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Un TPE sur le Nucléaire et la Biodiversité
26 février 2014

Radioactivité : quels effets sur la biodiversité ?

  • Qu'est-ce-que la biodiversité ?

        La biodiversité est l’ensemble des milieux naturels et des formes de vie (plantes, animaux, êtres humains, champignons, bactéries, virus…) ainsi que toutes les relations et les échanges qui existent, d’une part, entre les organismes vivants eux-mêmes, et, d’autre part, entre ces organismes et leurs milieux de vie.

La vie sur terre comprend trois aspects dépendants les uns des autres :

- la diversité des espèces (dont l’espèce humaine).

- la diversité des individus (diversité des gènes) au sein de chaque espèce,

- la diversité des milieux de vie (écosystèmes) : des océans aux forêts jusqu' au contenu même des cellules où notamment des parasites peuvent vivre.

         Les interactions entre les êtres vivants se manifestent principalement par les réseaux trophiques de la chaîne alimentaire : les producteurs primaires, en particulier les plantes, sont mangés par les producteurs secondaires, comme de petits invertébrés, qui sont à leur tour mangés par les consommateurs primaires, les poisons par exemple, eux-mêmes mangés par les consommateurs secondaires tels que de plus gros poisons ou des oiseaux, qui finissent par être mangés par les consommateurs tertiaires, comme des rapaces. Parallèlement, les déchets organiques de chaque  niveau trophique sont transformés en minéraux qui enrichissent le sol par les décomposeurs, comme des bactéries ou les lombrics.

 

la-chaine-alimentaire1

 

 

Interessons-nous maintenant aux effets de la radioactivité sur la biodiversité au travers de différents exemples. 

 

     1.  Le papillon

            Six mois après l'accident de Fukushima, des biologistes ont mis en évidences des mutations génétiques sur des papillons de l'espèce zizeeria maha, jusqu'alors réputés très peu sensibles aux radiations. Les scientifiques ont d'abord capturé un groupe de 144 papillons deux mois après l'accident dans dix endroits différents du Japon, dont la région de Fukushima. Ces papillons n'étaient qu'à l'état de larve quand la catastrophe s'est produite : une fois éclos, les spécimens collectés ne présentaient pas plus de malformations que la moyenne. En revanche, 18% des papillons de la génération suivante, issus du croisement d’insectes sains et d’insectes exposés aux radiations, présentaient des anomalies : antennes atrophiées, malformations des pattes, lésions au niveau des yeux et des ailes. La génération suivante, elle, présentait 34% de papillons anormaux. Six mois après la catastrophe, plus de la moitié des papillons capturés lors d’une seconde opération près de la centrale présentent des anomalies morphologiques.

            Pour confirmer leurs résultats, les scientifiques ont exposé à des rayonnements ionisants des papillons de la même espèce non affectés par des radiations et sont parvenus à la même conclusion : les malformations constatées chez les papillons de Fukushima étaient effectivement dues aux  déchets radioactifs provoquées par l’accident nucléaire.

Papillons Fukushima

 

     2.  Chez les végétaux

            Aux alentours de Fukushima, de nombreuses plantes poussent avec des malformations : des protubérances apparaissent sur les kakis, les pétales des roses sont mouchetés, les fleurs poussent en se dédoublant et certaines plantes perdent la coloration de leurs feuilles. Cependant, aucune étude ne s'est penchée sur le cas de ces modifications : en effet, certains végétaux développent ce type de mutations naturellement, sans jamais avoir été irradiés.

            En revanche, le cycle des saisons est perturbé : les arbres fanent avant que les feuilles ne se colorent. Il en va de même pour certains cerisiers qui fleurissent en automne et des tournesols qui le font en hiver ou avant même la saison de la floraison. Ce dernier phénomène n'a pas non plus été expliqué scientifiquement, mais il est apparu directement après l'accident nucléaire et n'existe pas naturellement. La raison nucléaire est donc plus qu'envisageable.

Kakis retrouvés à Fukushima ◄ Kakis retrouvés à Fukushima

Kaki normaux ◄ Kakis "normaux"

                      

     3.  Les poissons

            L’exemple le plus flagrant de mutations génétiques se trouve chez les poissons : en effet, les particules radioactives suivent la chaine alimentaire et se concentrent de plus en plus dans les organismes des consommateurs. Ainsi, les poissons qui se situent plutôt en bout de chaîne sont, sur la durée, plus sensibles à la pollution radioactive.

Ainsi, on observe fréquemment chez eux des mutations très rares, qui se produisent normalement une fois par millénaire : certains poissons naissent avec 3 yeux, d’autres à deux têtes. La commercialisation des poissons pêchés dans la zone de Fukushima a été interdite mais, encore une fois, les gouvernements refusent d’admettre un possible lien entre les accidents nucléaires et ces mutations, ce qui rend toute recherche scientifique impossible.

poisson 2 bouches    

Même dans des lieux où les centrales nucléaires sont absentes, les effets de la radioactivité se font sentir : voici un poisson péché dans le Mercantour, en France, peu de temps après le passage du nuage radioactif de Tchernobyl.

poisson 2 têtes

Ici, une larve de saumon à deux têtes, retrouvée dans une culture réalisée pour les besoins du congrès environnementale du Yura (Japon), en janvier 2012.

poisson 3 yeux 1    poisson 3 yeux 2

Ce poisson loup à trois yeux a été péché dans le lac Chorro de Agua Caliente, qui reçoit les eaux de refroidissement d’une centrale nucléaire argentine.

 

     4.  Le cas de Tchernobyl

        Au moment même de la catastrophe, les organismes vivants n’étaient pas préparés à recevoir une irradiation si forte : des dizaines de millions d’animaux et d’arbres ont étés retrouvés morts dans la zone interdite. Aussi, il y aurait eu plus de 400 naissances anormales chez les animaux domestiques élevés autour de la centrale dans les mois et les années qui ont suivi.

        Pourtant, à l’heure actuelle, il semblerait que la nature ait repris ses droits : en effet, l’activité humaine a complétement disparu sur le site ce qui a permis l’épanouissement de la faune : certaines espèces absentes avant l’accident comme les ours et les lynx s’y sont installés, les oiseaux nichent à même les sarcophages de béton qui renferme l’ancien réacteur et le cheval de Przewalski, une espèce très rare, presque éteinte, y a trouvé refuge.

        De plus, tous ces animaux sont apparemment en bonne santé. Ils ont donc dû s’adapter à la vie dans un écosystème hautement radioactif et lutter, à l’échelle microscopique, contre les rayonnements radioactifs.

        En effet, des études sur des milliers de rongeurs capturés à Tchernobyl n’ont montré aucun signe de mutation génétique. D'autre part, des scientifiques ont prouvé que le passage dans la zone contaminée de Tchernobyl agirait comme un « vaccin » : en effet, ils ont apporté des souris blanches de laboratoire sur le lieu de l’accident et les y ont laissées pendant 45 jours. Un autre groupe de souris non exposé sert de témoin. Les deux lots de souris ont ensuite étés soumis à de fortes radiations et les chercheurs ont remarqué que celui qui a séjourné à Tchernobyl y a mieux résisté.

        L’exemple de Tchernobyl nous permet d’étudier les conséquences des accidents nucléaires à long terme : si les effets directs sont désastreux, il se pourrait pourtant que la vie soit à nouveau possible dans les zones interdites, après une adaptation des organismes des êtres vivants.

 

     5.  Et pour l'homme ?

        Même si les effets de la radioactivité sur l’homme n’ont pas été clairement mis en évidence, il est certain qu’il risque d'être contaminé s’il vit dans un environnement radioactif : ce schéma nous montre le mécanisme de la contamination alimentaire : 

Méchanisme contamination

        En effet, les protéines d'individus mutés pourraient être cassées en acides aminés, réutilisés par la suite pour fabriquer de nouvelles protéines de l'être humain. Ainsi, ces nouvelles protéines seraient elles-même mutées et entraînerait, à l'échelle macroscopique une modification du phénotype de l'individu. Si les poissons radioactifs de Fukushima étaient commercialisés, leurs consommateurs seraient alors irradiés.

        La contamination des êtres vivants est donc un réel problème pour l’homme car il se situe au sommet de la chaîne alimentaire : c’est dans son organisme que se concentrent toutes les particules radioactives. 

        À Tchernobyl, la faune et la flore ont survécu, mais au prix de lourdes pertes. Le contrôle du taux de radioactivité de l’environnement et de l’alimentation des hommes est donc capital pour la survie de l’espèce humaine.

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Un TPE sur le Nucléaire et la Biodiversité
  • Comme son nom l'indique, ce blog est le résultat final d'un TPE (Travaux Pratiques Encadrés) réalisé par trois élèves de 1eS : vous y trouverez des informations sur les mutations radio-induites et les effets d'accidents nucléaires sur la biodiversité.
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