Une nouvelle étude fournit les toutes premières mesures de mélatonine chez les requins sauvages et montre que la lumière artificielle provenant des grandes villes côtières peut perturber la biologie nocturne des requins, les espèces nourrices étant plus affectées que les requins à pointe noire très mobiles.
Source : Diana Udel / Université de Miami
Photo de couverture : Des scientifiques du programme de recherche et de conservation des requins de l’université de Miami se préparent à prélever des échantillons sur un requin nourrice pêché au large de Miami pendant la nuit. @sharktagging.com
Une nouvelle étude, publiée dans Science of the Total Environment, révèle que les requins vivant dans les eaux côtières fortement éclairées à proximité des grandes zones urbaines présentent des niveaux de mélatonine nocturnes différents de ceux des requins vivant dans des environnements plus sombres et moins développés. Les résultats révèlent que la lumière artificielle nocturne peut influencer les prédateurs marins et avoir des implications plus larges pour les écosystèmes océaniques.
Une forme de pollution souvent négligée
La lumière artificielle nocturne, ou ALAN, est l’un des effets environnementaux les plus répandus de l’urbanisation. Si des études antérieures ont montré que l’ALAN peut supprimer la mélatonine chez les poissons osseux, ses effets sur les requins et autres élasmobranches n’avaient pas été examinés jusqu’à présent.
Pour combler cette lacune, les chercheurs du Shark Research and Conservation Program (programme de recherche et de conservation des requins) de la Rosenstiel School of Marine, Atmospheric and Earth Science (école des sciences marines, atmosphériques et terrestres) de l’Université de Miami ont mené des travaux de terrain nocturnes au large de Miami, en Floride, l’une des régions métropolitaines côtières les plus éclairées des États-Unis, et ont comparé les requins prélevés dans les eaux urbaines avec ceux provenant de zones côtières voisines plus sombres.
L’équipe a étudié deux espèces de requins aux modes de déplacement contrastés : les requins nourrices, qui sont relativement moins mobiles et ont tendance à rester dans les mêmes zones pendant de longues périodes, et les requins à pointes noires, qui sont très mobiles et se déplacent régulièrement dans de vastes régions côtières.
Les résultats ont montré une réponse spécifique à chaque espèce. Les requins nourrices exposés à des niveaux plus élevés de lumière artificielle pendant la nuit présentaient des concentrations de mélatonine nettement inférieures à celles des requins nourrices prélevés dans des environnements plus sombres. En revanche, les niveaux de mélatonine chez les requins à pointe noire ne différaient pas entre les zones fortement éclairées et les zones plus sombres.
« Ces résultats suggèrent que l’exposition à la lumière artificielle pendant la nuit peut réduire les niveaux de mélatonine chez les requins sauvages, mais que leur vulnérabilité dépend de leur comportement », a déclaré Abigail Tinari, auteure principale de l’étude, qui a mené ces recherches dans le cadre de son mémoire de maîtrise à la Rosenstiel School. « Les espèces qui vivent principalement dans des zones polluées par la lumière semblent plus sensibles que celles qui se déplacent régulièrement entre des habitats éclairés et des habitats plus sombres. »
Des effets en cascade sur toute la chaine alimentaire
La mélatonine joue un rôle important dans la régulation des rythmes biologiques quotidiens et est liée à la santé générale et au fonctionnement physiologique de nombreux animaux. Les perturbations de cette hormone ont été associées à des troubles du sommeil et du métabolisme chez les humains et les animaux terrestres, mais son rôle chez les requins reste largement inexploré.
« Les premiers requins ont commencé à parcourir les océans de la Terre il y a plus de 400 millions d’années. Le fait que cette étude suggère que les requins pourraient réagir comme les humains souligne l’importance fondamentale de ce processus, car il est hautement conservé au cours de l’évolution », a déclaré Danielle McDonald, co-auteure de l’étude, professeure au département de biologie marine et d’écologie et directrice du Glassell Family Center for Marine Biomedicine à la Rosenstiel School.
« Cela renforce également les inquiétudes des médecins concernant l’éclairage LED, les écrans et la pollution lumineuse urbaine comme facteurs contribuant aux maladies et aux affections chroniques », a déclaré Mme McDonald. « De plus, les chercheurs pourraient désormais s’intéresser à d’autres aspects de la physiologie de la mélatonine chez les requins afin d’étudier s’il existe des différences dans leurs récepteurs de mélatonine qui pourraient éclairer de nouvelles thérapies ou cibles pour le développement de médicaments destinés à traiter les troubles liés à la mélatonine. »
Cette étude représente la première évaluation des niveaux de mélatonine dans le sang jamais rapportée chez les requins, établissant des valeurs de référence pour les requins nourrices et les requins à pointes noires. Ces données de référence constituent une base essentielle pour la surveillance future et pour comparer la façon dont différentes espèces de requins réagissent au développement croissant des zones côtières.
Les chercheurs ont mené cette étude pendant environ un an, capturant des requins la nuit à l’aide de lignes de recherche de courte durée conçues pour minimiser le stress. Des échantillons de sang ont été prélevés immédiatement et analysés pour déterminer les niveaux de mélatonine. L’équipe a également mesuré des variables environnementales telles que l’intensité lumineuse, la profondeur de l’eau et la température, ce qui lui a permis d’établir un lien direct entre l’exposition à la lumière urbaine et les changements physiologiques. L’échantillonnage nocturne a été effectué à l’aide d’un éclairage rouge à faible impact afin de ne pas perturber la perception naturelle de la lumière par les requins.
« Les requins jouent un rôle clé dans le maintien de l’équilibre des écosystèmes marins, et les changements physiologiques chez les principaux prédateurs pourraient avoir des effets en cascade sur l’ensemble de la chaîne alimentaire », a ajouté Neil Hammerschlag, auteur principal de l’étude, qui a contribué à la recherche alors qu’il était à la Rosenstiel School. « Nos conclusions soulignent que la pollution lumineuse est un facteur de stress environnemental important qui mérite d’être pris en compte au même titre que des menaces plus largement reconnues telles que la perte d’habitat et la pollution chimique. »
Le financement de cette étude a été assuré par The Batchelor Foundation, Inc. et Canon Solutions USA.