La demande mondiale de protéines animales, en particulier de volaille, est en constante augmentation. Pour répondre à cette demande, l'industrie avicole s'est concentrée sur la sélection de poulets de chair à croissance rapide. Cependant, cette sélection intensive a entraîné des effets indésirables, notamment des problèmes de santé et de bien-être animal. Pour atténuer ces effets, des études se concentrent sur l'optimisation de l'alimentation des reproductrices et des embryons, y compris des stratégies telles que la supplémentation en nutriments et le "in ovo feeding".
Contexte et Enjeux de la Production Avicole
La population mondiale croissante entraîne une augmentation des besoins en céréales et en viande. La volaille, source de protéines animales populaire, est rapide et peu coûteuse à produire, sans contraintes religieuses. La production de volailles est en hausse (+2% par an, 107 MT en 2013), se classant deuxième derrière la viande de porc (114 MT) et devant la viande bovine (68 MT).
Dans la filière "poulet de chair", une restriction alimentaire des reproducteurs est pratiquée pour maximiser la production d'œufs et de poussins. Les reproductrices reçoivent en moyenne 25% de leur consommation normale. Cette restriction maintient le poids corporel dans des limites définies pour assurer une bonne reproduction à l'âge adulte, mais impacte négativement la progéniture.
Impact de l'Alimentation Maternelle sur le Développement Embryonnaire
La restriction des reproducteurs et les niveaux de production d'œufs peuvent altérer la composition de l'œuf, entraînant des carences en nutriments essentiels pour le poussin. Chez les animaux en croissance, tout changement quantitatif (énergie, protéines) ou qualitatif (type de régime, nutriments, distribution) affecte le métabolisme, la consommation d'énergie, l'efficacité alimentaire, la répartition des nutriments et la qualité de la viande. Cette remarque vaut également pour un embryon en développement.
La supplémentation en nutriments de l'œuf, via l'alimentation maternelle ou des injections in ovo, est une stratégie innovante pour optimiser l'apport de nutriments à l'embryon, améliorant ainsi le démarrage et la robustesse des poussins. La période d'incubation et la première semaine d'âge sont cruciales pour leur santé, leur bien-être et leurs performances de croissance.
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Durée du Développement Embryonnaire
La durée du développement embryonnaire de l'oiseau varie selon l'espèce et sa vitesse de croissance, allant de 10 jours chez le Vacher à 80 jours chez l'Albatros royal. Les canards nécessitent 28 à 36 jours, les oies 30 à 35 jours et les poulets domestiques 21 jours.
Le développement embryonnaire représente 33 à 38% de la vie d'un poulet de chair moderne, et plus de 50% si l'on inclut la période d'incubation et la période périnatale (jusqu'à 4 jours après l'éclosion). Chez les vertébrés ovipares, le développement embryonnaire se déroule entièrement dans l'œuf, indépendamment de la mère. L'œuf est une enceinte close contenant tous les éléments nécessaires à la survie, au développement et à la protection de l'embryon, à condition d'être incubé dans des conditions optimales (température, humidité, retournement).
Sélection Génétique et Ses Conséquences
En 2014, la production mondiale de viande de volailles était estimée à 110,5 MT, soit une augmentation de plus de 3% par rapport à 2013. Les perspectives agricoles de la FAO prévoient une progression de la production de viande de volailles de 1,8% par an de 2015 à 2024.
Pour répondre à cette demande croissante, les poulets de chair ont été sélectionnés pour une croissance rapide, avec une augmentation de poids corporel d'environ 3,3% par an. L'âge d'abattage a diminué d'environ 1 jour par an. En Europe, la durée d'élevage est inférieure à 6 semaines pour les poulets de chair "standard". Cependant, le squelette et les systèmes immunitaire et cardio-vasculaire n'ont pas suivi l'augmentation de la masse musculaire.
Cette sélection a entraîné des effets indésirables tels qu'une fréquence accrue d'ascites, des défauts de squelette et de viande, une immunosuppression et une sensibilité accrue aux maladies infectieuses et métaboliques. Les besoins alimentaires ont été établis principalement sur la base des performances de croissance, sans tenir compte d'autres fonctions comme l'immunité. Une alimentation ad libitum des reproducteurs conduit à une obésité excessive, une faible capacité de reproduction, une morbidité et un taux de mortalité élevés, impactant le bien-être des oiseaux.
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Facteurs Déterminants dans la Restriction Alimentaire
Outre la sévérité de la restriction alimentaire, le moment et la durée de la restriction pendant la période d'élevage sont des facteurs déterminants pour les performances de ponte et le phénotype des descendants. Une restriction avant la maturité sexuelle peut affecter les hormones circulantes. Un déficit en protéines ou le jeûne modifient également le statut endocrinien. Des modifications hormonales dans l'œuf ont été observées avec des régimes à faible teneur en protéines, affectant le taux de ponte, le poids des œufs, la quantité de leptine dans le jaune et l'expression de gènes chez les descendants. Les poussins présentaient un poids plus faible à l'éclosion, mais une croissance post-éclosion plus rapide. Des régimes jouant sur les teneurs en protéines impactent négativement la reproduction, mais améliorent les performances des descendants. Des effets maternels ont été décrits sur le développement et la composition corporelle de poussins issus de mères restreintes, présentant une croissance moindre et une plus forte adiposité. Ce management a engendré des pertes économiques du fait d'une réduction de la masse corporelle des animaux et d'une diminution de leur efficacité alimentaire. Les régimes alimentaires des reproductrices peuvent avoir une signature olfactive que les embryons sont capables de capter.
Composition de l'Œuf et Modulation Nutritionnelle
La composition de l'œuf est stable, mais l'alimentation de la poule peut moduler les teneurs en nutriments essentiels comme les acides gras, les vitamines, les oligo-éléments, les caroténoïdes et certains acides aminés, influençant les performances des descendants.
Lipides
Les lipides sont les nutriments majeurs du jaune, fournissant l'énergie à l'embryon. Les acides gras sont essentiels pour le développement embryonnaire, la croissance, le système nerveux central et le système immunitaire. Une déplétion en acides gras essentiels provoque des éclosions plus tardives et une croissance plus lente. La structure des lipoprotéines est stable, mais l'équilibre des acides gras peut être modulé via l'alimentation maternelle.
Les acides gras poly-insaturés (AGPI) varient en fonction de la source lipidique. Les acides gras n-6 (AG ω6) se trouvent dans les huiles de soja, tournesol ou carthame. Les acides gras n-3 (AG oméga 3 ou ω3) se trouvent dans les huiles de poisson, de lin, de millet, de colza ou dans les microalgues. Des variations de la composition et de l'équilibre en acides gras dans le jaune peuvent avoir des répercussions sur l'éclosabilité, la croissance, les performances et l'immunité passive des descendants. Une alimentation maternelle riche en oméga 3 présente des propriétés olfactives transmises à l'œuf et perçues par les embryons. Les AG ω3 à longue chaîne (AG ω3 LC) ont un effet positif sur le développement et le fonctionnement du cerveau. L'enrichissement des œufs en AG ω3 LC peut se faire en alimentant les canes avec un régime contenant du DHA et de l'acide linolénique (microalgues et huile de lin), ce qui n'affecte pas leurs performances de ponte et de reproduction ni le poids et la teneur en lipides des jaunes d'œufs. Les canetons issus de canes alimentées avec un régime enrichi en AG ω3 ont un poids vif supérieur et un indice de consommation inférieur. L'enrichissement en AG ω3 LC réduit également la fréquence et la gravité du picage chez les canetons et réduit la durée d'immobilité tonique.
Minéraux et Vitamines
Des supplémentations minérales et en vitamines via l'alimentation maternelle sont souvent étudiées pour résoudre les problèmes de minéralisation du squelette et les problèmes de pattes. Les avitaminoses se traduisent par une diminution de la ponte et une chute du taux d'éclosion. Une carence en vitamine A double la fréquence des malpositions de l'embryon dans l'œuf. Une déficience en vitamine E entraîne une désintégration des vaisseaux sanguins du blastoderme. La vitamine D3 régule le flux de calcium à travers la membrane chorioallantoïque (CAM).
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Les vitamines liposolubles (A, E, D) et hydrosolubles (riboflavine, B12, thiamine, biotine, acide folique…) peuvent être enrichies dans l'œuf via l'alimentation des femelles. La vitamine A est fabriquée par la poule grâce aux caroténoïdes. Les teneurs en caroténoïdes varient en fonction des sources végétales utilisées. Leur rendement de dépôt dans le jaune d'œuf est variable. Ces caroténoïdes donnent la couleur au jaune d'œuf et présentent un pouvoir anti-oxydant. La vitamine D n'est efficace que si l'alimentation contient suffisamment de calcium et de phosphore. La vitamine D2 est moins efficace que la vitamine D3 pour l'oiseau. La vitamine E, indispensable pour la fertilité et le développement du cerveau, n'est efficace que si le sélénium est présent en quantité suffisante. Des minéraux tels que l'iode, le sélénium, le magnésium, le zinc, le cuivre ou le manganèse peuvent également être enrichis dans l'œuf. Le sélénium peut être augmenté d'un facteur 5 à 10 et sa teneur sera supérieure dans le blanc d'œuf.
Acides Aminés
Les besoins en acides aminés des reproductrices étaient définis en mesurant la réponse des animaux en termes de production d'œufs. Devant l'évidence croissante des effets des acides aminés sur le phénotype des descendants, ces besoins sont actuellement ré-évalués. Des études testent différentes teneurs en lysine ou arginine digestibles.
Techniques de Modification Génétique: Le Knock-out
Le remplacement d’un gène cible par recombinaison homologue est une technique utilisée chez la souris (souris transgéniques) pour réaliser de nombreuses modifications du génome : mutations nulles (invalidation), insertion de copies multiples du gène, introduction d’un gène rapporteur sous le contrôle du promoteur du gène d’intérêt, mutagenèses conditionnelles pour un tissu donné ou à une période donnée.
L’utilisation des souris transgéniques permet de répondre à de nombreuses questions comme, par exemple, la détermination du phénotype résultant de l’absence ou de l’introduction de copies multiples d’un gène, l’analyse des facteurs contrôlant la synthèse d’une protéine, l’étude du phénotype induit par une mutation ponctuelle et des gènes nécessaires au développement. La production, par recombinaison homologue, d'un gène muté dans des cellules ES (cellules souches embryonnaires) permet d'obtenir des organismes où le gène d'intérêt n'est pas exprimé. Cette méthode très puissante a permis de connaître le rôle de la plupart des molécules du système immunitaire (cytokines, récepteurs de cytokines, molécules de transduction du signal) dans la réponse immunitaire. Ces méthodes sont particulièrement précieuses du fait de la redondance du système immunitaire.
Controverses et Promesses des Cellules Souches
Les controverses autour des cellules souches, notamment embryonnaires, sont vives. En août 2001, George W. Bush a limité l'accès des chercheurs bénéficiant de financements fédéraux aux seules collections de cellules souches déjà existantes, afin de protéger l'embryon. Cette décision a suscité des inquiétudes quant à un effondrement de la domination américaine en sciences du vivant et a conduit à des initiatives locales pour développer des centres d'excellence en cellules souches embryonnaires.
La question de la plasticité des cellules souches, c'est-à-dire leur aptitude à la différenciation en cellules adultes diverses, est au cœur des débats. Les cellules souches embryonnaires ont la capacité de donner naissance à toutes les cellules du corps après une série de différenciations. Les cellules souches adultes étaient considérées comme le mode local de renouvellement cellulaire, mais des recherches ont montré que des cellules souches adultes pouvaient se différencier en cellules d'un autre tissu, ouvrant de nouvelles perspectives thérapeutiques.
La promesse de la recherche sur les cellules souches est invoquée par toutes les parties (scientifiques, patients, politiques, moralistes). Les scientifiques promettent des essais thérapeutiques rapides, tandis que les critiques dénoncent ces promesses comme des illusions. Aucune partie ne peut abandonner le terrain de la promesse à la partie adverse.
Autonomisation du Corps et Logique Assurantielle
Trois usages des cellules souches, aux frontières du thérapeutique et de l'assurance biologique, montrent la forme complexe d'autonomisation du corps induite par la logique assurantielle. La possibilité de conserver le sang contenu dans le cordon ombilical et l'extraction de cellules souches adipeuses lors de liposuccions sont deux des formes les plus médiatisées de la révolution de la cellule souche adulte. Les banques privées offrent aux parents la garantie d'un stockage du sang du cordon ombilical, jouant sur la rhétorique de l'assurance. La transformation des tissus adipeux en cellules souches réintègre ce qui était un déchet dans le circuit du soin à la personne.
Dans le cas des cellules souches embryonnaires, celles qui sont issues d'un clonage thérapeutique ont été les candidates à la bancarisation les plus médiatisées. Le clonage thérapeutique permet d'avoir accès à la version originale de la souche, à un stade où les amorces de différenciation n'ont pas eu lieu, et de maintenir l'unicité de la personne juridique en démultipliant à l'infini la possibilité de futurs soins.
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