Introduction
La survie des embryons pendant le stockage des œufs fécondés est un domaine complexe, bien que l'on ait beaucoup parlé du retour aux conditions naturelles d'incubation. Cet article explore les mécanismes métaboliques et d'évaporation de l'eau qui influencent le développement embryonnaire, en mettant l'accent sur les facteurs qui affectent la viabilité de l'embryon pendant le stockage.
Développement Embryonnaire Précoce
Fécondation et Clivage
L'œuf est fécondé dans l'infundibulum peu après l'ovulation. Environ 5 heures après la fécondation, lorsque l'œuf atteint l'utérus, les premiers clivages du zygote commencent. Ces clivages se poursuivent pendant environ 11 heures. Le modèle de clivage est extrêmement variable, mais il commence toujours par la formation d'un sillon dans la zone centrale du germe.
Formation de la Cavité Subgerminale
Les 5 ou 6 premières divisions cellulaires suivent verticalement ce sillon. La partie inférieure du sillon s'étend ensuite latéralement, séparant les cellules centrales du germe du jaune. C'est le début de la formation de la cavité subgerminale. Le rythme des divisions mitotiques est extrêmement élevé durant cette période, alternant entre les phases verticales et horizontales.
Stades de Développement Embryonnaire
Après environ 11 heures de clivage, le disque cytoplasmique au sommet du jaune se transforme en un disque opaque d'environ 5 ou 6 cellules de profondeur (stade VI). La formation de l'aire pellucide (area pellucida) débute au stade VII, environ 12 à 14 heures après que l'œuf a pénétré dans l'utérus. Ce processus implique la migration progressive d'un certain nombre de cellules faisant face à la cavité subgerminale vers le fond de celle-ci. Le processus continue pendant 8 à 9 heures pour atteindre, au stade X du développement embryonnaire, une aire pellucide d'une seule cellule d'épaisseur et une aire opaque (area opaca) clairement définie.
Au stade X, on observe également, sur la partie inférieure du blastoderme, la formation de groupes de cellules et une zone, à l'arrière, non impliquée dans cette transformation. C'est généralement à ce stade que l'œuf est pondu : l'embryon contient de 40 000 à 60 000 cellules, son diamètre varie de 3 à 4 mm, et l'axe antéropostérieur y est clairement défini.
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Facteurs de Variation du Développement Embryonnaire
Des facteurs de variation existent. L'âge du troupeau joue un rôle essentiel sur le stade de développement embryonnaire au moment de l'oviposition. Plus le troupeau est âgé, plus le stade de développement est avancé. Le poids des poules semble également jouer un rôle prépondérant : les troupeaux de poids élevé en période d'élevage ont tendance à pondre des œufs à un stade plus précoce que ceux élevés à des poids plus faibles.
La position de l'œuf dans la série influence aussi le stade de développement : leur temps de transit étant souvent plus long, les premiers et derniers œufs de la série ont tendance à être pondus à un stade plus avancé que ceux du milieu de la série. Le type de nid joue également un rôle important : étant donné qu'ils mettent plus de temps à se refroidir, les œufs pondus dans des nids manuels sont souvent à un stade plus avancé de développement que ceux pondus dans des nids automatiques ou dans des cages. Le stade X du développement embryonnaire résiste moins bien que les stades XII ou XIII à des périodes de stockage prolongées. Il s'agit là de stades où l'hypoblaste et l'épiblaste sont encore en cours de formation (stade XII), ou complètement formés (stade XIII).
Pré-incubation
En conditions naturelles, la poule n'a pas tendance à garder les œufs à une température constante. Au contraire, à chaque fois qu'elle pond un nouvel œuf, elle le réchauffe, lui, et celui ou ceux pondus les jours précédents. Il est possible que cette couvaison, aussi courte et intermittente soit-elle, vise à amener les embryons à un stade plus avancé de développement et à favoriser ainsi la régénération des cellules mortes pendant le stockage. Elle consiste en la mise en incubation des œufs, dès leur arrivée au couvoir et avant leur passage en salle de stockage, à une température de 37,7-37,8°C et pendant une période de 6 heures.
Des essais ont donné des résultats positifs (+4,1% en moyenne pour des œufs stockés entre 4 et 13 jours) mais d’autres chercheurs ont obtenu des résultats plus nuancés. Le stade de développement à l’oviposition, la température de pré-incubation, sa durée, semblent en effet être des facteurs qui peuvent grandement affecter le succès de la méthode. Une pré-incubation réalisée quelques jours après la ponte et non pas juste après celle-ci, pouvait avoir des effets négatifs sur les taux d’éclosion. La technique doit donc être employée avec précaution. La méthodologie est encore mal définie et ses effets peuvent s’avérer négatifs.
Le Zéro Physiologique et la Température de Stockage
Le « zéro physiologique », température à laquelle le développement embryonnaire cesse, reste encore mal connu. Alors que certains chercheurs l’évaluent à 20-21°C, d’autres l’établissent entre 25 et 27°C, voire même entre 28 et 29°C. Ces écarts peuvent être liés à des besoins différents, fonction des tissus concernés.
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La température a un effet notable sur l’embryon : même si l’œuf est conservé à une température inférieure à celle du « zéro physiologique », et même si aucun changement morphologique majeur n’est observé pendant le stockage, l’incidence de cellules apoptotiques (qui initient leur processus d’autodestruction) ou nécrotiques semble augmenter au fur et à mesure que la durée du stockage et la température augmentent. Sur des œufs stockés pendant 21 jours, les index de mitose et de nécrose étaient plus élevés lorsque les températures de conservation dépassaient les 10°C. Pour des œufs stockés plus de 14 jours, les meilleurs résultats d’éclosion sont obtenus lorsque la température de stockage est d’environ 12°C.
Évaporation de l'Eau et Qualité de l'Albumen
Mécanismes d'Évaporation
La cuticule organique recouvrant la coquille forme, au niveau des pores, des plaques parcourues de fissures qui s’élargissent au cours du vieillissement de l’œuf et permettent les échanges gazeux entre celui-ci et l’air ambiant. La perte d’eau se fait par évaporation en fonction de cinq paramètres qui sont : la durée de conservation, la température et l’humidité de l’air ambiant, la surface et la porosité de la coquille. Au départ, l’évaporation se fait à partir des membranes coquillères. Elle est par la suite remplacée par une évaporation active à partir de l’albumen.
Impact de l'Évaporation sur l'Albumen
Alors qu’il a été suggéré que ces pertes en eau pouvaient avoir un effet négatif sur la viscosité de l’albumen, aucune relation directe n’à pu, à ce jour, être établie entre évaporation et pH et densité du blanc. Les pertes en eau pendant le stockage étaient peu influencées par l’hygrométrie ambiante lorsque celle-ci variait entre 55 et 75%.
Densité de l'Albumen
La densité de l’albumen « épais » résulte de l’état des liaisons électrostatiques de l’ovomucine (et plus particulièrement de sa sous-unité β) et du lysozyme. Les cations divalents de l’albumen (magnésium et calcium) en sont des facteurs de cohésion. Elle est très dépendante du pH et elle se dégrade naturellement au fur et à mesure que l’âge du troupeau ou le poids de l’œuf augmente.
Évolution du pH de l'Albumen
Au moment de la ponte, le CO2 contenu dans l’albumen s’échappe progressivement. Le rythme de libération du CO2 va surtout dépendre du pouvoir tampon de l’albumen (qui atteint son minimum lorsque le pH varie entre 7,0 et 9,0), mais également de la température ambiante, de la conductance de la coquille, de la durée du stockage et de l’environnement gazeux autour de l’œuf. Les déperditions entraînent une élévation du pH de l’albumen.
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L’élévation du pH est importante et nécessaire : non seulement parce que le développement embryonnaire précoce est régi par des enzymes pH dépendantes, mais également parce que le pH alcalin qui en résulte, protège l’embryon d’éventuelles attaques bactériennes. L’essentiel de l’élévation du pH a lieu pendant les 3 ou 4 premiers jours. Ceci peut expliquer le fait que les œufs stockés pendant de courtes périodes ont tendance à mieux éclore que ceux incubés le jour même de leur ponte : la dégradation de l’albumen qui résulte de l’élévation du pH, faciliterait les échanges gazeux et le transport des nutriments vers l’embryon. Ce qui précède est surtout vrai pour les œufs issus de jeunes troupeaux : la densité de leur albumen est bien supérieure à celle des œufs issus de vieux troupeaux. Quel que soit le pH de départ, il tend toujours à se stabiliser au même niveau, aux environs de 9,0-9,2, 4 à 5 jours après la ponte. Le stockage prolongé n’entraîne donc pas une élévation supplémentaire du pH.
Évolution du pH du Jaune
Au moment de la ponte, le pH du jaune se situe entre 6,0 et 6,3. Il augmente progressivement par la suite pour se stabiliser aux alentours de 6,5-6,8. Au cours du stockage, les altérations physico-chimiques du jaune sont très dépendantes de celles décrites pour l’albumen. Si ces altérations sont accélérées (notamment par l’ingestion de certaines matières premières, certains anticoccidiens, voire même de certains antiparasitaires), des tâches à la surface du jaune peuvent apparaître : c’est le phénomène de mottling ou de jaunes « marbrés » qui peuvent même exister dès la ponte.
Fragilisation de la Membrane Vitelline
Puisque de densité plus légère, l’albumen entraîne en se liquéfiant le déplacement du jaune vers le haut, là où se trouve, en conditions normales de stockage, la chambre à air. Au cours du stockage, le pH de l’albumen passe donc rapidement d’environ 7,6 à 9,0 ou 9,2 et cette modification entraîne une augmentation progressive de la perméabilité de la membrane vitelline. Or, c’est cette dernière avec les chalazes qui protègent l’embryon au cours du stockage et pendant les 2 ou 3 premiers jours de l’incubation (jusqu’à la mise en place des annexes embryonnaires). La fragilisation de la membrane vitelline expose donc l’embryon à des pH fortement alcalins et il est suggéré que ceux-ci puissent être responsables de mortalités embryonnaires précoces.
pH et Développement Embryonnaire
Le pH de l’espace extracellulaire au cours des toutes premières heures d’incubation varie de 7,9 à 8,4. La migration du fibroblaste est optimale lorsque le pH est de 8,2. Pour un développement optimal de l’embryon, le pH de l’albumen doit se situer entre 8,2 et 8,8. Il apparaît ainsi que le fort gradient de pH auquel est soumis l’embryon (environ 3 unités de pH entre le jaune et l’albumen) soit nécessaire à son développement. Ceci ne veut aucunement dire que le pH de l’embryon évolue avec le temps : quel que soit le gradient auquel il est soumis, le pH de l’embryon reste assez stable tout au long du stockage. C’est à ce niveau-ci qu’interviendrait le stade du développement embryonnaire au moment de l’oviposition : alors que des stades précoces, de par leur métabolisme et la production de CO2 qui en découle, seraient incapables de maintenir un pH adéquat, il serait plus aisé de le faire pour des embryons à un stade plus avancé de développement.
L’emploi du CO2 ne soit bénéfique que si les concentrations employées parviennent à ramener le pH de l’albumen à un niveau proche de celui observé au cours des 3 à 5 premiers jours de stockage.
Humidité et Retournement des Œufs
Rôle de l'Humidité
L’humidité au cours du stockage ne semblait pas jouer un rôle crucial dans la survie de l’embryon. Sur des œufs stockés à une température de 23,9°C pendant une période de 14 jours, les pertes en eau les plus importantes et les moins bons résultats d’éclosion ont été observés. Lorsque les températures de conservation sont faibles (au-delà du 7ème jour), il peut être plus difficile d’atteindre des volumes suffisants de vapeur d’eau dans l’air pour éviter une déshydratation excessive. Dans la pratique, parce que la conductance de leur coquille peut parfois être trop élevée, ou parce que la qualité de leur albumen est insuffisante, seuls les œufs issus de vieux troupeaux montrent une sensibilité accrue à des taux d’humidité faibles. Il est malgré tout admis que les pertes en eau pendant le stockage doivent être maîtrisées.
Retournement des Œufs
Le retournement permettrait à l’embryon d’être exposé à des sources nouvelles de nutriments et que ceci lui conférerait la capacité de mieux résister à des périodes de stockage prolongées. En absence de retournement, l’embryon serait exposé à un environnement unique, peut-être très rapidement dégradé par le métabolisme embryonnaire. Le retournement permettrait donc à l’embryon d’avoir accès à de nouvelles sources d’énergie. Le retournement prévient une déshydratation et une oxydation excessives de l’embryon (le jaune aurait moins tendance à se coller aux membranes coquillères).
Des œufs stockés à un angle de 50°, et retournés tous les jours de 180°, avaient des résultats d’éclosion meilleurs que des œufs non retournés. Les effets de ce retournement étaient d’autant plus importants que la période de stockage était longue (peu ou pas d’effets jusqu’à 14 jours de stock, effets marqués à partir de 21 jours et au-delà). Le retournement pendant le stockage était surtout bénéfique aux œufs issus de vieux troupeaux mais que son impact sur des œufs issus de jeunes troupeaux…
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