Scott McCairns, explorateur de la qualité de l’environnement

C’est en novembre 2016 que Scott McCairns rejoint l’unité Écologie et santé des écosystèmes (1) de l’Inra à Rennes. « Le poste était annoncé sur un réseau de chercheurs en biologie évolutive, le profil m’a de suite intrigué. » Ce qui le pousse à postuler au concours, c’est la problématique de l’évolution associée au domaine de l’écotoxicologie. « Et puis pour un gastronome comme moi, la France est un vrai bonheur ! »

Des gènes modèles, témoins de la santé des eaux

L'étude des impacts à long terme des polluants chimiques

Dès 2017, il se lance dans le montage de deux projets de recherche d’envergure. Le premier, Evotoxis, vise à étudier les impacts à long terme des polluants chimiques sur les populations de daphnies, aussi appelées « puces d’eau », des micro-crustacés utilisés comme bioindicateur de la qualité de l’eau. « Les daphnies sont un modèle très intéressant : leur cycle de vie étant très court, elles peuvent en effet être élevées en labo sur de nombreuses générations successives. Elles alternent par ailleurs reproduction clonale et sexuée : des conditions idéales pour évaluer les effets des pollutions sur l’ensemble du génome exprimé, et de mieux estimer la transmission de ces effets entre générations ».
Avec le second projet, Tremit, Scott entend cette fois-ci se focaliser sur l’étude de la toxicité d’un composé en particulier, la méthylisothiazolinone (MIT), biocide utilisé dans les produits de nettoyage industriel et ménager, ou dans les produits cosmétiques et d’hygiène. « La MIT est reconnue comme substance sensibilisante cutanée chez l’homme, mais ses effets sur l’environnement sont moins connus. L’objectif est d’évaluer l’influence de l’exposition à la MIT sur l’expression des gènes des daphnies, et ainsi d’étudier les effets transgénérationnels de l’exposition à la MIT dans les écosystèmes aquatiques ».
Les prochaines étapes : lancer les expérimentations en échantillonnant plusieurs populations et établir des lignées en laboratoire. Car Scott a décroché le financement de ses deux projets : « Cela n’étant jamais garanti, j’ai choisi d’en proposer plusieurs pour avoir au moins une chance ! Une très bonne année 2017 pour moi ! » Et surtout le fruit d’un travail acharné sur un terrain qui lui est familier.

L’évolution des populations de poissons au long cours

Des ressources génétiques exceptionnelles

Son itinéraire de chercheur prend racine dans son Canada natal. Après avoir travaillé deux ans sur l’évolution des traits d’histoire de vie chez la truite à Halifax, en Nouvelle-Ecosse, il entreprend en 2006 une thèse à l’université de Laval au Quebec : « mon travail portait sur l’identification des facteurs environnementaux responsables de la structuration génétique et phénotypique des populations d’épinoche à trois épines. Cela ouvrait les portes de l’écophysiologie évolutive, domaine émergent à l’époque ». Après sa thèse, ce qu’il appelle « le bon timing » le conduit à Helsinki en Finlande, pour poursuivre ses travaux sur l’épinoche à trois épines, au cours d’un post-doctorat, puis d’un projet de recherche indépendant : à l’intersection de la génétique et de l’environnement, il approfondit ses compétences en bioinformatique en travaillant sur des jeux de données importants. « Des recherches que je continue de suivre, et qui m’ont à l’époque permis de prolonger mon séjour en Finlande. » Une expérience culturelle qui l’a marqué de façon surprenante : « j’ai été moins dépaysé lors d’une mission de 6 mois en Afrique !  Cela peut par exemple être tout à fait normal pour un Finlandais de rester silencieux pendant plusieurs heures, je n’étais pas habitué à ça ! » Après 5 ans à Helsinki, Scott a des envies d’ailleurs. Toujours ce « timing » et le réseau des chercheurs en biologie évolutive qui le conduisent au Centre de biologie pour la gestion des populations à Montpellier (2) en 2015. Avec le projet Genesis, il s’intéresse au séquençage à haut débit pour modéliser les voies de colonisation d’une espèce invasive, le goujon asiatique, qui menace les cours d’eau européens. Un pont entre écotoxicolgie et invasions biologiques qui le conduira à Rennes quelques mois plus tard….

Travailler aujourd’hui avec les daphnies lui ouvre des perspectives. « Elles produisent ce que l’on appelle des œufs de dormance : très abondants, il se déposent sur le sédiment au fond de l’eau. Lorsque les conditions de température et de lumière ne sont pas favorables, ils n’éclosent pas. » Des ressources génétiques exceptionnelles. En sondant des lacs et étangs anciens, il serait ainsi possible de récupérer des œufs non éclos datant de plus de 300 ans, des lignées vierges de toute exposition aux produits chimiques. « Un labo aux USA a réussi à ressusciter des œufs datant du 15e siècle : ça équivaut à ressusciter un mammouth dans la glace et comparer à la fois sa physiologie et sa morphologie à un éléphant moderne. C’est un privilège et c’est fascinant de pouvoir travailler sur des organismes vivants ! » De l’inspiration, Scott n’en manque jamais…

^{(1) Unité mixte de recherche Écologie et santé des écosystèmes (Inra-AgroCampusOuest), centre Inra Bretagne-Normandie
(2) Unité mixte de recherche Centre de biologie pour la gestion des populations (Inra-IRD-Cirad-Montpellier SupAgro), centre Inra Occitanie-Montpellier.}