Cela fait près d'une décennie depuis la marée noire de Deepwater Horizon. Décrit comme la pire catastrophe environnementale aux États-Unis, près de 5 millions de barils de pétrole brut ont coulé dans le golfe du Mexique, dégradant gravement l'écosystème marin entourant immédiatement le site du déversement et affectant directement les habitats côtiers le long de 1, 773 kilomètres de rivage. Environ 10 millions de gallons restent dans les sédiments au fond du golfe et peuvent continuer à causer de graves dommages physiologiques à la vie marine, y compris l'altération des systèmes sensoriels.

Les poissons marins dépendent du fonctionnement efficace de leurs systèmes sensoriels pour survivre. Malgré l'importance évidente de leur système olfactif (odorat), l'impact de l'exposition au pétrole brut sur la fonction sensorielle reste largement inexploré.

Des chercheurs de la Florida Atlantic University sont les premiers à quantifier les effets physiologiques du pétrole brut entier sur la fonction olfactive d'un vertébré marin, la raie de l'Atlantique, Hypanus sabinus, un poisson élasmobranche. Résultats de l'étude, Publié dans Rapports scientifiques , confirmer que l'exposition au pétrole brut, à des concentrations imitant celles mesurées dans les zones côtières suite à la marée noire de Deepwater Horizon, altération significative de la fonction olfactive de la raie de l'Atlantique après seulement 48 heures d'exposition. Ces résultats suggèrent que l'exposition au pétrole brut pourrait avoir un impact négatif sur la condition physique, conduire à une mort prématurée, et provoquent des effets en cascade supplémentaires à travers des niveaux trophiques inférieurs.

"Les élasmobranches sont réputés pour leurs systèmes sensoriels bien développés, indispensables pour les alerter de la présence de prédateurs, proie, copains, et des conditions environnementales défavorables. Toute altération de ces systèmes sensoriels pourrait avoir un effet néfaste sur leur survie et leur forme physique, " a déclaré Stephen M. Kajiura, Doctorat., co-auteur, professeur de sciences biologiques au Charles E. Schmidt College of Science de la FAU et directeur du laboratoire de recherche Elasmobranch de la FAU.

Les travaux ont été menés par Eloise J. Cave, dans le cadre de sa maîtrise dans le laboratoire de Kajiura. La grotte, qui est maintenant titulaire d'un doctorat. étudiant au Florida Institute of Technology, ont utilisé un test électrophysiologique pour tester les réponses olfactives des raies pastenagues maintenues sous l'eau propre et l'eau traitée à l'huile. Elle a découvert que les animaux exposés au pétrole présentaient une réponse plus faible, avec un début plus lent et une durée plus longue.

"Contrairement à d'autres systèmes sensoriels dans lesquels les cellules réceptrices ne sont pas en contact immédiat avec l'environnement comme l'œil, oreille interne, Ligne latèrale, et électrorécepteurs, les cellules chimio-sensorielles de l'organe olfactif sont directement exposées, par le mucus, à l'eau de mer, " dit Kajiura. " En conséquence, les polluants environnementaux ont la capacité d'endommager directement les cellules réceptrices et d'affecter la fonction olfactive."

Bien que cette étude ait porté sur une eau peu profonde, espèces côtières, les espèces d'élasmobranches d'eau profonde peuvent être très sensibles à l'exposition au pétrole brut. Les chercheurs avertissent que les espèces benthiques d'eau profonde comme les raies - un type de poisson cartilagineux qui se développent pendant des périodes prolongées dans des cas d'œufs sur le fond marin - en particulier, pourrait être continuellement exposé à des concentrations élevées de pétrole brut dans les sédiments tout au long des périodes de développement sensibles. Aussi, parce que le taux métabolique des organismes marins diminue considérablement avec la température, et donc la profondeur, les espèces d'élasmobranches d'eau profonde ont un métabolisme beaucoup plus lent que les espèces d'eaux peu profondes et pourraient donc métaboliser le pétrole brut beaucoup plus lentement. Cette exposition prolongée pourrait se manifester par des résultats différents ou plus graves.

« Dans les conditions du terrain, les animaux sont susceptibles de rencontrer des concentrations d'exposition variables, qui peut être supérieure ou inférieure à la concentration utilisée dans notre étude, " a déclaré Kajiura. " Cette exposition aiguë a le potentiel d'induire d'autres réponses physiologiques, aggravant potentiellement les effets indésirables de la fonction olfactive altérée. Même si l'huile ne cause pas la mort immédiate ou directe, des effets sublétaux pourraient encore réduire la forme physique ou contribuer à une mort prématurée. »

Le pétrole brut contient de nombreux composés organiques et inorganiques complexes, notamment des métaux lourds tels que l'aluminium, manganèse, cobalt, le cuivre, zinc, et le mercure. Les métaux lourds peuvent bloquer les canaux ioniques sodium et calcium dans les systèmes olfactifs des téléostéens, un groupe diversifié de poissons à nageoires rayonnées, entraînant une réduction des réponses olfactives. En outre, les fractions hydrosolubles du pétrole brut ont provoqué une hyperplasie, nécrose, et des lésions sur l'épithélium olfactif. Toutes ces agressions physiques peuvent entraîner une sensibilité olfactive réduite aux stimuli chimiques.