Autres poissons

4 esturgeons européens, des poissons d'une espèce protégée nés et élevés en captivité depuis 17 ans, vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, puis relâchés dans le milieu naturel. Chacun subit sous anesthésie, couché sur le dos, une opération de moins de 10 minutes pour placer dans son abdomen une marque acoustique prévue pour émettre environ cinq ans, entre des transferts de bassin en bassin et un transport jusqu'au site de lâcher. Le suivi par hydrophones doit montrer si des esturgeons lâchés aussi tard rejoignent les frayères, et le porteur envisage lui-même l'issue où aucun déplacement ne serait détecté. Il écarte tout remplacement au motif que "l'expérience porte sur l'espèce considérée", et juge l'effectif de 4, qu'il reconnaît faible, "acceptable" au vu de la rareté de l'espèce.

Objectifs

Dans le cadre des programmes de repeuplement, on relâche de préférence des poissons jeunes afin que leur temps passé en captivité (où il y a des risques de domestication) soit limité, facilitant ainsi leur adaptation au milieu naturel. Toutefois, la survie des jeunes poissons, issus de relâchés ou sauvages, peut être très faible, car ils sont plus sensibles aux conditions environnementales et à la prédation. Afin d’améliorer la survie post-lâcher, des individus plus âgés et plus grands peuvent être déversés mais la question se pose de savoir si ces individus vont adopter un comportement adapté au milieu naturel et s’ils vont savoir rejoindre les frayères pour se reproduire et ainsi participer à relancer la dynamique de la population. Pour ce projet, dédié au suivi du programme de repeuplement de l’esturgeon européen, nous avons l’opportunité de relâcher des individus nés et élevés en captivité à un âge avancé afin de documenter leurs déplacements vers les zones de frayères potentielles et ainsi identifier si un lâcher tardif est pertinent ou non. Nous prévoyons donc de lâcher dans le milieu naturel 4 individus subadultes nés et élevés en captivité. Il s’agit d’équiper ces individus avec des marques acoustiques longues durées (env. 5 ans) et de détecter leurs déplacements grâce à un réseau d’hydrophones qui sera mis en place dans le milieu naturel pendant cette durée pour documenter la période de migration de reproduction. La marque acoustique sera placée dans leur abdomen, sous anesthésie générale. Ce projet de recherche est complémentaire à un précédent dans lequel la même pose de marques est autorisée sur des esturgeons européens capturés dans leur milieu naturel et libérés ensuite.

Bénéfices attendus

Le suivi dans le milieu naturel du devenir de ces individus lâchés à un âge avancé (géniteurs potentiels) nous permettra de tester s’il est pertinent de relâcher des individus à ce stade (déplacements avérés et fréquentation des frayères) ou si ce n’est pas pertinent (aucune détection des déplacements, pas de retour dans les fleuves) pour participer à relancer une dynamique de population en milieu naturel.

Procédures

Il sera procédé à un marquage intrapéritonéale de chacun des poissons,sous anesthésie ; la durée de cette opération est inférieure à 10 minutes.

Impact sur les animaux

Pendant la procédure expérimentale correspondant à la chirurgie, les individus peuvent subir un stress dû à la manipulation : transfert du bassin d’élevage au bassin d’anesthésie puis du bassin d’anesthésie vers la civière de marquage. La procédure de marquage étant réalisée sous anesthésie, nous nous attendons à un stress très limité. De même, pendant le transport et la phase d’acclimatation au site de lâcher, les individus peuvent subir un stress.

Devenir

Les poissons seront relâchés dans le milieu naturel, le but du projet étant de caractériser leur comportement post-lâcher

Remplacement

Aucun remplacement ne peut être envisagé car l’expérience porte sur l’espèce considérée.

Réduction

Durant les 3 prochains mois, nous prévoyons de marquer 4 individus en captivité avant de les relâcher dans le milieu naturel. Il s’agit d’une opportunité de documenter le devenir de poissons lâchés à un âge avancé. Ce nombre est faible, cependant, au vu de la rareté de l’espèce, il nous semble acceptable pour avoir de premiers éléments de réponses et décider s’il y a un intérêt à équiper et relâcher d’autres individus de grande taille dans le futur.

Raffinement

Pour la manipulation entre les bassins (élevage/anesthésie/réveil) les individus seront maintenus et transportés dans des civières spécifiques adaptées à la taille des animaux. Le marquage se déroulera à proximité du bassin d’élevage afin de limiter la durée et la distance de manipulation. Les individus seront anesthésiés et surveillés de l’anesthésie au réveil (surveillance des différentes étapes de l’endormissement, des battements operculaires, du comportement de nage). Pendant la chirurgie, les individus seront placés sur le dos dans une civière en V dotée d’un matelas humide, et une dose sédative d’anesthésique sera diffusée au travers des branchies ; leur corps sera maintenu humide. Les manipulations seront effectuées par du personnel qui est habitué à travailler avec l’espèce en question et qui dispose des formations adaptées en terme d’expérimentation animale et de chirurgie sur les poissons en général et cette espèce en particulier.

Choix des espèces

L’étude porte sur l’esturgeon européen (Acipenser sturio), une espèce protégée qui bénéficie d’un programme national d’actions en faveur de sa restauration. Les poissons impliqués sont des subadultes ; l’objet du projet étant de suivre le comportement des individus de cette catégorie lâchés après de nombreuses années en captivité dans le milieu naturel, il s’agit de caractériser leur devenir, notamment leurs déplacements pendant plusieurs années (5 ans) et d’identifier s’ils effectuent une migration de reproduction vers les fleuves où ils ont été relâchés. Les 4 individus sont âgés de 17 ans, car il s’agit de l’âge auquel l’espèce peut commencer à se reproduire et donc initier une migration de reproduction en milieu naturel.

Capturés à la ligne, à la palangre ou au chalut, placés en vivier, anesthésiés puis ouverts pour l'implantation chirurgicale d'un émetteur, 200 poissons dont 40 bars subissent des procédures d'un niveau de souffrance modéré. Les poissons plats reçoivent un marquage externe, les requins sont maintenus en immobilité tonique, et l'ensemble des manipulations tient en moins de trente minutes par individu. Le porteur reconnaît que la littérature manque de points limites objectifs et quantitatifs pour les poissons marins sauvages, les réponses à la douleur variant selon les espèces, et signale des mortalités directes ou indirectes possibles. Tous les individus marqués sont remis à l'eau au lieu de capture, pour suivre par télémétrie acoustique leur fréquentation d'un mât de mesure implanté dans un parc éolien en mer.

Objectifs

Le développement des parcs éoliens en mer (PEM) est aujourd’hui en plein essor en France et en Europe. Ces infrastructures génèrent des modifications d’habitat des écosystèmes marins et peuvent avoir un impact potentiel sur les communautés biologiques. Les espèces marines, telles que les poissons, sont susceptibles d’être impactées par les PEM, dans leur distribution, leur abondance et leur comportement, en raison d'effets directs potentiels, mais aussi d'un large éventail d'effets écologiques sous-jacents - y compris l' « effet de récif », l' « effet d’agrégation temporaire d’espèces mobiles», l’ « effet barrière », la « perte d'habitat » et les « perturbations acoustiques » - qui peuvent, à terme, affecter la dynamique de la population . Ces effets doivent être identifiés et quantifiés grâce à un suivi exhaustif et à long terme, compte tenu des fonctions écologiques et de l'importance socio-économique des poissons. Actuellement, les preuves empiriques sont rares, car le plan d'échantillonnage des études traditionnelles utilisées dans l'évaluation de l'impact réglementaire des PEM n'est généralement pas suffisant ou adapté pour détecter et quantifier ces différents effets. Dans ce contexte, ce projet vise à caractériser les variations temporelles des patrons d’occupation des peuplements de poissons autour d’une structure de PEM pour mieux appréhender le fonctionnement de l'écosystème en relation avec les structures EMR. Pour cela, ce projet emploie la télémétrie acoustique passive pour suivre et évaluer la dynamique des peuplements de poissons à enjeu de conservation et/ou commercial autour d’un mât de mesure implanté au sein d’un PEM. La télémétrie acoustique est un outil de plus en plus utilisé pour étudier les patrons d’occupation et les déplacements de nombreuses espèces de poissons à grande échelle. Cette méthode permet de déterminer différents processus écologiques et de comprendre comment une espèce utilise un habitat spécifique et connecte au niveau régional dans l’espace et dans le temps. Ces informations sont essentielles pour mieux comprendre son rôle dans l’écosystème ou l’effet d’une modification d’habitat comme l’implantation d’un PEM.

Bénéfices attendus

L’implantation d’un parc éolien offshore entraine une modification de l’habitat. Au vu de la forte croissance de ces projets de développement, il est nécessaire de mieux connaitre les effets de leurs structures sur les écosystèmes marins. A terme, les résultats de ce projet permettront de comprendre plus précisément l’écologie du mouvement des espèces suivies et ainsi répondre aux questions suivantes: comment ces espèces réagissent-elles à l’implantation d’une structure physique en mer ? Quelle est la fidélité dans le temps de ces espèces à la zone PEM ? Comment occupent-elles spatialement les fondations des éoliennes, d’un point de vue horizontal mais aussi vertical ? Est-ce que ces mouvements sont liés à la disponibilité et distribution de proies ? Quel est le degré de connectivité entre cette zone PEM et les autres habitats marins de la région par ces espèces, au cours des années, et d’une année à l’autre ? Les espèces font-elles preuve d’une fidélité pluriannuelle au site ? Si oui, à quelle saison ? Comment les conditions environnementales influencent-elles ces tendances ? Il existe très peu de connaissances à ce sujet sur les espèces de téléostéen (ex. bar, sole, plie) et d’élasmobranches (raies et requins) fréquentant la zone hauturière normande. Ces connaissances relatives à l'écologie du mouvement de ces espèces d’intérêt, que le marquage en milieu naturel rend possible, serviront de cas concrets pour la mise en place de suivis pérennes des populations aux sein des PEM à venir afin d’atteindre le double objectif de conservation et d'exploitation durable des espèces marines.

Procédures

Les espèces de poissons de ce projet seront capturées par des pratiques de pêche les moins impactantes possible sur la condition physique des animaux et permettant un taux de survie optimale (ex. pêche à la ligne, palangre, court trait de chalut). Les espèces de poissons d’intérêt dans ce projet seront marquées chirurgicalement sous anesthésie générale, sauf les poissons plats.

Impact sur les animaux

Au niveau individuel, cette étude nécessite un marquage (chirurgical ou externe). Même si cela reste rare, ces procédures peuvent occasionner des mortalités directes ou indirectes. Le stress à la capture est probablement l’effet indésirable principal. Les espèces cibles ont été sélectionnées car elles présentaient un haut degré de survie post capture et ont été les espèces modèles d’autres projets de marquage. L’ensemble des manipulations (capture, mise en vivier, anesthésie, acte chirurgical, réveil) seront réalisées sur une période de temps limitée (

Devenir

Tous les animaux marqués seront replacés dans leur milieu naturel, au lieu de capture.

Remplacement

Dans le cadre d’une étude destinée à caractériser les mouvements individuels en milieu naturel, il n’est pas possible de faire appel à des méthodes de remplacement. L’apport de la télémétrie acoustique (détection de la présence de poissons marqués à proximité d’un récepteur) permet l’amélioration de connaissance sur les habitats essentiels occupés par les espèces et de leurs mouvements entre ces habitats. Ces informations sont centrales pour l’identification des effets des parcs éoliens en mer sur ces peuplements. Pour atteindre le double objectif de conservation et d'exploitation durable des espèces marines, l’évaluation de l’état écologique de l’écosystème marin doit pouvoir s'appuyer sur des connaissances relatives à l'écologie du mouvement des espèces et à la fréquentation des habitats essentiels, que le marquage en milieu naturel rend possible.

Réduction

Le nombre d’individus a été réduit au minimum d’après les préconisations de la littérature pour la télémétrie acoustique. En télémétrie acoustique passive, la probabilité de détection des individus permettant d’analyser le comportement dépend grandement du réseau de récepteurs déployé sur le milieu ainsi que du nombre d’individu marqués. De plus, cette probabilité de détection peut diminuer avec plusieurs facteurs environnementaux tels que la turbidité de l’eau, le bruit ambiant, etc. En prenant en compte les contraintes de la télémétrie acoustique (ex: probabilité de détection) et la littérature existante, un nombre minimum de 30 individus par espèce est conseillé afin d’intégrer une variabilité naturelle représentative et ainsi garantir la robustesse des analyses statistiques et des résultats associées aux populations concernées et la publication de ces résultats dans des revues scientifiques. En l’absence de connaissance sur le niveau de fréquentation spécifique du site ciblé par cette étude, le nombre de 40 individus maximum par espèce a été décidé afin de capturer la majorité des comportements spatiaux à l’échelle d’un site spécifique. En se basant sur la biomasse de ces espèces péchées en Manche (plusieurs dizaines à centaines de tonnes débarquées), l’impact de ce projet sur les populations semble extrêmement limité.

Raffinement

Dans le cadre des procédures, des mesures ont été mises en place afin de limiter la souffrance et le stress des individus lors du marquage. Celles-ci incluent la capture (engins sélectifs en direct, l’hameçon ou traits de chalut courts), pour limiter au maximum le temps où l’animal est en phase « capture », ainsi que des procédures d’anesthésie optimales durant les phases pré opératoire, opératoire et post opératoire. Les individus seront surveillés de manière régulière avec une attention particulière à la respiration branchiale afin de s’assurer de la bonne oxygénation des animaux. Lors de la manipulation de requins, en plus de l’utilisation d’anesthésiant, chaque individu sera placé en immobilité tonique afin de limiter son stress et potentiellement sa douleur. Les individus seront surveillés de manière régulière durant toute la période de détention. Après avoir subi un marquage externe ou une intervention chirurgicale (selon l’espèce), les individus seront maintenus dans un bac de réveil et surveillés individuellement avant d’être relâchés. La remise à l’eau s’effectuera quand l’animal aura retrouvé tous ses réflexes et sa mobilité. L’eau sera directement prélevée en milieu naturel en flux constant avec système de surverse. Ceci permet de garder une température ambiante proche du milieu naturel, un niveau d’oxygénation optimale et d’évacuer les eaux ‘usées’ rapidement. Aucune sortie de l’eau sans anesthésie ne sera effectuée de manière prolongée (supérieur à quelques secondes). Lors des sorties de l’eau pour chirurgie, les poissons resteront en permanence en milieu humide (dos dans l’eau, flux d’eau dans la bouche). Les individus seront retirés de la procédure si les points limites préalablement établis sont atteints. Les points limites sont identifiables à travers le comportement des poissons (Activité de nage anormale, absence de réaction) ou des signes extérieurs de stress (ex. couleur de peau, plaies). La taille et le poids des marques pour chaque espèce sont choisies bien en dessous des critères normalement appliqués (>2% du poids des individus).

Choix des espèces

Le nombre d’espèces capturables sur la zone d’étude étant extrêmement variée, il est proposé dans cette étude de ne pas cibler d’espèces particulières, mais de 1/ fournir une liste d’espèces potentielles, 2/ limiter le nombre d’individus rentrant dans une procédure à N= 40 et 3/ de limiter le nombre de marque maximum déployé dans le projet à N= 200, ou à 5 espèces à N=40, 6 espèces à N=30, (ou 12 espèces à N=15 si les prises ne permette pas d’atteindre un effectif optimale pour toutes les espèces) . Ces espèces ont aussi été choisies pour leur taux de survie important post-capture et leur forte capacité de résilience après un traumatisme Une partie des espèces de cette liste sont des espèces de premier plan en Manche, tant pour l'importance de leur volume d’exploitation et leur valeur commerciale (ex : le bar et la plie ). De nombreux aspects du cycle de vie de ces espèces restent inconnus, limitant la capacité des scientifiques à fournir un appui aux gestionnaires et ce, notamment en lien avec l’impact de l’implantation d’éoliennes dans leur milieu naturel. Pour la majorité de ces espèces, l’acquisition de connaissances sur leur dynamique spatiale est une première étape primordiale pour améliorer nos connaissances sur l’impact potentiel de l’implantation de ces structures offshores sur ces populations. Les élasmobranches sont des espèces vulnérables dont la connaissance écologique reste parcellaire et qui ont des statuts de conservation préoccupants. L’importante méconnaissance de l’écologie de ces espèces limite notre capacité d’évaluation de leur statut de conservation.

Capturées, anesthésiées, ouvertes pour recevoir un capteur et un émetteur en moins de cinq minutes, 50 truites de mer adultes subissent des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Elles sont gardées en observation dans un vivier placé dans la rivière, puis relâchées quand elles ont retrouvé une nage normale. Le projet suit leurs trajets en mer pour estimer leur exposition aux parcs éoliens en mer et aux captures accidentelles. Le porteur indique que l'extraction de l'enregistreur ne permet pas la survie de l'animal, les truites recapturées à leur retour de mer seront donc tuées, et il table sur la récupération d'environ un quart des appareils.

Objectifs

Les poissons migrateurs sont pour la plupart en déclin en raison notamment de l’impact des activités anthropiques qui interviennent sur l’ensemble des habitats du continuum terre/mer. Dans les eaux côtières, les captures accidentelles et la présence des parcs éoliens offshores sont autant de pressions qui sont susceptibles de fragiliser un peu plus ces espèces en causant des mortalités et/ou modifications de leurs parcours migratoires. La connaissance de l’utilisation des eaux marines côtières par ces espèces est cruciale pour déterminer les zones et périodes où elles sont susceptibles d’être en interaction avec ces pressions, mais elle reste à ce jour très incomplète. Un programme de recherche précédent a toutefois permis des avancées notables dans la compréhension des trajets migratoires des salmonidés. Entre 2018 et 2020, 124 truites de mer post-reproductrices ont été équipées de marques archives DST (Data Storage Tag). Les données environnementales (température et pression) enregistrées ont permis de reconstruire, avec parfois des incertitudes importantes, les trajectoires individuelles des individus équipés. Les résultats montrent qu’une majorité d’individus pouvaient parcourir plusieurs centaines de kilomètres en mer tandis que d’autres restaient dans la bande côtière où plusieurs parcs éoliens offshores ont été installés depuis. Les hydrophones acoustiques déployés au sein des parcs éoliens offshores et plus largement ceux disponibles dans le cadre d'un réseau européen offrent l’opportunité de mettre en place un suivi par télémétrie acoustique combiné à une approche par DST pour notamment confirmer ou affiner les trajectoires de migration des truites de mer et d’évaluer le niveau d’exposition de l’espèce aux parcs éoliens offshores .

Bénéfices attendus

Les bénéfices attendus sont les suivants : Les phase marines des populations de poissons migrateurs amphihalins, populations globalement menacées par différentes pressions d’origine anthropique, restent très mal connues. Cette méconnaissance complique leur gestion. Ce projet vise à produire des connaissances sur les trajectoires de migration marine des truites de mer à large échelle. Par ailleurs, dans le contexte de développement des énergies marines renouvelables (parcs éoliens offshore), les données permettront une première évaluation du recouvrement des trajectoires des truites de mer et des parcs éoliens. Compte-tenu de sa dépendance au milieu côtier, la truite de mer pourrait être fortement exposée aux nombreuses pressions (bruit, modification des champs électro-magnétiques, etc.) exercées des parcs éoliens offshore. Les impacts de ces pressions récentes, qui s’additionnent aux autres, doivent être évaluées dans le cadre des politiques publiques.

Procédures

Procédure chirurgicale: Insertion par chirurgie du capteur et de l'émetteur (réalisée sous anesthésie). Durée

Impact sur les animaux

Insertion par chirurgie du capteur et de l'émetteur (réalisée sous anesthésie) : les nuisances potentielles (douleurs, saignements, infection) sont limitées par l'utilisation de mesures prophylactiques et des traitements adaptés et définis avec la collaboration d'un vétérinaire spécialisé. Cette intervention est considérée comme « modérée ». Les individus sélectionnés auront une gamme de poids (min-max) qui leur permettra de supporter l'insertion du matériel scientifique. Ce dernier ne dépassera pas 2% du poids de l'animal comme recommandé dans la littérature.

Devenir

Après la procédure chirurgicale, les individus sont relâchés dans leur milieu naturel pour être suivi. La récupération des biologgers lors de leur recapture quelques mois plus tard est indispensable pour acquérir les données enregistrées pendant le suivi. Cependant comme les individus développent un tissu conjonctif autour du matériel lors du processus de cicatrisation, leur extraction ne permet pas la survie de l’animal. C’est pourquoi, les truites de mer adultes recapturées lors de leur retour de mer seront mises à mort. Une partie des individus ne pourra pas être recapturée et finira sa vie dans le milieu naturel.

Remplacement

L'objectif de l'étude est de produire des connaissances sur l’écologie de la truite de mer (comportement dans le milieu naturel). Le modèle biologique ne peut être substitué par des alternatives non animales.

Réduction

L’effectif de truites de mer adultes à marquer (50) est établi en fonctoin du taux de retour des DST. D’après l’expérience acquise pendant au cours d'un progamme précédent, nous tablons sur la récupération d’environ 25% des DST. Une bonne partie sera issus d’individus recapturés au piège lors de leur retour, et des DST supplémentaires pourraient être découverts soit par des promeneurs sur la côte (suite à mort des individus en mer) ou bien via des pêcheurs. Les données de géolocalisation des poissons par les hydrophones permettront de retracer les trajectoires et l’histoire de l’ensemble des poissons marqués qui pourront être analysées seules ou en combinaison avec les données issues des DST. Les données attendues sont jugées suffisantes pour produire des connaissances nouvelles. La taille d’échantillon résultant d’un équilibre entre minimisation de l’impact sur la population de truite de mer et qualité et quantité de données acquises. L’échantillon recueilli au final sera de taille modeste, mais les données haute-fréquence acquises seront très informatives.

Raffinement

Les principales mesures de raffinement concernent la limitation des nuisances (angoisse et douleur) lors de la manipulation des animaux avant, pendant et après la chirurgie et la limitation des risques d'infection postopératoire. La combinaison d'utilisation de produits anesthésiques de concentration adaptée (1- concentration pour l'anesthésie pré-opératoire et 2- pour le maintien de l'anesthésie pendant l'opération) et d'antalgiques limitent directement l'angoisse et la douleur pendant et après l'opération et l'administration d'antibiotiques limite les risques d'infections liés à l'opération. Les mesures prophylactiques classiques (désinfection du matériel) limitent également les sources d'infection pouvant induire des nuisances post-opératoires. Les opérations de chirurgie seront effectuées par du personnel habilité et spécifiquement formé par un vétérinaire. Le protocole opératoire est co-construit avec un vétérinaire. Les conditions environnementales d'importance première pour les poissons (température et oxygénation de l'eau) seront contrôlées avant, pendant et après la capture et l'opération. Pendant l’opération, un tube alimenté en eau sera introduit dans la bouche des poissons pour maintenir un bon niveau d’oxygénation des branchies. Après l’opération, les individus seront gardés en observation dans un vivier placé dans la rivière afin de contrôler la façon dont ils récupèrent de l'anesthésie et seront relâchés lorsqu'ils auront retrouvé un comportement actif normal (équilibre dans la colonne d'eau, nage).

Choix des espèces

La truite de mer et plus précisément son comportement dans le milieu naturel, est l’objet même de l’étude, il ne s’agit pas d’un modèle biologique utilisé pour tester une hypothèse. Compte-tenu de sa dépendance au milieu côtier, la truite de mer pourrait être fortement exposée aux nombreuses pressions (bruit, modification des champs électro-magnétiques, etc.) exercées des parcs éoliens offshore. Les impacts de ces pressions récentes, qui s’accumulent aux autres, doivent être évaluées dans le cadre des politiques publiques. Les adultes post-reproduction sont ciblés. Ils sont pour la plupart d’entre eux d’une taille suffisante pour accueillir le matériel de télémétrie. Les adultes trop petits pour lesquels le matériel représenterait plus de 2% du poids seraient écartés, comme recommandé dans la littérature.

Pêchés dans la Saône, 1680 poissons de quatre espèces, chevesnes, spirlins, gobies à tache noire et chabots communs, vont être utilisés sur cinq ans dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Chacun est anesthésié pour recevoir une marque d'élastomère, puis de nouveau à chaque transfert entre aquariums, avant un préconditionnement thermique de une à six semaines et deux séries de tests comportementaux d'une heure, certains subissant en plus un test de performance de nage. Le porteur attend un stress accru par la pêche et le changement de milieu, avec un risque d'infection plus élevé du fait de l'origine sauvage des animaux, dont il dit ignorer l'histoire. 1280 poissons sont tués pour des mesures de bioénergétique cellulaire, 400 sont remis à l'eau, et les gobies à tache noire, classés invasifs, ne peuvent en aucun cas être relâchés.

Objectifs

Le changement climatique est souvent caractérisé par une augmentation de la température moyenne, mais rarement par les variations de températures non prédictibles de plus en plus fréquentes qui l’accompagne. Cette variabilité thermique imprévisible, ou « stochasticité thermique » reste à ce jour encore peu étudiée mais peut entrainer des effets délétères sur les organismes vivants, et plus particulièrement sur les ectothermes, comme les poissons, dont la température interne dépend fortement de la température environnementale. Pour faire face à ces variations thermiques aléatoires, seuls les organismes possédant une large gamme de réponses comportementales et/ou physiologiques (= plasticité phénotypique) pourront se maintenir à moindre coût. En reproduisant cette stochasticité thermique en conditions contrôlées de laboratoire, ce projet a donc pour but de caractériser les réponses physiologiques et comportementales des poissons mises en place lors de ce stress thermique aigu. On s’attend donc à une augmentation de la dépense énergétique des poissons soumis à un régime thermique stochastique (aléatoire), en comparaison avec un régime thermique variable prévisible (saisonnier ou journalier) ou un régime thermique stable. On s’attend également à des répercussions au niveau comportemental, notamment à travers une diminution de l’activité physique et une augmentation de la quête alimentaire en fonction du potentiel adaptatif des espèces étudiées. Pour décrire les différentes composantes physiologiques et comportementales de la plasticité phénotypique, 4 espèces de poissons couramment rencontrées en Saône seront utilisées : le chevesne et le spirlin (2 espèces pélagiques eurythermes), le gobie à tache noire (espèce benthique invasive) et le chabot commun (espèce benthique native). Ces quatre espèces communes et représentatives des différentes niches écologiques permettront de généraliser au maximum les informations obtenues au cours de cette étude. Au total, 1680 poissons seront utilisés au cours des 5 prochaines années, dont une partie pourra être replacée dans le milieu naturel. En concertation avec les gestionnaires de biodiversité, nous nous assurerons de l’effet négligeable de ces prélèvements sur les populations naturelles.

Bénéfices attendus

Ce projet permettra de documenter et de mieux prédire l’impact du changement climatique sur les populations de poissons d’eau douce, en se focalisant plus particulièrement sur des variations rapides et stochastiques de la température encore très mal prises en compte dans la littérature scientifique. A l’aide d’une approche interdisciplinaire, entre écologie comportementale et physiologie, cette étude va permettre à court terme i) d’apporter des connaissances fondamentales pour définir les limites thermiques de certaines espèces en Saône et ii) de caractériser les effets d’une stochasticité thermique accrue sur le comportement et la physiologie des poissons. Ces données participeront par exemple à la compréhension des conséquences des changements environnementaux rapides souvent liées à l’activité humaine. A plus long terme, ces données pourront servir concrètement pour réfléchir à des directives de conservations des écosystèmes basées sur des données physiologiques et comportementales individuelles, en support aux données populationnelles. Les conclusions de ce projet d’envergure réalisé sur plusieurs espèces de poissons seront susceptibles d’être généralisables aux écosystèmes similaires à la Saône, dans un but de conservation des écosystèmes aquatiques, qui reste au centre des préoccupations du grand public, des instances gouvernementales et des chercheurs.

Procédures

À la suite de leur prélèvement en milieu naturel, tous les poissons seront acclimatés à l’animalerie et stabulés dans des conditions adaptées à leur espèce. Les poissons seront soumis à une anesthésie / analgésie afin de les implanter avec des marques pour les individualiser. Cette intervention dure au maximum 15 minutes par poisson. Les poissons seront ensuite soumis à une période de pré-conditionnement thermique (entre 1 et 6 semaines selon la procédure). A chaque manipulation (lors des transferts entre les aquariums de stabulation et les enceintes expérimentales), les poissons seront légèrement anesthésiés afin de limiter le stress du déplacement. Cette anesthésie ne fera pas effet pendant plus d’une minute sur le poisson. Tous les poissons en pré-conditionnement subiront deux séries de tests comportementaux (2 fois 1h) espacés de 2 jours de repos en conditions expérimentales. Certains d’entre eux subiront par la suite un test de performance de nage (

Impact sur les animaux

Un des effets indésirables de ces protocoles pourrait être un niveau de stress accru faisant suite à la pêche, à la stabulation dans un nouveau milieu, et/ou aux expérimentations. Cette augmentation du stress peut s’exprimer via l’apparition d’infections chez les poissons. En effet, les risques d’infections sont plus hauts que la normale car comme les poissons viennent de milieux naturels, on ne connaît pas leur histoire et ce qu’ils auraient pu rencontrer dans leur habitat. Un autre point de surveillance sera lié à la période d’isolement des poissons (entre 2h et

Devenir

80 poissons (chevesnes) seront euthanasiés à la suite du protocole permettant de construire une courbe de performances thermiques pour réaliser une étude de performance thermique au niveau cellulaire. Sur les 1600 poissons prévus pour caractériser les conséquences physiologiques et comportementales des périodes de pré-conditionnements aux différents régimes thermiques, 1200 individus seront euthanasiés pour réaliser des mesures de bioénergétique cellulaire, et 400 poissons (100 de chaque espèce) seront replacés dans leur milieu naturel. De plus, les gobies à tache noire, étant considérés comme invasifs, ne peuvent pas être relâchés dans le milieu naturel.

Remplacement

A ce jour, seule l’expérimentation sur animaux permet de réaliser une étude intégrative qui prend en compte l’ensemble des réponses physiologiques et comportementales des organismes soumis à des contraintes environnementales. Dans le contexte de l’intensification du changement climatique, ce projet cherche à décrire les conséquences des variations de température sur des poissons issus du milieu sauvage (la Saône), afin d’apporter un éclairage pertinent et des prédictions des effets de ce stress thermique sur les écosystèmes aquatiques. De plus, l’utilisation d’espèces variées s’avère indispensable pour apporter des conclusions pertinentes, robustes et généralisables sur les conséquences d’une augmentation de la stochasticité thermique sur la biodiversité des rivières.

Réduction

Compte tenu de l’étendue de la variabilité interindividuelle des processus étudiés dans ce projet, le nombre de poissons a été réduit au minimum et défini au seuil de la pertinence scientifique et statistique, notamment grâce au marquage individuel permettant l’utilisation de tests à mesure répétées, prenant l’individu comme facteur aléatoire. Outre les 80 chevesnes nécessaires pour l’étude des courbes de performances thermiques, c’est surtout le protocole de comportement alimentaire (réponse fonctionnelle), qui selon la littérature implique pour établir une courbe robuste 5 individus au minimum par densité de proies (au nombre de 7), qui conditionne l’effectif choisi. Ainsi, 5 poissons x 7 densités de proies x 2 durées d’acclimatation x 5 profils thermiques x 4 espèces = 1400 poissons seront expérimentés au maximum. Afin de palier une mortalité possible liée à l’origine « sauvage » des poissons, 50 poissons supplémentaires par espèces seront pris en compte dans les calculs, soit au total 1680 poissons pêchés au cours des 5 ans du projet. Tout aménagement de protocole permettant de réduire encore le nombre de poissons utilisés au cours des expériences sera favorisé et certains poissons pourront également être relâchés après expérimentation.

Raffinement

Lors des protocoles in vivo (mesure de la consommation d’oxygène associée aux performances de nage et tests comportementaux), un des principaux objectifs est de limiter au maximum le stress et la douleur des animaux. Chaque geste contraignant (mesures et changement de milieu – tunnel, chambre ou nouvel aquarium) sera réalisé sous anesthésie légère, suivi par un temps d’acclimatation de 12h dans le tunnel de nage ou la chambre métabolique, avant les protocoles de respirométrie ou de 15 à 30 min avant les protocoles de comportement. Après chaque expérience, les poissons seront replacés dans leur aquarium de stabulation et toutes les précautions seront prises pour leur éviter toutes nuisances visuelles et sonores. Les poissons sont maintenus dans des aquariums de 60L ou 90L en densité adaptée à leur espèce. Les spirlins et les chevesnes juvéniles sont des poissons vivant en banc. Ils seront donc maintenus à plusieurs dans les aquariums (environ 15 par bac) afin d’optimiser les conditions de stabulation. Des cachettes adaptées (tubes de gros diamètres leur permettant de se cacher en banc), des plantes artificielles et du gravier sont disposés dans chaque aquarium. Un système de pompe filtrante assurera également une circulation d’eau bullée continue dans les aquariums. Les poissons seront nourris une fois par jour, avec des cubes de moules hachées avec du mix (différentes larves de moustiques, daphnies et de la verdure (épinards, spiruline)) et lors du nourrissage, leur comportement sera particulièrement observé. En effet, si un poisson ne se nourrit pas, des mesures seront prises à son égard. Une observation biquotidienne sera réalisée par le personnel animalier et les expérimentateurs afin de veiller au bien-être des animaux depuis leur arrivée à l’animalerie jusqu’à l’euthanasie. Les états de santé et de bien-être des animaux seront ainsi évalués en prenant en compte les signes cliniques et comportementaux selon des grilles d’évaluation afin de définir des points limites adaptés. Dès l’apparition de signes cliniques de mal-être, les animaux seront sortis du protocole et remis en conditions standard d’élevage. Dans le cas où des signes de douleur ou de mal-être devaient persister au-delà de 24 heures après la mise en stabulation, les animaux seront euthanasiés selon la réglementation en vigueur.

Choix des espèces

Les 4 espèces de poissons sont couramment rencontrées dans la Saône et représentent plusieurs stratégies de vie au sein des poissons d’eau douce. Elles ont été identifiées en concertation avec les partenaires à l’origine de ce projet et le nombre d’individus prélevés n’aura aucun impact sur les populations naturelles. Le chevesne est une espèce très répandue dans la Saône, avec une tolérance thermique très large. Le spirlin est également une espèce ubiquiste, plutôt thermophile, de plus petite taille, permettant une stabulation optimale en condition expérimentale. Ce sont toutes les deux des espèces pélagiques. Le gobie à tache noire est une espèce benthique extrêmement invasive, qui se trouve actuellement en Haute-Saône, suspectée d’être plus tolérante face aux variations thermiques que l’espèce native qui occupe la même niche écologique que lui, le chabot commun. Du fait de leur diversité, ces 4 espèces permettront d’obtenir des résultats généralisables à la biodiversité des rivières. Les poissons utilisés seront soit des juvéniles, soit de jeunes adultes, soit des adultes, dont la taille sera adaptée à l’utilisation des tunnels de nage à disposition au laboratoire (entre 8 et 15 cm). Les spirlins, les gobies à tache noire et les chabots communs utilisés seront des adultes. Leur taille (entre 8 et 15 cm) permet des mesures en tunnel de nage. La taille des chevesnes adultes (>30 cm) étant incompatible pour une telle étude, seuls des chevesnes juvéniles seront employés.

Capturées dans une lagune au verveux ou à la pêche électrique, qui les paralyse quelques secondes, 1600 anguilles européennes sauvages vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Chacune passe par un bac obscur, un bain anesthésiant de cinq à quinze minutes, une injection analgésique, puis l'ouverture de l'abdomen pour y implanter un transpondeur RFID, refermée par un pansement. Toutes sont remises à l'eau après un réveil surveillé, ce que le porteur juge "primordial" pour l'objectif de l'étude, savoir par où et quand les anguilles argentées repartent vers la mer. Sur le remplacement, il écrit seulement que l'étude portant sur le comportement en milieu naturel, elle ne peut pas "s'affranchir de l'emploi de poissons sauvages", l'espèce étant classée en danger critique d'extinction.

Objectifs

L’anguille européenne est classée « critiquement menacée d’extinction » depuis 2008 par l’Union Internationale pour la Conservation de la Nature (UICN) et est inscrite depuis 2009 à l'annexe II de la convention sur le commerce international des espèces de faune et flore sauvages menacées d'extinction (CITES). Des plans de gestion au niveau national et par bassin hydrographique fixent des objectifs pour évaluer le nombre d'individus qui colonisent (recrutement des civelles - juvéniles qui arrivent de la mer) et le nombre d'individus qui s'échappent (dévalaison des anguilles argentées - adultes qui repartent en mer pour aller se reproduire). Ce projet de suivi télémétrique a pour objectifs d'améliorer la connaissance relative aux déplacements de l'anguille à l'intérieur d'un système lagunaire et notamment de mieux caractériser sa migration de dévalaison : par où et quand l'anguille argentée cherchent-elles à repartir en mer ? Ces résultats permettront d'identifier des mesures de gestion pour faciliter son retour en mer.

Bénéfices attendus

L'utilisation de la télémétrie RFID (Radio-frequency identification) permet d'enregistrer in situ le passage d'individus identifiés avec une puce de marquage à des points clés du système étudié. Les résultats permettront de connaître les périodes auxquelles les anguilles argentées cherchent à repartir en mer, les voies empruntées, les éventuels obstacles à la migration et l'identification des facteurs environnementaux d'influence. Les résultats de cette étude permettront de plus d'évaluer l'efficacité d'un projet de restauration de continuité écologique. À terme ces résultats permettront d'affiner la gestion des ouvrages de connexion entre les marais et les étangs, et de faire des recommandations pour d'éventuels projets altérant les continuités hydroécologiques.

Procédures

Capture dans un verveux (nasse) : relève toutes les 24h approximativement, ou capture par pêche électrique : paralysé quelques secondes. Facultatif : Si trop de captures, mise en couve jusqu'à 3 jours maximum. Stabulation dans un bac obscur et aéré : de 5 min à 4h Bain anesthésiant: 5 à 15min Injection analgésique : 2 s Marquage avec une fermeture de la plaie à l'aide d'un pansement hydrofuge : 2 à 5 min Phase de réveil sous surveillance : de 10 à 30 min Stabulation avant relâcher : de 5 min à 2h

Impact sur les animaux

La capture par pêche, leur stabulation dans des bacs, leur anesthésie, la réalisation des mesures biométriques, le marquage par laparotomie, la phase de réveil et de stabulation avant remise à l'eau sont autant d'étapes sources de stress pour les animaux. Une mise en couve des individus (10 par couve) dans leur milieu naturel jusqu'à 3 jours maximum pourra être éventuellement pratiquée, si les captures sont trop nombreuses, ne permettant pas de traiter tout le même jour. Un individu traité sera gardé dans des bacs obscurs avec aération jusqu'à maximum 8h avant d'être relâché dans son milieu d'origine.

Devenir

L’ensemble des animaux sera remis en liberté à la suite de leur marquage, ce qui est primordial pour répondre à l’objectif de l’étude.

Remplacement

L’étude portant sur le comportement de poissons en milieu naturel, l’expérimentation doit être réalisée avec des individus capturés dans le milieu, et ne peut donc s’affranchir de l’emploi de poissons sauvages.

Réduction

L’enjeu de l’étude est de comprendre les déplacements des anguilles supérieurs à 30 cm en fonction de la variation des conditions environnementales, de pouvoir prédire les pics de migration (nombre élevé d'anguilles argentées qui dévalent à la même date) et d'identifier d'éventuels obstacles à la migration. De plus, le marquage des individus permet de récolter des données de capture-marquage-recapture (CMR), des données indispensables pour évaluer les paramètres de dynamique de population (par exemple taux de survie et indice d'abondance). Pour que les modèles de CMR soient robustes et représentatifs de la réalité, il est nécessaire de maintenir un effort de marquage significatif à un pas de temps constant dans le temps sur une période qui couvre le temps de croissance de plusieurs générations. Ainsi, les conclusions attendues par ce présent projet, sur l’étude comportementale de l’anguille, ne peuvent pas s’affranchir de l’emploi des poissons. Au maximum, ce seront 1600 individus au total qui seront marqués sur les 2 années du projet.

Raffinement

Le marquage des individus s'effectue sous anesthésie (benzocaïne) et analgésie (lidocaïne). Pour limiter la surinfection postopératoire, le marquage sera procédé lorsque les températures de l’eau n’excèdent pas 16°C, soit sur la période d'octobre à avril. Les bacs de stabulation seront noirs, de manière à favoriser l'obscurité et diminuer le stress des individus pendant les phases de stabulation (avant leur traitement et pendant la phase de réveil). La densité des individus par bac sera limitée à 0.17kg/L (soit 7kg pour 40L). Et les bacs seront brassés par des aérateurs pour favoriser l'oxygénation de l'eau. Les bacs seront placés à l'ombre pour éviter que l'eau se réchauffe excessivement. Une fois un individu marqué, il pourra être détecté en continu à divers points de passage grâce à des stations d'écoute installée dans le milieu naturel. Le suivi télémétrique constitue un moyen de raffiner le suivi en capture-marquage-recapture, puisqu'il permet de suivre à distance le déplacement d'individus marqués (de recapturer leur signalement) sans avoir à les manipuler à nouveau.

Choix des espèces

L’anguille européenne est une espèce migratrice amphihaline catadrome qui présente un cycle de vie unique, et qui est actuellement menacée d'extinction. Afin de mieux comprendre ses déplacements au sein de système, la dynamique de sa phase de dévalaison, et mettre en place des dispositions pour favoriser sa migration retour en mer, il est indispensable d’étudier des individus de cette espèce. Les anguilles supérieures à 30 cm et ayant un poids suffisamment important (>40g) pour supporter l’implantation d’un transpondeur de 23 mm sans affecter leurs constantes vitales seront utilisées. Il s’agit de stades jaune ou argenté de l’anguille. Les individus de 30 cm qui pèsent au minimum 40 g sont marqués avec des transpondeurs de 23 mm qui ont une masse de 0.6 g. L’impact du transpondeur est négligeable lorsque sa masse est inférieure à 2.5% de celle du poisson, ce qui se vérifie ici.