, mais cet effet s'annulait pour de plus forte doses de radiation). D'autres mécanismes écologiques (plutôt des interactions comme la prédation ou le parasitisme), peuvent modifier cette relation linéaire. Ainsi cet article montre que l'effet des radiations peut être difficile à détecter car influencé par d'autres facteurs et dépendant des conditions dans lesquelles on se trouve.

Cet article nous en append plus sur les difficultés de travailler dans la zone de Tchernobyl, ce qui explique parfois des défauts méthodologiques des études qui travaillent dedans. En effet par mesure de sécurité pour les chercheurs ils n'ont pas le droit d'y travailler et d'y rester longtemps ce qui réduit la durée possible des expériences. Ici les facteurs indirects des contaminations (réduction de la couverture végétale) à la radioactivité sont séparés des effets directs (ingestion de nourriture contaminée). Selon les auteurs il y a un fort impact de l'expositions à de faibles doses de radiations qui est encore accrue par le fait qu'on retrouve ces effets sur une espèce clé des écosystèmes forestiers, et jusqu'a des centaines de km

Les radiations ionisantes constituent un agent mutagène dont les effets négatifs sur la fitness des individus sont connus. Cette publication regarde l’impact de ces réductions de fitness individuelles sur les variations de fitness des populations. Les daphnies, des crustacés lacustres, sont une espèce de choix du fait de leur répartition discrète entre les lacs de la CEZ et de leur très faible fréquence de migration inter-population. Elles permettent donc d’étudier des populations indépendantes exposées à différents taux de radioactivité. La variation de deux traits d’histoire de vie, la survie et la fécondité, a été utilisé pour étudier les variations de fitness entre ces populations. Deux tendances en lien avec l’augmentation du niveau de radiations sont testées, une diminution de la variabilité de fitness des populations serait un indice de sélection naturelle et une diminution de la fitness moyenne soutiendrait un effet négatif des radiations sur ces populations.

Des Daphnies de huit lacs, présentant des niveaux de radioactivité différents, ont été échantillonnées et génotypées. Des lignées clonales ont été élevées dans des conditions identiques en laboratoire. Des mesures de survie et de fécondité ont été effectuées à partir de la troisième génération née en laboratoire afin de limiter la variation due à des effets maternels. La mesure de la survie a été obtenue à partir du jour de mort de chaque individu, celle de la fécondité a été estimée par trois métriques, le nombre de descendants, le nombre d’individus ne s’étant pas reproduit et l’âge de première reproduction. Une estimation de la fitness populationnelle globale a été calculée en prenant en compte l’âge des individus, le taux de survie et le nombre de descendants. Pour chaque métrique, l’effet de l’intensité des radiations et de la structure en population sur la variation de fitness a été testé en prenant les différents génotypes au sein des populations comme effet aléatoire.

Des différences significatives de survie sont observées entre les lacs mais aucune n’est corrélée au taux de radiations. En ce qui concerne la fécondité, un effet significatif de l’intensité des radiations sur le nombre total de descendants a été détecté, cependant cette variation est encore mieux expliquée par les populations. Il a été noté un effet marginal non-significatif de l’intensité des radiations sur l’échec à la reproduction, ce qui suggère que si les radiations induisent la stérilité de certains individus, il semble peu probable que cela se traduise par un effet à l’échelle de la population. Les différences entre populations expliquent également mieux la variation de l’âge de première reproduction que ne le fait l’intensité des radiations. En ce qui concerne la métrique traduisant la fitness, ni la structure en population ni l’intensité des radiations ne montrent un effet significatif.

L’hétérogénéité de l’intensité des radiations sur le site de Tchernobyl présente à la fois un intérêt majeur, permettant de comparer l’effet de différents niveaux de radioactivité, mais aussi un frein à ce genre d’étude suivant les capacités de déplacement des espèces. Cette étude présente un organisme modèle remédiant à ce problème. Afin d’estimer la fitness des populations, l’utilisation de plusieurs métriques, testées ensuite indépendamment par des tests statistiques adaptés, apporte de la solidité aux résultats. Les chercheurs apportent de la nuance à leurs résultats discutant du lac Yampol, présentant des valeurs extrêmes de fertilité, malgré une faible radioactivité, et qui biaise à lui seul l’effet des populations (= des lacs) sur le nombre de descendants et sur la stérilité. De la nuance est également apportée aux conclusions, précisant que l’absence d’effet sur les traits d’histoire de vie ne signifie pas aucun effet sur l’évolution des populations.

Les études récentes s’intéressant à l’effet des radiations sur les populations se sont surtout concentrées sur des indicateurs dérivés de mesures d’effectifs. Cette publication s’intéresse à une autre mesure de la santé des populations, la fitness. Elle montre que pour les populations étudiées, les radiations ne semblent ni diminuer la fitness globale des populations ni être un facteur important de sélection sur les traits d’histoire de vie. Au vu des résultats obtenus il semblerait que d’autres facteurs écologiques (compétition, prédation, parasitisme…) aient un plus grand effet sur l’évolution des populations. Ces résultats tendent à soutenir un effet modélisé par Polikarpov en 1998, l’« ecological masking », qui veut qu’en dessous d’une certaine intensité de radioactivité, les effets visible sur les individus vont être masqués à l’échelle des populations ou des communautés.

Cette étude propose également des perspectives intéressantes en ce qui concerne des recherches supplémentaires pouvant relativiser ou renforcer les résultats obtenus ici. Tout d’abord, un certaine nombre d’études d’écotoxicologie tendent à montrer qu’étudier l’effet d’une seule source de stress tendrait à minimiser les effets subis par les individus. Il serait donc nécessaire de s’intéresser aux effets des interactions entre la radioactivité et d’autres stress à la fois à l’échelle individuelle et populationnelle. De plus il est suggéré que d'autres facteurs écologiques semblent avoir plus d’effets, il serait donc intéressant de quantifier et comparer les effets de la compétition, de la prédation etc. par rapport à ceux des radiations sur la fitness des populations.

Cette étude s’intéresse à l’impact de l’exposition chronique aux faibles doses de radioactivité avec une approche et des perspectives centrées sur le domaine médical. Dans ce cadre, ce type d’exposition à la radioactivité pose un problème du fait de la difficulté de détecter des signes cliniques mettant en évidence de potentiels effets délétères. Ces difficultés sont attribuables notamment à la multiplicité de facteurs interagissant et pouvant masquer les effets directs de la radioactivité à certaines échelles. Cependant l’émergence de technologies analytiques performantes permettent de s’intéresser à des ensemble de molécules. Grâce à ces nouvelles approches, cette étude se propose de caractériser les effets des faibles doses de radiations sur des voies entières de transcription, de régulation épigénétique et de métabolisme, pour obtenir une vision multi-échelle des mécanismes impliqués.

Des rats ont été contaminés sur une période de neuf mois via une solution aqueuse contenant de l’uranium. En parallèle des rats contrôles ont été élevés sans que de l’uranium soit ajouté à leur eau. La concentration d’uranium a été définie afin de reproduire une exposition à faible dose. Les rats ont ensuite été euthanasié, leurs reins, plasma et urines ont été prélevés. Une technique dite LC-MS (chromatographie liquide et spectrométrie de masse) a été réalisée sur les prélèvements afin d’identifier les métabolites présentes et leurs proportions. L’ARN a ensuite été isolé, les ARN messagers (impliqués dans la transcription) ainsi que les miARNs (impliqués dans la régulation épigénétique) ont été identifiés et quantifiés. Des analyses statistiques ont été réalisées afin de déterminer quelles molécules étaient exprimées de manière différentiellement significative entre les rats tests et contrôles. A partir des molécules identifiées, un réseau multi-échelle des voies affectées a été représenté.

Pour les métabolites, que ce soit au niveau des tissus rénaux, des urines ou du plasma, les analyses statistiques permettent bien de discriminer les individus entre les rats tests et contrôles. Un effet de dimorphisme est également observé au niveau du profil métabolique entre les femelles et les mâles surtout en ce qui concerne les reins et les urines. Les molécules les plus discriminantes entre les profils tests et contrôles permettent de mettre en évidence les voies métaboliques les plus impactées par la radioactivité. Il s’agit essentiellement des voies de biosynthèse des acides gras ainsi que de la vitamine B3. En ce qui concerne la transcription, la régulation de diverses fonctions semble affectée comme la communication, la structure et la prolifération cellulaire. Au niveau de la régulation épigénétique, 70 miARN étaient présents différentiellement entre les rats tests et contrôles. Une représentation graphique du réseau de voies métaboliques affectées a été obtenu.

Le protocole expérimental semble rigoureux à toutes les étapes. Après l’allaitement, les juvéniles sont répartis de manière aléatoire chez des femelles qui ne sont pas leur mères afin d’éviter des effets maternels confondants. Les analyses de spectrométrie et de chromatographie ont été répliqué plusieurs fois. Les analyses statistiques semblent solides et sont basées sur la littérature. Afin de simuler au mieux une exposition chronique, les étapes de développement embryonnaire et post-embryonnaire pouvant être plus sensibles aux radiations qu’à l’age adulte, le traitement a été appliqué aux mères gestantes et allaitantes assurant une exposition continue.

Via une approche multi-échelle, cette étude a mis en évidence des différences au niveau du transcriptome, de l’épigénome et du métabolome entre les rats contrôles et tests, montrant un effet de l’exposition chronique à de faibles doses de radioactivité sur des voies moléculaires essentielles au fonctionnement de l’organisme. Cette approche à la fois fine et de large échelle due aux avancées techniques récentes a permis de mettre en évidence des effets potentiellement indiscernables par d’autres moyens étant donnée l’absence d’effet délétère mise également en évidence. La reconstitution des voies métaboliques affectées a pu mettre en évidence les effets des faibles dose sur une large gamme de processus cellulaires, cependant encore une fois ces effets ne semblent pas délétères à cette échelle mais pourraient avoir un impact potentiellement négatif à l'échelle physiologique, comme discuté dans l'article.

En ce qui concerne l’extrapolation de ces résultats à notre problématique, de la nuance reste malgré tout à apporter. En effet, cette étude a été réalisée dans une optique d’estimation des risques de la radioactivité ambiante sur la santé humaine. De ce fait le choix de l’uranium, qui est pertinent dans ce cadre, l’est moins en ce qui concerne la situation à Tchernobyl, l’uranium ayant une demi-vie relativement courte, il est à l’heure actuelle très faiblement présent sur le site à l’inverse d’autres éléments comme le césium ou le strontium. Pour finir, un certain nombre d’études tendent à montrer une moindre sensibilité à la radioactivité chez les animaux de laboratoire, soulignant l’importance d’étendre ce type d’études à des organismes sauvages potentiellement plus affectés, notamment pour déterminer si dans ce contexte, les effets neutres mis en évidence ici ont des conséquences délétères.

Introduction :
Plus de trente ans après l’accident, il n’y a pas de consensus sur l’impact de l’exposition chronique aux radiations sur la faune et la flore de la zone d’exclusion de Tchernobyl (CEZ).

Exemples de conflits scientifiques :
Les auteurs commencent cette revue en citant des exemples de conflits scientifiques récents, par exemple :
- En ce qui concerne les grands mammifères, Deryabina et al. (2015) et Webster et al. (2016) n’ont mis en évidence aucun effet des radiations ni sur l’abondance ni sur la distribution de ces espèces. À l’inverse, Møller et Mousseau (2013) observent un effet négatif des radiations à la fois sur l’abondance des ces espèces ainsi que sur les relations proies-prédateurs.
- Des études se sont également intéressées à l’activité biologique du sol, et en particulier ici à la décomposition de la litière forestière. Bonzom et al. (2016) n’ont pas trouvé d’effets des radiations sur l’activité de décomposition de la litière, tandis que Møller et Mousseau (2014) mettent en évidence une décomposition fortement réduite en lien avec l’intensité des radiations.

Pourquoi des résultats si différents ? Pour essayer de répondre à cette question les auteurs développent trois points pouvant participer à de telles divergences dans les résultats observés.

Estimer l’exposition aux radiations sur le terrain :
Un des problèmes des études de terrain est que la mesure de l’exposition aux radiations est souvent peu réfléchie et peu définie dans le protocole qui est mis en place. Le plus souvent il s’agit de mesures du taux de radiations à la hauteur du sol via des appareils de mesures appropriés. Plusieurs problèmes sont liés à cette méthode. Premièrement certains auteurs indiquent dans leurs publications des mesures en Sieverts, le problème étant qu’il s’agit d’une unité de mesure des effets biologiques de la radioactivité sur l’homme utilisant des facteurs de pondération pour être calculée. Un des problèmes majeurs réside dans l’estimation de la radioactivité externe à laquelle les espèces sont exposées, en effet le niveau de radioactivité sur le site est extrêmement hétérogène (voir figure), et beaucoup d’auteurs mentionnant cette hétérogénéité tendent malgré tout à la sous-estimer. De plus, ces mesures ne prennent en compte que le taux externe auquel les espèces sont exposées, cependant des études tendent à montrer qu’il n’y a pas de relation entre les débits de doses interne et externe. La contribution du taux interne à l’exposition totale aux radiation est en effet très dépendant des espèces. Pour finir, certaines études se sont servi, pour estimer l’exposition de des espèces aux radiations, de mesures des concentrations de Césium 137 et/ou de Strontium 90 qui sont les deux radionucléides les plus présents sur le site, cependant ce ne sont pas les seuls radionucléides présents et des études ont montré que la contribution relative des isotopes radioactifs au taux total est également dépendant des espèces.

Historique du site :
Dans certaines études, la relation entre l’exposition aux radiations et l’effet biologique mesuré semble être majoritairement définie par des sites particuliers présentant des valeurs extrêmes. Il ressort que les doses de radioactivité passées ont des conséquences sur les observations actuelles. Ce phénomène est appelé « effet mémoire ». Il reflète l’impact de facteurs tels que l’adaptation, le fardeau de mutations, la dérive, l’immigration, expliquant par des contingences historiques les différences dans les observations de sites pourtant semblables à l’heure actuelle.

Statistiques :
Dans cette partie, les auteurs font un point rapide sur la méthode statistique dans son ensemble depuis un définition de la significativité en statistique jusqu’à la différence entre corrélation et causalité. Rappelant que la statistique est un outil essentiel nécessitant d’être utilisé avec précaution.

Cette revue semble rigoureuse, faisant un point et apportant un regard sur un grand nombre de publications. Elle cite également beaucoup d’autres revues rédigées par un grand nombre d’auteurs. Le seul bémol pourrait être que les auteurs citent beaucoup leurs propres travaux comme référence et modèle de la bonne façon de faire.

Cette revue est très importante pour le débat premièrement pour la synthèse bibliographique qu’elle constitue, présentant un grand nombre d’études contradictoires sur le sujet de la controverse. Elle est également importante, car elle présente et s’inclue dans la controverse elle-même et tente de comprendre de manière approfondie les biais méthodologiques conduisant à l’obtention de résultats si contradictoires obtenus par des études qui semblent si similaires. Elle permet pour finir d’apporter des pistes méthodologiques pouvant mener à la résolution de la controverse.

Bien que les conflits autour de cette controverse impliquent un nombre relativement important de chercheurs, les exemples cités au début de la revue tendent à montrer les auteurs Møller et Mousseau comme les seuls à proposer des résultats contradictoires au reste des équipes travaillant sur ce sujet.

Étant donné le grand nombre de réacteurs nucléaires en activité (450), et sachant que ceux-ci ne sont pas les seules sources de radioactivité, il est important de bien comprendre les effets des radiations sur les organismes.

Les auteurs soulignent le fait que certains organismes sont peu représentés dans les études sur l'effet d'une exposition chronique à de faible dose de radiations, comme les invertébrés qui sont étudiés dans moins de 7% des articles. Néanmoins les études sur des organismes plus connus apportent tout de même des connaissances intéressantes. Plusieurs études portant sur des organismes marins n'ont pas montré d'altération de la reproduction, que ce soit sur des crustacées comme Asellus aquaticus ou Daphnia pulex ou sur des poissons comme Rutilus rutilus. Le seul effet notable observé dans ces études étant un délai dans la maturation des gonades chez Perca fluviatilis.

Beaucoup d'études ont investigué les réponses mécanistiques des organismes, au niveau génétique et épigénétique notamment. parmi ces études, des effets sur la méthylation de l'ADN ont souvent été observés, notamment des hyperméthylations. Cet effet à par exemple été observé chez des grenouilles arboricoles à Fukushima. Néanmoins certaines études ont montré des effets inverses, notamment chez Arabidopsis thaliana. Bien que cette piste soit intéressante, puisqu'elle pourrait expliquer une instabilité du génome et donc permettre une adaptation aux conditions stressantes, elle ne suffit pas à elle seule pour expliquer tout les effets des expositions aux radiations.

On a pu penser que la zone d'exclusion de Tchernobyl (CEZ) contenait également des polluants non radioactifs, pouvant augmenter le stress et donc les effets sur les organismes, mais des études ont montré que ce n'était pas le cas.

On peut également noter que certaines espèces identiques ou proches sont présentes à Tchernobyl et Fukushima, ce qui permet des études comparatives et un degré de réplication plus élevé.

Les auteurs abordent également le sujet des mesures des radiations. La plupart des études se concentrent seulement sur la dose externe, sans prendre en compte la dose interne reçue ou bien la mobilité des organismes (sachant que les zones sont souvent contaminées de manière hétérogène). Cela peut poser problèmes dans les estimations des effets. Pour pallier ce problème, les projets TREE et COMET ont établie une approche différente, permettant de prendre en compte l'effet du site et de pouvoir extrapoler les effets sur des organismes où l'on manque de données. Les tests effectués avec cette approche semblent donner de meilleurs résultats, ce qui pourrait être une piste pour les futures études.

Cette review prend très peu d'articles en compte en ce qui concerne l'effet des radiations. Néanmoins elle aborde d'autres points de manière plus rigoureuse.

Cette review met en avant la réponse épigénétique aux radiations. Elle apporte également des informations sur la mesure des radiations.

Cette review apporte une vision très globale. En plus de discuter des mesures de radiations, elle détaille également les questions qu'il reste encore à résoudre, et apporte des éléments nombreux pour de futures études sur le sujet, permettant de répondre à la controverse.

Cette lettre est en réponse à la review de Beaugelin-Sellier et al. (Beaug-Sell) qui vise à montrer que les animaux vivant dans leur milieu sauvage sont plus sensibles à la radioactivité que les animaux de laboratoire. Cette review repose principalement sur un article de Garnier-Laplace et al. (Garn-Lapl) qui compare la radiosensibilité des animaux en laboratoire à celle de ceux en milieu naturel. Selon J. Smith, ces deux papiers reposent sur des articles dont les méthodologies et les données sont souvent biaisées et limitées, menant probablement à des conclusions fallacieuses sur l'effet des radiations sur les écosystèmes.
Le but de cette lettre est donc de mettre en évidence les défauts des études et données sur lesquelles reposent Garn-Lapl et Beaug-Sell. En effet les déficiences des différents papiers cités semblent mener à une surestimation de l'effet du taux de radioactivité à partir duquel il y a des dégâts significatifs sur les populations naturelles.

Bien que Beaug-Sell fassent l'effort de contrôler la qualité des études sélectionnées, une lecture attentive et une analyse critique des papiers montrent que cela n'est pas suffisant. 7 des 11 études utilisées dans le papier de Garn-Lapl n'auraient pas dues être utilisées ou sont hautement suspectes. Les auteurs de trois des papiers ont précisé qu'elles étaient des "études préliminaires" pour lesquels on ne peut tirer de conclusions sur les effets d'expositions chroniques à Tchernobyl. Une autre des études utilisées présenterait de gros problèmes de puissance statistique et utilise des indices imprécis.
L'analyse de la distribution de sensibilité de Garn-Lapl prend en compte l'étude de deux auteurs très productifs dans le contexte de l'écologie à Tchernobyl, T. Mousseau et P.Møller, qui ont trouvé des effets délétères de doses extrêmement faibles de radioactivité sur les hirondelles rustiques. Ces résultats sont en contradictions avec les recommandations de la commission internationale de protection radiologique qui indiquent une absence d'effets délétères au niveau des tissus pour des expositions chroniques à des doses bien plus élevées (si on ne remarque pas d'effets au niveau de l'individu il est surprenant d'observer des effets au niveau de la population). Les résultats de l'ICPR ne sont pas infaillibles, mais cela montre à quel point les résultats de Mousseau et Moller sont remarquables, ce qui d'après l'auteur devrait être supporté par des évidences elles aussi remarquables mais qui ne semble pas être le cas.
Si Garn-Lapl ont fait le choix d'inclure leurs études sur les oiseaux, ils ont par contre choisi de ne pas inclure les études de Mousseau et Moller qui portent sur les abondances d'invertébrés dans leur analyse (jugeant que les résultats concluant sur un effet de doses de radiations proches de doses naturelles de fond ne font pas sens). Or ces données sur les oiseaux et les invertébrés ayant été récoltées en même temps, elles sont sujettes aux mêmes biais dont une influence de facteurs environnementaux confondants indépendants de la radiation qui contrediraient les résultats. Garn-Lapl auraient dus faire le choix d'inclure soit les deux types d'études, soit aucune. J. Smith prend alors l'exemple d'anciens collaborateurs de Mousseau et Moller pour montrer la nature controversée de leurs recherches, et affirme que leurs résultats devraient être pris en compte seulement si des recherches indépendantes ont confirmé leurs hypothèses.
La méthodologie utilisée pour l'analyse de Garn-Lapl, où les données sont incohérentes et les indices utilisés sont incohérents pour les valeurs de radioactivités considérées, est également critiquée
Il serait bénéfique de combiner les recherches faites en laboratoires (qui permettent de contrôler l'effet des radiations par des facteurs confondants), et les données de terrain (qui peuvent donner une intuition de ce que peuvent être ces facteurs confondants) pour établir la relation causale des radiations sur les populations naturelles sans ambiguïté.

Cettre lettre est rigoureuse dans le sens où elle analyse de manière précise les références citées (et même les références citées dans Garnier-Laplace et al., lui même cité par Beaug-Sell) par Beaugelin-Sellier et al. et soulève les faiblesses des papiers considérés aussi bien sur les méthodes employées pour récolter les données que les méthodes utilisées pour les analyser.

Il est tout de même à noter que l'utilisation d'une information tout à fait subjective qu'est l'avis de collaborateurs pour argumenter contre le travail de Mousseau et Moller, mais une liste d'évidences objectives qui contre-disent des affirmations faites dans leurs articles est fournie.
L'auteur n'oublie pas de mentionner le fait que ces affirmations remarquables qu'ont fait Moller et Mousseau pourraient quand même être vraies sous certaines conditions et discute leurs implications.

Cette lettre illustre parfaitement le fait que le communauté scientifique n'arrive pas à être en accord sur l'effet de l'exposition chronique aux radiations. Peu d'études semblent pouvoir conclure sur un effet, et celles qui le font sont parfois peu transparentes (Mousseau et Moller) ou peu fiables. Il faut donc faire attention à l'effet de variables confondantes sur les résultats d'études qui cherchent un effet des variations sur les populations naturelles.
L'auteur donne des pistes pour de future recherche pour pouvoir peut-être un jour avoir une idée non-ambiguë de l'effet de l'exposition chronique à de faibles doses de radioactivités.
Datant de 2019, cette lettre prouve définitivement que cet effet est encore un débat actuel.

Sur la zone d’exclusion de Tchenobyl (CEZ), le niveau de radioactivité présent dans l’environnement n’est pas homogène. Plusieurs études tendent à suggérer le fait que le taux d’exposition aux contaminants radioactifs est dépendant du régime alimentaire, du comportement mais aussi de la localisation des individus dans l’espace. Jusqu’à présent, la majorité des études se sont penchées sur une échelle individuelle, et ont montré des effets négatifs pour la santé des individus, bien que des controverses demeurent. Dans ce contexte, cette étude s’intéresse à deux aspects relativement peu étudiés, premièrement elle propose une approche populationnelle en regardant l’impact de la l’intensité de la contamination sur la distribution spatiale des populations. Deuxièmement, elle s’intéresse à des organismes potentiellement fortement impactés par les radiations mais encore peu étudiés, les espèces de haut de chaîne trophique, ici des grands mammifères carnivores ou omnivores.

Afin d’étudier la distribution spatiale de ces espèces, une série de 94 stations odorantes associées à des caméra ont été installées sur une période de 5 semaines sur une superficie de 2162km2 dans la partie biélorusse de la CEZ. Ces stations ont permis de définir 42 sites (composés de plusieurs stations), présentant différents taux de radiations, types d’habitats... Les taux de radiations par zone ont été obtenus en calculant la densité d’activité moyenne du Césium 137 dans le sol par zone. Les stations ont été réparties en maintenant entre elles une distance de minimum 3km afin de limiter les chances d’observer un même individu consécutivement sur plusieurs sites. Des modèles d’occupation des sites ont été réalisé pour chaque espèces ayant été observée plus de dix fois. Ils permettent de quantifier l’influence du taux de radiations sur la distribution spatiale des différentes espèces et d’identifier quels paramètres sont informatifs pour expliquer la distribution des espèces.

Quatorze espèces de mammifères ont été observées par les caméras misent en place. Quatre d’entre elles (loup gris, chien viverrin, renard roux et sanglier d’Europe) ont été détectées suffisamment souvent pour pouvoir être inclues dans les modèles. Les résultats des modèles testés varient selon les espèces, cependant aucun des modèles testés ne soutient un effet de l’intensité de la radioactivité sur la distribution spatiale des individus pour aucune des espèces.

Un biais potentiel du protocole réside dans le comptage possible d’un même individu dans plusieurs sites, surestimant le nombre d’individus observés. Cependant la répartition des stations a été faite de manière a limiter au maximum ce biais, s’adaptant au aires de déplacement des espèces étudiées. Seul le loup effectue des déplacements lui permettant de pouvoir être observées sur plusieurs sites en un seul relevé, les résultats obtenus pour cette espèce ont été fortement nuancé. En ce qui concerne les résultats des modèles statistiques, des précautions ont été prises afin d’éviter d’intégrer simultanément des variables corrélées entre elles. Pour finir cette étude apporte de la nuance dans ses résultats, précisant que la mesure utilisée comme indicateur de l’intensité de la radioactivité pourrait ne pas directement être corrélée à la dose de radioactivité absorbée par les individus en raison de facteurs multiples comme les déplacements, le comportement ou encore le régime alimentaire.

Tout d’abord cette étude s’intéresse à l’échelle populationnelle encore peu étudiée et sujette à controverses en ce qui concerne l’effet de l’exposition chronique aux radiations présentent dans la CEZ sur les espèces. Elle tend à soutenir une absence d’effets de cette exposition sur les populations de mammifères étudiées. De plus elle corrobore les résultats obtenus par Deryabina et al. un an plus tôt, en utilisant d’autres méthodes de recensement, modèles statistiques et organismes modèles (à l’exception du loup gris). Enfin, cette étude s’intéresse à des espèces potentiellement fortement impactées par le taux de radiation présents dans la CEZ du fait de leur place dans la chaîne trophique, espèces pour lesquelles la littérature manque encore beaucoup de données.

Cette publication semble proche, dans son approche, de celle de Deryabina et al. bien que la méthodes d’acquisition des données diffère. Les espèces étudiées ne sont pas non plus si distinctes, il s’agit dans les deux cas de mammifères de taille grande à moyenne. Cependant elle semble intéressante car elle tend a soutenir la répétabilité des résultats obtenus et donc la solidité des conclusions tirées dans l’article précédemment cité.

Cette publication s’intéresse aux populations de grands mammifères de la région biélorusse de la zone d'exclusion de Tchernobyl (CEZ), via des données obtenues sur de longues périodes de temps de suivis aériens (1987 – 1997) et de relevés de traces de pas dans la neige (2005 – 2010, 2008 – 2010 suivant les espèces).
Dans cette étude, trois hypothèses présentes dans la littérature concernant ce que l’on devrait observer si les radiations présentes dans la CEZ avaient un effet négatif sur les populations sont testées. La première postule que l’on devrait observer une corrélation négative entre l’intensité de la radioactivité et la densité de population des espèces sur le site. La deuxième suppose que les densités de population dans la CEZ doivent être inférieur par rapport à celles de populations vivant dans dans des environnements similaires non-contaminés. La dernière veut que, suite à l’accident, les densités de population des différentes espèces vivant dans la CEZ aient diminué.

Les relevés de traces de pas ont eu lieu durant trois ans, sur une surface totale de 315km. Puis, le même type de données a été obtenu du Ministère des ressources naturelles de Biélorussie. Ces données proviennent de quatre réserves naturelles en plus de la CEZ et de suivis effectués sur une période de six ans suivant le même protocole. A partir de ces données, les densités relatives des différentes espèces ont été obtenues. Un test a été réalisé pour déterminer si le niveau de radioactivité, obtenu via des données de densité de contamination de radiocaesium, permettait d’expliquer les variations de densité. Il a ensuite été testé si il y avait une différence significative de densité pour chaque espèce entre les réserves. Des données historiques de suivis aériens de grands mammifères, effectués pendant dix ans suite à l’accident de Tchernobyl on ensuite été récolté. A partir de ces données, des abondances relatives ont été obtenues et leur évolution dans le temps a été étudié.

En ce qui concerne la première hypothèse, aucun effet significatif de l’intensité des radiations sur la variation des densité de populations dans la réserve n’a été mis en évidence quelle que soit l’espèce.
Il a également été mis en évidence que chez les grands herbivores les densités de population de la CEZ n’étaient pas significativement inférieures aux autres réserves et même que la densité de population des loups était sept fois supérieure à celle observée dans les autres réserves.
Pour finir les résultats montrent une croissance de l’abondance relative des espèces étudiées dans le temps et ne soutiennent pas l’hypothèse de dégâts causés à long terme par les radiations aux populations de grands mammifères étudiés.

Cet article présente un jeu de données important, permettant des approches statistiques solides.
Cette étude teste différents indicateurs de l’effet des radiations sur la « santé » des populations, à savoir l’effet de l’intensité des radiations sur les densités de populations, la comparaison de ces densités entre zones contaminées et non-contaminées ainsi que l’évolution de l’abondance des espèces dans le temps. Elle apporte également de la nuance à ses résultats en précisant par exemple que les mesures de densités sont un indicateur de l’état des populations, mais que des éléments comme le succès reproducteur ou la longévité sont également importants et ne sont pas mesurés ici. Elle précise également que les techniques utilisées (traces de pattes et suivi aérien) sont des mesures imparfaites mais le fait qu’elles soit utilisées pour des mesures relatives et que les méthodes utilisées soient les mêmes (dans le temps comme entre réserve) permet d’obtenir des informations pertinentes.

Cet article s’intéresse à une échelle à laquelle les effets de l’exposition aux radiations de la CEZ sont encore très peu connus, celle des populations. En effet, bien que l’impact sur les individus des taux de radiations présents à Tchernobyl commence à être mieux compris, les conséquences de cet impact sur l’état des populations font encore énormément débat. Dans ce contexte, cette étude propose des données obtenues sur un temps relativement long et une plus grande superficie que d’autres études similaires. De plus ces données conséquentes soutiennent un résultat contradictoire par rapport à ces études précédemment citées et soutiennent le fait que l’exposition à la radioactivité présente dans la CEZ semble ne pas impacter les densités de populations, pour les espèces étudiées.

Cette étude, en plus des résultats qu’elle propose, est également intéressante de par sa place dans le corpus d’articles. En effet, les publications qu’elle cite démontrant des effets négatifs du taux de radiations présent dans la CEZ sur les populations sont deux publications des auteurs Møller, A.P., and Mousseau, T.A.. Hors récemment les travaux de ces auteurs ont suscités de vives controverses quand à la pertinence de leurs méthodes et de leur résultats. De ce fait cette étude s’inclue particulièrement bien dans la controverse en cours en montrant des résultats contradictoires à ceux de ces auteurs.

Malgré les impacts importants sur la biodiversité observés lors de la catastrophe, la densité de la mésofaune dans la zone d’exclusion de Tchernobyl (CEZ) a rapidement retrouvé son niveau précédent la catastrophe. Des décennies après l’accident, il reste encore de la radioactivité résiduelle, et les conséquences écologiques de celle-ci, notamment sur l’abondance et la diversité des espèces, ne sont toujours pas claires. Des études différentes montrant des résultats contradictoires, des auteurs ont suggéré qu’une des raisons de ces contradictions pourrait être la manière de mesurer la radioactivité. Il faudrait, selon les auteurs de l’article, plus souvent considérer le taux de dose total (TDR) qui prend en compte les taux externes (souvent pris en comptes dans les autres études) et les taux internes dus à l’absorption des organismes. Ici, les auteurs investiguent l’impact de l’exposition sur le long terme à la radioactivité sur des nématodes, utilisés comme bioindicateurs, dans la CEZ.

Sites d’études :
18 sites forestiers ont été choisis dans la CEZ. Ces sites étant différents au niveau du taux de dose externe (EDR) , ils ont été classés (de 1 à 18, respectivement du plus petit EDR au plus grand) afin de voir l’effet de différents niveaux de radiation.

Mesures et analyses

Les nématodes ont été identifiés au niveau de leur famille, et associés à un groupe « colonisateur-persistant » (cp) de 1 à 5 (1 correspondant aux taxons colonisateurs et 5 aux taxons persistants).
En moyenne, 175 nématodes ont été identifiés par échantillon. Ont été utilisés lors des analyses : le niveau trophique des nématodes et le ratio de chaîne de nématode (NCR), indiquant l’importance relative de nématodes se nourrissant de bactéries et de champignons dans la chaîne de décomposition. Différents paramètres abiotiques des sols ont également été mesurés et utilisés.

Les TDR varient de 0.70 à 222 μGy h−1 (voir figure), la plus grande partie des valeurs de TDR étant expliquée par le EDR
34 familles de nématodes ont été identifiées, avec des différences entre échantillons, allant de 9 à 18 familles par échantillon. 5 de ces familles, associées au type cp-2 ; représentent 70 % de l’abondance totale de nématodes. Ceci pourrait être expliqué par le fait que ces nématodes soit très tolérants aux conditions environnementales.

Le NCR diminue de manière significative quand le TDR augmente, suggérant que la contribution de nématodes se nourrissant de bactéries diminue avec l’augmentation du TDR .

Hormis cet indice, aucune différence significative du TDR sur les communautés n’a été observée, comparé aux paramètres abiotiques pris en compte. Ces résultats viennent appuyer l'idée que la mésofaune retrouve rapidement une abondance similaire après une catastrophe.

Cet article est très rigoureux, notamment par la prise en compte facteurs de abiotiques (non détaillés dans cette analyse) dans la composition des communautés. Les auteurs précisent tout de même que ces analyses ont été faites en utilisant les familles de nématodes, et que ces résultats pourraient être différents si on avait utilisé des espèces.
Enfin, aucune étude n'a été réalisée sur les communautés de nématodes de Tchernobyl avant la catastrophe, ce qui ne permet pas de faire des comparaisons avant/après.

Cet article utilise un modèle biologique peu commun, les nématodes, ce qui permet d'élargir la vision des impacts de la radioactivité à un autre groupe d'organismes. Il utilise également une mesure de la radioactivité précise (le TDR) qui est rarement utilisé. Il apporte des éléments sur les capacités des communautés d'invertébrés à retrouver une abondance initiale après une catastrophe.

Cet article détaille des aspects importants sur les mesures de TDR qui ne sont pas détaillées dans cette analyse.

Les catastrophes de Tchernobyl et Fukushima permettent d’avoir des expérimentations à large échelle sur les effets de l’exposition chronique à de faibles doses de radioactivité. Il est supposé que des réponses adaptatives vont être mises en place pour répondre à cette dose de radioactivité plus élevée.
L’hypothèse de recherche est que l’exposition aux radionucléides va conduire à des dommages génétiques et augmenter les taux de mutation, et cela dans les lignées germinales et somatiques. Il est également attendu que certains de ces dommages génétiques aient des effets physiologiques , dont la majorité, sinon la totalité, seront délétères.
Ici on se propose de regarder ces effets au niveau populationnel et de voir s’il existe des variations dans la sensibilité aux radionucléides.

On note en premier lieu des taux de mutations de 2 à 10 fois supérieurs à la normale à Tchernobyl chez les hirondelles (Hirundo rustica). D’autres études viennent appuyer ce résultat, ce qui laisse peu de doute sur le fait que l’exposition à des radionucléides, même à faible dose, cause des dégâts génétiques.
Des effets physiologiques ont également été observés, comme des plumages anormalement colorés chez les oiseaux, des anomalies dans les cellules germinales, ou encore un nombre de tumeurs plus important.

Des études démographiques ont également été menées, facilitées par le fait que dans les régions de Fukushima et de Tchernobyl, il existe un gradient de contamination entre les différentes zones, allant de zones très contaminées à des zones quasiment non contaminées. Ces études montrent que l’abondance et la diversité, notamment chez les oiseaux, sont moins élevées dans les zones fortement contaminées.
Des résultats montrant que la taille des populations était réduite ont été retrouvés dans la plupart des groupes pour la région de Tchernobyl, mais pas dans la région de Fukushima. Cependant il existe de la variation entre espèces à la réponse aux radionucléides ; beaucoup d’espèces ne montrant aucune relation entre la contamination et l’abondance, et certaines montrant même une augmentation d’abondance avec l’augmentation du niveau de radiations. Ces résultats pourraient être expliqués par des traits d’histoires de vie différents, ou également par des mécanismes de réparation de l’ADN différents.

Le fait que la région de Tchernobyl agit comme un "puit" de population chez certains oiseaux est également supporté car on retrouve une plus grande proportion d'immigrants dans cette zone que dans les zones contrôles

On notera tout d'abord que la majorité des études sur lesquelles s'appuient ces auteurs ont été faites par eux-mêmes, ce qui peut être un biais dans la façon de voir le sujet. Néanmoins, d'autres études citées sont des review rigoureuses et assez larges ce qui permet d'avoir une bonne vision du sujet.
Un autre aspect important de cette review est que les exemples et études cités sont majoritairement sur les oiseaux, ce qui a pour conséquences d'une part que l'on peut-être confiant sur les effets sur ce groupe, notamment délétères; mais d'autres part, que cette review n'apporte que peu d'éléments pour les autres groupes d'êtres vivants.

Cette review apporte un point de vue à plusieurs échelles sur les effets de l'exposition aux radiations. On remarque notamment que les effets génétiques et physiologiques sont bien présents, et systématiquement délétères.

La conclusion est moins évidente au niveau démographique, bien que des effets délétères sur l'abondance soient observés, d'autres études ne montrent pas d'effets à cette échelle.
Enfin, les résultats ne sont pas toujours similaires entre Tchernobyl et Fukushima, ce qui pourrait être dû à de multiples facteurs, mais laisse quand même un doute sur une généralisation de la présence systématique d'effets délétères.

Plusieurs zones présentant une faible dose de radioactivité avec des histoires de contaminations différents (i.e essais nucléaires, incidents nucléaires)sont utilisées et les auteurs se concentrent sur les effets cytogénétiques. La première question posée est : à partir de quel niveau de radioactivité une exposition chronique peut engendrer l'observation d'effets néfastes sur les plantes ? Selon les précédents rapports de L'IAEA et de l'UNSCEAR, c'est à partir de 400 microGy/h pour les populations et 10 microGY/h pour les écosystèmes, ce qui est corroboré par les analyses faites sur le site de Semipalatinsk.

Or l'étude montre aussi qu'il y a une augmentation de la fréquence de cellules aberrantes (FCA) dans tous les cas lors d'une exposition à faible dose quand on compare aux références (FAC = 0.93 dans les sites de la région de Bryansk avec un taux de radioactivité de 0.8 microGy/h), et qu'elle diminue moins vite (1.3% par an) que le taux de radiation (2.3% par an). De plus ce stress serait transmis aux générations suivantes. Ainsi il a été trouvé que la FAC dans les méristèmes de Triticum aestivum est significativement plus élevée dans les deuxième et troisième générations qu'à la première génération après exposition. Ces générations ayant toutes vécues dans le même environnement, cela pourrait s'expliquer par une déstabilisation du génome.
Les auteurs se demandent également si un lien peut être fait entre les effets cytogénétiques et des paramètres biologiques importants pour la population comme la reproduction ou la survie. Si une augmentation de la FAC est bien accompagnée par une réduction de la reproduction à Tchernobyl (germination perturbée dans les zones à faible taux de radioactivité, et empêchée dans les zones à haut taux de radioactivité), ce résultat est moins supporté par les études faites sur le site de Komi où la pollution autre que les radiations est moins importante. Cela montre que le lien entre les changements cytogénétiques induits par les radiations et une baisse de la reproduction peut être influencé par les conditions environnementales extrinsèques aux radiations. De plus la survie des germinations, pour un même niveau de perturbation cytogénétique, est plus faible chez Pinus silvestris que chez Vicia cracca montrant que ce lien est également différent en fonction de l'espèce considérée.
Les auteurs ont mis en évidence que la radiation peut être un agent mutagène suffisamment puissant pour changer la structure génétique d'une population, ce qui pourrait compromettre sa reproduction et sa survie. Il a aussi été montré que la structure génétique des populations de pin trouvés dans les zones radioactives a été modifié avec une hétérozygotie moyenne supérieure aux attendus sous Hardy-Weinberg.
Enfin, Geras'kin et collaborateurs ont voulu savoir s'il y a un développement de radiorésistance et d'adaptations dans la progéniture des plantes exposées. La radioactivité sélectionne pour un meilleur système de réparation de l'ADN. Dans certaines plantes, il a également été observé une méthylation accrue du génome qui empêcherait des réarrangements. Les différentes contaminations considérées sont plutôt récentes, donc on s'attend à ce que ça ne soit que des plantes avec des courts temps de génération qui présentent une réponse évolutive à l'exposition aux radionucléides. Or selon les auteurs si on sort de la "selection naturelle classique", on observe une adaptation même chez les espèces avec de long temps de générations comme P. silvestris chez qui une résistance aux rayons gamma est observée, notamment par le remplacement des cellules vulnérables par des cellules radioadaptées, ou alors par des changements épigénétiques.
Ici encore, on a vu certaines plantes de la zone de Semipalatinsk exposée depuis plus de 50 ans avec des temps de générations courts ne présentant aucune réponse, indiquant que la réponse à une exposition à une faible dose de radioactivité dépend de l'espèce considérée.

Une remarque est que la majorité des études sur laquelle repose cette review ont été réalisées par les auteurs eux-même, ce qui empêche un avis extérieur et des critiques supplémentaires quant aux méthodes utilisées. Les auteurs ont bien soulignés que certains de leurs résultats peuvent être dépendants des conditions environnementales de chaque site, contrairement à des expériences faites en laboratoire.

Cette review apporte un avis sur une des échelles du vivant (cytogénétique), en étant plutôt du côté d'un effet de l'exposition chronique à des faibles doses de radioactivité puisqu'un effet sur la FAC a été trouvé dans tous les cas. Elle aborde également les répercussions à l'échelle de la population, en contrastant les résultats qu'on peut trouver puisqu'il apparaît que la réponse au niveau populationnel peut dépendre de l'espèce, sa niche associée et des conditions environnementales du site considéré. Elle fait également un rappel de ce qui peut être considéré comme une faible dose de radioactivité (entre 1 et 3 Gy) et des doses qu'on peut retrouver dans différents sites contaminés (par exemple 0.8 micro Gy/h dans certains sites de la région de Bryansk, ou 4834 microGy/h dans les sites avec le taux le plus élevé dans la zone ChNPP en Ukraine).

Les taux de radioactivités à chaque site ont été calculés de manière à ce que les résultats soient comparables avec les standards cités par les rapports IAEA et Unscear.

Les radiations, même a faible dose, peuvent avoir un effet mutagène pouvant mener à des perturbations de la machinerie cellulaire potentiellement néfastes à l’échelle de l’individu. Ces effets à l’échelle génétique tendent à être de mieux en mieux caractérisés, cependant des observations de terrain ont mené à l’hypothèse d’un effet de l’exposition chronique aux faibles doses de radiations directement à l’échelle cellulaire. Cette hypothèse veut que cette exposition conduise à la production de stress oxydatif, se traduisant principalement par la production de dérivés réactifs de l’oxygène (ROS), délétères pour la cellule. A de hautes intensités de radiations, il a été démontré que la radioactivité déclenche un stress oxydatif important délétère pour les cellules. Cette étude se propose de tester cette hypothèse via la modélisation de l’impact d’intensité de radiations similaire à celles observées à Tchernobyl, à partir de données issues d’études sur le stress oxydatif chez des oiseaux.

Le taux de production de produits de radiolyse par unité de masse a été calculé à partir de 417 μGy h-1 , la plus haute intensité de radiation présente à Tchernobyl. La radiolyse correspond à la décomposition de la matière par des radiations ionisantes. Cette décomposition, notamment des molécules d’eau, va produire à l’intérieur de la cellule des ROS toxiques pour celle-ci. L’effet des produits de radiolyse à été quantifié en mesurant les variations de concentrations d’antioxydants dans les cellules, molécules étant produites pour détoxifier la cellule. L’impact des produits de radiolyse sur le potentiel d’oxydoréduction des cellules a aussi été quantifié. Cette quantification a été effectuée en mesurant les concentrations des formes de glutathion réduites et oxydées. Cette molécule étant responsable à la fois du maintient du potentiel redox et de l’élimination des ROS, un déséquilibre de la concentration de ces deux formes indiquerait un impact sur l’équilibre redox de la cellule.

Aucun changement significatif de concentration de molécules antioxydantes n’a été détecté entre les oiseaux de la zone d’exclusion de Tchernobyl et les oiseaux contrôle. La différence de potentiel d’oxydoréduction observée étaient inférieure à 5 mV. Hors d’après la littérature, pour observer des dégâts sur les cellules la différence de potentiel doit être d’au moins 60 mV. Il semble donc qu’aux taux présents à Tchernobyl, le stress oxydatif lié aux radiation ne semble pas être un mécanisme provoquant des dégâts aux cellules.

Les méthodes de calcul semblent solides du fait de leur présence dans la littérature, les données cependant proviennent d’études de Møller et Mouseau, donc les méthodes et résultats font à l’heure actuelle débat. Cette étude tend également à se baser sur beaucoup d’assomptions comme le taux de réapprovisionnement en molécules antioxydantes, la capacité antioxydante oxydante définie comme minimale ou encore le gluthation pris en compte comme seul antioxydant dans la deuxième partie de l’étude bien que la réalité soit plus complexe. Ces décisions sont discutées, basées sur la littérature et définies systématiquement pour correspondre à l’estimation minimale de la capacité antioxydante afin de ne pas surestimer l’effet de la radioactivité. Cependant ce parti pris a également pu conduire aux résultats observés non pas par l’absence réelle d’effets mais par leur minimisation due à ces choix.

Cette étude soutient le fait que, à l’échelle cellulaire, les radiations ionisantes aux doses présentes à Tchernobyl ne semblent pas générer de stress oxydatif délétère pour les cellules. Comme il a été précisé précédemment, il s’agit de la seule étude de ce type existant à ce jour, ce qui la rend particulièrement intéressante mais nécessite de rester mesuré quand à ses résultats et conclusions. Elle repose également sur un nombre relativement important d’hypothèses, menant au besoin d’études complémentaires. Un autre point à noter est qu’en utilisant des données d’études des chercheurs Møller et Mouseau, critiqués pour leurs conclusions systématiquement catégoriques en faveur d’un effet délétère des radiations, cette étude obtient les résultats inverses. De ce fait cette étude trouve malgré tout une place importante dans la controverse.

Il semble, au vue des études citées dans cette publication au niveau moléculaire, que les voies de réponses aux stress oxydatif sont affectées par les radiations ionisantes chez les plantes. Les résultats de cette études sont donc potentiellement généralisables dans une certaine mesure aux animaux, comme discuté dans cette publication, cependant de plus amples études semblent nécessaires en ce qui concerne les plantes.

521 études s'intéressant aux impacts de l'incident de Tchernobyl sont revues. Les patrons spatio-temporels documentés des effets de la catastrophe de Tchernobyl sont dans un premier temps résumés, puis l'implication pour les services écosystèmiques est discutée en se servant de conclusion tirées après ce même incident.

Conséquences ou impacts sur les espèces :
Les auteurs soulignent qu'il est nécessaire d'avoir des mesures de radioactivité mesurées sur le terrain car l'extrapolation de cartes des retombées radioactives à partir de modèles peut être faussée par certaines conditions sur le terrain. Les articles s'intéressant à l'exposition aux hautes doses de radioactivité ont détecté une augmentation des mutations létales chez les plantes, des changements de structure génétique et une diminution de l'abondance de certains taxons (micromammifères, insectes..). Des changements physiologiques et comportementaux (qui peuvent être des changements induits à long termes ou définitifs) sont également observés, pouvant déstabiliser un écosystème. Enfin il semble y avoir peu de connaissances sur les expositions à des faibles doses, mais certaines études suggèrent quand même une sensibilisation des systèmes immunitaire et reproducteur et un effet sur les taux de mutation.

Réseaux trophiques et impacts sur les écosystèmes
La bioaccumulation à travers un réseau trophique a également des impacts au niveaux de l'écosystème puisqu'elle exacerbe l'exposition à des taux de radiations élevés et augmente les chances de modifications physiologiques ou morphologiques. Mais un autre impact de l'incident de Tchernobyl sur les écosystèmes fut le retrait des populations humaines dans la zone d'exclusion qui a permis à la végétation de prospérer dans les zones urbaines, menant à l'augmentation de nombreuses espèces naturelles, notamment certaines espèces rares d'oiseaux.

Conséquences pour les services écosystémiques
L'eau et les sols pollués rendant les denrées alimentaires impropres à la consommation humaine, la quantité de services écosystémiques fournis par la zone d'exclusion de Tchernobyl a globalement été réduite. Mais une fois de plus, dû au retrait des populations humaines après l'incident, certains services écosystémiques ont augmenté après l'incident comme la séquestration de carbone probablement permise par le retour d'une végétation (mais peu d'études ont été menées sur les services écosystémiques qui ne nourrissent pas les humains)

Désastres nucléaires et mesures de conservation
Après un incident nucléaire, les décontaminations d'un site sont souvent infaisables, et les mesures concernant la santé des humains sont prioritaires. De plus on manque de connaissances scientifiques fortes pour estimer et mitiger clairement les effets d'incidents nucléaires sur les écosystèmes et la biodiversité en général. Les effets de catastrophes nucléaires sont spatialement et temporellement hétérogènes, ce qui rend difficile une définition générale de ce qui constitue des mesures appropriées. Par exemple il a à la fois été documenté des augmentations et des réductions des populations naturelles après l'incident de Tchernobyl, ce qui porte à des débats sur de possibles effets indirects positifs de la réduction des pressions anthropiques qui pourraient être plus importants que les effets directs plus délétères.

*Implication pour les mesures et les débats publiques *
Les auteurs soulignent le fait que la zone de Tchernobyl était très peu étudiée avant l'incident et donc qu'il y toujours une incertitude autour des conclusions qu'on peut tirer.
De même il est nécessaire de prendre en compte le fait qu'il peut y avoir des conséquences sur de grandes échelles spatiotemporelles : plus d'études sur les effets à long terme de faible doses sont requises. Il y a peu d'études sur les conséquences au niveau des communautés et des interactions écologiques alors que des études portant sur des populations de prédateurs ont montré que ces effets pouvaient être importants.

Si les auteurs mettent en garde quand à la méthode pour estimer les doses de radioactivités (les mesures doivent être faites sur le terrain plutôt que d'utiliser des cartes d'extrapolation), on a peu d'informations sur ce qui est considéré comme une forte ou une faible dose dans cet article. Ainsi, les différentes études qu'ils utilisent peuvent avoir des conclusions sur un effet de l'exposition à de faibles/hautes doses puisque les transitions d'un indice à l'autre sont parfois confuses.

Cette review donne une nouvelle vision neutre du débat. Bien que les études ont tendance à supporter des effets néfastes de l'exposition à des faibles doses de radioactivité, d'autres montrent une augmentation de l'abondance totale et de l'abondance de certaines espèces. Des effets délétères de la radioactivité pourraient donc être compensés par les bénéfices que cette faible dose de radioactivité engendre en réduisant les pressions anthropiques.
Le fait que des changements provoqués par l'exposition aux hautes doses de radiations immédiatement après l'incident peuvent avoir des répercussions à longs termes qui ne sont pas à confondre avec celles de l'exposition à de faibles doses qui a suivi est évoqué.
Elle montre bien que c'est dans les niveaux élevés de la biodiversité (communauté, écosystème, population) qu'il peut y avoir un débat sur les conséquences de l'exposition chronique à de faible dose de radioactivité, et qu'aux les échelles plus réduites un tel effet est plus consensuel.

Mets en évidence qu'il y a un bien plus d'étude pour certains groupes taxonomiques et certains environnements (marins délaissés). Donc importement d'inclure cela dans notre controverse. Dit aussi qu'il est important d'avoir plusieurs échelles intégratives comme nous voulons le faire.
Il est à noter que les éléments radioactifs impliqués dans l'incident de Fukushima et leurs demi-vies (31 ans pour le Cesium-137; 29 ans pour le Strontium-90; et 8 jours pour l'Iodine-131) sont mentionnés, ce qui peut être pratique pour mieux comprendre le débat notamment pour montrer qu'ils ont une faible demi-vie.

Dans les premières années qui suivirent l’incident de Tchernobyl, la désintégration des isotopes à vie courte, la réduction de la biodisponibilité en 137Cs et le transport des radionucléides dans les sols profonds et les couches sédimentaires ont mené à un déclin rapide des doses de radioactivités dans les organismes aquatiques et terrestres. Certaines études indiquent qu'un effet de la radioactivité devrait être observé pour des doses supérieur à 400 microGy/h (10 micro Gy/h pour les individus), cela suppose qu'il n'y aurait pas d'effet des radiations sur les populations aquatiques trouvées dans des lacs contaminés par l'incident de Tchernobyl où les expositions sont inférieures à ce seuil. Si un effet de la radioactivité a bien été trouvé pour des doses inférieures à 10 microGy/h dans la zone terrestre d'exclusion de Tchernobyl, le but de cette étude est d'estimer s'il y a un effet de la radiation sur les communautés de macroinvertébrés des lacs contaminés par Tchernobyl.

Les communautés et les variables environnementales ont été échantillonnées à quatre reprises (automne/printemps 2003 et 2004) dans huit lacs (trois sites chacun). Des modèles linéaires généralisés ont été utilisés pour déterminer si la richesse taxonomique, le nombre d'individus, l'indice de Berger Parker (dominance d'une espèce par rapport aux autres) et l'indice de Shannon-Wiener (nombre d'espèces et répartition des individus au sein des espèces) varient entre lacs. De plus une régression multiple pas à pas est utilisée pour savoir s’il y a un lien entre ces indices et les caractéristiques environnementales de chaque lac (pH, activité de Cs et Sr, taille, conductivité...). Les activités en 90Sr et 137Cs de chaque lac (en Bq, nombre de désintégrations/seconde rapporté à la masse en kg ou litres) sont transformées en doses absorbées par les individus (dose interne en Gy) selon une analogie avec un organisme de référence de taille similaire, de la même manière on calcule les doses externes.

Chacun des indices varie significativement en fonction du lac: les sites présentant le plus de richesse locale sont les lacs Orane (0.15 microGy/h) et Glubokoye qui, même s'il est le plus contaminé (30.7 microGy/h), présente une richesse taxinomique similaire ou supérieure autres lacs. Ces niveaux de biodiversité sont similaires à ceux trouvés dans d’autres régions d’Europe de l’est qui n’ont pas été contaminés. Les doses externes, utilisées pour faire la régression multiple pas à pas, varient de 0.13 à 30.7 microGy/h en fonction du lac considéré (largement inférieures au seuil 400microGY/h). Aucun des indices mesurés n’a été trouvé comme lié aux variations de doses externes de radiation entre les lacs et aucune abondance d'espèce n’a montré de lien significatif avec les doses externes à travers les lacs (mieux expliquées par une combinaison des autres variables environnementales). Pas d'évidence d'effet de l’exposition à des faibles doses de radiations sur les macroinvertébrés d'eau douce.

Les estimations sur certaines espèces de macroinvertébrés peuvent être biaisées par leur cycle de vie. Par exemple certaines espèces d'insectes sont semi-aquatiques et passent ainsi du temps hors des lacs où la radioactivité peut être réduite.
De plus il est a noter qu'il n'existe pas de données concernant ces lacs avant l'incident de Tchernobyl, ainsi on ne peut pas connaître dans l'absolu s'il y a eu des différences dans les communautés de macroinvertébrés. De même on ne peut pas comparer les variables environnementales avant et après l'incident, alors que ce sont ces dernières qui semblent influencer les communautés selon les résultats.
Les auteurs notent aussi qu'il y a peu de lacs échantillonnés à cause des restrictions qu'implique de travailler dans la zone d'exclusion de Tchernobyl.

Cet article apporte une nouvelle vision où cette fois-ci ce sont les échelles de la population et de la communautés qui sont considérées. Il peut contraster des études sur les autres niveaux de la biodiversité (physiologique, cellulaire..) et d'autres études menées sur les mêmes échelles qui concluent à des effets délétères sur la biodiversité. Cette étude est également intéressante pour comprendre le lien entre différentes mesures de radiations que sont le Becquerel et le Gray. Ici les auteurs partent de données en Becquerel, puis transforme en dose interne (en Gray), pour par la suite retrouver la dose externe (en Gray), présente dans le milieu. (faire plus de recherche sur la faisabilité de cette méthode).

L'auteur aurait pu considérer la dose en fonction de l'espèce et du lac pour être plus précis au lieu de mesurer simplement au niveau du lac.

L'objectif de cette étude est de déterminer l'abondance de taxons d'invertébrés en relation avec les radiations auxquels ils sont exposés. Les insectes échantillonnés étaient composés de 5 taxons qui ont des rôles écologiques différents : pollinisateurs (bourdons et papillons), herbivores (sauterelle/ grasshoper) et prédateurs (libellules et araignées). L'effet confondant de variables environnementales est également contrôlé statistiquement pour comprendre plus largement ce qui influe sur les variations d'abondance dans les taxons considérés.

Deux types de méthodes sont utilisés pour mesurer l'abondance :
1) On répertorie chaque individu des taxons d'intérêt et chaque toile d'araignée vu pendant 5 minutes à 731 sites situés à 75m d'intervalle entre mai et début juin des années 2006 à 2008. On enregistre pour chaque site de nombreuses variables environnementales, dont le niveau de radiation.
2) Quatre transects de 50m sont effectués sur 17 sites en juillet 2018, pour chacun on sélectionne des points de haute (0.60microGy/h) et de basse radioactivité (0.38microGy/h) afin de contrôler la variance intra site, en postulant que deux sites voisins qui ont des niveaux de radiations différents sont par définition plus similaires que deux sites éloignés.

On détermine le modèle le plus adéquat pour expliquer l'abondance des taxons considérés (variable réponse) par les radiations après l'addition de potentielles variables environnementales confondantes en se basant sur le critère d'information d'Akaike avec (AIC<2) pour exclure les variables.

Les abondances de chaque taxon diminuent significativement avec la radiation (effets intermédiaires à larges). De plus il a été trouvé que les autres facteurs également impliqués dans la variation d'abondance diffèrent en fonction de chaque taxa (année, température, vent et habitat pour les bourdons; heure du jour vent et habitat pour les papillons; date, heure de la journée, température, couverture nuageuse et habitats pour les sauterelles; et heure de la journée et habitat pour les libellules). La relation négative entre abondance et radiation à même été retrouvée pour des valeurs dans un intervalle de 0.01 à 1 microGy/h suggérant que les invertébrés sont affectés même par de faibles doses de radioactivité. Ces résultats peuvent avoir des conséquences sur les écosystèmes en entier: l'abondance des pollinisateurs affecte la fécondité des plantes et les araignées sont d'importants prédateurs et peuvent avoir des conséquences sur les autres taxons.

Les sauterelles n'ont pas été mesurées en même temps que les autres espèces et pour moins de sites que les autres taxons (et les sites sont potentiellement différents), mais à chaque fois un grand nombre de site est quand même considéré. Les populations d'araignées n'ont été estimées que par l'observation de toiles d'araignées, ce qui biaise les taxons observables notamment.
Les auteurs eux-mêmes disent qu'il faut faire attention car les distributions des données sont biaisées par un grand nombre de données, bien qu'ils aient essayé de contrôler ce biais. De plus en ce qui concerne la construction des modèles, il semble que les auteurs n'aient pas utilisé les variables environnementales mesurées comme des covariables mais seulement comme des variables explicatives puis en choisissant le meilleur modèle via l'AIC, du moins cela n'est clair que pour la construction de modèle pour les données des transects. On a globalement très peu d'explications sur les modèles linéaires utilisés.

Cet article est extrêmement cité par les autres, que ce soit parce qu'ils donnent des résultats similaires ou contradictoires. Ainsi il est intéressant de voir les méthodes utilisées pour pouvoir les comparer et potentiellement comprendre ces avis divergents. Il amène une vision positive sur les effets de la radioactivité même à des doses qui sont extrêmement faible (0.01 à 1 microGy/h).

Il y a beaucoup de zones d'ombres sur les modèles utilisés et les méthodes de terrains biaisée, ce qui nous donne un exemple de dérive méthodologiques qui peuvent mener à des résultats en faveur d'un effet de l'exposition à de faibles doses de radiations.

20 ans après la catastrophe nucléaire de Tchernobyl, il y a toujours des désaccords entre les agences gouvernementales, les professionnels de la santé et les scientifiques sur les effets de faibles doses de produits radioactifs sur le long terme. On parle notamment d’une augmentation du nombre de mammifères dans la zone, qui pourrait souligner un rebond de l’écosystème. Ici, les auteurs discutent les effets du désastre sur les populations sauvages de plantes et d’animaux.

Les auteurs rappellent brièvement que les composés présent dans la zone d’exclusion sont principalement du Plutonium 239 , du Césium 137 et du Strontium 90 ayant des demi-vies respectives de 24 000 , 30 et 29 ans.
Une des premières observations est la réduction de la quantité d’antioxydants, tel que les vitamines A et E ou encore les caroténoïdes. Ces antioxydants, en plus de protéger des dégâts causés par les radicaux libre, sont importants pour les fonctions immunitaires. Il a ainsi été montrer des manques de plusieurs types de leucocytes chez l’hirondelle rustique (Hirundo rustica), suggérant une réponse immunitaire moins efficace.

En ce qui concerne les effets sur les mutations, 33 études ont été prises en comptes dans cette review. 25 des ces études ont montré une augmentation de mutations ou d’anormalités cytogénétiques. Certaines montrent une augmentation du taux de mutations à certains locus, mais pas à d’autres. Seulement 4 de ces études ont porté sur les mutations germinales, trouvant toutes une augmentation significative du taux de mutations. Les auteurs précisent également que la plupart des ces études se sont basées sur de faibles échantillons, ce qui donne des résultats soutenus par des puissances statistiques faibles.

Les conséquences de ces taux de mutation élevés sur la valeur sélective des individus restent largement inconnues.

Il y a eu très peu d’études sur les conséquences écologiques de ce désastre. On peut néanmoins citer les études sur les hirondelles rustiques, montrant des effets sur la période de reproduction, la taille des pontes et le succès d’éclosion des œufs, ainsi que sur la survie plus faible des adultes.

Cette review est très rigoureuse, se basant sur plusieurs études, montrant leurs faiblesses quand elles existent, et montrant l’ensemble des conséquences observées. Néanmoins on notera dans cette analyse que les exemples les mieux documentés sont ceux sur l’hirondelle rustique, soulignant un manque d’informations (volontaire ou non) sur d’autres groupes animaux ou végétaux.

Cette review apporte des éléments importants à la compréhension de la controverse, montrant que les effets de l’exposition à des radiations peuvent être multiples, bien qu’en majorité délétères. On notera les effets sur le taux de mutations ainsi que les conséquences immunologiques, qui semblent assez bien connus.

Cette review contient énormément d’informations et de définitions sur les expositions aux radiations, les voies d’expositions aux radionucléides et leurs conséquences, ou encore sur les problématiques liées au fait de traiter un évènement catastrophique ( l’étude datant de 2006, il n’y avait pas eu la catastrophe de Fukushima, permettant une potentielle réplication). Ces éléments ne sont pas détaillés dans cette analyse.

L'accident de Tchernobyl eu lieu fin avril de l'année 1986, émettant un grand nombre de produits radioactifs. On considère que depuis l'automne de cette même année, les radiations se sont stabilisées dans la zone d'exclusion de Tchernobyl (CEZ) et qu'elles constituent une dose chronique faible. Il est intéressant d'étudier les effets des radiations sur les organismes. Ceux-ci ont été exposés à des doses variables selon les endroits. Ici, cet article se concentre sur les effets cytogénétiques et biologiques des radiations sur des plantes cultivées.

Des graines ont été récoltées dans diverses zones contaminées. Des graines témoins, issues d'une réserve, ont également été échantillonnées. Ces graines ont pu germer et ont ensuite été analysées. Une autre partie de ces graines a été cultivée et récoltée deux fois par an : 3 semaines après la plantation et 10 jours après le début de la croissance au printemps.

On remarque que même dans les conditions les moins radioactives, un nombre plus grand de cellules anormales a été observé. L'activité mitotique se trouvait également diminuée quand la dose de radiation augmentait. On ne remarque par contre pas d'effet sur les aberrations chromosomiques. Sur les plants hivernaux, une sensibilité plus grande aux doses de radiations était attendue, du fait que les méristèmes (cellules indifférenciées chez les plantes) restent plus longtemps exposés aux radiations. On remarque en effet que les dégâts sont réduits avec les années, ce qui suppose une relation avec la dose de radiation

Certains aspects méthodologiques ne sont pas détaillés, ce qui est dommageable. Néanmoins les analyses le sont très bien, ce qui permet d'avoir confiance dans les résultats présentés.

Cet article met en évidence des effets cellulaires et cytogénétiques des radiations sur les plantes. Il met également fortement en relation l'exposition aux radiations et les dégâts causés.

Les mutations constituent la principale source de variation génétique. La plupart des mutations sont supposées avoir un effet neutre ou légèrement délétère. Cela a été vérifié dans différentes expériences en laboratoire mais l’extrapolation de ces résultats dans les milieux naturels pose question. Des études chez l’hirondelle rustique (Hirundo rustica) ont montré qu’au niveau de site contaminés autour de Tchernobyl, des taux de mutations 2 à 10 fois supérieurs à la normale étaient observés. On remarque également un fort taux d’albinisme partiel dans ces régions, de l’ordre de 13 à 15 %, alors qu’il ne dépasse rarement 1 % dans d’autres populations. Cet albinisme se retrouve principalement au niveau de plumages nécessitant des caroténoïdes. L’objectif de cette étude est de voir si ces mutants ont des traits morphologiques réduits, si la variation de ces traits est différente entre les individus témoins et les mutants albinos, et enfin de regarder l’héritabilité de ces mutations.

Des hirondelles adultes ont été capturées dans une zone au dehors de la zone d’exclusion de Tchernobyl, cela pour les années 1991, 1996 et 2000. La zone servant de contrôle a été la ville de Kanev, en Ukraine, qui à un taux de contamination très bas.
Quand un adulte capturé avait une ou plusieurs plumes blanches à la place de plumes censées être colorées, il a été noté comme partiellement albinos. Une dizaine de traits morphologiques ont également été mesurés, de manière standardisé.

Si on regarde le pourcentage d’individus albinos, on remarque que dans la zone contrôle il est très faible, et que pour Tchernobyl, il est faible avant 1986 mais devient significativement plus élevé après. Ce pourcentage varie peu après 1986 dans cette même zone. On note qu’il y avait peu d’individus échantillonnés avant 1986 (voir figure).
Les analyses ont également révélé des différences significatives de l’effet de l’albinisme partiel sur 4 des 10 traits morphologiques étudiés.
Concernant la variance de ces traits, elle a été plus élevée pour 5 traits morphologiques chez les mâles, mais cette tendance n’est pas observée chez les femelles.
On observe aussi une absence de variation dans la taille des individus de la population, ce qui est attendus si les mutants albinos n'augmentent pas en fréquence dans la population. Cela suggère une forte sélection contre les individus albinos.

On peut noter le fait qu'il y a très peu de données sur les oiseaux avant la catastrophe, ce qui rend le résultat de la comparaison avant/après peu rigoureux.
On peut également discuter le fait que les auteurs décident de placer les individus en tant "qu'albinos partiels" dès qu'une plume présente une coloration blanche au lieu de coloré. Ce seuil ne permet peut-être pas de bien différencier les individus mutants des non mutants. Néanmoins, si l'on observe déjà des différences avec cette démarcation, il est fort probable que ces différences ne fassent qu'augmenter si l'on sélectionne plus strictement les individus albinos.

Cet article apporte un exemple bien documenté d'effets délétères de faible doses de radioactivité sur une espèce, et cela à plusieurs échelles. En effet, on note que ces effets sont observés au niveau génétique (augmentation du nombres d'albinos) ; au niveau physiologiques (valeurs phénotypiques plus faibles) ; mais également au niveau populationnelle (contre sélection).