Autres poissons

2500 anguilles européennes vont être capturées et utilisées, dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger, puis relâchées dans le milieu naturel. Chaque individu est anesthésié et reçoit une marque numérotée insérée dans la cavité abdominale, dans un protocole de marquage-recapture destiné à mesurer l'efficacité d'une passe à poissons. Le porteur agit sur une espèce menacée et affirme n'avoir "pas d'autre choix" que d'utiliser l'anguille elle-même, en limitant le marquage à un quart des individus en migration. Les manipulations visent l'aménagement d'un ouvrage hydraulique, présenté comme le moyen d'évaluer la continuité écologique.

Objectifs

La population d'anguilles à l'échelle européenne et française est dans une situation alarmante. De nombreuses passes spécifiques anguilles sont installées sur la plupart des obstacles à la migration lorsqu'une démarche de rétablissement de la continuité écologique est mise en place. L'efficacité de telles passes est plus ou moins connue suivant les sites. L'emplacement de ces passes au niveau de l'ouvrage est crucial au regard de son efficacité. Le second élément crucial qui conditionne l’efficacité de la passe est l'attractivité pour les anguilles. La moindre modification des conditions hydrauliques proches de l’entrée de la passe peut permettre d’améliorer l’efficacité ou au contraire modifier son efficacité. L'objectif de ce projet est d'évaluer l'efficacité d'une passe et de l'améliorer pour faciliter le passage des anguilles en montaison. Un nombre d’anguilles en migration est seulement le reflet des individus en migration sur l’ouvrage, et non le reflet des individus en attente en aval, et qui ne réussissent pas à emprunter l’obstacle. Seul un suivi avec marquage-recapture permet d’avoir une idée de l’efficacité. Le nombre d'anguilles marquées qui empruntent de nouveau la passe à anguilles est utilisé à la fois de manière brute en regardant le pourcentage ayant migré en lien avec les conditions environnementales mais également en analysant les délais de recapture des individus. Plus le délai de recapture est court plus les individus trouvent facilement l'entrée et donc l'attractivité est élevée.

Bénéfices attendus

L'objectif principal de cette étude est de renforcer l'évaluation de l’efficacité d'une passse à anguilles en fonction de la gestion des systèmes hydrauliques avoisinant et conditionnant son attractivité pour les anguilles, et ainsi favoriser la migration des anguilles vers les secteurs amont, rendant accessible des secteurs propices à leur croissance. L'objectif est d'améliorer l'efficacité et faciliter son accés aux anguilles.

Procédures

Les individus seront anesthésiés puis marqués avec des marques avec numéro individuel de taille adaptée au poids de l'animal afin de ne pas impacter le comportement de l'individu. L'intervention sur chaque individu durera quelques minutes, entre l'anesthésie, le marquage, le réveil et le retour dans le milieu naturel. Les marques sont placées dans la cavité abdominale. 2500 anguilles seront marquées sur la durée de l'expérimentation , sur une population en migration pouvant aller annuellement jusqu'à 200 000 individus.

Impact sur les animaux

Toutes les données disponibles antérieures sur les anguilles permettent d’avoir des courbes de correspondances taille / poids importantes. Ainsi afin de respecter le ratio de 2% du poids du poisson, nous savons que nous ne pourrons pas marquer d’individus de moins de 13cm avec des marques de 8mm et de moins de 20 cm avec les marques de 12mm. Pour les individus proches de ces tailles, le poids est vérifié avant marquage. Avant marquage, les anguilles sont scannées afin de vérifier qu'elles ne sont pas déjà porteuses d'une marque. Si c'est le cas, elles sont immédiatement remises à l'eau. Cela permet de ne pas utiliser deux fois le même animal. Les deux types de marques sont tout de même utilisés, pour limiter le risque de non détection des marques quand les anguilles grandiront. La distance de détection des marques 12mm est plus importante, et certains individus ont été détectés 15 à 20 ans après au moment de la dévalaison ces dernières années. Cependant les individus peuvent être stressés par le piégeage et le marquage. Tout sera mis en œuvre pour réduire ce stress avec un temps de piégeage réduit (max une nuit), et un renouvellement constant de l’eau du bac de repos, ainsi que du bac de réveil après marquage. Dans le bac de réveil, des plantes aquatiques seront installées afin d’offrir des caches aux anguilles, et de réduire leur stress.

Devenir

tous les individus en fin de procédure seront remis dans le milieu naturel

Remplacement

L'étude cible la migration de l'anguille et son comportement au moment du franchissement d'un aménagement spécifique installé devant un obstacle à la migration. Les obstacles à la migration sont un problème majeur à la sauvegarde et restauration de l'espèce et de nombreuses questions restent encore en suspens.

Réduction

Sur les 5 ans, le nombre maximum d’anguilles marqué sera de 2 500 anguilles (500 par an). Les données recueillies sur la base d’un marquage de 500 anguilles par an permet d’avoir un reflet fidèle du comportement migratoire des anguilles de l’année. Les marquages se font en plusieurs fois, et c’est lors de ces marquages que nous nous assurons de ne pas dépasser un maximum de 25% des anguilles migrantes. Le nombre d’anguilles marquées à chaque session tient compte des anguilles en migration à ce moment-là.

Raffinement

Les piégeages des anguilles en amont de la passe spécifique se fera la nuit, ce qui permettra de réduire le stress des individus. Le marquage commencera dès le matin. Lors de l’anesthésie et toujours dans une optique de réduction du stress, l’eau du cours d'eau, sera utilisée afin de ne pas changer l’eau de stabulation et de vie des poissons. Le réveil se fera également dans l’eau du cours d'eau, cette eau sera renouvelée très régulièrement, et des végétaux aquatiques seront installés dans le bac de réveil. Il a été constaté lors de précédents suivis que la mise en place de végétaux aquatiques dans le bac de réveil réduit de manière drastique le stress des anguilles qui se camouflent sous ces herbiers. Les anguilles sont anesthésiées pendant les manipulations. Un linge humide permet de manipuler les individus afin de protéger le mucus.

Choix des espèces

Cette opération a pour objectif de suivre le comportement d’une espèce sauvage, l'Anguille européenne, lors de sa migration. Nous n'avons pas d'autre choix que d'utiliser cette espèce. Les anguilles marquées sont celles en migration au niveau des passes spécifiques. Leur taille médiane est de 160 mm, les individus allant de 130mm à 260mm environ. Deux types de marques seront utilisées en fonction du poids des individus, sachant que les plus petites marques (8mm) ne pourront être utilisées sur des individus de taille inférieure à 130mm. Lors de cette migration, le stade de développement des anguilles fiat que l'on parle d'"anguilles jaunes".

540 poissons cichlidés vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures classées de souffrance légère. Chaque animal reçoit une injection de manganèse comme produit de contraste puis passe une IRM d'environ deux heures sous anesthésie, pour cartographier les régions du cerveau liées à leurs capacités cognitives. Le porteur reconnaît une toxicité possible du manganèse sur le long terme et une douleur liée à l'injection, et indique que les poissons ne pourront pas être réutilisés car ils ne seront plus naïfs. Il conclut que ces trois espèces au grand cerveau ne peuvent pas être remplacées pour cette étude fondamentale.

Objectifs

Certains poissons téléostéens comme les Labres et les Cichlidés présentent des comportements semblables à ceux de l’utilisation des outils, l’utilisation du miroir (reconnaissance de soi), la reconnaissance individuelle, et une communication multimodale complexe. Notre projet consiste donc à étudier l'organisation du cerveau des cichlidés, en particulier les espèces Amatitlania nigrofasciata (A. nigrofasciata), Neolamprologus brichardi (N. brichardi), et Pseudotropheus zebra (P. zebra). Ces trois espèces ont des origines géographiques, une taille et des comportements différents. Les cerveaux des poissons téléostéens sont organisés de façon très différente par rapport aux cerveaux des mammifères, et leurs structures et leurs fonctions demeurent peu connus. En particulier, une structure de la partie ventrale du cerveau, le lobe inférieur, n'existe que chez les téléostéens, et n’est pas retrouvée chez les mammifères ou les oiseaux. Les fonctions de cette structure demeurent inconnues, et nos travaux précédents suggèrent qu’elle pourrait être impliquée dans les fonctions cognitives remarquables des cichlidés et des labres. Mieux connaître la fonction du lobe inférieur chez les poissons téléostéens permettra de mettre en lumière comment, au cours de l’évolution, des cerveaux aussi différents que ceux des téléostéens ont pu permettre l’émergence de comportements complexes. Cette étude permettra donc de mieux comprendre comment les cerveaux de tétrapodes et de téléostéens, dont les morphologies diffèrent considérablement, peuvent posséder des capacités cognitives similaires.

Bénéfices attendus

Les cichlidés présentent des comportements assez complexes incluant certaines capacités cognitives dites de « haut niveau ». Cependant, les structures cérébrales impliquées demeurent méconnues. Afin d’expliquer comment les cerveaux des poissons produisent ces comportements, des études fonctionnelles sont nécessaires. Nos études précédentes montrent que l'organisation globale du cerveau de poissons téléostéens est très différente de celle des tétrapodes, et que le lobe inférieur, une structure unique aux téléostéens, pourrait être impliquée dans ces comportements complexes. Cette étude fonctionnelle permettra de mieux comprendre comment les cerveaux de tétrapodes et de téléostéens, dont les morphologies diffèrent considérablement, peuvent posséder des capacités cognitives similaires.

Procédures

Injection d’un produit de contraste sous anesthésie (moins de 5 minutes), et, à distance, imagerie par résonnance magnétique (IRM) sous anesthésie durant environ 2 heures. Le nombre des animaux utilisés au cours des 5 ans du projet est de 540 au total. Chaque animal subit la procédure une fois.

Impact sur les animaux

Les nuisances attendues sont liées à l’isolement des poissons, au stress du transport et à l’anesthésie, ainsi que la potentielle toxicité du manganèse sur le long terme (peu de recul sur les effets d’une injection de manganèse au-delà d’un mois) et la douleur liée à son injection.

Devenir

Même si ce projet est constitué uniquement d’une procédure de classe légère, les animaux ne pourront pas être réutilisés pour des tâches de comportement, puisqu’ils ne seront plus naïfs. De ce fait, il n’est pas possible de les réutiliser, et leur mise à mort est nécessaire. Suite à la mise à mort, les cerveaux des animaux seront prélevés et pourront servir à des expériences de neuroanatomie. Le replacement ou l’adoption des animaux n’est pas une solution retenue en raison du nombre d’animaux impliqués, et du fait que les effets à long terme d’injection de manganèse sur la santé des poissons ne sont pas connus.

Remplacement

Dans le cadre de notre projet, les espèces animales utilisées ne peuvent être remplacées. Notre étude nécessite un échantillonnage d'espèces qui ont un grand cerveau avec des capacités cognitives de haut niveau, et qui possèdent un lobe inférieur développé, ce qui est le cas des cichlidés. Les tests comportementaux prévus ne peuvent être réalisé que sur ces animaux. Les trois espèces que nous souhaitons utiliser, A. nigrofasciata, N. brichardi, P. zebra, ont des comportements très différents et des cerveaux organisés de façon différentes. De ce fait, il est pertinent et nécessaire d'utiliser ces trois espèces de cichlidés.

Réduction

Pour ces expérimentations, le nombre d’animaux utilisés sera limité aux besoins statistiques de nos analyses, et nous privilégierons des tests statistiques qui permettront de limiter le nombre d’individus nécessaires. Des études IRM précédemment publiées chez les mammifères, oiseaux et amphibiens nous permettent de déterminer le nombre d’individus nécessaires.

Raffinement

Dès la réception des animaux, leur bien-être sera particulièrement observé par des zootechniciens compétents. Une communication entre le personnel de zootechnie et les expérimentateurs permettra un suivi adéquat des animaux. Nous n'attendons pas de souffrance lors de nos tests mais dans chaque cas, nous suivrons les signes visibles d’un animal souffrant et procéderons si nécessaire à une interruption de l’expérience, à une analgésie ou à une euthanasie. Pour cela nous utilisons une grille d'évaluation des points limites qui prend en compte des comportements ou signes visibles tels que la nage en position anormale, recherche active d’oxygène, isolement au fond de l’aquarium, rétraction des pigments. Des cachettes (tubes en PVC) seront ajoutées à l'hébergement pour fournir de l'enrichissement. Les poissons seront mis à l’isolement (individualisés) dès que les tests comportementaux auront commencés et pour une durée maximum d’un mois. Un contact visuel entre les poissons sera possible puisque les aquariums seront placés les uns à côté des autres. Lors du transport des animaux vers la plateforme d’imagerie, ce transport s’effectuera dans une boite en polystyrène opaque munie de chaufferettes permettant de maintenir les animaux à une température adéquate. De plus, ce transport sera de courte durée.

Choix des espèces

Les poissons téléostéens ont été récemment cooptés au rang d’animaux modèles pour les analyses anatomiques étudiant les structures cérébrales qui sous-tendent les fonctions motrices et sensorielles, ainsi que des comportements dits « de fonctions cérébrales supérieures » (émotions, motivation, apprentissage). Ces différents types de comportements ont déjà été observé chez A. nigrofasciata, Neolamprologus brichardi, et Pseudotropheus zebra, mais chaque espèce présente des comportements particuliers et qui lui sont propres. De plus, leurs cerveaux sont anatomiquement différents. Pour mettre en évidence quelles parties du cerveau de cichlidé sous-tendent ces remarquables capacités cognitives, une étude fonctionnelle de ces espèces est indispensable. De plus, la taille du cerveau des espèces de téléostéens traditionnellement utilisées (poisson zèbre, médaka), ne permet pas de réaliser l’imagerie nécessaire à ce projet avec une résolution suffisante. L’utilisation de cichlidés, et en particulier de ces trois espèces, dont la taille du cerveau permet l’imagerie, semble donc toute indiquée. Nous travaillerons sur des jeunes adultes (taille du corps à partir de 3 cm) car il nous est nécessaire d’étudier un cerveau pleinement développé.

400 aloses, grandes aloses et aloses feintes, vont être utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger, puis relâchées dans le milieu naturel. Chaque poisson est capturé au passage d'une passe, anesthésié puis équipé d'un émetteur radio inséré dans l'estomac, avant d'être remis à l'eau pour suivre sa migration. Le porteur décrit une manipulation de moins de trois minutes et un marquage intragastrique choisi pour éviter une incision. Il justifie le recours à des géniteurs sauvages par l'objectif de connaître le comportement migratoire d'espèces en fort déclin et juge le remplacement impossible.

Objectifs

Pour accomplir leur cycle biologique certaines espèces de poissons doivent effectuer des migrations entre l’eau douce des rivières et l’eau salée des océans. Ce sont les poissons migrateurs amphihalins. Les populations mondiales de poissons migrateurs se sont effondrés de 76% depuis 1976 à cause principalement des entraves à la migration, la destruction des habitats et une pêche non maitrisée. Ce chiffre est particulièrement marqué sur la période en Europe avec une chute estimée à 93%. Parmi les espèces de poissons migrateurs, les aloses, appartenant à la famille des Clupéidés (harengs, sardines), grandissent en mer plusieurs années et viennent se reproduire au printemps en eau douce. Le Comité Français de l’UICN a classé en 2019 la grande alose, Alosa alosa, en danger critique et l’alose feinte, Alosa fallax, quasi menacée.

Bénéfices attendus

Le suivi des grandes aloses et aloses feintes va apporter de nombreuses informations sur l’écologie des espèces suivies sur un cours d'eau : zones colonisées, période de présence, facteurs influençant les comportements et la survie. Ainsi, par la mise en œuvre de ce suivi, il va être possible de renforcer et d’acquérir des connaissances sur le comportement migratoire des aloses en vue d’améliorer la connaissance du cycle de vie et des paramètres qui l’impactent pour cibler une meilleure gestion de la population, actuellement en forte régression, afin de les sauvegarder.

Procédures

Pour apporter des éléments à ces questions scientifiques, un suivi des 2 espèces d'aloses sera réalisé par marquage individuel en radiotélémétrie. 400 individus seront marqués afin de recueillir suffisamment de données pour obtenir des résultats fiables. Ils seront divisés en 5 lots de 80 individus par année. Ainsi, dès la sortie de l’estuaire, les poissons sont capturés lors de leur passage dans la passe-à-poissons. La capture est réalisée dans un piège présent par conception dans le dernier bassin de la passe multispécifique. La manipulation sera réalisée de façon individuelle. Chaque alose sera transférée dans un bac (brancard) préalablement rempli d’une solution anesthésiante et mis dans l’obscurité le temps d’atteindre une sédation d’immobilisation. Le poisson est marqué par l’insertion d’un émetteur intragastrique radio dans l’estomac. L’alose est transférée dans une structure de réveil (filet immergé dans la retenue amont de l’ouvrage). Lorsque le manipulateur observe le réveil, le poisson est relâché directement dans le milieu naturel pour poursuivre sa migration. Des récepteurs de radiotélémétrie sont disposés tout le long du parcours à des endroits stratégiques afin de pouvoir cartographier les déplacements spatio-temporel entre les habitats, le comportement devant les ouvrages et le franchissement des passes-à-poissons.

Impact sur les animaux

Toutes les manipulations seront faites pour éviter des nuisances et un stress supplémentaire sur les poissons. Les aloses seront marquées avec des émetteurs permettant de respecter le ratio inférieur à 2% s’assurant que la marque de perturbe pas le comportement et la flottaison du poisson. Pour réduire le stress, les poissons seront capturés de façon individuelle et transportés dans un brancard contenant une solution anesthésiante le temps de l’insertion de l’émetteur dans l’estomac, puis ils seront placés dans une structure de réveil directement dans le milieu naturel dans une zone calme mais avec un faible courant afin que dès le réveil total ils puissent poursuivre leur migration.

Devenir

Tous les poissons marqués seront conservés vivants et relâchés dans le milieu naturel.

Remplacement

L’objectif étant l’apport de connaissances sur les comportements migratoires et l’utilisation de l’habitat des grandes aloses et des aloses feintes en milieu naturel, il n’est pas possible d’appliquer la règle du remplacement. Il est donc indispensable de recourir à des individus des espèces et du stade visé (géniteurs d’aloses en migration) afin d’obtenir des données pertinentes.

Réduction

L'objectif du projet est d’enrichir les connaissances scientifiques sur le comportement des aloses pendant leur phase de migration. Il s'agit d'une approche intra-spécifique où la variabilité des trajectoires individuelles sera décrite à l'aide de statistiques descriptives et de cartographie de déplacement. Dans un système ouvert de moyenne taille comme la Charente, le choix de 400 individus sur la durée du projet correspond au minimum d'individus nécessaires pour rendre compte des variabilités intra-spécifique (sachant que la mortalité naturelle pourrait réduire légèrement cet effectif) et les paramètres environnementaux impliqués dans la phase de migration (débit, température, habitats, blocages…). Cet échantillon de 400 poissons sera divisé par lot de 80 individus marqués par année et réparti entre 50 grandes aloses et 30 aloses feintes. Le nombre annuel de géniteurs de grande alose (50) a été défini pour acquérir suffisamment de données pour fournir une image de la diversité des comportements de migration sur la partie médiane et amont du fleuve. Pour les aloses feintes, le choix de 30 individus annuellement est jugé suffisant pour des tests de faisabilité et suivre les comportements de migration sur la partie aval du fleuve. Egalement, nous avons considéré comme déterminant le franchissement des 4 ouvrages en amont du site de capture et, en se basant dans la littérature sur une perte de 40% de poissons à chaque franchissement de passe, sur 80 poissons relâchés en amont du premier ouvrage, 17 pourraient se présenter au pied du 4ième ouvrages, et 10 le franchir, ce qui permettrait d’avoir un jeu de données sur le site (rampe à macrorugosités dimensionnée pour les aloses).

Raffinement

Avant le marquage, les individus présentant des lésions externes ou amaigris sont écartés du suivi afin de ne pas leur faire subir de manipulation. Cependant, s’il est estimé que les poissons peuvent récupérés et, dans la mesure du possible, ils seront soignés notamment en ce qui concerne les lésions externes par un pansement hydrostatique. Puis, l’individu est mis dans un brancard de stabulation contenant 25 ppm de solution anesthésiante de Benzocaïne 10%. L’individu se retrouve dans l’obscurité du brancard. L’eau est claire permettant une vérification des différentes phases de l’anesthésie des individus. Le recours à une anesthésie adaptée permet de manipuler le poisson sans risque pour celui-ci et de diminuer son stress. Le stade d’anesthésie recherché est l’immobilisation. Pour cela, nous observerons que le réflexe de redressement et la mobilité sont absents, et que la réaction au stimulus et la fréquence des battements operculaires branchiaux soient réduits. Une fois le stade de l’immobilisation atteint, les émetteurs stériles, sont délicatement insérés dans l’estomac avec un tube d’insertion désinfectés. Nous avons choisi le marquage par insertion intragastrique afin de réduire la souffrance en évitant une intervention chirurgicale puisqu’il ne génère pas d’incision du muscle et donc pas de blessure. L’insertion de la marque sera rapide pour réduire au minimum les nuisances sur le bien-être des poissons et, d’expériences dans l’insertion de ce type de marque, la manipulation n’excédera pas 3 min minutes puis les aloses seront placées dans une structure flottante (filet cage) de réveil d'1m3 directement située dans le milieu naturel dans la retenue de l’ouvrage. Un léger courant permet d’assurer de bonnes conditions de réveil et de préparer le poisson à son lâché. Une vigilance des opérateurs sera apportée au raffinement dans toutes les étapes de la procédure : Pas de changement d’eau (brancard rempli avec de l’eau de la rivière), • Tri des poissons afin de marquer des poissons sains, Capture avec épuisette réduite pour limiter les risques de pertes d’écailles et de blessure (Un seul passage unique en épuisette (de 43 cm de large et un filet en mailles fines de 4mm), Structure de réveil (filet cage) dans l’eau de la rivière pour observer le comportement du poisson marqué avant la relâche, Surveillance des poissons pendant toutes les phases, de la capture au lâcher.

Choix des espèces

L’objectif étant l’apport de connaissances sur les comportements migratoires et l’utilisation de l’habitat des grandes aloses et des aloses feintes en milieu naturel, il est donc indispensable de recourir à des individus des espèces et du stade visé (géniteurs d’aloses en migration). Nous utiliserons les géniteurs d'aloses lors de la phase de remontée sur frayère pour suivre leur comportement de migration de reproduction.

540 poissons cichlidés vont être utilisés, tous tués à l'issue, dans des procédures classées de gravité légère. Ils reçoivent une injection unique de manganèse, un produit de contraste que le porteur décrit lui-même comme neurotoxique et s'accumulant dans le cerveau, subissent des tests comportementaux après une phase d'entraînement de vingt jours, puis une IRM d'environ deux heures sous anesthésie, avant que leur cerveau soit prélevé. L'objectif est de comprendre le rôle d'une structure cérébrale propre aux poissons téléostéens et l'évolution des capacités cognitives. Le porteur affirme qu'une étude fonctionnelle de ces espèces est "indispensable" et que la taille du cerveau du poisson zèbre ne suffit pas pour cette imagerie.

Objectifs

Des études montrent que certains poissons comme les labres et les cichlidés (du groupe des poissons téléostéens) sont doués de capacités cognitives dites « supérieures ». Par exemple, des tests ont mis en évidence qu’ils sont capables d’utiliser des outils, qu’ils ont la faculté de se reconnaitre (test du miroir) ou encore qu’ils ont une communication multimodale complexe. Les cerveaux des poissons téléostéens sont organisés de façon très différente de ceux des mammifères, et leurs structures et leurs fonctions demeurent peu connus. En particulier, une structure de la partie ventrale du cerveau, le lobe inférieur, n'existe que chez les téléostéens, et n’est pas retrouvée chez les mammifères ou les oiseaux. Les fonctions de cette structure demeurent inconnues, et des travaux précédents suggèrent qu’elle pourrait être impliquée dans les fonctions cognitives remarquables des cichlidés et des labres. Notre projet consiste donc à étudier l'organisation du cerveau des cichlidés via une étude IRM à la fois anatomique et fonctionnelle, nécessitant la mise en place de test comportementaux chez les espèces Amatitlania nigrofasciata (A. nigrofasciata), Neolamprologus brichardi (N. brichardi), et Pseudotropheus zebra (P. zebra). Ces trois espèces ont une taille, une anatomie cérébrale et des comportements différents. La visualisation de l’activité cérébrale du cerveau des cichlidés à la suite des tests comportementaux permettra d’élucider la fonction de leur lobe inférieur. Connaître la fonction du lobe inférieur chez plusieurs espèces de cette classe de poissons permettra de mettre en lumière comment, au cours de l’évolution, des cerveaux, très différents de ceux des mammifères par exemple, ont pu permettre l’émergence de comportements complexes.

Bénéfices attendus

Cette étude fonctionnelle de recherche fondamentale permettra de mieux comprendre comment les cerveaux de tétrapodes (amphibiens, reptiles, oiseaux et mammifères) et de téléostéens, dont les morphologies diffèrent considérablement, peuvent posséder des capacités cognitives similaires et ainsi d’élucider certains mécanismes de l’évolution de fonctions aussi complexes.

Procédures

Injection unique d’un produit de contraste sous anesthésie (moins de 5 minutes), tests de comportements pour étudier les capacités cognitives (une session d’une heure par jour pendant 2 jours post-injection, et une phase d’entrainement d’une session d’une heure par jour pendant 20 jours pré-injection) et imagerie par résonnance magnétique (IRM) sous anesthésie durant environ 2 heures afin de visualiser l’activité cérébrale induite par les tests de comportement. Le poisson est maintenu dans un tube rempli d’eau contenant de l’anesthésiant puis placé dans l’IRM pour la durée de l’acquisition (environ 2h). La température de l’eau est surveillée tout au long de l’acquisition. Chaque animal ne peut être scanné qu’une seule fois, le manganèse s’accumulant dans le cerveau et étant neurotoxique.

Impact sur les animaux

Les seules nuisances attendues sont liées au stress de l’isolement, du transport et de l’anesthésie des poissons. De plus, une douleur au site d’injection du produit de contraste est également possible.

Devenir

Même si ce projet est constitué uniquement d’une procédure de classe légère, les animaux ne pourront pas être réutilisés pour des tâches de comportement, puisqu’ils ne seront plus naïfs. De ce fait, il n’est pas possible de les réutiliser. Le replacement ou l’adoption des animaux n’est pas une solution retenue en raison du nombre d’animaux impliqués, et du fait que les effets à long terme d’injection de manganèse sur la santé des poissons ne sont pas connus. Il a été décidé de procéder à leur euthanasie. Suite à l’euthanasie, les cerveaux des animaux seront prélevés et serviront à des expériences de neuroanatomie.

Remplacement

Les poissons téléostéens ont été récemment cooptés au rang d’animaux modèles pour les analyses anatomiques étudiant les structures cérébrales qui sous-tendent les fonctions motrices et sensorielles, ainsi que des comportements dits « de fonctions cérébrales supérieures » (émotions, motivation, apprentissage). Ces différents types de comportements ont déjà été observé chez A. nigrofasciata, Neolamprologus brichardi, et Pseudotropheus zebra, mais chaque espèce présente des comportements particuliers et qui lui sont propres. De plus, leurs cerveaux sont anatomiquement différents. Pour mettre en évidence quelles parties du cerveau de cichlidé sous-tendent ces remarquables capacités cognitives, une étude fonctionnelle de ces espèces est indispensable. De plus, la taille du cerveau des espèces de téléostéens traditionnellement utilisées (poisson zèbre, médaka), ne permet pas de réaliser l’imagerie nécessaire à ce projet avec une résolution suffisante. L’utilisation de cichlidés, et en particulier de ces trois espèces, dont la taille du cerveau permet l’imagerie, semble donc toute indiquée.

Réduction

Pour ces expérimentations, le nombre d’animaux utilisés sera limité aux besoins statistiques de nos analyses, et nous privilégierons des tests statistiques qui permettront de limiter le nombre d’individus nécessaires. Des études IRM précédemment publiées chez les mammifères, oiseaux et amphibiens nous permettent de déterminer le nombre d’individus nécessaires.

Raffinement

Dès la réception des animaux, leur bien-être sera particulièrement observé par des zootechniciens compétents. Afin de limiter la souffrance potentielle pour les animaux, nous utilisons une grille d'évaluation des points limites qui prend en compte des comportements ou signes visibles de mal-être. Avant l’injection de manganèse, une anesthésie sera réalisée. Des cachettes (tubes en PVC) seront ajoutées à l'hébergement pour fournir de l'enrichissement. Un contact visuel entre les poissons sera possible puisque les aquariums seront placés les uns à côté des autres. Le transport sera de courte durée et les poissons seront maintenus au chaud par des chaufferettes, puis placés dans un incubateur permettant de les maintenant à la temperature necessaire en attente de leur passage à l’IRM. Une fois anesthésiés et dans l’IRM, l’anesthésie et la température de l’eau seront contrôlées en continue tout au long de l’acquisition.

Choix des espèces

Les poissons ont été récemment cooptés au rang d’animaux modèles pour étudier les régions du cerveau impliquées dans les comportements dits « de fonctions cérébrales supérieures » (émotions, motivation, apprentissage). Ces différents types de comportements ont déjà été observé chez les espèces de poissons cichlidés. Pour mettre en évidence quelles parties du cerveau de cichlidé sous-tendent ces remarquables capacités cognitives, une étude fonctionnelle de ces espèces est indispensable. De plus, la taille du cerveau des espèces de téléostéens traditionnellement utilisées (poisson zèbre, médaka), ne permet pas de réaliser l’imagerie nécessaire à ce projet avec une résolution suffisante. L’utilisation de cichlidés, dont la taille du cerveau permet l’imagerie, semble donc toute indiquée. Pour notre étude, nous utilisons des animaux adultes, puisque les comportements qui nous intéresse ne sont réellement développés qu’à l’âge adulte chez ces animaux.

1 446 poissons, carpes, tanches, gardons et sandres, vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance léger, la plupart réutilisés l'année suivante et cent vingt tués pour prélever du muscle. L'expérience, zootechnique, teste une séparation temporaire des espèces dans des étangs pour optimiser la productivité aquacole tout en observant la biodiversité. Le porteur indique que les seules manipulations sont des mesures de biométrie sous anesthésie à la benzocaïne, en début et fin d'expérience. Il décrit un travail sur des espèces d'élevage classiques, dont les données doivent alimenter des modèles censés limiter à l'avenir le recours aux animaux.

Objectifs

L’expérience présentée s’inscrit dans le cadre d’un projet financé par l’Europe, qui a pour objectif d’établir de nouvelles pratiques alliant le respect de l’environnement, la biodiversité et la productivité des polycultures de poissons en étang. La définition de la composition de la polyculture est le thème central de ce projet, c’est-à-dire d’être capable de définir les différentes espèces de poissons à élever et d’en établir les effectifs. Ces propositions de pratiques prendront en compte l’ensemble des compartiments biologiques du système et la diversité qui le compose pour produire des poissons de manière plus durable. L’expérience Pacage en étang II vise à tester l’effet d’une segmentation temporaire de l’étang, permettant la séparation des poissons (carpes, tanches, gardons, sandres), d’un espace protégé supportant biodiversité et ressource alimentaire, sur la productivité totale en poisson, la croissance de chaque espèce, le recrutement en juvéniles, les paramètres physicochimiques du milieu et la biodiversité en invertébrés (macro-invertébrés et zooplancton) et en macrophytes. Le projet vise à caractériser les interactions entre les facteurs du milieu, les différentes espèces et la biodiversité aquatique, dans la conduite de la polyculture de poissons en étang. Nous cherchons en parallèle à caractériser les relations trophiques entre les différentes espèces de l’étang

Bénéfices attendus

L’expérience pacage en étang doit permettre d’éclairer les interactions entre espèces dans le cadre de polycultures de poissons en étang. Le rôle de ces espèces et l’effet de leur conduite sur la biodiversité sera mis en évidence, dans l’objectif d’optimiser les pratiques d’élevage pour améliorer les impacts sur l’environnement et préserver la richesse en invertébrés, tout en maintenant une production rentable pour l’exploitant. De façon plus générale, ce travail doit contribuer aux réflexions en cours sur le rôle de la diversité sur la robustesse et la résilience des systèmes d’élevage.

Procédures

Aucune intervention sur animaux vivants ne sera réalisée, hormis des manipulations de biométrie sur animaux anesthésiés.

Impact sur les animaux

Les principales nuisances pour les animaux consistent en la manipulation en début et fin d’expérience, afin de réaliser des mesures (poids, longueurs) individuelles et les répartir dans leurs structures d’accueil (étangs expérimentaux en début d’exprience, étangs de stockage en fin d’expérience).

Devenir

Les poissons font partie du cheptel de l'Unité Expérimentale et seront réutilisés dans de futurs protocoles, l'années suivante.

Remplacement

Cette expérience est principalement à vocation zootechnique. Elle nécessite le recours aux espèces utilisées en élevage classique. Le manque de recul et de modèles sur les interactions entre les espèces aquatiques d’élevage, ne permet pas de réaliser ce type d’expérience in silico. Néanmoins, les données récoltées dans le cadre de l’expérience, ont vocation à alimenter des démarches de modélisation qui vont dans le sens de la limitation au recours aux animaux à l’avenir.

Réduction

Les proportions des différentes espèces et leurs effectifs ont été déterminées pour représenter les pratiques d’empoissonnement en polyculture d’étang courrantes. Il est n’est pas possible de les diminuer sans perdre le caractère plausible des pratiques. Le nombre de trois répliquats est le minimum que nous pouvons admettre pour obtenir des résultats statistiquement exploitables. Par ailleurs, le nombre de 5 individus mis à mort par espèce et par étang pour prélèvement de muscle est le nombre minimum recommandé pour analyser les structures trophiques dans les systèmes naturels.

Raffinement

Afin de limiter les nuisances envers les poissons, les conditions de contention sont surveillées, notamment en maintenant un renouvellement d’eau lors des tockages temporaires et le contrôle des comportements. Avant chaque manipulation pour mesures (non invasives), les poissons sont anesthésiés à la benzocaïne, à raison de 4ml/10l d’eau, afin de limiter le stress, les risques de chute, limiter la durée hors d’eau en augmentant la rapidité des mesures de biométrie. La phase de réveil est controlée dans des bassins séparés par espèce, avec renouvellement d’eau.

Choix des espèces

Les espèces choisies : Carpe commune (Cyprinus carpio), tanche (Tinca tinca), gardons (Rutilus rutilus) et sandre (Sander lucioperca), sont représentatives des polycultures de poissons d'étang extensif en France. Ce sont par ailleurs, des espèces particulièrement tolérantes aux bas niveaux de qualité d’eau ce qui les rend tolérantes aux manipulations. Les carpes sont de petites tailles (un an), afin d’optimiser leur croissance dans le dispositif. Les tanches et les gardons sont des géniteurs afin d’optimiser leur reproduction. Les sandres ont 2 ans et finront leur croissance dans le dispositif.