Les mambas noirs (Dendroaspis polylepis) sont les serpents venimeux les plus longs et les plus célèbres d'Afrique. Malgré leur redoutable réputation, ces serpents incompris sont des acteurs essentiels de leurs écosystèmes. Ils contrôlent les populations de rongeurs et, à leur tour, contribuent à protéger les cultures et à limiter la propagation des maladies. L’espèce est largement répandue en Afrique subsaharienne, du Sénégal à la Somalie et au sud jusqu’en Afrique du Sud. Ils peuvent s'adapter à de nombreux environnements.
Le zoologiste Cormac Price, dans le cadre d'une nouvelle recherche avec les professeurs Marc Humphries et Graham Alexander et le défenseur des reptiles Nick Evans, a découvert que les mambas noirs peuvent être des indicateurs de pollution par les métaux lourds. Nous lui avons posé la question.
Comment les mambas noirs indiquent-ils une pollution toxique ?
Il s'agit de bioaccumulation. La bioaccumulation se produit lorsque des produits chimiques, comme des pesticides ou des métaux lourds, s'accumulent dans le corps d'un organisme. Ces toxines proviennent d’environnements pollués, de déchets d’activités humaines comme l’industrie manufacturière. Ils polluent l’eau ou le sol et s’accumulent progressivement dans les plantes et les animaux.
Si des toxines sont présentes dans l’environnement, elles peuvent d’abord être absorbées par les plantes, puis par les animaux qui mangent ces plantes, puis par les animaux qui mangent ces animaux. Les mambas noirs se situent assez haut dans la chaîne alimentaire, donc une grande partie des toxines s'accumulent dans leur corps. Ces substances toxiques peuvent atteindre des niveaux dangereux, causant des problèmes de santé à quiconque les consomme.
Nous avons testé la présence de quatre types de métaux lourds (arsenic, cadmium, plomb et mercure) dans le corps des mambas noirs.
Tous nos échantillons provenaient de la municipalité d'eThekwini (grande région de Durban) en Afrique du Sud. Durban est un port à conteneurs très actif et possède un vaste secteur industriel qui comprend la fabrication de produits chimiques, pétrochimiques et automobiles. Parallèlement à toute cette industrie, la municipalité dispose également d'un réseau de réserves et d'espaces verts, connu sous le nom de Durban Metropolitan Open Space System.
Nous avons choisi de tester ces métaux car ils sont largement utilisés dans différentes industries et peuvent provoquer des effets négatifs drastiques sur l’organisme. Le mercure endommage principalement le système nerveux, l'arsenic peut provoquer des cancers et des lésions cutanées, le cadmium endommage les reins et les os et le plomb affecte principalement le développement du cerveau et les fonctions sanguines. Parce que ces métaux s’accumulent avec le temps et sont difficiles à décomposer, même une faible exposition peut entraîner une intoxication chronique et des problèmes de santé à long terme.
Les mambas noirs semblent bien se porter à Durban et profitent de l'abondance de rongeurs dont ils se nourrissent. Partout où il y a des établissements humains, il y aura des déchets et des aliments jetés dont les rongeurs profitent pleinement. Les mambas noirs peuvent également être assez spécifiques à un site lorsqu'ils ne sont pas dérangés, vivant dans le même refuge pendant de nombreuses années, donnant une indication plus claire des niveaux de pollution sur ce site spécifique. Cela fait des serpents potentiellement de bonnes espèces bioindicatrices.
Une espèce bioindicatrice est une espèce qui nous aide à comprendre la santé d’un environnement. Parce qu'ils sont sensibles aux changements comme la pollution ou les dommages à l'habitat, leur présence, leur absence ou leur état peuvent révéler si un écosystème est en bon état ou connaît une augmentation de la pollution ou de la dégradation.
Les polluants peuvent être détectés et calculés à partir d’un détartrage non invasif et inoffensif. Les écailles du serpent sont principalement composées de kératine, le même type de protéine qui produit les cheveux et les ongles humains. Couper une très fine tranche d’écailles de serpent est aussi inoffensif que couper un ongle humain.
Nous avons collecté 31 mambas qui avaient déjà été tués par des véhicules, des personnes ou des chiens, et analysé des échantillons de muscles et de foie pour détecter la présence de toxines. Nous avons également prélevé des coupures d’écailles de 61 serpents vivants.
C'était la première fois en Afrique qu'une espèce de serpent était testée pour voir si elle pouvait être utilisée comme espèce indicatrice de pollution par les métaux lourds.
Qu'avez-vous trouvé ?
Nous avons constaté que les concentrations de métaux lourds dans les écailles étaient corrélées à celles trouvées dans les échantillons de muscle et de foie. Pour trois des quatre métaux, les balances étaient aussi précises que les échantillons de muscle et de foie. La méthode de test inoffensive est donc aussi efficace que la méthode la plus invasive.
Pour l'arsenic, le cadmium et le plomb, les serpents accumulaient des concentrations nettement inférieures de ces toxines dans les sites naturels ouverts du système d'espaces ouverts métropolitains de Durban par rapport aux zones plus industrielles et commerciales. Mercure était moins significativement différent en raison de sa nature plus volatile et de sa capacité à voyager dans l'environnement.
Qu’est-ce qui vous a poussé à tester les écailles de mamba en premier lieu ?
En 2020, j'ai assisté à une conférence sur les amphibiens et les reptiles, où un de mes amis a présenté ses travaux sur les polluants de métaux lourds chez les serpents tigres dans la ville de Perth, en Australie.
Je travaille également depuis quelques années avec Nick Evans de KZN Amphibian & Reptile Conservation sur l'écologie urbaine des reptiles. Nick a commencé à collecter des coupures d'échelle et j'ai commencé à réaliser, en parcourant la littérature, à quel point c'était nouveau à l'échelle continentale. Les serpents n’avaient jamais été testés auparavant en tant qu’espèce bioindicatrice potentielle de la pollution par les métaux lourds en Afrique.
Marc Humphries est professeur de chimie environnementale et j'étais au courant de ses travaux sur l'exposition au plomb des crocodiles du Nil à Sainte-Lucie, une zone humide d'Afrique du Sud. Lorsqu’il a exprimé son intérêt pour l’examen des coupures d’écailles, nous avons été ravis. L'expertise de Graham Alexander sur le comportement des serpents en général et plus particulièrement sur les serpents de Durban a également joué un rôle déterminant dans le succès de cette recherche.
Comment cela peut-il contribuer à lutter contre la pollution ?
La lutte contre la pollution est entre les mains de la municipalité et des gestionnaires de la ville. Ce que font les serpents, c'est nous avertir du danger croissant que ces polluants représentent pour la santé environnementale et, en fin de compte, pour la santé humaine. Ils nous montrent également à quel point les espaces ouverts sont importants pour la santé environnementale et humaine globale de la ville de Durban. Les serpents nous racontent une histoire ; ce que les personnes en position d’autorité décident de faire de cette histoire dépend d’eux.
