Les écosystèmes estuariens

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Biologie des populations de poissons

L'approche en biologie des populations s'intéresse à l'acclimatation des espèces à la salinité et à ses variations. En effet, les contraintes que ces variations  entraînent ont, selon leur nature, leur durée et leur ampleur, des effets divers sur les caractéristiques biologiques des espèces (croissance, reproduction).
L’acclimatation à la salinité et à ses variations implique les mécanismes d'osmorégulation. Les principaux organes impliqués dans les processus d’osmorégulation sont les téguments (perméabilité), les branchies, le tube digestif et le rein (excrétion et absorption). Ces derniers étant sous le contrôle hormonal de l’hypophyse (sécrétion d'hormones telles que prolactine, hormone de croissance…) Ces processus vont engendrer des dépenses énergétiques fonctions de l'intensité et de la durée de la perturbation. Ces perturbations auront des répercussions directes sur les caractéristiques biologiques des individus et des populations (croissance et reproduction).
Le travail consiste à rechercher les bases physiologiques et génétiques de l'adaptabilité au stress induit par les variations et/ou l’augmentation de salinité. Si cette augmentation constitue un facteur limitant pour la croissance dans les estuaires hypersalés, ses conséquences physiologiques et génétiques demeurent inconnues. Les interactions et les effets sur les différentes caractéristiques biologiques (par exemple : reproduction) sont également très peu connus. Les questions posées sont donc les suivantes :
- Quels sont les gènes les plus sollicités dans l’acclimatation à l’hyperhalinité ? Certains gènes impliqués dans l’osmorégulation subissent-ils des pressions de sélection ?
- La dépense énergétique et la synthèse d’hormones impliquées dans les mécanismes d’osmorégulation varient-elles d'un individu à l'autre? La structure et l’ultrastructure des branchies sont-elles différentes en fonction des niveaux de salinité ?
- Quelles sont les répercussions des adaptations physiologiques à l'hypersalinité sur les caractéristiques biologiques ?
- Les comportements migratoires sont-ils différents pour les espèces de poissons présentes dans les zones les plus salées de l’estuaire ?
-  Les stratégies de croissance sont-elles différentes dès les plus jeunes stades dans les milieux de salinité variable ?
Les approches de biologie moléculaire, d’histologie, de physiologie et de génétique des populations permettront de rechercher des éléments de réponses. Les approches d'otolithométrie permettront de caractériser les paramètres biologiques de croissance et de reproduction et de les relier aux environnements dans lesquels ont séjourné les poissons. Cette étude apportera des connaissances fondamentales au plan évolutif puisque l’osmorégulation chez les téléostéens n’a été étudiée de manière approfondie que chez les Salmonidés et, chez les Cichlidés, pour le genre Oreochromis, mais pas encore chez Sarotherodon melanotheron. Par ailleurs, dans le contexte du changement climatique global, le phénomène d’hypersalinité de certains estuaires pourrait  s'amplifier et  le développement des biomarqueurs sera utile pour le diagnostic de l’impact du stress hypersalin.
Sarotherodon melanotheron et Ethmalosa fimbriata sont des espèces dites « résistantes » car on les rencontre dans une large gamme de salinité (de 0 à plus de 100 psu – unité de salinité -). Les résultats déjà obtenus démontrent l’existence d’un effet significatif de l’hypersalinité sur la croissance et la reproduction de ces deux espèces.
L'interprétation de ces réponses est rendue difficile par la méconnaissance des processus physiologiques impliqués dans l'adaptation. L’IRD continuera donc à utiliser ces espèces comme modèles de travail. En effet, elles sont caractéristiques des écosystèmes lagunaires et estuariens, et présentent d'importantes facultés d'adaptation qui peuvent s'expliquer par des caractéristiques physiologiques originales. Ces adaptations concernent la résistance à la désoxygénation, la tolérance à des turbidités importantes, la résistance à la pollution, l'alimentation peu sélective, l'euryhalinité et eurythermie (Welcomme, 1972). Par ailleurs ces espèces présentent une reproduction continue  ou avec des pics saisonniers en fonction des zones ou des milieux, ainsi parfois que des petites tailles à la première maturité pouvant résulter de stratégies adaptatives correspondant plutôt à une maturation précoce. Par ailleurs, la présence au Sénégal, dans l'estuaire hyperhalin du Saloum, de ces deux espèces dans des milieux de salinité extrêmement divers pose un certain nombre de questions à propos des causes de cette plasticité apparente.
Un troisième modèle d'étude a été choisi, il s’agit de l’espèce Mugil curema (Mugilidae). La famille des Mugilidés regroupe un certain nombre d'espèces ubiquistes fréquentant les eaux saumâtres et réparties de part et d'autre de l'Océan Atlantique. À terme, le but est de comparer les caractéristiques biologiques et les comportements migratoires des populations ouest-africaines de cette espèce avec les populations brésiliennes.
Deux estuaires aux caractéristiques contrastées ont été choisis pour échantillonner ces espèces et étudier l'impact de la salinité : l'estuaire inversé hyperhalin du Sine Saloum au Sénégal et l'estuaire à gradient de salinité normal de la Gambie. Cinq sites ont été choisis en fonction du gradient de salinité et vont être échantillonnés.
Dans un deuxième temps, l’IRD prospectera de nouveaux chantiers, pour lesquels des conditions environnementales ou des espèces comparables seraient retrouvées (par ex : lagunes et estuaires du Brésil, lagunes du golfe du Mexique). Le but sera alors de tester les mêmes indicateurs (génétique, physiologie, comportement, otolithe…) pour évaluer des réponses spécifiques (par ex : même espèce dans des milieux différents), et/ou environnementales (par ex : espèces différentes soumises à des conditions hyperhalines semblables). 

consommation de poissons
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