Poissons

Cinq semaines à 32 °C pendant tout un cycle de spermatogenèse : 903 médakas vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Les mâles sont anesthésiés, sortis de l'eau et pressés sur le ventre pour recueillir un à deux microlitres de sperme, opération répétée sur plusieurs générations. Les poissons exposés à la chaleur et leurs descendants sont tous tués, et parmi les témoins 214 seulement pourront être réutilisés, les autres étant tués pour prélever leurs testicules. Le médaka est retenu pour son court temps de génération et parce que son spermatozoïde à histones le rapproche des modèles mammifères, l'objectif étant de savoir si la chaleur modifie ce que le père transmet à sa descendance.

Objectifs

Les poissons présentent une importante plasticité phénotypique (grande capacité d'adaptation) face aux variations environnementales. A l’interface entre l’environnement et l’ensemble des gènes, des molécules dites «méthyle » (groupements CH3), constituent un code dit « épigénétique » ou méthylation de l'ADN. Elles sont capables d’interagir avec l’ADN sous l’influence de l’environnement et permettre par exemple, la mise en place d'un métabolisme adapté à un changement de température. On appelle méthylome l'ensemble des groupes méthyle pour une cellule ou pour un tissu donné. Chez la truite arc-en-ciel, une augmentation de 4°C de la température d’élevage durant la spermatogénèse entraîne des modifications de la méthylation de l’ADN des spermatozoïdes produits. Ces spermatozoïdes sont cependant fonctionnels, et donc susceptibles de transmettre leurs modifications épigénétiques à la descendance, et d’en impacter leurs performances, ou au contraire, favoriser leur adaptation à un environnement changeant. Les gènes impactés concernent la spermiogénèse (fonction de reproduction) et de métabolisme lipidique (fonction de croissance). Dans un contexte de réchauffement climatique, ces résultats soulignent la nécessité de tester comment des variations épigénétiques du spermatozoïde induites par une augmentations de température peuvent impacter les performances des descendants de première (F1), voire puis seconde (F2) génération. L'objectif de ce projet est donc d'aborder le rôle de la méthylation de l'ADN dans la transmission paternelle inter et transgénérationnelle des effets de température chez le poisson. Pour ce type d'étude, l'espèce modèle médaka (Oryzias latipes) est parfaitement adaptée, du fait de son court temps de génération, et de l'importance des ressources génétiques disponibles. Notre première hypothèse de travail : le méthylome de l'ADN du sperme de médaka est sensible à la température d'élevage au cours de de la spermatogenèse. La deuxième hypothèse : le méthylome de l'ADN du sperme contribue au développement embryonnaire et adulte et module les phénotypes. La troisième hypothèse : les altérations du méthylome de l'ADN sont transmises de génération en génération à travers la ligné germinale mâle et persistent même lorsque les individus ne sont plus exposés à la température élevée.

Bénéfices attendus

Nous nous intéressons au gamète mâle, comme vecteur intergénérationnel d'information sur les conditions de vie des individus (potentiellement changeantes). L'objectif du projet est de mieux comprendre les mécanismes moléculaires de la réponse des poissons à une augmentation de température, à l'échelle inter- puis trans-générationnelle, dans un contexte de changement climatique. Il s'agit donc d'évaluer leur aptitude à s'adapter au fil des générations, ou au contraire, mettre en évidence les possibles challenges de performances auxquels ils font face en étudiant plus particulièrement les effets sur les capacités reproductives. Pour les espèces d'aquaculture ces connaissances pourront influencer les pratiques d'élevages. En effet, la température de l’eau est une composante particulièrement difficile à moduler en élevage ouvert classique, et la période estivale coïncide avec des étapes clefs de la gamétogénèse chez de nombreuses espèces domestiques, dont les salmonidés. L’augmentation des températures estivales ces dernières années pose la question de la plasticité de ce processus gamétogénétique et de la façon dont les dernières étapes de la spermatogénèse peuvent être affectées. Le développement récent des élevages en système clos (eau recirculée) permet dans une certaine mesure de contrôler ce paramètre, mais les coûts de réfrigération de l’eau imposent de bien connaître les limites de température qui permettent de maintenir le bien-être et les performances des animaux. Aborder l’impact des températures d’élevage pendant la gamétogénèse est donc un enjeu important pour l’aquaculture à la fois continentale et marine.

Procédures

Les interventions prévues sont des prélèvements de sperme. Ils seront réalisés sous anesthésie et durent moins d'une minute. Pour cela,après anesthésie, les poissons sont sortis de l'eau et placés sous loupe binoculaire. Grâce à une légère pression exercée sur la partie ventrale, environ 1 à 2 µL de sperme sont émis et collectés dans une pipette. Les poissons sont alors placés en bac de réveil. Pour cette procédure, les expérimentateurs sont munis de gants en latex et les animaux sont pêchés délicatement à l'aide d'une petite épuisette.

Impact sur les animaux

Une première expérience a permis de déterminer la température et la durée d’exposition. La température d’exposition à 32°C pendant 5 semaines a été validée : les poissons médaka élevés à 32°C pendant un cycle de spermatogénèse présentent une forte diminution de la motilité des spermatozoïdes, mais néanmoins, les mâles testés étaient toujours capables de féconder des œufs et de produire une progéniture, (embryons éclos). D'après la littérature et nos premières observations, l'exposition à 32 °C pendant 5 semaines pendant la spermatogenèse ne produit pas de phénotype dommageable chez la descendance. De plus, aucun comportement de type pathologique n'a été observé après exposition à 32°C lors de notre expérience précédente. Les risques potentiels attendus : stress thermique ; modifications de la prise alimentaire et métabolisme énergétique ; altération de la spermatogénèse ; stress de capture.

Devenir

Les animaux élevés à 32°C et leurs descendants ne pourront être réutilisés. En effet nous suspectons que ce dispositif expérimental affecte un certain nombre de paramètres biologiques, dont l'épigénétique des poissons. Ils seront euthanasiés. Parmis les animaux contrôles ou issus de contrôles (élevés à 25°C), certains devront être euthanasiés afin de prélever leurs testicules pour des analayses moléculaires ou cellulaires. En revanche, 214 animaux contrôles ou issus de contrôles (élevés à 25°C) pourront être réutilisés après avoir participé au test de fécondance ou à la génération suivante (procédure ne nécessitant pas de prélèvement).

Remplacement

Il n’existe pas d’alternative à cette expérimentation animale car nous recherchons précisément les mécanismes intervenant pendant une spermatogénèse à température augmentée.

Réduction

Le nombre d’animaux est adapté au plus juste pour permettre des analyses statistiques fiables malgré les fortes variabilités entre les individus. En outre, nous organisons l'emploi des animaux et les méthodes de manière à réutiliser les animaux pour plusieurs approches : les femelles utilisées pour les tests de motilité du sperme seront également utilisées pour la génération des F1, les mâles analysés en motilité du sperme permettront également de réaliser les analyses moléculaires (méthylation ADN et transcriptomique), et les mâles étudiés au niveau histologique seront également testés pour la qualité mitochondriale de leur sperme.

Raffinement

Les animaux seront élevés dans les conditions optimales pour l'espèce (photopériode, qualité d'eau, densité, conditions sanitaires) à l'exception du lot de mâles exposés à 32°C. Il s'agit cependant précisément de l'objet de l'étude (effet du réchauffement) et la littérature ne montre pas de mortalité chez des médakas élevés à cette température. Les bacs seront enrichis (ajout de plantes artificielles), les animaux toujours manipulés délicatement, avec des gants en latex et pêchés avec une petite épuisette. Les mesures de taille et de poids, ainsi que les prélèvements d’oeufs et de spermes sont des gestes doux, très rapides et non invasifs. Les prélèvements de sperme, nécessitant un geste précis, seront réalisés sous anesthésie pour limiter le stress des animaux. Les mesures de taille et poids seront réalisées lors de la même anesthésie et très rapidement (moins de deux minutes par animal, mesures poids, taille, et prélèvement du sperme compris).

Choix des espèces

Choix de l'espèce medaka Oryzias latipes : - court temps de génération en prévision d'étude d'effets inter- et transgénérationnels - spermatogénèse continue (et non saisonnière) - techniques édition génome et épigénome accessibles - ressource importante pour intégration de données bio-informatiques, bibliographie, outils moléculaires (anticorps par exemple) - spermatozoïde à histones (contrairement au zebrafish), plus proche des modèles mammifères Nous travaillerons avec des adultes de 4.5 mois car nous souhaitons étudier la spermatogénèse qui a lieu chez les mâles adultes, et la capacité des spermatozoïdes à féconder des oeufs (émis par des femelles adultes de 4.5 mois).

Élevées vingt-huit jours dans une eau dont la teneur en oxygène est abaissée à 60 % de la normale, des truites arc-en-ciel de 30 grammes sont pêchées par lots à six, douze, vingt-quatre, quarante-huit et soixante-douze heures, puis à quatorze et vingt-huit jours, anesthésiées et tuées pour prélever branchies, cerveau, foie, intestin et muscles. 270 poissons vont être utilisés dans des procédures d'un niveau de souffrance modéré. Le porteur attend une léthargie passagère et affirme que le taux d'oxygène restera dans des normes comparables à celles d'un élevage de production à forte densité. Les 174 truites qui ne sont pas prélevées retournent dans le circuit d'élevage traditionnel, donc vers la filière alimentaire.

Objectifs

La croissance démographique mondiale, qui devrait porter la population à 9,7 milliards d’habitants d’ici 2050, pose un défi majeur pour garantir un approvisionnement alimentaire durable. L'aquaculture, qui fournit déjà 56% des poissons consommés dans le monde, jouera très certainement un rôle clé dans la réponse à ce défi. Cependant, le changement climatique menace la durabilité de ce secteur, confronté à des phénomènes tels que la hausse des températures, l’acidification et la baisse d’oxygène (appelée hypoxie) des milieux d’élevage. Dans ce contexte, il s'avère essentiel de mieux comprendre comment les poissons réagissent à ces situations de stress. Notre projet s’intéresse à un mécanisme naturel que possèdent les cellules des poissons pour faire face à des conditions défavorables, notamment quand il y a peu d’oxygène dans l’eau. Ce mécanisme, appelé « autophagie médiée par les chaperonnes », aide les cellules à se protéger et à fonctionner correctement. En étudiant ce processus chez la truite arc-en-ciel (le poisson le plus élevé en France), nous espérons mieux comprendre comment elle réagit au manque d’oxygène, quels organes sont les plus sensibles, et si ce mécanisme peut être renforcé. Ces connaissances pourraient ensuite aider à adapter les pratiques d’élevage (alimentation, sélection des poissons, gestion des bassins) pour rendre les poissons plus résistants aux variations de leur environnement. En résumé, ce projet vise à améliorer la santé et la robustesse des poissons d’élevage pour assurer une production durable, dans un monde où le climat change rapidement.

Bénéfices attendus

Les baisses brusques et temporaires du niveau d’oxygène dans l’eau sont difficiles à éviter et peuvent entraîner des épisodes de mortalité massive dans les élevages, un phénomène qui risque de s’intensifier avec la hausse des températures extrêmes induites par le changement climatique. Contraints par leur environnement d’élevage, les poissons n’ont aucune possibilité d’échapper à ces conditions défavorables, ce qui compromet à la fois leur bien-être et leur croissance. Dans ce contexte, il s'avère essentiel de mieux comprendre comment les poissons réagissent à ces situations de stress, afin de développer de nouvelles stratégies d’élevage permettant d’accroitre la robustesse des animaux et garantir une production stable et plus prévisible. Notre projet s’intéresse à un mécanisme naturel que possèdent les cellules des poissons pour faire face à des conditions défavorables, notamment quand il y a peu d’oxygène dans l’eau. Ce mécanisme, appelé « autophagie médiée par les chaperonnes », aide les cellules à se protéger et à fonctionner correctement. En étudiant ce processus chez la truite arc-en-ciel (le poisson le plus élevé en France), nous espérons mieux comprendre comment elle réagit au manque d’oxygène, quels organes sont les plus sensibles, et si ce mécanisme peut être renforcé. Ces connaissances pourraient ensuite aider à adapter les pratiques d’élevage (alimentation, sélection des poissons, gestion des bassins) pour rendre les poissons plus résistants aux variations de leur environnement. En comprenant mieux les capacités naturelles d’adaptation des poissons, ce projet pourrait ouvrir la voie à des méthodes d’élevage plus efficaces et durables, mieux adaptées aux défis climatiques de demain.

Procédures

Les truites de 30 g seront soumises à deux conditions expérimentales distinctes : (i) Une condition standard avec un niveau d’oxygène dissous couvrant les besoins physiologiques des truites et (ii) une condition test dans laquelle la teneur en oxygène sera réduite à 60 % de la condition standard. L’expérimentation se déroulera en deux phases : Lors de la première expérience, les poissons seront élevés pendant 28 jours dans l’une des deux conditions mentionnées. Chaque condition sera testée dans trois bassins indépendants, contenant chacun 60 truites, soit un total de 360 poissons. Les paramètres de survie et de croissance seront suivis tout au long de l’expérience. Pour évaluer la réponse à court et long terme à l’hypoxie, des échantillonnages seront réalisés à différents temps (6, 12, 24, 48 et 72 heures après le début de l’expérience, ainsi que 14 et 28 jours après le début de l’expérience). Lors de chaque prélèvement, 4 poissons par bac seront euthanasiés (soit 12 poissons par condition et par temps de prélèvement), puis des prélèvements seront réalisés sur les branchies, cerveau, foie, intestin et muscles. Lors de la seconde expérience, les truites seront élevées dans les mêmes conditions expérimentales que précédemment. Chaque condition sera testée dans trois bassins indépendants, contenant 30 truites par bassin, soit un total de 180 poissons. À un temps de prélèvement défini sur la base des résultats de la première expérience, 12 poissons par condition (4 par bac) seront euthanasiés afin de procéder au prélèvement du ou des tissus le(s) plus pertinent(s).

Impact sur les animaux

La baisse d’oxygène est susceptible d’induire un stress modéré. Ce stress pourrait entraîner une légère léthargie au début, le temps que les poissons s'habituent, mais cette gêne sera temporaire. Toutefois, le taux d'oxygénation en condition hypoxique sera maintenu dans des normes acceptables et similaires à celles pouvant exister en élevage de production à forte densité.

Devenir

Première expérience : Un total de 12 poissons par condition et par temps de prélèvement seront prélevés et euthanasiés afin de procéder aux analyses prévues sur les différents tissus et atteindre l’objectif de l’expérience. En fin d’expérimentation, les poissons restants seront remis dans le circuit d’élevage traditionnel. Seconde expérience : Un nombre réduit de poissons sera prélevé pour des analyses ciblées (douze poissons par condition, soit quatre par bac), afin de procéder aux analyses prévues sur les différents tissus et atteindre l’objectif de cette seconde expérience Comme pour la première expérience, les poissons non utilisés seront remis dans le circuit d’élevage traditionnel.

Remplacement

La finalité de cette étude est la production de connaissances concernant l'amélioration des conditions d’élevage des poissons dans un contexte de changement climatique. Elle ne peut donc pas être étudiée avec des cellules ou des modèles mathématiques.

Réduction

La réduction est un objectif réel, le nombre de poissons par bassin est calculé à minima, compte-tenu de la variabilité individuelle observée dans les expériences antérieures, tout en maintenant des conditions d’élevage optimales pour les poissons avec une densité adaptée tout au long de l’essai. En effet, nous devons respecter un nombre minimal de poissons pour assurer le bien-être des animaux et éviter les comportements agressifs qui peuvent survenir avec un petit groupe de poissons (relation dominant/dominé). Compte-tenu de ces éléments, le nombre de poissons par bassin pour l’expérience 1 est de 60. Ce nombre tient compte des prélèvements successifs nécessaires tout au long de l’expérimentation et du risque, possible bien que non attendu ou prévisible, que certains poissons présentant un comportement ou un état jugé anormal soient exclus de l’analyse au cours de l’expérience. Pour l’expérience 2, le nombre de poissons par bassin (n=30/bassin) est inférieur à celui de la première expérimentation car un seul prélèvement sera réalisé. Toutefois, afin de garantir une densité d’élevage optimale et d’éviter tout impact sur le bien-être et les performances des poissons, ce nombre a été évalué au minimum requis.

Raffinement

Des conditions d’élevage classiques et optimisées seront utilisées : photopériode naturelle, température stable à 17°C, qualité d'eau optimale avec dégazage (afin d’éliminer l’azote dissous) et, pour la situation contrôle, niveau d’oxygène couvrant les besoins physiologiques des truites. La taille et le type de bassins seront adaptées à la taille des poissons. La densité des truites sera optimale et un nettoyage des bassins sera effectué régulièrement lors de chaque pesée toutes les 2 semaines. Les animaux seront nourris manuellement à satiété visuelle deux fois par jour. Un suivi quotidien du bien-être animal sera évalué à l’aide d’une fiche d’évaluation quantitative du point limite. Au-delà d’un seuil critique déterminé dans la grille d’évaluation, l’animal sera euthanasié via les procédures réglementaires. Pour les échantillonnages, les poissons seront pêchés dans chaque bassin par du personnel habilité et expérimenté, puis anesthésiés, et mis à mort avant la pesée et le prélèvement des tissus. Lors du stress hypoxique, le comportement des poissons sera étroitement surveillé et des points-limites définis pour éviter toute souffrance grave et stopper le test le cas échéant. Aucun signe de stress grave ne devrait être observé à 5 ppm, considéré comme un stress modéré.

Choix des espèces

La truite arc-en-ciel est la première espèce piscicole produite en France et a donc un poids agronomique et commercial important, ce qui en fait un choix privilégié pour cet essai, en plus de son intérêt scientifique pour l’étude des mécanismes de réponse au stress cellulaire. Animaux au stade juvénile. Le but est de se placer dans des conditions de croissance optimales mais aussi de pouvoir récupérer différents tissus en quantité suffisante pour les analyses, ce qui justifie cette période et le poids moyen initial de 30 grammes permettant d'atteindre un poids moyen final d'environ 100 grammes au bout de 4 semaines d’élevage.

Améliorer les pratiques d'élevage piscicole et mieux maîtriser la croissance musculaire de la truite : c'est d'abord à cela que sert ce projet, où 125 truites arc-en-ciel sont utilisées dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré, toutes tuées à l'issue. La procédure tient en une privation alimentaire d'un an, les poissons n'étant nourris que le lundi et le jeudi, ce qui les laisse jusqu'à cinq jours par semaine dans une sensation de faim que le porteur qualifie de modérée. Sur les 125 truites affamées, dix seulement serviront à produire les résultats, les autres étant là pour maintenir une densité correcte dans les bacs. La piste médicale évoquée, un traitement de l'atrophie musculaire, arrive après les objectifs zootechniques.

Objectifs

La croissance musculaire nécessite l'activation et la différenciation des cellules souches musculaires aussi appelées cellules satellites. Chez les poissons, la croissance musculaire est continue tout au long de la vie de l’animal mais la formation de nouvelles fibres (hyperplasie) diminue avec l’âge et(ou) le poids, et les mécanismes cellulaires sous-jacents ne sont pas encore connus. Nous avons précédemment montré que la fonctionnalité de la niche (environnement des cellules souches musculaires) diminuait rapidement pour atteindre un minimum dès 500g. Lors d'une expérience préliminaire nous avons montré que cette diminution était liée au poids et pas à l'âge. Notre objectif est maintenant de déterminer quelles sont les gènes différentiellement exprimés avec le poids qui peuvent expliquer cette diminution.

Bénéfices attendus

Ce projet va permettre d'identifier les gènes différentiellement exprimés en fonction du poids et pas de l'âge des animaux. Cette question qui existe également chez les mammifères, ne peut être résolue que grâce à l’utilisation de poissons avec une croissance continue et une très forte plasticité de croissance comme la truite. Cette connaissance devrait permettre d’améliorer les pratiques zootechniques afin de maîtriser plus finement la croissance musculaire et les caractéristiques du muscle de truite. Au-delà de ces aspects agronomiques, une meilleure compréhension des impacts de l’âge et du poids sur les capacités des cellules souches à se différencier, pourrait fournir de nouvelles pistes dans le traitement de certaines pathologies d’atrophie musculaire.

Procédures

Les animaux seront soumis à une restriction alimentaire afin de ralentir leur croissance pendant 1 an, puis ils seront mis à mort.

Impact sur les animaux

Les animaux vont être nourris uniquement 2 jours par semaine (lundi et jeudi) ce qui engendre une sensation modérée de faim pendant au maximum 5 jours par semaine. Néanmoins ces animaux, de par leur métabolisme, peuvent aisément gérer des périodes sans nourriture.

Devenir

A l'issue de la procédure les animaux seront mis à mort par une personne compétente désignée par les responsables du projet et des prélèvements de tissus musculaires seront réalisés pour analyser l'expression de l'ensemble des gènes.

Remplacement

Les objectifs du projet étant de déterminer l’impact de l’âge et du poids sur les capacités myogéniques du muscle, cela implique nécessairement de réaliser des tests sur animaux vivants.

Réduction

Pour soumettre le minimum d’animaux à la restriction alimentaire modérée, nous allons utiliser des bacs de petite taille afin de maintenir une densité optimale avec 125 poissons/bac au maximum. Parmi ces animaux, 10 seront utilisés pour obtenir des résultats significatifs.

Raffinement

Les animaux seront élevés dans les conditions optimales pour l’espèce (photopériode, qualité d’eau, densité) et leur manipulation sera réduite au maximum avec un suivi du bien-être à l'aide d'une grille. Les paramètres physico-chimiques de l’eau (température, O2, NH4+) seront également régulièrement contrôlés. Un enrichissement particulier sera mis en place avec des plantes et tubes en plastique pour limiter l'agressivité potentielle.

Choix des espèces

La truite arc-en-ciel (Oncorhynchus mykiss) est une espèce robuste dont l’élevage, la croissance et la reproduction sont bien maîtrisés en pisciculture. Elle est par ailleurs un modèle biologique largement diffusé dans la communauté scientifique (environ 50 000 références). C’est une des rares espèces qui permet de tester séparément l’effet de l’âge et du poids compte tenu de sa croissance continue et de sa très grande plasticité de croissance. Nous allons utiliser des poissons de 10g et 1kg. Une expérience préliminaire, nous a montré que les capacités myogéniques de la niche étaient bien différentes à 10g (~6 et 12 mois) et 1kg (12 mois).

Capturés, anesthésiés, mesurés, raclés au grattoir de silicone pour prélever leur mucus, puis opérés cinq minutes pour recevoir un émetteur acoustique et une puce d'identification : 165 silures, carpes et brochets vont être utilisés dans des procédures impliquant un niveau de souffrance modéré. Ils sont ensuite exposés à des sons attractifs couplés à un stimulus électrique dissuasif, pour tester si le silure glane peut être conditionné à fuir les passes à poissons où il prédate les migrateurs. Le porteur reconnaît que le champ électrique stresse tous les individus présents dans son champ d'action, silures ou non, et qu'une hémorragie est possible lors de l'implantation. Trente-six heures au maximum séparent la capture du relâcher, et les poissons "en bon état sanitaire et en apparente bonne forme physique" retournent là où ils ont été pêchés.

Objectifs

En France, de nombreuses pressions pèsent sur les poissons migrateurs amphihalins (saumons, aloses, lamproies, anguilles) et engendrent leur déclin, à tel point que tous sont menacés voire en danger d’extinction. Atténuer les pressions qui s’exercent sur ces espèces migratrices constitue donc un enjeu de conservation majeur. Afin de rétablir la continuité au niveau des barrages, des ouvrages de franchissement (passes et ascenseurs à poissons) sont construits pour permettre la libre circulation des espèces. Ces sites constituent cependant des goulets d’étranglement fréquentés par de nombreux silures Silurus glanis ; le silure est une espèce exotique qui, par sa taille imposante, est la seule capable de prédater ces espèces migratrices au stade adulte en rivières. Sur plusieurs grands fleuves, il a été estimé que le silure pouvait localement prédater jusqu’à 80% des migrateurs lors de leur montaison vers les sites de reproduction, réduisant ainsi considérablement l’efficacité de ces ouvrages de franchissement. Parmi les poissons, le silure possède d’excellentes capacités auditives, illustrées par la technique de pêche au clonk qui consiste à attirer les silures en émettant un bruit caractéristique à la surface de l’eau. Cependant, dans les zones de pêche intensive, il a été rapporté que le clonk, au contraire, les faisait fuir, ce qui souligne les capacités d’apprentissage de cette espèce. Le présent travail vise à tester les possibilités de contrôler le comportement du silure par conditionnement à l'aide de dispositifs sonores et à l’appliquer à sa gestion locale.

Bénéfices attendus

Face à la pression de prédation du silure sur les poissons migrateurs amphihalins, actuellement différentes méthodes d’intervention directe, principalement basées sur le prélèvement d’individus, sont testées ; elles s’avèrent cependant chronophages, coûteuses et d’une efficacité limitée. Elles sont aussi parfois sources de conflit entre gestionnaires et acteurs favorables aux silures en tant que poissons trophées « no kill ». Elargir le panel de mesures à disposition des gestionnaires apparaît donc crucial. Une fois notre outil acoustique d’effarouchement calibré sur un étang constituant un laboratoire à ciel ouvert, il sera testé sur une rivière, aux abords d’un ouvrage de franchissement, en situation réelle avec la présence de silures et de poissons migrateurs. La méthode sera peaufinée pour élaborer un outil destiné aux gestionnaires, ciblant spécifiquement le silure et limitant son impact sur les poissons migrateurs au niveau des sites à enjeux. Les bénéfices sont l’effarouchement du silure dans des zones où il pose problème, ceci sans manutention des individus. Potentiellement, l’outil peut intéresser de nombreux sites en France. Par ailleurs, le projet éclairera également la communauté scientifique et des gestionnaires sur la capacité des prélèvements de mucus à diagnostiquer l’état sanitaire d’une population.

Procédures

1. Capture (temps maximum entre capture et relâcher : 36h) 2. Anesthésie générale (temps total du début à la fin de la procédure : 15 mn) 3. Mesure taille et poids (1mn) 4. Prélèvement mucus (1ml pour des individus d'1m; 1 mn) 5. insertion puce d'identification électronique (1mn) 6. intervention chirurgicale pour implantation émetteur acoustique (5 mn).

Impact sur les animaux

La capture et la manipulation génèrent un stress. Le prélèvement non invasif de mucus enlève temporairement la première barrière immunitaire. Une douleur pourrait être ressentie en lien avec l’opération, que ce soit pendant l’acte chirurgical ou au réveil ; une hémorragie pourrait également être possible en lien avec cet acte chirurgical. L’anesthésie pourrait causer une désorientation et une perte de repères. La diffusion de sons peut potentiellement engendrer une angoisse chez certaines espèces. Le stimulus électrique dissuasif associé aux sons attractifs pour le silure est également une source de stress, potentiellement pour tous les individus, silures ou non, se trouvant dans le champ d’action du champ électrique.

Devenir

Tous les animaux en bon état sanitaire et en apparente bonne forme physique seront relâchés sur leur lieu de capture

Remplacement

Il est nécessaire d’avoir recours à des animaux car il s’agit d’étudier leur comportement en réaction à des stimuli sonores en milieu naturel et également d’évaluer leurs capacités d’apprentissage et la durée de leur mémorisation (au bout de combien de temps les silures associent-ils le signal répulsif au stimulus initialement attractif ? au bout de combien de temps ne font-ils plus cette association ? quelle est la variabilité entre les individus ? Concernant les deux autres espèces qui seront marquées mais qui ne sont pas les cibles directes du dispositif de conditionnement se pose a minima la question de l’influence des émissions sonores sur leur comportement). Il n’existe, à l’heure actuelle, aucune autre méthode qui pourrait se substituer à l’expérimentation animale dans ce domaine.

Réduction

De manière générale, le choix du nombre d’individus est guidé par des besoins de représentativité statistique. Sur la base de notre expérience précédente, le suivi des poissons par télémétrie acoustique est loin d’atteindre 100% : des individus peuvent être pêchés, mourir ou ne plus être suivis sans raison évidente. Parmi les individus suivis, les périodes lors desquelles les marques sont entendues peuvent être éparses car il est difficile de couvrir intégralement un système d’une centaine d’hectares et il y a forcément des zones d’ombre ; par ailleurs, les individus peuvent aussi simplement être masqués du système de réception par des obstacles physiques, l’un des plus problématiques étant la végétation aquatique les années où celle-ci se développe densément. A l'issue de la capture, certains individus peuvent également ne pas être en état d'intégrer la procédure. Une simulation statistique par test de puissance montre qu’un échantillon initial de 55 individus par espèce cible, incluant les différents aléas cités ci-dessus, permettrait de tirer des conclusions robustes.

Raffinement

Les opérations se dérouleront en automne pour éviter une température de l’eau trop élevée ce qui augmenterait les risques d’infections. Les bacs de stabulations et d’anesthésie seront à l’ombre, oxygénés par un bulleur et suffisamment grands pour assurer une aisance de mouvement des poissons. Les bacs seront régulièrement contrôlés (oxygène, température, pH) pour limiter un écart de température maximum de 2°C avec l’eau de l’étang. La propreté de l’eau sera contrôlée visuellement pour s’assurer de l’absence de fécès, mucus, particules, sang (bain de secours à proximité). Un même bain ne pourra pas servir à deux espèces différentes. L’eau sera changée si un de ces paramètres était anormal et au moins toutes les cinq opérations ou toutes les heures. Le personnel manipulant les individus portera des gants humides et utilisera des épuisettes et des housses de transport spécifiques pour les plus gros individus. Une fois anesthésiés, les individus seront pesés dans un bac ou à l'aide d'un filet avec un peson, puis mesurés sur un tapis de réception humide pour limiter l’écrasement des organes et la dessication cutanée. Le mucus sera prélevé par raclement très doux du dos avec un grattoir en silicone souple ; la zone grattée sera ensuite rincée avec du liquide physiologique stérile et un pansement hydrorésistant sera appliqué pour éviter toute infection. Le poisson sera ensuite immergé dans une solution d'anesthésiant et maintenu sur le ventre par une épaisseur en mousse. La zone d'insertion de la puce est préalablement rincée avec du liquide physiologique puis une injection locale d'analgésique est réalisée pour atténuer la douleur et éviter que les individus ne se grattent et perdent leur puce. Un pansement antiseptique sera appliqué à l’emplacement de la piqûre. L’émetteur pèsera moins de 2% du poids de l'animal pour limiter toute gêne. Il sera légèrement poussé au-dessus de la ceinture pelvienne pour reposer sur celle-ci plutôt que sur les parties molles plus fragiles et désinfecté préalablement à son insertion. L’individu est placé en observation pendant plusieurs heures dans un bac aéré, contrôlé. Du matériel stérile à usage unique (champ de travail, gants, lames, fils, aiguilles) ou désinfecté (pinces) sera utilisé. Des points limites ont été mis en place pour chacune des interventions auxquelles les poissons seront soumis.

Choix des espèces

Seuls des silures (Silurus glanis) longs d'un mètre au minimum sont capables de prédater les poissons migrateurs amphihalins adultes. Les silures entrant dans cette procédure seront donc adultes et il est indispensable de travailler sur l’espèce même pour étudier son comportement finement. Pour cibler spécifiquement le silure, nous avons opté pour des stimuli attractifs, que nous pensons plus spécifiques, non délétères pour les autres espèces et pour lesquels nous avons des candidats prometteurs (sons de congénères, clonk). Il est très difficile de travailler directement aux abords des ouvrages de franchissement ou même dans des milieux aussi ouverts que les grandes rivières fréquentées par les migrateurs pour étudier le comportement des silures. Le travail sur des individus de pisciculture n’est pas simple non plus (individus de taille conséquente capables d’effectuer de très grands déplacements et nécessitant donc de très grands bassins pour étudier leur comportement vis à vis de stimuli sonores) et amènerait à des conclusions difficilement extrapolables au milieu naturel bien plus vaste. D’ailleurs, les principaux enseignements tirés des études de laboratoire concernant leur réaction comportementale à des stimuli sonores sont l’obtention d’audiogrammes donnant les seuils de fréquences et d’intensités auxquels les espèces sont sensibles. C’est un premier pas mais il est nécessaire d’aller plus loin et notamment de mesurer la variabilité inter-individuelle et de quantifier l’influence potentielle de ces stimuli sur d’autres espèces. A cette fin, la carpe (Cyprinus carpio), espèce possédant comme le silure un appareil de Weber lui conférant d’excellentes capacités auditives, et le brochet (Esox lucius), prédateur emblématique de nos milieux aquatiques continentaux ne disposant pas de telles capacités, ont été choisis ; ces deux espèces sont par ailleurs communes dans le site d'étude. Les carpes et brochets entrant dans cette procédure auront un stade de subadulte à adulte (poids supérieur à 600g pour éviter toute gêne occasionnée par la marque acoustique). Des échantillons de mucus seront prélevés uniquement sur les silures. À l'heure actuelle, l'état de santé des populations de poissons sauvages, et en particulier des silures, espèce en pleine expansion en France, n'est pas connu. Ces prélèvements non invasifs permettront de connaître l’état de santé des individus relâchés et de le relier à leurs capacités de mouvement.

5 000 poissons de douze espèces, du goujon au silure, subissent des procédures d'un niveau de souffrance modéré avant d'être remis dans le fleuve. Chacun est pêché, anesthésié trois à cinq minutes, mesuré, pesé, ouvert sur trois à cinq millimètres du ventre pour y glisser une puce, et maintenu hors de l'eau jusqu'à une minute. La moitié des individus capturés en amont est transportée en aval de la passe avant d'être marquée, pour ne suivre que des poissons enclins à remonter. Le porteur reconnaît que certains perdront leur puce et que des femelles peuvent l'expulser en se reproduisant, et écrit qu'il est "indispensable" de réaliser ce suivi pour savoir s'il faut améliorer l'ouvrage.

Objectifs

Suite à différents aménagements au niveau des fleuves ou de cours d'eau plus petits, la migration des poissons n'est plus possible. Ainsi des "passes à poissons" sont mises en place pour aider le passage des poissons au niveau de ces ouvrages et ainsi permettre notamment leur reproduction. L'objectif de ce projet est de vérifier l'efficacité d'une "passe à poisson" nouvellement installée en suivant le passage des individus au travers de celle-ci. Pour ce faire, un éventail des poissons représentatifs du cours d'eau correspondant est pêché par différentes techniques. Les caractéristiques des poissons sont rapportées (taille, poids, sexe) sous-anesthésie générale et une puce, dont la taille est adaptée aux mensurations du poisson est implantée dans la cavité abdominale par chirurgie. Le poisson est ensuite remis en eau sous surveillance avant d'être relâché. Le poisson portant la puce pourra être détecté s’il passe au travers de la passe à poissons, ce qui permettra de vérifier que l'aménagement réalisé est bien efficace pour permettre le passage des individus au travers de l'ouvrage.

Bénéfices attendus

Le projet permettra de vérifier l’efficacité de la passe à poissons pour les espèces présentes. Il est indispensable de réaliser ce type de suivi biologique en milieu naturel pour vérifier s’il est nécessaire de réaliser des travaux d’amélioration de la passe à poissons, pour que les poissons puissent librement circuler.

Procédures

Après anesthésie générale pendant 3 à 5 minutes, les animaux seront mesurés puis pesés, puis une incision ventrale de 3 à 5 mm sera réalisée et une puce électronique sera implantée manuellement sur 5000 poissons. Ces interventions nécessiteront de maintenir les poissons entre 30 secondes et une minute hors d’eau.

Impact sur les animaux

La capture, le transport, la stabulation et le marquage sont autant d’étapes nécessaires à l’étude et susceptibles d’induire un stress modéré sur les animaux. Il existe également un risque de douleur légère post-anesthésie suite à l’incision.

Devenir

Tous les individus seront replacés dans leur habitat naturel

Remplacement

Le modèle biologique ne peut être remplacé pour cette étude comportementale qui implique de travailler nécessairement sur des individus vivants dans leur milieu naturel. L'évaluation du franchissement d’un aménagement (ici une passe à poissons) doit obligatoirement être réalisée in situ en étudiant le comportement migratoire des espèces considérées.

Réduction

L’effectif prévu est un minimum (règle des 3 R : réduction) pour pouvoir décrire les comportements des poissons par espèce et par stade, et évaluer la franchissabilité de la passe à poissons. Il est adapté au gabarit du milieu (grand fleuve) et à la diversité spécifique et la densité de population. L’effectif tient compte de plusieurs facteurs, pour garantir un certain nombre de détections : - L’implantation des puces ne génère en principe pas ou très peu de mortalité post-opératoire en respectant les préconisations de tailles minimales. Toutefois, certains individus peuvent perdre leur puce dans les semaines suivant l'implantation. - Certaines femelles peuvent également expulser la puce lors de la reproduction. Tous les individus d'une même espèce ne vont pas forcément migrer. Les individus pêchés en amont de la passe à poissons (50%), seront transportés en aval de la passe, où ils seront pucés puis relâchés, de manière à privilégier l'étude sur des individus enclins à migrer et in fine réduire le nombre d'individus marqués. Il n'est pas prévu d'analyses statistiques dans le cadre de cette étude comportementale menée en milieu naturel, en-dehors des statistiques descriptives (taux de franchissement, durée moyenne de franchissement).

Raffinement

Le raffinement des procédures sera pris en compte de la capture des animaux jusqu’au relâcher dans leur milieu naturel. Le maintien des conditions thermiques et d’oxygénation optimales sera assuré. Les animaux capturés seront soit stockés dans un vivier placé dans la rivière, soit dans un bac oxygéné et refroidi. Ainsi, la teneur en oxygène et la température seront constantes. La solution d'anesthésie sera renouvelée toutes les 30 minutes, pour éviter que la température du bain n’augmente et soit toujours suffisamment fraiche pour éviter le stress des poissons et l’altération de l’efficacité de l’anesthésiant. En outre, l’accent sera mis sur la rapidité d’exécution des mesures biométriques et du marquage pour réduire le temps d’anesthésie, sachant que les poissons seront maintenus hors d’eau pendant toute la durée de la prise des mesures biométriques et marquages. La taille des puces sera adaptée à la taille de l’animal. Un chiffon humide sera placé au niveau de la tête de l’animal et la règle de biométrie sera humidifiée en permanence pour éviter d’ôter le mucus. Seuls les individus jugés visuellement en bonne santé seront marqués, les autres seront relâchés sans marquage, après stabulation. Aucun antibiotique ne sera utilisé, par contre une pommade iodée antiseptique sera appliquée au niveau de l’incision. Le réveil sera contrôlé dans un vivier placé dans la rivière. L’application de points limites stricts et spécifiques du projet limitera les risques de douleur tout au long de la procédure.

Choix des espèces

12 espèces de poissons sont ciblées et sont représentatives du fleuve et de la zone concernée : - Poissons d’eau courante : barbeau fluviatile, hotu, chevaine, goujon, spirlin, chabot - Cyprinidés d’eau calme : brème, gardon, ablette - Carnassiers : Brochet, silure, perche 2 stades de développement sont retenus : juvéniles et subadultes-adultes. Les juvéniles peuvent migrer à la recherche d’habitats plus favorables ; les adultes migrent avant et/ou après leur reproduction. Au total, les juvéniles représentent environ 17% de l’effectif marqué, le reste étant des subadultes et adultes, qui sont les stades préférentiellement ciblés. Les plus petits individus seront relâchés sans être marqués.