Human, vegetal and animal health, are strongly impacted by environmental changes. How and what are the possible adjustments? These are the questions that the scientists of Université Paris-Saclay are examining.

The world is changing. It is a banality, yet also a research subject. This is because climate changes, loss of biodiversity and also pollution have impacted human, vegetal and animal health. The researchers of Université Paris-Saclay are focusing on interdisciplinarity, to study these phenomena, as in the ACE-ICSEN project (Adaptation to Environmental Changes – Socio-Environmental Changes Institute).

Captors and health hazards

The ACE-ICSEN has joined the Polluscope, the National Research Agency, project on environmental health issues, and also the Previpol project. They respectively focus on the use of captors to measure the pollution in the air in volunteers and the measurements of pollens in the air. The Institute has added a humanities dimension to the study by taking an interest, in the first project, in the acceptability of the captors, and in the second, in the change in behaviour due to risks of allergy. “We aim to improve the epidemiological models in order to provide better tools for larger scale studies”. Explains the coordinator. Two ACE-ICSEN teams are also working on the measurement and analysis of contaminants in the rivers and will map the population affected by this pollution, in 2019. This first stage is essential to identify the risks of pollution and its impact on human health.

Wheat and climate changes

In terms of vegetal health, many researchers are focusing on climate change. Amongst them is a team, grouping scientists of Inra, Agro- ParisTech, the CEA and the CNRS, that has just published a study on the impact of extreme climate events on wheat yield. The 2016 observation showed that wheat yield in the main French area had decreased by 20 to 50% in relation to yields observed over the last sixty years. Scientists therefore researched co-occurrences between abnormal climatic events and severe loss in yield. They discovered that the probability of enduring the former increases following an excess of rain, in the spring, and further increases if this excess is combined with a particularly warm end of autumn, as in 2015.

The researchers however believe that uncertainties on future climate are too important to calculate a pertinent probable future yield loss. “However, we can say that these two variables – temperatures at the end of autumn and rainfall in the spring- were exceptional in 2015-2016, although the first will tend to be more frequent”, summarizes Tamara Ben-Ari, of the Agronomy Laboratory (AgroParisTech/Inra). “We can therefore believe that loss of yield will also become more frequent. In the future, agricultural systems will have to be resilient to the diverse shocks, from drought to excess rain, that will put them in difficulty”.

Pigs and antibiotics

Resilience, resistance… These are the keys to climate change. The stakes are as high in livestock, where agro-ecological transition and reducing the use of antibiotics is where the ambition lies. Claire Rogel-Gaillard, of the Animal Genetics and Integrative Biology Laboratory (AgroParisTech/Inra), is working on this subject: She is studying cohorts of pigs to identify the links between immunity competence and individual variability to resistance to pathogens and answers to vaccination. “We have established that there is a genetic control of immunity parameters, and that it is possible to select animals according to this criteria”, explains the scientist. “We are also studying the variables of intestinal microbiote and its interactions with the immunity response. We are also trying to link these individual variables to the variables with the pathogen responses, or to vaccination in livestock, in real conditions.”

Claire Rogel-Gaillard has shared her work with the colleagues within the Predict project, and this led to a conference, “Health and Predictive Biology”, in May 2017, in collaboration with the ‘Maison des sciences de l’Homme’, Paris-Saclay. The conference proceedings are available, free of charge, and might encourage new interdisciplinary collaborations, essential to work on adapting to climate changes.

The original version of this article was published in L'Edition #9

 Changements environnementaux : quels impacts sur la santé ?

Les santés humaine, végétale et animale sont fortement touchées par les changements environnementaux. De quelles façons et quelles sont les adaptations possibles ? Voilà les questions que creusent les scientifiques de l’Université Paris-Saclay.

Le monde change. C’est une banalité mais également un sujet de recherche. Car le changement climatique, la perte de biodiversité ou encore les problématiques de pollution ont des conséquences sur la santé des hommes, des végétaux et des animaux. Pour étudier ce phénomène, les chercheurs de l’Université Paris-Saclay misent sur l’interdisciplinarité, à l’image du projet ACE-ICSEN (Adaptation aux changements environnementaux - Institut des changements socio-environnementaux).

Capteurs et risques sanitaires

Ainsi, sur les questions de santé environnementale, ACE-ICSEN a rejoint le projet de l’Agence nationale de la recherche Polluscope et le projet Previpol, qui portent, respectivement, sur l’utilisation de capteurs pour la mesure de la pollution de l’air chez des volontaires et la mesure des pollens dans l’atmosphère. L’institut y a ajouté la dimension sciences humaines, en s’intéressant, pour le premier projet, à l’acceptabilité des capteurs et, pour le second, aux changements de comportements liés aux risques d’allergie. « Le but est d’affiner les modèles épidémiologiques afin de fournir des outils utilisés pour des études de plus grande envergure », détaille la coordinatrice. Deux équipes d’ACE-ICSEN travaillent, par ailleurs, sur la mesure et l’analyse des contaminants dans les rivières et dresseront, en 2019, la cartographie des populations affectées par cette pollution. Une première étape indispensable pour identifier les risques des pollutions et leurs impacts sur la santé humaine.

Blé et changement climatique

En matière de santé végétale, c’est plutôt vers le changement climatique que se tourne le regard de nombreux chercheurs. Parmi eux, une équipe, rassemblant des scientifiques de l’Inra, d’AgroParisTech, du CEA et du CNRS, vient de publier une étude sur l’impact des événements climatiques extrêmes sur les rendements du blé.

Celle-ci est partie du constat qu’en 2016, le rendement du blé dans le principal bassin français a diminué de 20 à 50 % par rapport à ceux observés sur les soixante dernières années. Les scientifiques ont donc cherché sur plus d’un demi-siècle les cooccurrences entre événements climatiques anormaux et pertes sévères de rendement. Ils ont découvert que la probabilité de subir ces dernières s’accroît lors d’un excès de pluie au printemps et augmente encore si cet excès est combiné à une fin d’automne particulièrement chaude, comme en 2015.

Les chercheurs ont cependant estimé que les incertitudes sur le climat futur sont trop grandes pour un calcul de probabilité de perte de rendement pertinent pour l’avenir. « En revanche, nous pouvons dire que ces deux variables – températures de fin d’automne et précipitations du printemps – étaient exceptionnelles en 2015-2016, mais que la première va avoir tendance à devenir plus fréquente, résume Tamara Ben-Ari, du laboratoire Agronomie (AgroParisTech/Inra). On peut donc penser que les pertes de rendement seront, elles aussi, plus courantes. La difficulté pour les systèmes agricoles de demain sera d’être résilients à des chocs très divers, allant de la sécheresse à l’excès de pluie. »

Porcs et antibiotiques

La résilience, la résistance… voilà les clés de l’adaptation aux changements. L’enjeu est tout aussi important en élevage, où l’ambition est notamment de promouvoir la transition agro-écologique et de réduire l’usage des antibiotiques. C’est sur ce sujet que se penche Claire Rogel-Gaillard, du laboratoire de Génétique animale et biologie intégrative (AgroParisTech/Inra) : elle travaille sur des cohortes de porcs pour identifier les liens entre compétence immunitaire et variabilité individuelle des résistances aux pathogènes et des réponses à la vaccination. « Nous avons établi qu’il existe un contrôle génétique des paramètres immunitaires et qu’il est ainsi envisageable de sélectionner les animaux sur ces caractères, précise la scientifique. Nous étudions également les variations du microbiote intestinal et leurs interactions avec la réponse immunitaire. Et nous essayons de mettre en relation ces variabilités individuelles avec des variations de la réponse aux pathogènes ou à des vaccinations dans des élevages, en conditions réelles. »

Ces travaux, Claire Rogel-Gaillard les a partagés avec des collègues rassemblés au sein du projet Predict, qui a donné lieu, en mai 2017, au colloque « Biologie prédictive pour la santé », avec la Maison des sciences de l’Homme Paris- Saclay. Les actes du colloque, disponibles gratuitement, ouvriront peut-être la porte à de nouvelles collaborations interdisciplinaires, indispensables pour travailler sur l’adaptation aux changements environnementaux.

La version originale de cet article a été publiée dans le journal L'Edition #9