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Comprendre les déterminismes de migration de la civelle - Work in progress #2

L’anguille européenne, considérée autrefois comme nuisible, connaît depuis plus de trente ans un déclin très important. Elle est aujourd’hui placée sur la liste rouge des espèces en danger critique d’extinction. La situation préoccupante de l’anguille a amené l'Union Européenne à demander aux pays membres des plans de gestion pour la reconstitution du stock. Les travaux conduits par une équipe de chercheurs du laboratoire ECOBIOP (Inra/Université de Pau et des Pays de l'Adour) visent à mieux comprendre les déterminismes du comportement de migration de la civelle. Cette migration est essentielle dans le processus de reproduction de l'espèce.

Mis à jour le 08/01/2015
Publié le 05/01/2015

L’anguille européenne, Anguilla anguilla, est un poisson migrateur qui se reproduit en mer des Sargasses. La larve leptocéphale effectue une migration transocéanique de 5000km et se métamorphose en civelle à l’approche du plateau continental. La civelle est à ce stade transparente et va remonter les estuaires en utilisant les réserves énergétiques accumulées pendant le stade leptocéphale. Elle finira par se pigmenter entièrement et c’est sous la forme d’anguille jaune que l’animal réalisera sa phase de croissance en eau douce (5 à 12 ans en moyenne). Une deuxième métamorphose transformera alors les anguilles jaunes en anguilles argentées qui entameront leur migration de reproduction vers la mer des Sargasses.

Cette espèce, considérée autrefois comme nuisible, connaît depuis plus d’une trentaine d’années un déclin très important sur l’ensemble de son aire de répartition. Elle est aujourd’hui placée sur la liste rouge des espèces en danger critique d’extinction (Union Internationale pour la Conservation de la Nature) et considérée en dehors de ses limites biologiques de sécurité par le Conseil International pour l’Exploration de la Mer. La situation préoccupante de l’anguille a amené l'Union Européenne à demander aux pays membres des plans de gestion pour la reconstitution du stock. Concernant la France, 60% des prises de civelles doivent être dédiées au repeuplement en 2015.

Ce que l’on sait du comportement de la civelle

En estuaire, les civelles utilisent le transport tidal sélectif (ou migration portée)  pour rejoindre les zones fluviales. Elles montent dans la colonne d’eau à marée montante pour migrer vers l’amont avec un faible coût énergétique et redescendent vers le fond à marée descendante pour éviter de retourner en mer. Les civelles réagissent également à la photopériode, en utilisant la migration portée surtout la nuit. Cependant, certains travaux démontrent que seule une partie du stock de civelles suit ce profil de migration et colonise le Bassin versant, l’autre partie se sédentarisant dans la zone estuarienne, voire littorale. Ces différents patrons de migration peuvent avoir un impact sur le sexe ratio de la population car le déterminisme du sexe est environnemental chez l’anguille européenne et le milieu environnant varie en fonction de la dynamique de sa migration anadrome. On observe ainsi une évolution du sexe ratio de l’aval vers l’amont avec une diminution de la proportion de mâles lorsqu’on s’éloigne de l’estuaire. Si l’on veut pouvoir prédire le devenir de la population, il est donc important de mieux comprendre le déterminisme de cette migration.

Civelles © Alain Girard - Inra
Civelles © Alain Girard - Inra

Rôle du contenu énergétique des civelles dans leur capacité à migrer

Les civelles remontent normalement l’estuaire en se synchronisant sur les courants de marée mais elles sont lucifuges (fuient la lumière), et utilisent ce mode de transport principalement de nuit. Il y a donc deux synchroniseurs importants de la migration estuarienne: la marée et l’alternance jour/nuit. Pour comprendre les différents patrons de migration observés in situ, il faut tout d’abord les observer en milieu expérimental et ainsi distinguer des civelles ayant un fort ou un faible potentiel de migration. Chaque civelle est marquée individuellement par un patch en élastomère coloré afin de suivre son comportement.
Deux installations expérimentales sont utilisées : le chronotron et le fluvarium.
Le chronotron est une structure annulaire dans laquelle nous pouvons mimer les inversions de courants à chaque marée. Certaines civelles, considérées comme migrantes, se synchronisent sur ces changements de courant en nageant dans la colonne d’eau, une marée sur deux. Les individus qui restent enfouis dans le substrat et ne répondent pas au synchroniseur de migration sont considérés comme non migrants.
Le fluvarium est une structure annulaire de 10m de long qui permet d’effectuer un tri comportemental basé sur la réponse des individus au crépuscule. Les civelles répondant à la diminution de l’intensité lumineuse en montant dans la colonne d’eau et en se déplaçant dans le sens du courant sont piégées en aval et considérées comme ayant un fort potentiel migratoire. Les individus restant dans les abris au crépuscule sont quant à eux considérés comme ayant un faible potentiel migratoire. L’étude de ces deux groupes d’individus a démontré que les civelles présentant un fort potentiel migratoire avaient un contenu énergétique plus élevé que celles ne répondant pas au signal crépusculaire. Ces résultats peuvent néanmoins varier en fonction de la saison suggérant que le contenu énergétique ne suffit pas, à lui seul, à expliquer les différents comportements observés.

Fluvarium Aquapôle Inra de Saint-Pée-sur-Nivelle © Alain  Girard Inra
Fluvarium Aquapôle Inra de Saint-Pée-sur-Nivelle © Alain Girard Inra

Mieux comprendre le métabolisme de la civelle par la microrespirométrie

Le compromis entre le contenu énergétique de la civelle et la vitesse à laquelle elle utilise ses réserves (métabolisme standard) pourrait représenter un facteur clé dans le déterminisme de son comportement migratoire. La plupart des civelles jeûnent lors de leur migration estuarienne et à contenu énergétique égal à l’entrée de l’estuaire, une civelle présentant un fort métabolisme pourrait ne pas avoir assez de réserves pour achever sa migration. Elle pourrait alors adopter une stratégie de sédentarisation au cours de sa remontée de l’estuaire afin de se réalimenter. Dans ce cas, l’individu perdrait son rythme d’activité de nage, comportement caractéristique des migrateurs. A contrario, un individu présentant un faible métabolisme pourrait économiser ses réserves et se trouver dans des conditions optimales pour migrer.
La mesure du métabolisme s’effectue via la consommation d’oxygène d’un individu ce qui nécessite des techniques très sensibles chez des organismes de petite taille. La micro-respirométrie intègre les avancées les plus récentes en matière de miniaturisation des sondes à oxygène et fait intervenir une mesure optique de la consommation d’oxygène (estimateur du métabolisme aérobie) permettant cette mesure à l’échelle individuelle. A l’aide d’un design expérimental approprié, cette technique permet d’étudier la variabilité interindividuelle du métabolisme chez des œufs, des larves de poissons ou des juvéniles de petite taille.

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Work in progress

. © Inra, Alain  Girard Inra
© Inra, Alain Girard Inra
Au travers de la série de vidéos "Work in progress - Dans la recherche de la fabrique agronomique", l'Inra Bordeaux-Aquitaine vous emmène découvrir comment se construisent les recherches. En s’intéressant à la science en train de se faire, et en adoptant un point de vue technique, ces vidéos s’intéressent à l’expérimentation, aux « bricolages » qui mobilisent la générosité et l’ingéniosité des chercheurs, ingénieurs et techniciens.
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