Puces d'eau ou Daphnies , pourrait fournir un «système d'alerte précoce» important pour la pollution chimique de nos lacs et rivières.

De plus, là où la prévention de la pollution a échoué, Daphnia pourrait fonctionner comme agent de bioremédiation pour aider à réduire les risques.

Des chercheurs, dirigés par l'Université de Birmingham, ont conçu un nouveau cadre utilisant des technologies "omiques" à haut débit pour détecter les effets des mélanges chimiques ambiants - du type et de la concentration généralement présents dans l'environnement - sur la biologie des organismes vivants. L'approche utilise Daphnia pour comprendre quels produits chimiques peuvent être toxiques pour d'autres espèces et comment. Cela est possible car tous les animaux, y compris les humains, partagent des gènes qui sous-tendent leurs réponses aux changements environnementaux, y compris l'exposition à la pollution.

Les résultats, publiés dans Environmental Science and Technology, offrent une avancée indispensable dans la manière dont les risques existants et nouveaux liés à la pollution chimique sont évalués et atténués. Les travaux pourraient apporter une amélioration significative dans la manière dont les produits chimiques sont réglementés.

De nombreuses maladies modernes telles que le cancer et les maladies auto-immunes peuvent être liées à la pollution chimique, mais la sécurité des produits chimiques est actuellement évaluée à l'aide de méthodes obsolètes, en testant un produit chimique à la fois et en se concentrant séparément sur les risques pour l'homme et pour l'environnement. Une nouvelle approche est nécessaire de toute urgence car il existe au moins 235 000 produits chimiques individuels et 125 000 mélanges chimiques non réglementés dans l'environnement.

Tandis que Daphnia sont depuis longtemps reconnues comme une « espèce sentinelle », utilisées pour identifier et fixer des limites d'exposition aux produits chimiques toxiques par voie réglementaire, le cadre nouvellement publié élargit et affine considérablement leur rôle. Il active Daphnia pour détecter les composants bioactifs dans les mélanges chimiques ambiants et prédire quels produits chimiques sont susceptibles d'être nocifs.

En sachant que tous les animaux évoluent à partir d'un ancêtre commun, l'équipe quantifie la toxicité chez Daphnia et prédit son impact sur d'autres espèces. Dans ce cadre, Daphnia fonctionne comme un canari dans une mine de charbon, fournissant un système d'alerte précoce de la toxicité.

Dans le même temps, l'équipe montre également que Daphnia les souches naturellement adaptées à la pollution chimique peuvent être utilisées comme "agents d'élimination" pour éliminer les produits chimiques de l'eau par bioaccumulation, améliorant ainsi la protection de la santé environnementale de manière durable.

Le travail est important parce que les produits chimiques produits dans les procédés domestiques et industriels, ainsi que dans l'agriculture, ne sont pas éliminés par le traitement des eaux usées et se retrouvent dans nos cours d'eau. À partir de là, ils s'accumulent tout au long de la chaîne alimentaire, finissant par se retrouver sur nos tables sous forme de nourriture et d'eau potable.

Le nouveau cadre impliquait l'Université de Birmingham, travaillant en partenariat avec des collègues de Friends of the Muskoka Watershed, au Canada, l'Université China Jiliang et l'Institut Alan Turing.

Le professeur Luisa Orsini, auteur principal de l'article, a déclaré :"Nous avons besoin d'un meilleur diagnostic de l'impact des produits chimiques sur la faune et les humains, mais aussi, lorsque des produits chimiques ont pénétré dans l'environnement, nous avons besoin d'une remédiation durable de leur impact. Daphnie est un minuscule crustacé de la taille d'un grain de riz et est souvent négligé. Pourtant, ils sont super abondants et peuvent révolutionner la façon dont nous évaluons et atténuons durablement la pollution chimique. Cela aura des effets positifs sur la santé humaine, aidant à prévenir les maladies associées à la pollution chimique."

Le Dr Li, auteur correspondant de l'article, a déclaré :"L'étude de cas que nous rapportons dans l'article montre comment, à l'aide de l'apprentissage automatique, nous pouvons identifier les polluants bioactifs dans les mélanges chimiques ambiants trouvés dans les eaux des rivières, en identifiant des cibles pour les régulateurs."

L'équipe prévoit que l'approche qu'elle a développée pourrait offrir un changement radical dans la réglementation chimique où, généralement, les produits chimiques sont évalués isolément et généralement à des concentrations élevées, ignorant les effets cumulatifs de doses plus faibles et de mélanges chimiques.

Un autre avantage important de la nouvelle approche est qu'elle offre la possibilité de réduire les tests chimiques sur les animaux. Le cadre montre également que les solutions basées sur la nature sont une alternative prometteuse aux processus chimiques/mécaniques actuels, pour permettre la réutilisation de l'eau. L'Université de Birmingham dirige un partenariat international visant à améliorer l'évaluation de la sécurité chimique en utilisant des espèces modèles et des approches informatiques non traditionnelles et plus éthiques. + Explorer plus loin

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