Effets des CEM de faible niveau sur la faune et la flore

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Ce que la recherche nous apprend sur une approche écosystémique

B. Blake Levitt1*, Henry C. Lai2* and Albert M. Manville II3* 1National Association of Science Writers, Berkeley, CA, United States, 2Department of Bioengineering, University of Washington, Seattle, WA, United States, 3Advanced Academic Programs, Krieger School of Arts and Sciences, Environmental Sciences and Policy, Johns Hopkins University, Washington, DC, United States

Il existe suffisamment de preuves pour indiquer que l'augmentation des niveaux de fond des champs électromagnétiques (CEM) anthropiques non ionisants, de 0 Hz à 300 GHz, pourrait causer des dommages aux espèces non humaines au niveau des écosystèmes et de la biosphère pour tous les taxons. Ce document de perspective se concentre sur la physiologie unique des espèces non humaines, sur leur extraordinaire sensibilité aux CEM naturels et anthropiques, et sur la probabilité que les CEM artificiels dans les gammes statique, extrêmement basse fréquence (ELF) et radiofréquence (RF) du spectre électromagnétique non ionisant soient capables, à de très faibles intensités, d'affecter négativement la faune et la flore de toutes les espèces étudiées. Toutes les normes d'exposition existantes ne concernent que les humains ; la faune n'est pas protégée, y compris dans les marges de sécurité des lignes directrices existantes, qui ne sont pas adaptées aux sensibilités transespèces et aux différentes physiologies non humaines. Les effets mécanistes, génotoxiques et écosystémiques potentiels sont discutés.

 

KEYWORDS non-ionizing electromagnetic fields, static/extremely-low frequency electromagnetic fields, radiofrequency radiation, wildlife, electro/magnetoreception, DNA, cryptochromes

Introduction

Contrairement à l'opinion générale, nous en savons beaucoup sur la façon dont les champs électromagnétiques (CEM) non ionisants affectent les espèces non humaines, car nous utilisons des modèles animaux et végétaux dans nos recherches depuis au moins les années 1930 (1). Ces recherches ont peut-être été menées en pensant aux humains, mais elles peuvent également être extrapolées à la protection des espèces non humaines si nous choisissons de les appliquer de cette manière.

Les souris et les rats ont été les principales espèces animales utilisées dans la recherche, mais aussi les lapins, les chiens, les chats, les poulets, les porcs, les primates non humains, les amphibiens, les insectes, les nématodes, divers microbes, les cellules de levure, les plantes et autres. Des effets ont été observés chez tous les taxons, à diverses fréquences, intensités et paramètres d'exposition. Pour les espèces non humaines, il s'agit d'expositions très actives sur le plan biologique, qui fonctionnent souvent comme des facteurs de stress. Il s'agit notamment des CEM non ionisants dans la gamme statique des fréquences extrêmement basses (ELF ; 0-300Hz) et des radiofréquences (RF) utilisées dans toutes les technologies modernes entre 3 kHz et 300 GHz.

Les extrapolations à la faune sauvage à partir de conditions de laboratoire soigneusement contrôlées sont toutefois difficiles à quantifier en raison d'une myriade de variables telles que : la variation et la mobilité génétiques, les changements météorologiques/climatiques, les aspects environnementaux spécifiques à un site/une région, la durée de l'exposition et les variations des mouvements dans les habitats, les caractéristiques physiques spécifiques à une espèce, la taille de l'animal et l'orientation vers la source sur le terrain - autant de facteurs qui peuvent brouiller l'évaluation précise des données. Parfois, les études contrôlées sont en corrélation avec des modèles observés chez les animaux sauvages, par exemple, les effets génétiques, comportementaux, reproductifs et autres. Lorsque c'est le cas, une plus grande confiance est possible. Mais souvent, les effets sur la faune se manifestent de manière négative - les espèces disparaissent tout simplement. Néanmoins, de plus en plus de preuves ont révélé des effets sur différentes espèces à proximité des structures de communication dans des études où des extrapolations à l'exposition sur le terrain ont été faites (2-9).

En outre, de nombreuses études sur la faune et la flore CEM ont été publiées entre 2003 et 2021 (10-22). Récemment, Levitt et al. (23-25) ont extrapolé pour la première fois les effets à l'échelle de l'écosystème, en incluant des tableaux détaillés qui font correspondre les niveaux ambiants croissants aux effets observés à des intensités extrêmement faibles, désormais courantes dans l'environnement en tant qu'expositions chroniques, et proposent des recommandations politiques basées sur les lois environnementales existantes.

Les niveaux croissants de CEM mesurés dans les environnements ambiants (23) suscitent certainement des inquiétudes, en particulier avec la 5G qui se profile à l'horizon et qui utilise des fréquences plus élevées et de nouvelles caractéristiques/formes d'ondes de signaux capables d'affecter les insectes en particulier, avec des implications pour l'ensemble du biome, comme indiqué ci-dessous. La 5G est en train de devenir une plateforme de réseau dans de nombreux endroits, alors même que nous essayons de comprendre comment mesurer et distinguer ses signaux à large bande du schéma plus large des réseaux LTE 3-4G avec lesquels elle interagit. Certains des aspects inhabituels de la 5G (par exemple, des émissions de pointe nettement plus élevées) peuvent déjà être distingués du fond d'autres expositions en tant que facteur environnemental (26).

Idées fausses et terminologie du fonctionnement

Il existe aujourd'hui deux idées fausses très répandues sur la façon dont les CEM non ionisants de faible niveau se couplent avec les espèces non humaines et les affectent : (1) il n'est pas nécessaire de se préoccuper de l'environnement puisque les expositions telles qu'elles sont actuellement réglementées sont trop faibles pour avoir des effets ; et (2) les normes d'exposition existantes pour les humains sont suffisantes pour couvrir également les espèces non humaines. Aucune de ces suppositions n'est exacte.

Aucune directive sur les émissions de radiofréquences (RFR) ne prend aujourd'hui en considération les espèces non humaines, malgré l'augmentation constante des niveaux de fond mesurés dans les zones urbaines, suburbaines et rurales [voir le supplément 1 de la référence (23)] qui sont capables d'affecter la faune et la flore [voir les suppléments 3 et 4 de la référence (24)]. Il s'agit notamment des lignes directrices pour les RFR (100 kHz-300 GHz) créées par la Commission internationale de protection contre les rayonnements non ionisants (ICNIRP) (27), ainsi que d'une organisation membre de l'American National Standards Institute (ANSI) appelée International Electronics and Electrical Engineers (IEEE) qui a rédigé des lignes directrices sur l'exposition aux fréquences comprises entre 0 Hz et 300 GHz (28). Une fois que les pays ou les organismes de réglementation, tels que la Federal Communications Commission (FCC) des États-Unis (29), adoptent de telles directives, celles-ci peuvent devenir des normes exécutoires si ces entités choisissent de le faire dans le cadre de leur autorité statutaire. La FCC peut, et parfois fait, appliquer des normes d'émission de RFR basées en partie sur les recommandations de l'IEEE (Pour les besoins de ce document, nous ferons référence aux recommandations en tant que directives d'exposition appliquées à l'environnement). En outre, l'ICNIRP et l'IEEE/FCC ne contrôlent que les expositions aiguës à court terme capables d'échauffer les tissus, et non les expositions chroniques à long terme de faible niveau qui sont courantes aujourd'hui et pour lesquelles ils affirment qu'il n'y a pas suffisamment de preuves pour justifier un changement dans les recommandations (ces auteurs ne sont pas d'accord). Ils omettent également d'inclure d'importantes caractéristiques de signalisation (29), comme la modulation avec des effets biologiques significatifs particuliers à différentes caractéristiques de transmission (30). De nombreux pays européens, ainsi que le Canada et l'Australie, ont traditionnellement adopté les directives de l'ICNIRP (parfois avec de légères variations) tandis que d'autres, comme la Suisse, ont adopté des niveaux plus stricts (25).

Une complexité (parmi d'autres) concernant la rédaction des directives de sécurité relatives aux CEM en général - mais surtout en ce qui concerne la faune - concerne la différence sémantique entre les "émissions" (caractéristiques du champ à la source de transmission) et les "expositions" (caractéristiques du champ absorbé par un objet). L'ICNIRP/IEEE/FCC ont établi des lignes directrices pour les émissions (exprimées sous la forme d'une valeur d'énergie rayonnante dans l'espace pour les rencontres en champ lointain à une certaine distance de la source génératrice) et les expositions (exprimées sous la forme d'un débit d'absorption spécifique (DAS) qui est également pertinent pour les expositions en champ proche, comme dans le cas des téléphones portables tenus contre la tête humaine). Les émissions entraînent bien sûr des expositions ; ce n'est qu'une question de degré. En fonction de l'espèce et de l'environnement, la faune est capable de subir des expositions en champ proche et en champ lointain comme les humains. Une fois que les émissions quittent la source émettrice, elles sont capables de créer de larges expositions et de devenir une source chronique de pollution. Dans le cadre de cet article, nous utiliserons le terme "émissions" pour désigner les valeurs de transmission et le terme "expositions" pour désigner les expositions ambiantes non contrôlées et non réglementées.

De nombreux éléments de l'environnement peuvent affecter la manière dont l'énergie électromagnétique non ionisante est absorbée, notamment l'humidité atmosphérique et/ou la teneur en particules, la composition du sol, les obstacles naturels et/ou artificiels (arbres/bâtiments), et la présence d'autres formes d'ondes qui peuvent augmenter et/ou diminuer les expositions, entre autres. De telles complexités ne doivent pas servir d'excuse pour ne rien faire. La rédaction de lignes directrices pour toutes les espèces est manifestement une tâche ardue qui nécessitera bien plus que de simplement couper le courant ; il faudra peut-être procéder à une réingénierie électrique et RF importante, modifier l'attribution des fréquences et changer la société (30).

Un effort actuel pour inclure les espèces non humaines dans les directives d'émission

L'Australian Radiation Protection and Nuclear Safety Agency (ARPANSA), qui utilise les normes de l'ICNIRP, s'efforce actuellement d'étudier les informations générales concernant les effets sur la faune (31). L'ARPANSA, tout comme l'ICNIRP/IEEE/FCC, s'est traditionnellement concentrée sur les expositions humaines sans qu'aucune directive reconnue ne soit spécifiquement destinée à la protection des plantes et des animaux (31). Jusqu'à présent, l'enquête d'ARPANSA s'est concentrée sur la conception des études, c'est-à-dire sur la manière de trier les recherches selon des critères d'inclusion/exclusion prédéfinis, puis d'incorporer les connaissances dans des "cartes systématiques" pour voir si les critères actuels d'exposition humaine sont suffisants pour couvrir la faune.

Bien qu'il s'agisse d'une entreprise importante, jusqu'à présent négligée par les groupes chargés d'établir des lignes directrices, l'approche décrite pourrait s'avérer être un peu plus qu'une formule pour vérifier le statu quo. Les critères d'exclusion définis élimineront probablement de l'examen la plupart des recherches importantes sur la sensibilité non humaine aux niveaux d'exposition de plus faible intensité auxquels de nombreuses espèces sont extrêmement sensibles à des niveaux de fond naturels, ou proches de ceux-ci, qui sont clairement bien inférieurs aux directives actuelles. Les données qui en résulteront seront inévitablement faussées, car la recherche sur l'exposition la plus faible sera mélangée aux témoins et disparaîtra essentiellement dans l'analyse proposée comme une non-exposition, ou bien elle pourra être complètement éliminée de l'examen. Exemple : le critère d'élimination définit les contrôles de l'étude comme suit : "Exposition fictive, aucune exposition au-delà du niveau d'exposition de fond (dont on peut supposer qu'il est négligeable), ou exposition à un niveau inférieur" (31). Étant donné que le "niveau inférieur" n'est pas défini et que de nombreux niveaux de fond ambiants sont aujourd'hui artificiellement élevés [voir le supplément 1 de la référence (23)], cette méthode n'est peut-être pas la meilleure pour quantifier les expositions réelles des espèces non humaines sur le terrain, et encore moins pour les comparer aux études pertinentes. Toute véritable enquête sur les effets des CEM sur la faune doit partir des réalités environnementales/biologiques, et non de perspectives dosimétriques préexistantes.

Des gammes de fréquences différentes peuvent avoir un effet négatif sur une espèce mais n'avoir aucun impact sur une autre. L'accent mis par l'ICNIRP/IEEE/FCC sur les effets de chauffage peut être particulièrement insupportable pour les insectes, qui peuvent entrer en résonance avec des fréquences plus élevées telles que celles utilisées dans les gammes supérieures de 5G (>6 GHZ) en raison de leur taille réduite (32, 33). Les insectes ne dissipent pas la chaleur et peuvent subir des effets extrêmes dans de courtes périodes d'exposition, même dans des gammes beaucoup plus basses (<3 GHZ), entraînant des problèmes de reproduction et la mort (1). Les normes d'exposition existantes peuvent empêcher les humains de subir les effets de la chaleur dus aux mécanismes de thermorégulation, mais pas les autres espèces telles que les insectes, les petits amphibiens et les reptiles.

Les expositions de la faune sauvage ne sont aujourd'hui qu'une question de degré. De nombreuses espèces sauvages traversent constamment des champs artificiels variables dans tous les environnements. De nombreuses espèces volantes - comme les oiseaux, les chauves-souris et les insectes - se rapprochent très près des sources de transmission auxquelles les humains sont rarement, voire jamais, exposés. Certaines des zones à plus forte densité de puissance, par exemple près des fermes d'antennes de radiodiffusion, sont spécifiquement situées à l'écart des populations humaines, en partant du principe que si la faune était touchée, elle abandonnerait ces sites pour des sites plus favorables. Mais en raison de la magnétoréception complexe des oiseaux, l'infrastructure générant des RFR peut fonctionner comme un attracteur. De nombreuses expositions de ce type peuvent simplement endommager la faune et passer inaperçues, probablement en raison des effets thermiques en champ proche et des effets non thermiques en champ lointain, entre autres (34-36).

La recherche sur les CEM anthropiques a révélé des effets non linéaires qui fonctionnent différemment des modèles classiques de toxicologie linéaire dose-réponse. Les effets des CEM peuvent être fondamentalement différents des effets thermiques, et peuvent fonctionner par le biais de mécanismes différents (37). Les effets peuvent être plus dommageables pour certaines espèces à des intensités plus faibles - c'est exactement le contraire de la façon dont sont actuellement rédigées les directives d'émission qui peuvent devenir des normes d'exposition, et c'est une raison essentielle pour inclure les niveaux d'exposition les plus faibles dans les nouveaux efforts de recherche. Même les régions sauvages autrefois vierges sont aujourd'hui des environnements exposés aux RFR en raison des réseaux cellulaires terrestres qui bordent les parcs nationaux et les zones sauvages, et de l'augmentation exponentielle du nombre de satellites qui offrent une connectivité Internet partout sur la Terre (23).

Les véritables réalités biologiques trans-espèces des expositions actuelles sont extrêmement difficiles à quantifier, étant donné les variables inhérentes aux différences entre les espèces, les adaptations macro et microclimatiques, les schémas d'accouplement et de migration, et les environnements extrêmement différents - par exemple, aériens, terrestres et aquatiques - tous dotés d'adaptations spécifiques aux espèces et de mécanismes de réception électromagnétique uniques. De nouvelles approches méthodologiques qui prennent en compte les expositions les plus faibles au niveau des écosystèmes sont nécessaires.

Sensibilités naturelles et CEM d'origine humaine

De nombreuses espèces non humaines présentent des vulnérabilités très spécifiques aux CEM anthropiques en raison d'une physiologie unique qui dépend des champs géomagnétiques statiques de la Terre et les utilise constamment pour la migration/orientation saisonnière, la construction d'un nid/de, l'accouplement, la reproduction, les soins à la progéniture, la recherche de nourriture, la défense territoriale, les rythmes circadiens simples quotidiens/saisonniers, et même la longévité et la survie. Les facteurs de perception électromagnétique comprennent des mécanismes environnementaux multi-systèmes spécifiques à chaque espèce. De nombreuses espèces possèdent des cellules électroréceptrices spécialisées et/ou des capacités de magnétoréception adaptées à leur environnement qui dépassent de loin la sensibilité humaine. Par exemple, de nombreuses espèces peuvent percevoir les champs magnétiques naturels de diverses manières, notamment : les espèces d'oiseaux migrateurs (38, 39) ; de nombreuses espèces d'insectes, dont les abeilles domestiques (40, 41) ; les poissons (42-47) ; les mammifères (48) ; les chauves-souris (49) ; les mollusques (50) et les bactéries (51, 52). Certaines espèces d'oiseaux peuvent en fait "voir" les champs magnétiques de la Terre grâce à des capacités complexes de magnétoception (53) situées dans les zones de leurs yeux et de leur bec.

Comme l'ont noté Panagopoulos et al. (54), les CEM naturels et anthropiques sont significativement et fondamentalement différents. Contrairement aux CEM naturels, tous les CEM anthropiques sont polarisés, ce qui signifie qu'ils sont plus actifs sur le plan biologique en raison de leur capacité à amplifier les intensités (appelée interférence constructive) et à modifier les oscillations des molécules chargées/polaires cellulaires dans des plans parallèles en phase avec le champ appliqué. Cela peut entraîner un déclenchement irrégulier des canaux ioniques de la membrane cellulaire et perturber ainsi l'équilibre électrochimique cellulaire normal. En d'autres termes, les CEM d'origine humaine peuvent capter, entraîner et manipuler l'architecture du fonctionnement de base des cellules vivantes, contrairement aux CEM naturels avec lesquels la plupart des êtres vivants ont évolué. En outre, les CEM anthropiques fonctionnent généralement à des intensités plus élevées pendant des durées plus longues, augmentant ainsi les expositions dans des gammes de fréquences qui sont minimes dans l'environnement naturel, introduisant des caractéristiques de signalisation (modulation, mise en phase, pulsation, etc.) qui n'existent tout simplement pas dans la nature mais qui sont maintenant fortement amplifiées en tant que nouvelle exposition due à la technologie. Tous ces facteurs peuvent expliquer la myriade d'effets biologiques observés dans la littérature au cours des dernières décennies.

Magnétoréception : Mécanismes

Il existe trois mécanismes principaux impliqués dans la magnétoréception chez les espèces non humaines :

- Un processus d'induction dans lequel de faibles signaux électriques sont induits par la stimulation magnétique dans des récepteurs sensoriels spécialisés (55).

- Une méthode magnétomécanique dans laquelle des dépôts localisés de cristaux de magnétite à domaine unique créent des interactions d'informations de signaux (56, 57).

- Un modèle de cellule spécialisée dans lequel des molécules photoréceptrices à paires de radicaux créent des voies d'information dédiées - un domaine qui suscite aujourd'hui une grande attention de la part des chercheurs (19, 30, 58-73).

Dans le modèle d'induction, selon Tenforde (57), des organes spécialisés sont impliqués dans des interactions électrodynamiques avec des champs électromagnétiques faibles. Chez les espèces aquatiques, on observe ce phénomène chez les requins, les raies et les raies (poissons élasmobranches) dont la tête contient des canaux remplis de gelée à haute conductivité électrique appelés ampoules de Lorenzini. De petits gradients de tension sont induits dans ces canaux par des champs électriques continus aussi faibles que 0,5 μV/m lorsque ces poissons traversent les lignes de flux géomagnétique de la Terre. L'information directionnelle est fournie par la polarité du champ induit par rapport au champ géomagnétique de la Terre. Il peut s'agir d'un facteur spécifique à l'environnement aqueux ou à l'espèce, car de tels organes n'ont pas été trouvés chez les oiseaux, les insectes ou les animaux terrestres (58), bien que d'autres mécanismes physiologiques puissent fonctionner de manière similaire chez certaines espèces terrestres.

De nombreux animaux ont développé d'autres organes récepteurs spéciaux. Par exemple, l'ornithorynque à bec de canard (Ornithorhynchus anatinus), un mammifère semi-aquatique qui pond des œufs, possède des milliers de capteurs électriques sur la peau de son bec qui permettent le traitement d'informations vitales dans le cortex somatosensoriel (74). Un ornithorynque peut détecter un champ électrique de 20 μV/cm (équivalent à celui produit par les muscles d'une crevette) via ces électrorécepteurs interagissant avec un mécanorécepteur. Une telle électroréception est également observée chez deux espèces aquatiques de monotrèmes : l'échidné à long bec (Zaglossus bruijni) et à bec court (Tachyglossus aculeatus). D'autres poissons électriques (y compris les élasmobranches) émettent leurs propres champs électriques sur plusieurs centimètres pour se localiser, s'orienter, trouver de la nourriture et se défendre (75, 76). Cette capacité unique permet aux poissons électriques de distinguer des différences subtiles dans les propriétés électriques de leur environnement immédiat, y compris les champs électriques d'autres poissons, grâce à des électrorécepteurs capables de détecter un champ de 5 nV/cm.Bien que ces adaptations perceptives évolutives soient extrêmement efficaces et sensibles, elles rendent également ces espèces exceptionnellement vulnérables aux champs anthropiques non naturels. Certains chercheurs postulent que les électrorécepteurs des poissons sont une forme de toucher et de communication alternatifs (77). La principale préoccupation des espèces aquatiques est l'exposition aux ELF - courants alternatifs provenant du câblage sous-marin et d'autres technologies, et non aux RF qui sont plus préoccupantes pour les espèces terrestres et aériennes (24).

Le modèle magnétomécanique fait appel à un cristal naturel à base de fer, la magnétite (78-80), que l'on retrouve chez la plupart des espèces étudiées, souvent dans des zones physiologiques très différentes. L'orientation/les interactions de la magnétite sont modelées en fonction du champ géomagnétique. La magnétite est très réactive aux champs électromagnétiques externes, un million de fois plus que tout autre matériau magnétique connu. Les zones abdominales des abeilles, par exemple, contiennent de la magnétite avec des terminaisons nerveuses complexes qui s'y alimentent et peuvent détecter des fluctuations de champs magnétiques statiques aussi faibles que 26 nT, alors que les champs magnétiques terrestres de fond sont beaucoup plus élevés (79). Elles peuvent également détecter de faibles champs alternatifs à des fréquences de 10 et 60 Hz (79). Les abeilles sont également affectées par les radiofréquences, comme nous le verrons plus loin.

Le troisième modèle mécaniste implique une conversion complexe d'électrons (inter-conversion singulet-triplet) et une réaction de réparation radicalaire dans un groupe de protéines appelées cryptochromes.

Comme l'examinent Levitt et al. (24), des cryptochromes ont été trouvés dans les rétines d'oiseaux chanteurs migrateurs nocturnes, ce qui indique une communication complexe entre l'œil aviaire et le cerveau pour l'orientation lorsqu'on se fie à la magnétoréception (38, 39). On a également découvert que les cryptochromes étaient un composant essentiel de la magnétoréception chez la drosophile (Drosophila melanogaster) (81). Certains autres animaux sont également connus pour avoir des cryptochromes rétiniens (38). On a signalé que les radiations radiofréquences (82) et les champs magnétiques oscillants perturbent l'orientation de la boussole chez les oiseaux migrateurs (83). On a également signalé la présence de cryptochromes dans les plantes, ce qui pourrait expliquer l'effet des CEM sur la croissance des plantes (66). Les cryptochromes sont également connus pour être impliqués dans les rythmes circadiens (72). Ritz et al. (63) ont publié une revue sur les théories, la plausibilité et les complexités des paires cryptochromes/radicaux.

Certaines espèces s'appuient sur des combinaisons de mécanismes, par exemple, deux mécanismes existent côte à côte chez certains oiseaux qui médiatisent, selon les besoins, différents types d'informations magnétiques. C'est ce qui facilite les vols par temps ensoleillé ou nuageux et/ou les vols nocturnes. Les deux mécanismes peuvent être facilement perturbés (63, 84-86). On pense que les oiseaux peuvent co-traiter les informations magnétiques naturelles DC avec les informations visuelles et sont capables de les distinguer les unes des autres (87, 88). Selon Wiltschko et Wiltschko (88) et Wiltschko et al. (89), le mécanisme probable se produit dans la zone cérébrale supérieure et dans les yeux via une paire de radicaux et un traitement de l'information dépendant de la lumière (des cryptochromes photopigmentaires absorbant la lumière bleue ont été trouvés dans les rétines aviaires). La boussole magnétique aviaire - une boussole d'inclinaison - ne réagit pas seulement aux champs magnétiques naturels. On a constaté que les champs de radiofréquence dans les fréquences de Larmor proches de 1,33 MHz perturbaient l'orientation des oiseaux dans une relation de résonance extrêmement sensible (24). Le rayonnement radiofréquence en particulier peut interférer avec la magnétoréception et être capable de désactiver la boussole aviaire tant que les expositions subsistent (4, 84). De nombreuses incertitudes subsistent dans ce domaine qui doit être clarifié.

Les rayonnements de radiofréquence peuvent également affecter le "comportement de retour au bercail" naturel - la capacité étonnante de certaines espèces comme les tortues de mer (90), les anguilles (91) et les saumons (42-44), entre autres - à retourner à leur lieu de naissance initial pour se reproduire. Le mécanisme sous-jacent, bien qu'imparfaitement compris, implique que ces espèces soient "imprégnées" du lieu exact de leur naissance, probablement par le biais de configurations géomagnétiques, puis qu'elles s'en "souviennent" au moment de la reproduction, même si elles se trouvent à des milliers de kilomètres. L'intensité du champ géomagnétique local et l'angle d'inclinaison sont en quelque sorte imprimés sur les nouveau-nés - une information utilisée plus tard pour revenir au moment de la reproduction. Landler et al. (92) ont également découvert de multiples effets des CEM chez les tortues qui se reproduisent sur la terre ferme, par exemple, que le RFR peut modifier l'orientation naturelle, établir sa propre orientation et inverser complètement l'orientation naturelle. Cette étude de référence est une raison de protéger les zones de reproduction/nidification sensibles contre l'installation de tours/transmetteurs cellulaires à proximité.

Différents aspects des CEM et des mécanismes moléculaires sont probablement utilisés chez de nombreuses espèces et peut-être des stimuli plus subtils non encore définis. L'intensité et/ou l'inclinaison d'un stimulus, lorsqu'elles sont combinées avec le vecteur du champ géomagnétique, peuvent fournir des informations directionnelles. Des études comportementales aviaires (93) ont révélé que les oiseaux utilisaient à la fois le cryptochrome et la magnétite en réponse à un champ magnétique pulsé intense et court. On a également constaté que l'orientation des oiseaux dépendait de la lumière et était facilement perturbée par des champs magnétiques à haute fréquence dans la gamme des MHz (83), ce qui suggère que, comme le montrent les études électrophysiologiques et histologiques, les yeux des oiseaux possèdent un mécanisme de paire radicale fournissant des informations directionnelles de type boussole, tandis que la magnétite dans la partie supérieure du bec détecte l'intensité magnétique, fournissant ainsi des informations positionnelles. Les auteurs (83) ont toutefois souligné que la boussole magnétique de l'oiseau chanteur peut être perturbée par un champ magnétique oscillant de 1,403 MHz et de 2-3 nT - un niveau qui ne peut être expliqué par le mécanisme de la paire radicale.

En 2014, Engles et al. (3) ont constaté que le bruit magnétique entre 2 kHz et 9 MHz perturbait l'orientation de la boussole magnétique du merle d'Europe (Erithacus rubecula), un oiseau migrateur, à un niveau étonnamment bas de 0,01 V/m, soit 0,0000265 μW/cm2 (cette gamme de fréquences se situe dans la transmission radio AM). Des interférences magnétoréceptives RFR similaires ont également été rapportées chez la même espèce, la large bande étant la plus nuisible (8), ainsi que chez d'autres espèces (4).

Une autre espèce qui migre sur de longues distances - le papillon monarque (Danaus plexippus) aux États-Unis - est connue pour avoir de la magnétite dans ses antennes (94, 95) et pour contenir des cryptochromes (96, 97). Une étude de 1982 (98) a révélé que les zones de la tête et du thorax des monarques contenaient des matériaux magnétiques et une étude de 2014 (99) a révélé que la plus longue migration automnale des monarques du Canada vers les aires d'hivernage au Mexique est assistée par une boussole magnétique.

Les informations ci-dessus indiquent des effets néfastes potentiels au niveau de l'écosystème pour certaines espèces aviaires, aquatiques et d'insectes provenant des RFR aux niveaux ambiants actuels [voir le supplément 1 de la référence (23)].

Effets génétiques et effets des CEM sur les insectes

Malgré les hypothèses classiques selon lesquelles les rayonnements non ionisants ne peuvent pas endommager directement l'ADN, des effets génotoxiques ont été observés chez des espèces terrestres, aériennes, aquatiques et végétales lors d'expositions à des RFR de très faible intensité, bien en deçà des lignes directrices de l'ICNIRP/IEEE/FCC. Il existe au moins 48 articles montrant des dommages à l'ADN après une exposition à des RFR de <0,4 W/kg [voir le supplément 1 de la référence (24)]. Les effets génotoxiques sont également observés chez les espèces animales et végétales qui sont exceptionnellement sensibles aux CEM naturels et artificiels [voir également le supplément 2 de la référence (24)]. Les insectes sont particulièrement concernés car leurs populations sont décimées dans le monde entier (24).

À la gamme de 1,2 MHz - connue sous le nom de fréquence de Larmor - les insectes ont montré les effets les plus forts (100). La fréquence de Larmor est également liée à la résonance des paires de radicaux et à la formation de superoxyde. Cela indique que les effets des RFR dépendent de la fréquence. La 5G et la large bande incluent cette gamme. Shepherd et al. (101) ont également constaté que les CEM à très basse fréquence perturbent le sens de l'orientation des abeilles domestiques (Anthophila).

En fonction du type d'insecte et de la durée d'exposition, Michaelson et Lin (1) ont noté, dès 1987, des réactions séquentielles des insectes aux RFR (à des intensités élevées) : les insectes ont d'abord tenté de s'échapper, puis ont subi des troubles moteurs et des problèmes de coordination, y compris un raidissement, une immobilité, une rigidité, et finalement la mort. À la même intensité de champ, D. melanogaster, par exemple, a survécu plus de 30min, alors que certains insectes tropicaux n'ont vécu que quelques secondes. On a également observé des modifications de la concentration métabolique et des effets sur l'embryogenèse, la gastrulation et la croissance des larves étant accélérées (102) (l'embryogenèse est la période nécessaire à un papillon pour achever sa métamorphose). En 1961, dans l'une des premières études à constater que les impulsions seules constituent une exposition biologiquement active, Heller et Mickey (103) ont découvert que les RFR pulsés entre 30 et 60 MHz provoquaient une multiplication par 10 des mutations récessives liées au sexe. Dans des études ultérieures utilisant des modèles D. melanogaster, Panagopoulos et al. (104) ont constaté de graves effets sur l'ovogenèse aux stades précoce et intermédiaire lorsque les mouches étaient exposées in vivo au rayonnement GSM 900-MHz ou DCS 1 800-MHz de téléphones cellulaires numériques courants, à des intensités non thermiques pendant quelques minutes par jour au cours des 6 premiers jours de la vie adulte. On a émis l'hypothèse que la diminution de la ponte - également signalée précédemment par Panagopoulos et al. (105-107) - était due à la dégénérescence d'un grand nombre de chambres à œufs après fragmentation de l'ADN des cellules constitutives. Ce phénomène a été induit par le rayonnement des téléphones mobiles GSM et DCS. Pour la première fois, la mort cellulaire induite a été documentée dans tous les types de cellules qui constituent une chambre d'ovule - y compris les cellules folliculaires, les cellules nourricières et l'ovocyte - et dans tous les stades de l'ovogenèse précoce et moyenne, du germarium au stade 10, au cours duquel la mort cellulaire programmée ne se produit pas physiologiquement (les stades de développement les plus sensibles au stress électromagnétique induit par les champs GSM et DCS sont le germarium et les stades 7-8). Ces articles, pris collectivement, signifient de sérieux effets potentiels des téléphones cellulaires/infrastructures et des appareils WiFi sur toutes les espèces d'insectes de taille similaire. Panagopoulos (108) a approfondi le sujet dans un examen approfondi des effets génétiques en 2019.

Les fourmis réagissent également de manière négative aux RFR (109-111). Cammaerts et al. (111) ont constaté que la mémoire et l'association entre les sites de nourriture et les indices visuels/olfactifs chez les fourmis (Myrmica sabuleti) étaient considérablement inhibées, la mémoire finissant par disparaître complètement, suite à des expositions à un signal GSM-900 MHz à 0,0795 μW/cm2. Un effet cumulatif a été observé même à une intensité très faible avec les expositions suivantes. L'état général des colonies exposées a fini par ressembler à celui du trouble d'effondrement des colonies d'abeilles (Apis mellifera). Les chercheurs ont conclu que les expositions courantes aux téléphones cellulaires, aux tours et à d'autres sources de transmission peuvent avoir des effets désastreux sur un large éventail d'insectes qui dépendent de la mémoire olfactive et/ou visuelle, y compris les abeilles.

Depuis près de 100 ans, les chercheurs savent que les abeilles ont un sens aigu des champs magnétiques statiques de la Terre (40, 112-115) et qu'elles dépendent de cette perception pour leur survie. En raison de l'importance extraordinaire des abeilles en tant que pollinisateurs pour l'alimentation humaine et de l'important déclin actuel de leur population, elles constituent un modèle très étudié pour les effets des CEM ELF et des RFR (voir ci-dessous). Les premières études ont été menées dans les gammes ELF (24) et se poursuivent. Pour une excellente revue des effets des CEM/RFR sur les insectes, y compris les abeilles, voir Balmori (16) et un article récent de Li et al. (114) sur l'exposition aux CEM ELF et les défauts de développement.

Certains effets des RFR observés chez les abeilles sont les suivants : des effets inhibiteurs significatifs sur l'excitabilité sensorielle et olfactive et une altération de la mémoire à court terme après une exposition de 24 heures au WiFi-routeur (116) ; l'induction du sifflement des ouvrières - le son qui initie le comportement d'essaimage dans les colonies, ou comme signal d'avertissement/détresse - qui a démontré que le GSM 900-MHz est un facteur de stress pour les abeilles (117) ; une activité motrice réduite et des changements dans les biomolécules du corps (118) ; réduction du nombre d'abeilles ouvrières et réduction de la ponte des reines exposées aux radiations des téléphones cellulaires (119) ; réduction de l'éclosion et altération du développement des nymphes après une exposition aux radiations des téléphones cellulaires (120) ; diminution du poids des rayons et retard du retour ou de l'abandon de la ruche après une exposition aux radiations des téléphones DECT (121, 122) ; changements dans les concentrations de glucides, de lipides et de protéines dans le corps avec une exposition aux radiations des téléphones cellulaires (123, 124) ; et augmentation de la mortalité avec une exposition aux HF (13. 56 MHz) et UHF (868 MHz) (125). La plupart des études susmentionnées ont été menées dans des plages non thermiques et des effets non linéaires ont souvent été observés, les expositions les plus faibles entraînant les effets les plus importants. La taille des insectes, les effets non linéaires, les caractéristiques de la forme d'onde, les fréquences et la direction de la transmission des RFR/l'inclinaison de l'antenne sont des préoccupations essentielles en ce qui concerne le rayonnement 5G aujourd'hui, en raison des expositions ambiantes extrêmement complexes en champ proche et en champ lointain de cette technologie dans tous les environnements à partir de macro- et micro-cellules omniprésentes, ainsi que de l'augmentation des réseaux de satellites en orbite terrestre basse (23). La gamme des fréquences utilisées pour les systèmes de télécommunication sans fil augmentera jusqu'à 120 GHz pour la 5G, contre moins de 6 GHz pour la 3G, la 4GLTE et le WiFi. Les longueurs d'onde plus courtes à ces fréquences plus élevées constituent une bien meilleure correspondance de résonance avec les petits insectes. Des effets chauffants et non chauffants sont susceptibles de se produire. On sait également que la flore est affectée par les radiofréquences, ce qui a des répercussions sur l'installation de petites cellules sur les poteaux électriques à proximité des arbres [voir le supplément 4 de la référence (24)].

Une étude alarmante de Thielens et al. (32) a modélisé par ordinateur (en fonction de la fréquence uniquement) les RFR absorbés de 2 GHz à 120 GHz chez quatre types d'insectes différents. Tous les insectes ont indiqué une augmentation du RFR absorbé en fonction de la fréquence à 6 GHz et au-dessus, par rapport au RFR absorbé en dessous de 6 GHz. La modélisation informatique a démontré qu'une conversion vers des fréquences supérieures à 6 GHz à seulement 10 % de la densité de puissance incidente pouvait entraîner une augmentation de l'absorption des RFR de 3 à 370 %. Il s'agit d'un différentiel important indiquant des conséquences potentiellement graves pour de nombreuses espèces d'insectes et, par conséquent, pour l'ensemble du réseau alimentaire.

En 2020, Thielens et al. (33) ont étudié les abeilles domestiques occidentales (A. mellifera) en combinant des simulations informatiques et des mesures in situ de l'exposition aux RFR près des ruches. Cinq modèles ont été exposés à des fréquences déjà prévues pour la 5G - des ondes planes de 0,6 GHz à 120 GHz. Les simulations de fréquences ont quantifié les RFR absorbés en moyenne par le corps entier. Selon le modèle, ils ont constaté que la moyenne augmentait par des facteurs de 16 à 121 lorsqu'une intensité de champ électrique incident fixe passait de 0,6 GHz à 6 GHz. Des mesures ont également été effectuées à proximité de cinq emplacements différents sur dix sites de ruches. Les résultats ont estimé un taux d'absorption réaliste compris entre 0,1 et 0,7nW pour une intensité de champ RFR incident total moyen de 0,06 V/m, d'où ils ont conclu qu'un déplacement supposé de 10 % de la densité de puissance incidente vers des fréquences supérieures à 3 GHz entraînerait une augmentation de l'absorption des abeilles RFR comprise entre 390 et 570 %. La 5G implique justement un tel changement de fréquence.

Les études de Thielens et al. (32, 33) soulèvent à elles seules de sérieuses inquiétudes quant aux effets sur les invertébrés de l'environnement ambiant à ces expositions à des fréquences plus élevées. Il existe une large présomption de sécurité à l'ICNIRP/IEEE/FCC en raison de la capacité de pénétration superficielle des ondes millimétriques 5G à affecter le tissu cutané chez l'homme. Mais la pénétration superficielle chez l'homme peut égaler la pénétration du corps entier chez les insectes. Cette seule technologie a la capacité de créer des trous importants dans le réseau alimentaire, avec des implications dans tout le biome. Pourtant, aucune étude environnementale significative n'a été menée avant la construction et, à ce jour, la plupart des critères d'émission adoptés dans divers pays sont principalement des directives sans conséquence en cas de violation.

 

Discussion

Il est clair que les espèces non humaines subissent les CEM en tant que facteurs de stress environnementaux et que des effets biologiques peuvent se produire à des niveaux anthropiques dans notre environnement actuel. Cette variable largement méconnue peut altérer des écosystèmes délicats, y compris la biosphère où se trouvent tous les organismes vivants - et c'est peut-être le cas. Traditionnellement, hormis dans de petites situations localisées, par exemple à proximité de couloirs de lignes électriques ou d'antennes de radiodiffusion, les effets environnementaux des ELF/RFR-EMF n'ont pas été une préoccupation majeure pour les autorités de réglementation. Mais ce sujet exige maintenant une attention immédiate avec la 5G à l'horizon, ainsi qu'un réexamen des niveaux ambiants en hausse chronique dans toutes les gammes de fréquences électromagnétiques non ionisantes aujourd'hui.

Les chercheurs savent depuis le début des années 1970 comment les CEM et les RF se couplent avec la plupart des espèces animales (128, 129). Compte tenu de l'augmentation des niveaux de CEM dans l'air ambiant, une compréhension beaucoup plus précise des processus moléculaires et cellulaires de l'électroréception et de la magnétoréception chez les espèces non humaines est soudainement indispensable. Les mécanismes d'électroréception, y compris les magnéto-électrorécepteurs, la magnétite et les paires cryptochromes/radicalaires, permettent à de nombreux organismes vivants dans tous les environnements de détecter la présence et les changements immédiats des champs électromagnétiques non ionisants à des intensités très faibles dans une gamme de fréquences. Ces sensibilités accrues fonctionnent bien au-delà de la perception humaine et créent des vulnérabilités uniques qui peuvent facilement être perturbées par des champs de fabrication nouvelle. Comme la technologie évolue si rapidement, aucune adaptation évolutive n'est possible.

Le rayonnement radiofréquence est une forme de pollution atmosphérique énergétique et devrait être réglementé comme tel (25). La loi américaine (130) [42 USC § 7602 (g)] définit la pollution atmosphérique comme suit :

"Le terme "polluant atmosphérique" désigne tout agent de pollution de l'air ou toute combinaison de tels agents, y compris toute substance ou matière physique, chimique, biologique, radioactive (y compris les matières premières, les matières nucléaires spéciales et les sous-produits) qui est émise dans l'air ambiant ou y pénètre de toute autre manière. Ce terme comprend tous les précurseurs de la formation de tout polluant atmosphérique, dans la mesure où l'Administrateur a identifié ce ou ces précurseurs dans le but particulier pour lequel le terme "polluant atmosphérique" est utilisé."

Contrairement aux polluants de toxicologie chimique classique dans lesquels un coupable peut typiquement être identifié et quantifié, le RFR peut fonctionner comme un polluant de "processus" dans l'air, un peu comme les dysrupteurs endocriniens fonctionnent dans les aliments et l'eau, dans lesquels le facteur de stress provoque une cascade d'effets systémiques imprévisibles. Dans l'analogie avec les RFR, le stimulus serait physique/énergétique plutôt que chimique.

Des directives relatives à l'exposition chronique à long terme aux CEM de faible niveau, qui n'existent pas encore, devraient être établies en conséquence pour la faune et la flore ; des techniques d'atténuation devraient être développées dans la mesure du possible ; des études environnementales complètes devraient être menées avant l'octroi de licences et la mise en place de nouvelles technologies majeures comme la 5G ; et les lois et réglementations environnementales devraient être strictement appliquées (25). Nous avons depuis longtemps l'obligation de prendre en compte les conséquences potentielles de notre technophorie incontrôlée actuelle sur les autres espèces - une obligation que nous n'avons pas encore envisagée avant l'extinction des espèces. De l'avis de ces auteurs, les preuves de la nécessité d'agir sont claires.

 

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