Tesi sul tema "Perche (poissons) – Reproduction (biologie)"

De nombreux facteurs environnementaux, nutritionnels et populationnels sont susceptibles d’agir sur la qualité de la reproduction chez les poissons. Cette thèse avait pour objectif d’identifier et de hiérarchiser l’importance des effets de ces facteurs et de leurs interactions sur le déterminisme de la qualité de la reproduction chez la perche commune, Perca fluviatilis. Une première expérience multifactorielle a visé à déterminer les facteurs influant sur l’induction du cycle de reproduction. 8 facteurs à 2 modalités ont été testés (amplitude de diminution de la température, timing, cinétique et amplitude de diminution de la photopériode, manipulations, état nutritionnel initial, rationnement et spectre lumineux). Il a été confirmé que les diminutions de température et de photopériode sont les facteurs signaux inducteurs du cycle et suggéré que la température et le timing photopériode constituent des facteurs ultimes. Le stress lié aux manipulations semble être un facteur majeur modulant la vitesse d’entrée en vitellogenèse. Une deuxième expérience multifactorielle à 8 facteurs à 2 modalités (température, état nutritionnel, manipulations, aube, luminosité, type d’aliment, rationnement et photopériode) a porté sur la qualité de la reproduction (sperme, œufs et mortalité des géniteurs). Aucune ponte n’a été obtenue, ce qui suggère que le programme photothermique de contrôle du cycle pourrait être inadéquat. La qualité du sperme semble être déterminée de façon majeure par l’état nutritionnel initial et l’intensité lumineuse. Le déterminisme des fortes mortalités observées s’avère complexe. Un premier modèle qualitatif et déterministe de la qualité du cycle est proposé
Numerous environmental, nutritionnal and populationnal factors are likely to be involved in the quality of reproduction in fish. The objective of this PhD study was to determine and ranking the importance of the effects of these factors and their interactions on the determinism of the quality of reproduction in Eurasian perch, Perca fluviatilis. A first factorial experiment aimed at identifying the factors acting of the induction of the reproductive cycle. 8 two-levels factors were tested (amplitude of temperature decrease, timing, kinetics and amplitude of photoperiod decrease, handling, initial nutritional state, feeding and light spectrum). It was confirmed that temperature and photoperiod decreases are the two main cues inducing the reproductive cycle. Handling stress appears to be the most important factor modulating vitellogenesis. A second factorial experiment testing 8 two-levels factors (temperature, nutritional state, handling, dawn, light intensity, food type, feeding and photoperiod) dealt with the quality of reproduction (sperm, eggs and broodstock mortality). No spawning was obtained. This suggests that the photothermal program of control of the reproductive cycle could be inadequate. Sperm quality appears to be mainly affected by nutritional state and light intensity. High mortalities were observed and their determinism could be complex. A first qualitative model of the determinism of the quality of reproduction is proposed

Ce doctorat avait pour objectif de mieux comprendre le déterminisme environnemental de la reproduction chez la perche commune, Perca fluviatilis. Sous une photopériode fixée à 12L: 120, l'application de variations thermiques a montré les limites de l'influence du facteur température sur le contrôle du cycle de reproduction de la perche. L'implication des variations photopériodiques dans le contrôle de la gamétogenèse a donc été étudiée dans une seconde phase. Une photophase constante inhibe l'initiation des cycles de reproduction mâle et femelle chez la perche et des teneurs en stéroi͏̈des sexuels très faibles sont relevées. Sous une photopériode fixée à l6L: 80, le développement des gonades est très hétérogène, de nombreux cas d'atrésie ont été observés et peu de géniteurs ont pondu. Le régime photopériodique naturel a donné des résultats similaires à ceux relevés en milieu naturel en terme de variations plasmatiques en stéroi͏̈des sexuels, de développement et de qualité des œufs et des larves. Un régime photopériodique pseudo-naturel a permis d'obtenir le développement de la totalité des géniteurs mais, seulement 55 % des femelles gravides ont pondu et de faibles taux de fécondation ont été observés. Le déclenchement des pontes semble être initié par les variations saisonnières de la température et par les variations journalières de l'intensité lumineuse. La majorité des pontes survient à l'aube. En conditions artificielles d'éclairement, le passage brutal de l'obscurité au jour pourrait perturber le déclenchement des ovipositions. L'alternance jour-nuit constituerait un stimulus important permettant l'initiation de la gamétogenèse, mais ne suffirait pas pour induire un développement gonadique normal. L'initiation et le bon déroulement de la gamétogenèse impliquent également une variation de la durée d'éclairement. Les variations de la photopériode, tout comme celles de la température, jouent donc un rôle déterminant dans le succès de la reproduction de la perche
The aim of these experimental studies was to improve our knowledge on the environmental control of Eurasian perch reproduction. Under a constant photoperiod (12L : 12D), thermal variations (6 weeks of cooling from 22 to 6ʿC, 5 months of chilling at 6ʿC and 1 month of warming from 6 à 14ʿC) have shown some limits on the control of the reproductive cycle. Even if aIl the males were spermiating after a such regime, only few females have developed their gonads (31 %) and only 6 % have spawned. Moreover, the spawning quality was low. Thus, the influence of photoperiodic variations in the control of female gametogenesis was suggested and studied. A 24 hours photophase inhibits the initiation of perch male and female reproductive cycle. Some low sex steroids levels were measured. A constant photoperiod (16L: 8D) results in a very heterogeneous gonad development, lots of atresia, and few spawnings (30 %). Under a natural photoperiod, results, in terms of plasma sex steroids variations, gonad development and eggs and larvae quality, were similar to those observed in natural habitat. In simulated photoperiod conditions, although all the broodstocks have developed their gonads, only 55 % of the mature females have spawned and low fertilization rates were observed. Spawning seems to be triggered off by seasonal temperature and daily light intensity variations. Most of the spawnings occurred at dawn. In artificial light conditions, the sudden switch from darkness to daylight could disturb the oviposition process. The light-darkness cycle would be an important factor, but not sufficient to induce a normal gonadal development. Daylength variations are also involved in the initiation and the gonadal development during gametogenesis. Photoperiodic and temperature variations both play a crucial roIe in the success of perch reproduction. Finally, in April, while the water temperature rises, a high mortality increase was observed. It seems to be not linked to the reproductive cycle

Cette thèse porte sur la reproduction de la perche eurasienne Perca Fluviatilis. Dans un premier temps, un cycle annuel de reproduction (avril 1995 - avril 1996 ; étang de Lindre, Moselle) est décrit en présentant les principales variations morpho-anatomiques, histologiques et endocrinologiques qui accompagnent les processus de la reproduction chez des geniteurs males et femelles (100-200 g). Leur impact sur la composition chimique des tissus est également étudié. Dans un second temps, des travaux réalisés en laboratoire précisent les effets de facteurs environnementaux (température de l'eau et photopériode) sur la gonadogenèse. Chez les femelles, durant la phase de repos sexuel (mai-août 1995), le diamètre ovocytaire (do <200m), les indices gonadosomatiques (IGS <1%) et hépatosomatiques (IHS), et les teneurs plasmatiques en 17β-oestradiol (E2), phosphore protéique (PPP), testostérone (T) et 17α,20β-dihydroxy-1-pregnen-3-one (17,20β-P) restent faibles, alors que l'indice viscérosomatique (IVS 4-6%) est maximal. L'ovogenèse débute fin août - début septembre lorsque la température de l'eau diminue de 26 a 14,1°C. Dès lors, l'IGS augmente progressivement jusqu'à la mi-mars (15%), puis fortement jusqu'à la ponte (25% , do = 850 m) qui intervient en avril (14-15°C). Les taux d' E2 et de PPP augmentent significativement en septembre, puis la teneur en E2 s'élève fortement en novembre (2-3 ng. ML-1). à partir de décembre, la concentration en T atteint rapidement 15-27 ng. ML-1. Les taux d' E2 de PPP et de T restent élevés jusqu'à la ponte ce qui indique le maintien d'une vitellogenèse active. Pendant la période peri-ovulatoire, un pic d' E2 (4,96 ng. ML-1) survient, alors que le taux de T diminue et les teneurs en 17,20β-P restent faibles (0,2-0,6 ng. ML-1). Aucun pic de 17,20β-P n'est observé. Chez les males, l'GS (0,2%), l'IHS (1%) et les teneurs en T (<0,5 ng. ML-1) et en 11-kétotestostérone (11KT) sont faibles durant la période de repos sexuel, alors que l'IVS est élevé (3,9%). Un IGS élevé (8,5%) est enregistré en septembre, puis il diminue et demeure proche de 5% jusqu'à la période de ponte. Un pic de concentration en T est noté en janvier (12 ng. ML-1), suivi d'un pic de 11KT en février (5 ng. ML-1). Au cours de la période peri-ovulatoire, la teneur en T s'élève de nouveau, alors que celle de 11KT diminue. Les testicules produisent des spermatozoïdes dès le mois de novembre. La gonadogenèse correspond à un investissement énergétique considérable, notamment pour les femelles. Chez ces dernières, la teneur gonadique en lipides totaux passe progressivement de 14-16% en été à 24-26% des matières sèches (MS) au début du mois de mars. Celle-ci chute à 18-20% durant la période de pré-ponte et de maturation ovocytaire. La gonadogenèse affecte peu la composition chimique du muscle, même si sa teneur en lipides totaux croit de 2-3% à 4-5% MS durant l'automne et l'hiver. En fait, le développement des gonades semble mobiliser principalement les réserves lipidiques périviscérales, notamment durant les périodes de septembre-décembre et de mars-avril. Ces réserves se constituent au cours des périodes de repos sexuel et de janvier-février. L'application de programmes thermo-photopériodiques permet une gonadogenèse normale et l'obtention de pontes décalées en dehors de la période naturelle de ponte. Les variations de la température de l'eau joue un rôle majeur, alors que celles de la photopériode ont une incidence mineure. La durée de la phase de maintien au froid (6°c) doit être supérieure à 3 mois, une durée de 5 mois convient.

Le lac-réservoir du Mirgenbach, créé par pompage des eaux de la rivière Moselle en 1985, constitue une réserve de sécurité et un milieu tampon pour la centrale électronucléaire de Cattenom (Moselle, nord-est de la France). Ce réservoir, de 20 mètres de profondeur maximale, se caractérise par ses eaux échauffées et par l'absence de stratification thermique. L'étude s'inscrit dans l'analyse du fonctionnement écologique de cette retenue. Elle contribue à la connaissance, d'une part du peuplement ichtyologique (composition et évolution), et d'autre part de la démographie de l'espèce initialement dominante, la perche (perca fluviatilis). De 1987 à 1991, différentes techniques de capture passives et actives sont employées. Les filets maillants utilisés sont des filets horizontaux ou des filets verticaux qui échantillonnent dans l'ensemble de la colonne d'eau. Les séries de filets verticaux sont immergées en des stations au cours de campagnes reparties sur un cycle annuel. Au terme de cette étude, parmi les différents engins de capture employés, les filets maillants verticaux se révèlent être le meilleur outil de sondage passif pour l'étude de la démographie de la perche. L'exploitation des captures au moyen de ces différentes techniques de pêche permet de connaitre la distribution spatio-temporelle du peuplement dans le lac-réservoir. Au total, 18 espèces de poissons sont recensées avec une très nette dominance de la perche (perca fluviatilis) au début de l'étude, ensuite associée au gardon (rutilus rutilus) et à la brème commune (abramis brama). Grace à une analyse multivariée effectuée sur les captures issues des filets maillants verticaux, les résultats permettent de distinguer plusieurs groupes de stations littorales et pélagiques se caractérisant par la structure de leur peuplement. Les perches échantillonnées au moyen des filets maillants traditionnels ou verticaux ainsi qu’à la pêche à la ligne permettent de connaitre la sélectivité par engin et d'étudier l'évolution de la structure démographique. Il est noté sur ces années consécutives un déclin des captures de perche dont les causes sont anthropiques ou environnementales. La répartition saisonnière de l'espèce au sein de la masse d'eau est décrite au cours d'un cycle annuel avec des filets maillants verticaux. Les plus fortes prises de ce carnassier sont obtenues en période estivale, à l'exception d'une station de rive proche d'une frayère avant la reproduction. La distribution verticale de l'espèce varie selon la bathymétrie. Les perches sont surtout présentes au fond des stations les plus littorales et reparties dans la colonne d'eau dans les stations pélagiques. L'étude de la reproduction de la perche repose principalement sur l'utilisation d'indices pondéraux et de stades de maturité. L’âge est identifié grâce à l'application des méthodes scalimétriques et operculométriques. Les deux structures osseuses correspondantes sont exploitables indifféremment pour décrire la croissance de la perche. La reproduction de perca fluviatilis se déroule de mi-mars à mi-avril dans le réservoir du Mirgenbach. Pour certains individus, le frai débute des fin février ; la période de ponte est décalée précocement environ d'un mois par rapport aux autres étangs de la région Lorraine. Les males sont matures à 1 an et les femelles à 2 ans avec une fécondité moyenne pour la majorité des individus. Par rapport aux autres milieux, la croissance de la perche est rapide dans le réservoir du Mirgenbach ; l'espèce atteint des 1 an une taille de 12 cm. Cette croissance est à mettre en parallèle avec les bonnes conditions thermiques du milieu ainsi qu'avec une meilleure disponibilité alimentaire pour les perches avec la diminution de sa population. Les contenus digestifs de la perche sont examinés pour l'étude de son régime alimentaire. Perca fluviatilis se nourrit de crustacés (avec une prédation sélective sur le cladocere daphnia longispina), d'insectes (essentiellement des larves et nymphes de chironomes), de mollusques gastéropodes et des poissons comme le gardon, la gremille (gymnocephalus cernua) et la perche attestant de cas de cannibalisme au sein du réservoir. Cependant, la composition de l'alimentation varie en fonction du sexe et de la taille des perches et également en fonction des saisons. Une synthèse bibliographique de l'espèce et une discussion générale à l'issue de ce travail sur le réservoir du Mirgenbach permettent de comparer nos résultats avec ceux d'autres milieux
The Mirgenbach reservoir created by pumping water from the river Moselle in 1985 is a safety reservoiir and a buffer zone for the Cattenom nuclear power plant (Moselle, north-east France). With its maximum depth of 20 meters, this reservoir is characterized by its heated waters and the absence of a thermo-stratification. It is an ecological study of this lake-reservoir which contributes to the knowledge of the fish population and the demography of an initially dominant species : the perch, perca fluviatilis. From 1987 to 1991, various fishing techniques were employed on the Mirgenbach lake-reservoir. Two kinds of gill nets were used : traditional nets and vertical nets which took samples from the water surface to the bottom. A set of vertical nets were immersed in stations during fishing sessions spread along the year. Among the various fishing gears used, vertical gill nets turned out to the best sampling device for the analysis of the perch demography. The analysis of catches thanks to these various fishing gears enabled us to know its location and its evolution in the lake-reservoir. All in all, 18 fish species were identified with a majority of perch (perc fluviatilis), roach (rutilus rutilus) and common bream (abramis brama). The multiple correspondence analysis led us to distinguish several groups of stations, each having its own species. The sampled fish with traditional and vertical gill nets as well as angling enabled us to know the selectivity of each device and to study the demographic structure evolution. The number of catches has decreased dramatically within this period. The seasonal repartition of the species in the reservoir was studied is an annual cycle with vertical gill nets. The best catches of this carnivorous fish were made in summer, except in a littoral station close to a spawning area before reproduction time. The vertical distribution of this species according to bathymetry. The perches were found mostly at the bottom of the stations closest to the shore and from the bottom to the surface in the pelagic stations. The reproductive study of the perch is based upon weight index and the maturity stage index. Age is identified by the application of scalimetrie and operculometrie methods. The two corresponding structures can be used equally to describe the perch growth. In the Mirgenbach reservoir, the reproduction of the perch takes place from mid-march to mid-april. Perch may spawn since the end of february. Spawning period takes place precociously one month earlier than in other ponds of the region Lorraine. Males are mature at one year old and females at two years, with an intermediate fecundity for almost fish. In comparison with others lakes, the perch growth is faster in the Mirgenbach reservoir : it reaches 12 cm at one year. This growth speed depends upon the very good thermal conditions and a better availability of food resources with the decreasing of its population. Digestive contents are analysed to study the diet of perch. Perca fluviatilis fed on Crustacean with a selective predation on the cladocera Daphnia longispina, insects mostly chironomes larvae and nymphes, molluscs gasteropodes and fish such as roach (rutilus rutilus), ruffe (gymnocephalus cernua). Cannibalism occurs within perch in the reservoir. Nevertheless, diet depends upon sex and perch length and also seasons. A bibliographic review and a discussion on this Mirgenbach reservoir enables us to compare our results to others

Cette thèse a déterminé les rôles respectifs de la photopériode et de la température lors des différentes et successives étapes du cycle de reproduction (induction du cycle, vernalisation, ponte) chez la perche commune Perca fluviatilis femelle. La photopériode est le facteur environnemental principal qui synchronise l’induction du cycle de reproduction chez la perche commune, la température joue uniquement un rôle modulateur. Une baisse importante de la durée de la photophase de 4-8 heures est recommandée. Le maintien d'une photopériode constante basée sur une photophase longue et constante (17L : 7D) inhibe l’induction, alors que le maintien d’une température élevée et constante (22-23°C) ne le permet pas. Pour la phase de vernalisation, une photopériode de type jour court (8L : 16D) est nécessaire. Concernant les effets de la température, une forte et progressive baisse de la température (de 22 à 6°C sur 16 semaines) est recommandée pour assurer un développement gonadique complet (ovocytes aux stades de vitellogenèse avancée en fin de phase d’induction et de la maturation finale avant la période de ponte). Des baisses de température plus modérées (de 22 à 14-18°C) altèrent la reproduction, notamment pendant la phase de vernalisation. L’augmentation finale de la température après la vernalisation est le facteur principal de synchronisation de la ponte. Cette étude a permis la mise au point d’un protocole photo-thermopériodique fiable garantissant des taux d’induction et de ponte très élevés, proches de 100%, chez les femelles
This PhD thesis has determined the respective roles of photoperiod and temperature at the different and successive steps of the reproductive cycle (induction of the cycle, wintering period, spawning) in female Eurasian perch Perca fluviatilis. Photoperiod is the main environmental factor which synchronizes the onset of the reproduction cycle in Eurasian perch female, temperature plays only a modulating role. A high photoperiod decrease of 4 or 8 hours is recommended. The maintenance of constant photoperiod based on a long photophase (17L: 7D) delays the onset of the reproductive cycle, whereas the maintenance of a warm and constant temperature (22-23°C) does not delay it. For the wintering period, a photoperiod with a short daylight period (8L : 16D) is required. Concerning the effect of temperature variations, a high and progressive temperature decrease (from 22 to 6°C over 16 weeks) is recommended to ensure a complete ovarian development (all oocytes achieved the advanced vitellogenesis stage at the end of the induction phase and and final maturation stage just before spawning). Slight temperature decreases (from 22 to 14-18°C) alter the reproduction, especially during the chilling period (wintering period). The final increase of temperature (up to 14°C) after the wintering period is the main factor for spawning synchronization. This study allowed the development of a reliable photo-thermal protocol for out-of-season spawning with very high rates (close to 100%) of female response and spawning

L’amélioration des performances de reproduction des poissons d’élevage nécessite de déterminer les facteurs intrinsèques et extrinsèques influençant la qualité des gamètes d’une part, et de définir des paramètres fiables permettant de prédire les performances de reproduction d’autre part. Notre objectif est donc de comprendre le déterminisme multifactoriel de la reproduction chez la perche commune, Perca fluviatilis. Quatre facteurs nutritionnels (type d’aliment et taux de rationnement distribués lors des phases d’induction et de vernalisation) et 3 facteurs populationnels (poids initial, origine géographique, niveau de domestication) ont été testés. Une différence de réponse entre les sexes a été observée. Le type d’aliment distribué en vernalisation et le poids initial ont modifié l’état général des femelles. Les mâles ont plutôt été sensibles aux taux de rationnement et à l’origine géographique. L’étude des performances de reproduction a montré que le taux de ponte était sous l’influence de l’interaction entre le type d’aliment distribué en induction et en vernalisation, tandis que l’origine géographique a modulé la date de ponte. La régulation des performances de reproduction est donc un mécanisme complexe sous l’influence simultanée de plusieurs facteurs. La seconde partie de ce travail concerne la recherche de marqueurs prédictifs de la qualité des ovules. Nous avons d’abord montré que peu de paramètres morpho-anatomiques des pontes ou ovules sont des prédicateurs fiables. Cependant, l’analyse protéomique a permis de mettre en évidence plusieurs protéines exprimées différemment selon la qualité des pontes, pouvant jouer le rôle de biomarqueurs de qualité des ovules
Improving fish reproduction in breeding conditions implies to understand intrinsic and extrinsic factors influencing gametes quality on the one hand and to define relevant parameters allowing the prediction of fish reproductive performance on the other hand. Our goal was thus to understand the multifactorial determinism of the common perch (Perca fluviatilis) reproduction. Four nutritional factors (type of food and rate of rationing used either during the induction or vernalization phases) and 3 populational factors (initial weight, geographic origin and domestication level of breeders) have been tested. Data show different responses between females and males. type of food during wintering phase and initial broodstock weigh modified female condition. Males have been sensitive to rationing during wintering phase as well as geographical origin. Data show also that spawning rate was under the influence of interaction between kind of food during wintering phase and induction whereas geographical origin modulated the spawning date. The regulation of the performance reproduction is also a complex mechanism influenced by several factors. The second part of this work consisted on the research of parameters potentially predictive of ova quality. Firstly, our work shows that morphometric parameters measured before the fertilization are poorly relevant to predict reproductive performance. However, the proteomic analysis of several spawn allowed us to highlight proteins differently expressed according to the spawn quality, such proteins could be ova quality biomarkers

Aujourd’hui, la durabilité du modèle de développement de l’aquaculture est de plus en plus questionnée et une des solutions proposées consisterait à diversifier la production piscicole via la domestication de nouvelles espèces comme la perche commune, Perca fluviatilis, une espèce d’eau douce tempérée très intéressante pour la diversification de l’aquaculture continentale européenne. De nombreux aspects de la biologie de sa reproduction sont connus cependant, peu d’informations sont disponibles sur son développement. Or, des défauts de développement précoce, dont les causes sont encore mal définies, impactent actuellement la qualité de la production piscicole. C’est dans ce contexte que cette thèse vise à caractériser les succès et défauts de développement embryonnaire chez la perche commune à travers trois axes principaux : (i) déterminer une table de référence de l’embryogenèse normale permettant (ii) définir les défauts de développement tels que les malformations dans des conditions d’élevage différentes et (iii) identifier les liens entre différents paramètres de développement embryonnaire afin de déterminer des profils de développement variables. La première partie de ce travail a permis d’identifier la séquence précise de l’ontogenèse normale de cette espèce à travers la définition d’une table de développement embryonnaire alternative et flexible pour des espèces non-modèles, facilitant les comparaisons intra- et inter-espèces. Dans un second temps, l’identification la plus exhaustive possible de phénotypes anormaux a révélé 10 grandes catégories de malformations associées à des organes ou fonctions spécifiques. De plus, certains de ces défauts semblent fortement dépendants des conditions d’élevage des géniteurs ce qui permet d’identifier l’effet de potentiels facteurs extrinsèques sur le développement et d’améliorer les techniques de gestion des animaux. Enfin, l’ensemble de ces résultats et des paramètres mesurés durant l’embryogenèse ont permis d’effectuer une classification approfondie des pontes obtenues présentant des profils de développement similaires pour mettre en évidence des liens éventuels entre les divers phénotypes et paramètres utilisés. Les analyses de données effectuées ont montré que seulement 3 paramètres étaient nécessaires à la caractérisation de 4 profils de succès de développement variables : les taux de survie au début de l’organogenèse, d’éclosion et de malformations. A l’avenir, ces paramètres pourraient être généralisés permettant d’homogénéiser les critères d’évaluation du succès de développement chez d’autres espèces d’intérêt de poisson. L’ensemble de ces résultats constituent une base solide pour étudier l’effet des facteurs extrinsèques et/ou intrinsèques sur la qualité et le succès de développement embryonnaire
Currently, the durability of the aquaculture developmental model is clearly challenged and one solution consists to diversify the fish production by the domestication of new species such as the Eurasian perch (P. fluviatilis), a freshwater species promising and valuable for the diversification of European aquaculture. Several aspects of its reproductive biology are well known, nevertheless, only little information is available on its development. However, early developmental impairments, whose causes are unclear, actually impact the fish production quality. In this context, the present work aimed to characterize the developmental success and impairments in Eurasian perch on three main issues: (i) determine a model of normal embryogenesis table helping to (ii) define developmental impairments, in diverse rearing conditions and (iii) identify the relationships between various parameters of embryonic ontogenesis to characterize different patterns of developmental success. The first part of this study allowed identifying the accurate timing of normal ontogenesis of this species through the definition of an alternative and flexible developmental table to describe non-model fish species, allowing the intra- and inter-specific comparisons. In the second part, the exhaustive characterization of abnormal phenotypes revealed 10 categories of deformities linked to specific organs or functions. Moreover, some of these categories seemed to be related to rearing-conditions of the breeders allowing identifying the potential effects of extrinsic factors on the development and improving the management of fish. Finally, the previous results and the parameters measured during embryogenesis help to classify the several spawns obtained with the same developmental pattern and to highlight the potential relationships between diverse phenotypes and parameters. In addition, the data analyses showed that only 3 parameters are reliable to assess the developmental success: survival rate at the onset of the organogenesis, hatching and deformities rates. Henceforth, these parameters and this classification could be generalized as a new strategy to assess the developmental success in other fish species. All of these results provide a good basic knowledge to study the potential effects of various extrinsic and/or intrinsic factors on the developmental success and the embryonic quality

L'étude de la reproduction chez les téléostéens est fondamentale pour comprendre le devenir des populations ichtyologiques déterminantes pour l'équilibre des milieux aquatiques, et ce, dans un contexte de changement climatique global qui aura pour effet de modifier les aires de répartitions des espèces ainsi que leurs stratégies de reproduction afin de garantir la survie de la progéniture. La maturation sexuelle de la perche soleil (Lepomis gibbosus), à partir d'un échantillon de162 femelles et 157 mâles, a été étudiée dans une retenue artificielle du Nord-Est de la France (réservoir du Mirgenbach) recevant les eaux échauffées de la centrale électronucléaire de Cattenom. La perche soleil, de la famille des centrarchidés, est originaire d'Amérique du Nord et a été introduite en Europe en 1880. Depuis son introduction, elle a colonisé tout le réseau hydrographique français. Cette espèce, occupant la zone littorale, est actuellement présente dans 28 pays d'Europe et d'Asie mineure, mais elle n'est considérée invasive que dans le sud et le centre de l'Europe. Dans la présente étude, l'effort de reproduction a été étudié chez les femelles et les mâles, à partir de l'indice gonado-somatique (IGS) et de profils de maturité gonadique, définis à partir d'observations histologiques. Les données acquises concernent, d'autre part, la croissance et la longévité de cette espèce dans ce cas particulier d'écosystème échauffé. Dans ce contexte, la maturation sexuelle est précoce par rapport aux autres populations de perches soleil localisées à des latitudes similaires. (Age de maturité : 1 an), et les mâles entrent en maturation un mois avant les femelles. La croissance des juvéniles est rapide (LT>70mm à 1 an), excepté chez les petits mâles cocufiants, mais la longévité (3 ans) est inférieure à celles rencontrées dans d'autres sites d'Europe (4 à 8 ans). Cette précocité a également été observée chez d'autres espèces dans des sites d'Europe recevant des eaux échauffées, cependant des anomalies ovocytaires avaient été observées, ce qui n'est pas le cas pour les individus du réservoir du Mirgenbach. De part ses conditions thermiques, le réservoir du Mirgenbach constitue un modèle intéressant pour étudier les conséquences du changement climatique global sur la biologie des poissons
The study of teleost reproduction is fundamental in order to understand the future of ichthyologic populations, determinant for the balance in aquatic environments, and this, in a context of global warming which will affect distribution zones of species as well as their reproductive strategies in order to guarantee survival of their progeny. Sexual maturation in pumpkinseed (Lepomis gibbosus) has been studied in an artificial basin in north-eastern France (Mirgenbach Reservoir) which receives over-heated water from the Cattenom nuclear power plant. Pumpkinseed, a centrarchid fish specie, is native to North America but has been introduced in Europe in 1880. Since its introduction, it has colonized the entire French hydrographic network. This specie, predominantly littoral, is already established in at least 28 countries in Europe and Asia Minor, but is currently considered to be invasive mainly in southern and central Europe. In our study, the reproductive effort was studied in both sex, using gonado-somatic index (GSI) and gonadal maturity stages obtained from histological observations. Growth and longevity have also been studied. A sample of 162 females and 157 males was collected for this work. In this context of warm thermal environment, sexual maturation is precocious compared to other pumpkinseed populations located at similar latitudes (age at maturity: 1 year), and the males mature one month before the females. The juvenile growth rate is high (LT>70mm at 1 year old), except for the small male cuckolders, but longevity (3 years) is lower than at the other sites in Europe (4 to 8 years). This precocity was also observed in other species at sites receiving over-heated nuclear plant discharge water, however oocyte abnormalities were observed which was not the case for the pumpkinseed population in the Reservoir Mirgenbach. The thermal conditions of the Mirgenbach Reservoir confer to this site a good opportunity to evaluate the consequences of the Global Warming on fish biology

Les Aiguilles Hyporhamphus unifasciatus et Hemiramphus brasiliensis sont des poissons d'importance économique dans la région Nord-Est du Brésil. La réduction des captures des Aiguilles à Pernambuco et l'absence d'études sur ces espèces dans la région avaient motivé la réalisation de ce travail. Des statistiques annuelles de captures étaient disponibles, les deux espèces confondues. Afin d'avoir des informations sur la pêche de chaque espèce, le suivi des débarquements a été réalisé au nord de Pernambuco entre 1998-1999, ainsi que la collecte de matériel biologique pour l'étude de la reproduction et de la croissance. Les deux espèces semblent avoir des pontes sériées : elles pondent toute l'année avec une période plus concentré après la saison des pluies. Une fécondité partielle relative très faible est observée : 29 oeufs/g de poisson pour H. Unifasciatus et 16 œufs/g pour H. Brasiliensis. L'étude de la croissance a été fait à travers l'interprétation des microstructures des sagittae chez H. Unifasciatus. Les lapilli ont été interprétés sans difficultés chez les deux espèces. Chez H. Unifasciatus la durée de vie estimée d'environ un an pour des individus de 24 cm (validé). Les paramètres de Von Bertalanffy sont : Lao=30,4 cm, to=17,0 cm et k=0,004 j-'. Chez Hemiramphus brasiliensis seul des otolithes des individus adultes étaient disponibles. Une courbe de croissance moyenne a été établie à partir du rétro-calcul : Loo=24,0 cm, t0=6,09 cm et k=0,009 j-'. Un individu de 20 cm compte 246 microstructures, moins de 1 an (pas validé). L'analyse des statistiques de pêche pour la période 1980-2000 suggère une diminution des captures pour certains Etats de la région Nord-Est. L'analyse des données des débarquements montre une faible productivité de cette pêche artisanale (captures en général inférieures à 20 Kg/sortie). Les résultats de cette étude suggèrent que l'hypothèse d'une surexploitation peut être écartée : les bateaux sont peu nombreux et de puissance de pêche réduite
The halfbeak Hyporhamphus unifasciatus and Hemiramphus brasiliensis are fsh of economic importance in the north-eastern Brazil. Decrease of captures in Pemambuco and the absence of studies for these species in the region justified the realisation of this work. Only annual statistics were available for each state, combined landings. In order to have detailed information on the fishing of each species, landings folllow-up was carried out in the north of Pernambuco between 1998 and 1999, while biological material was collected for reproduction and growth study. Reproduction results suggest that these species are multiple spawners : they spent throughout the year, with one period more concentrated after the rainy season. A low batch fecundity is observed : 29 eggslg H. Unifasciatus and 16 eggs/g for H. Brasiliensis. Otoliths were used for growth studies. Sagittae microincrements interpretation was possible only for H. Unifasciatus. Lapilli microincrements were easily interpreted for both species. Microincrements daily deposition was validated by tetracycline marking for H. Unifasciatus. Individuals around 24 cm are about one year old. Von Bertalanffy growth parameters are : Lao=30. 4 cm, To=17,0 cm and k=0,004 j-'. Only adults H. Brasiliensis were available so individual growth was estimated for seven individuals from retrocalculation and a mean growth curve was established (1-00=24. 2 cm, t0=16,09 cm and k=0,009 j'. For an individual of 20 cma total of 246 microincrements were observed. The captures by state are in general of the order of 50-100 tons/year, while in Pernambuco and Rio Grande do Nortethey are superior of 110 tons/year. The analyses of statistics of fishing data for the period 1980-2000 suggests a reduction in the capture for certain states of the North-eastern region. Landings data analysis show a low productivity for this artisanal fishery, in general lower than 20 kglfishing cruise. This study suggets that the assumption of an overexploitation can be discarded. Few boats, of short operating range and reduced power fishing are used

La reproduction est une phase importante du cycle de vie des poissons car elle assure le renouvellement du nombre d’individus dans la population. La détermination des facteurs qui influencent sa dynamique spatiale est donc un point capital car elle va affecter le succès de la reproduction. Une approche multi-modèles a été développée afin d’identifier les facteurs contrôlant la distribution spatiale des adultes reproducteurs pour la plie et le merlan de Mer du Nord et pour l’anchois du golfe de Gascogne. Les modèles additifs généralisés ont été utilisés pour relier la présence-absence des individus et leurs abondances aux différentes hypothèses de contrôle externes (position géographique et environnement) et internes à la population (dépendance spatiale, taille, structure en âge et mémoire). Les modèles construits ont été classés en fonction de leur aptitude à refléter les distributions observées. Les hypothèses de contrôle importantes ont alors été identifiées à partir des meilleurs modèles. L’habitat de reproduction montre une structuration très importante dans l’espace. L’approche multi-modèles révèle (1) l’influence de l’environnement sur l’occupation des zones de reproduction et (2) le degré d’abondance avec lequel ces zones sont occupées est déterminé par des facteurs internes à la population. La persistance dans le temps de la structuration spatiale de la reproduction est facilitée par un attachement des individus à leur site de reproduction. Celui ci est plus fort pour des bentho-démersaux comme la plie et le merlan que pour un pélagique comme l’anchois.

La population de blennies (lipophrys pavo) de la lagune de mauguio (golfe du lion, mediterranee) est sedentaire. Le regime alimentaire est compose essentiellement d'amphipodes, d'isopodes et de mercierella enigmatica tres abondants dans ce milieu. La predation semble reduite. La longevite est de trois ans au maximum. La structure en taille et en age, l'importance des recrutements et la taille des recrues varient considerablement selon l'annee. La croissance est importante durant les periodes chaudes et en dehors de la reproduction. Chaque femelle pond de nombreux lots d'ovocytes au maximum d'avril a septembre, le debut de la ponte dependant de la taille de la femelle. L'effort reproducteur est intense et mobilise l'ensemble des reserves energetiques disponibles. La maturite sexuelle est atteinte a un an environ. Le rgs, les fecondites absolues et relatives, la taille des ovocytes evoluent au cours de la reproduction et en fonction de la taille et de l'age des femelles. Trois types de males ont ete identifies, les males nidificateurs qui gardent les nids dans lesquels sont pondus les ufs, les males cleptogames qui pratiquent le vol de paternite et les males non-fonctionnels qui ne participent pas a la reproduction. Les nids potentiels, des cavites dans des blocs de pierre ou des massifs de m. Enigmatica, sont assez rares dans la lagune. La concurrence entre les males pour leur possession est intense. Elle est accrue par le comportement des femelles qui pondent preferentiellement dans des nids a entrees etroites et qui contiennent deja des ufs. Nous essayons de montrer comment ces caracteristiques peuvent etre induites par la vie en milieu lagunaire et en quoi elles peuvent faciliter la survie dans ce milieu

L'etude de la transparence, de la chlorophylle-a et de la composition elementaire des algues a permis de montrer qu'il existe un gradient d'eutrophie croissante du nord au sud quand on passe de la zone profonde oligomictique du lac malawi, a la zone littorale du bras sud-est de ce lac, puis au lac malombe peu profond et polymictique. L'etude de la composition et de la biomasse planctonique (phyto- et zooplancton) et benthique (phyto- et zoobenthos) le long du meme gradient rend compte d'une augmentation des ressources alimentaires disponibles, ressources dominees par le plancton et utilisees en partie par les chambos (oreochromis lidole, o. Squamipinnis et o. Karongae) poissons tres apprecies par la population malawite. L'etude des contenus stomacaux de ces tilapias temoigne d'un regime alimentaire microphage a dominance phytoplanctonique qui peut evoluer dans l'espace, du lac malawi au lac malombe et dans le temps, en relation avec le cycle hydrologique. Les relations taille-poids et la fecondite des chambos semblent repondre en partie au gradient d'eutrophie. La surpeche des juveniles des chambos (dont la strategie demographique est de type k) reduit les stockes dans le lac malombe plus accessible a la peche artisanale, ce qui constitue un sujet de preoccupation pour l'economie regionale. Mais l'evolution probable du statut mesotrophe-eutrophe vers une situation de type hyper-eutrophe de ce lac peu profond represente un autre sujet d'inquietude qui meriterait un suivie limnologique

Un des moyens de développer durablement l’aquaculture européenne est la domestication d’espèces locales. Etant donné les coûts liés à la domestication d’une espèce, la mise en œuvre d’une démarche générique semble pertinente. Ainsi, l’analyse de 29 traits reproducteurs a généré une classification en 10 groupes structurés par la période de ponte et la température d’incubation des œufs. L’objet de cette thèse est de tester la pertinence de ces regroupements en étudiant l’effet d’une photophase constante longue PC et naturelle PN sur l’induction du cycle de reproduction chez des pondeurs printaniers précoces PPP (perche, sandre, gardon et brochet) et un pondeur printanier tardif PPT (rotengle). Au cours de ce travail, nous avons analysé des paramètres morpho-anatomiques, histologiques et physiologiques pour étudier les effets des traitements photopériodiques. De fortes similarités de réponse au traitement photopériodique entre les PPP ont été observées avec une inhibition du cycle de reproduction sous PC et une induction du cycle de reproduction sous PN. Si le développement gonadique et les teneurs en E2 et vitellogénine chez les femelles semblent être affectés de la même manière chez les espèces du même groupe, les teneurs en androgènes chez les deux sexes présentent des réponses espèce-spécifiques. Ceci suggère l’existence de mécanismes de régulation spécifiques qui semblent avoir peu de conséquences zootechniques. En conclusion, les similarités entre les PPP apportent des éléments de réponse sur la pertinence des regroupements surtout au niveau des paramètres les plus intégrateurs et sur la pertinence de la démarche générique qui s’appuie sur la biologie comparée
A way for the development of a sustainable inland aquaculture is the domestication of local species. As domestication usually results from a long, costly and empirical zootechnical process, the use of classifications could be a relevant strategy. In our laboratory, a generic method was developed based on grouping species sharing similar reproductive traits (29) and resulted in 10 clusters structured by spawning period and temperature of egg incubation. The aim of this work is to assess the relevance of this clustering by testing the effect of constant long (CP) and natural photoperiod (NP) on the onset of the reproductive cycle in “early spring” ESS (Eurasian perch, pikeperch, roach and pike) and a “late spring” spawner LSS (rudd). This work is based on a morpho-anatomic, histological and physiological analysis of the broodstock to study the effect of photoperiod treatments. Strong similarities were shown in the response of the ESS with inhibition of the reproductive cycle under CP and induction under NP. The gonadal development and the plasma levels of E2 and vitellogenin showed similar responses to the photoperiodic treatment between ESS, while, the androgens levels showed different responses even in species belonging to the same group and the same family. The observed similarities allow us to provide an evidence about the relevance of clusters especially for the most integrative parameters. However, even if extrapolation of current knowledge may be possible from Eurasian perch to other ESS especially for zootechnical purposes, the mechanisms of gonadogenesis regulation and especially androgenesis may be different between the studied species

Situes entre 2100 et 2500 metres d'altitude, a l'interieur du parc national des ecrins, les huit lacs etudies sont recouverts d'une epaisse couche de glace et de neige durant huit mois de l'annee. Les cinq especes de salmonides presentes, l'omble chevalier (salvelinus alpinus), la truite (salmo trutta), le saumon de fontaine (salvelinus fontinalis), la truite arc-en-ciel (oncorhynchus mykiss) et le cristivomer (salvelinus namaycush) sont d'origine anthropique ; ces especes demontrent des capacites adaptatives variables en fonction des lacs en ce qui concerne l'alimentation, la croissance et la reproduction. L'etude, durant les phases estivales et hivernales, de l'alimentation des poissons et des compartiments zooplanctoniques et benthiques, montre la faiblesse des ressources trophiques. Outre des variations liees au comportement de chaque espece et a des interactions inter ou intra specifiques, le regime alimentaire se caracterise par l'importance des dipteres chironomidae et par l'opportunisme des poissons. Les populations de salmonides exercent une forte predation sur les invertebres aquatiques qui conduit au remplacement des plus grosses formes de microcrustaces par des formes plus petites et au developpement des rotiferes. La croissance est faible exceptee pour le cristivomer qui, adoptant un regime ichtyophage peut depasser la taille de 60 cm. Chez l'omble chevalier, l'essentiel de la croissance se fait durant les 5 semaines consecutives a la debacle ; il existe entre les lacs des variations de croissance en fonction de la temperature, elle meme liee a l'altitude, l'exposition ou a la profondeur. L'omble chevalier se reproduit dans tous les lacs ou il est present. Toutefois, seule une partie des femelles ayant atteint l'age de premiere maturite participent a la reproduction. L'omble chevalier est l'espece la mieux adaptee a ce type de milieu en raison de sa plasticite et de son adequation aux disponibilites trophiques de chaque lac.

Avec le déclin grandissant des prises de pêches, une augmentation de la production piscicole est attendue pour les prochaines années. Cependant, de nombreux problèmes de reproduction sont observés dans les élevages, principalement une mortalité élevée au début de la vie. Cela concerne principalement des espèces piscicoles pour lesquelles le processus de domestication commence. Mon travail de thèse a visé à mieux comprendre et potentiellement aider à améliorer les performances de reproduction en étudiant le contenu transcriptomique des œufs de perche commune (Perca fluviatilis) en lien avec leur qualité. Ces résultats participent à la compréhension des mécanismes moléculaires impliqués dans la mortalité embryonnaire précoce. Cette espèce, en cours de domestication, revêt une grande importance dans le contexte de la diversification des espèces d’intérêt aquacole en Europe continentale. J’ai utilisé des analyses par puce à ADN et RT-qPCR pour caractériser les profils d'expression génique dans les œufs de perche de qualité variables. Les expériences ont été menées dans deux contextes scientifiques. Dans un premier temps, j’ai comparé l’effet des méthodes d’évaluation de la qualité des œufs sur les résultats transcriptomiques obtenus. Ainsi, les œufs ont été classés dans des groupes de qualité (bonne ou mauvaise) en utilisant divers critères liés au développement embryonnaire (taux de survie, taux de malformation) et divers seuils limites pour borner ces groupes. L’utilisation de critères de survie embryonnaire précoces a permis d'identifier des profils d'expression génique distincts entre les groupes de qualité. Cependant, le nombre et la nature des gènes exprimés de manière différentielle (DEG) étaient variables. Un seul gène était exprimé de manière différentielle dans toutes les analyses, quelles que soient les conditions. Cela montre à quel point les résultats transcriptomiques sont sensibles aux méthodes d’évaluation qui doivent être sérieusement pris en compte en amont de comparaisons intra et inter-espèces. Dans un deuxième temps, j’ai comparé le contenu transcriptomique d’œufs de femelles avec des histoires de domestication différentes. Dans cette étude, les femelles les plus proches des populations sauvages présentaient une meilleure qualité d'œufs. En outre, deux modèles distincts d'expression génique ont été observés et plus de 300 DEG ont été identifiés entre les populations. Étant donné que les causes de la variabilité élevée des performances de reproduction des espèces en cours de domestication sont mal connues, cette découverte pourrait ouvrir de nouvelles hypothèses d’investigation. Enfin, il devenait important de déterminer le moment où le gène identifié dans les approches précédentes soutiendrait exclusivement le développement embryonnaire précoce. Dans ce but, une étude préliminaire a permis de faire une première évaluation de l’activation du génome zygotique (ZGA) chez cette espèce. L’ensemble de ces résultats ouvre la voie vers l’établissement de nouvelles méthodes d’investigation de la qualité des gamètes chez la perche commune. Ces méthodes permettront de faire des études précises de l’évolution du succès de développement à chaque génération au cours d’un processus de domestication. Des méthodes similaires pourraient être établies chez d’autres espèces en prenant en compte leurs particularités. Il serait alors intéressant de tenter d’étudier des espèces présentant des caractères communs ou divergents. Nous pourrons alors tenter de comprendre les régulations propres à chaque espèce ou au contraire largement retrouvés chez plusieurs espèces de poisson
In the aquaculture context, increase on production are expected for the next years and yet, many reproductive issues are reported, including high mortality during early life stages. It concerns mostly species for which the domestication process is at the very beginning. My PhD work aimed at better understanding and potentially helping improving reproductive performance by investigating eggs the transcriptomic content of the Eurasian perch (Perca fluviatilis) eggs in association with their quality which may constitute one of the sources for embryonic mortality. Eurasian perch is a species, in process of domestication, with strong importance for aquaculture diversification in inland Europe. We employed microarray and RT-qPCR analyses to characterize gene expression patterns of Eurasian perch eggs presenting different potential to develop properly after fertilization. The experiments were conducted in two scientific contexts. In the first one, different methods to access egg quality were employed and their potential impacts on the transcriptomic results were evaluated. Therefore, when eggs were classified into the respective quality groups (high or low) using early embryonic survival as criteria, we were always able to identify distinct patterns of gene expression between quality groups. However, the number and nature of the differentially expressed genes (DEG) were variable and only one gene was commonly differentially expressed no matter the methods employed. This shows how transcriptomic results are sensitive to methods and should be deeply considered for intra- and inter-species comparisons. The second context consisted of investigating whether females presenting different histories of domestication would differ in their eggs mRNA content, and how it affects egg quality. In this study, females closest to wild populations presented better egg quality. In addition, two distinct patterns of gene expression were observed and more than 300 DEG were identified between populations. Because not much is known about the causes of high variability in reproductive performance in species in process of domestication, this finds could open new hypothesis of investigation. Finally, it became important to determine the moment until which the gene identified in the previous approaches were exclusively supporting embryonic early development. With this purpose, a preliminary study allowed making a first evaluation of the zygotic genome activation (ZGA) in this species. As a whole, this study identified numerous maternal-effect genes which implication in embryos early development should be further investigated. In addition, these results suggest that more comparable methods to investigate egg quality in Eurasian perch could be established. These methods will make possible more precise studies in the variation of the development success under the influence of distinc factors, such the domestication process. Similar methods could also be established in other species considering their own common or divergent characters. It would help understanding molecular mechanisms species specific or widely found in finfish species

La pêche aux bichiques, minuscules poissons, est une activité réunionnaise traditionnelle qui revêt aujourd'hui une grande importance sociale et économique. Cette étude a été menée pour assurer la pérennité de cette pêche artisanale menacée et pour en améliorer les niveaux de capture. La recherche s'est effectuée autour de trois axes : - établissement d'un bilan de cette activité à partir de données humaines et statistiques ; - description du cycle biologique complet de la ou des espèces, de leur répartition et de leur croissance, en intégrant les facteurs du milieu pouvant influencer leur répartition ; - définition des causes responsables de la diminution des prises : qualités hydrologiques des cours d'eau ainsi que leur débit. Une proposition de mesures est faite visant à assurer dans les rivières un débit plus élevé lors des phases critiques de la ponte, de l'éclosion et de l'avalaison, ainsi que durant le passage des bichiques de la mer à l'eau douce.