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International audience; The Nile tilapia (Oreochromis niloticus) was introduced in Southeast Asia, such as in Thailand, in the mid-1960s for aquaculture purposes (Pullin et al., 1997; De Silva et al., 2004). The species was later promoted for aquaculture development in the early 1990s in Lao PDR (Garaway et al., 2000). In Lao People’s Democratic Republic (PDR), like in other countries, this exotic species is well established due to its self-reproduction (De Silva et al., 2004; CABI, 2018) facilitated by its particular life history traits and plasticity (Ishikawa et al., 2013). The species was then suspected to be introduced in the seventies in Laos and subsequently in the Nam Theun watershed where the NT2 Reservoir was impounded in 2008. Population parameters of this alien fish were investigated using the FiSAT II software with the most popular methods of bioparameters assessment to check their interchangeability within a same stock and the same year 2016. The length-at-age data analysis (using otoliths analysis, N = 258) gave slightly different results with the length frequency distribution analysis of fish landings (11 820 individuals). Furthermore, experimental fishing data provided irrelevant parameters due to insufficient representativeness of the sample size. The growth parameter K was estimated to be 0.23 year−1, with asymptotic length L∞ = 52.5 cm based on the length frequency distribution analysis with the fish landing data. According to these landing data, the total, natural and fishing mortality were Z = 1.41 year−1, M = 0.30 year−1 and F = 1.11 year−1. The exploitation rate E = 0.79 is over the Emax = 0.594 obtained by relative yield and biomass per recruit. This estimated stock of 165 tons (more than 700 000 tilapias) was characterized by high mortality (no population growth). These results showed that the population is overfished with too many juveniles caught (L50 = 210.4 mm; 50% mature stages at 295 mm). To maximize the yield per recruit, increase the biomass and sustain this fishery, enlarging the gillnet mesh size of the gill-net is recommended. This example highlights the variability of the parameters calculated from different methods and thus weaken worldwide and even inter-site comparisons. Despite this issue, the Growth Performances Indices (φ′) gathered into the literature can serve as baseline and confirmed the wide phenotypic plasticity of the species due to environmental factors. Analyses revealed difference between fast growing domesticated fish rose for aquaculture with φ′ higher to the tilapia growing in natural and challenging environments.; Le Tilapia du Nil (Oreochromis niloticus) a été introduit en Asie du sud-ouest, notamment en Thaïlande, dans le milieu des années 1960, à des fins d’aquaculture. Ce n’est que dans les années 1990 que cette espèce a été introduite au Laos pour ce même objectif. Cette espèce exotique, de par sa capacité de reproduction naturelle induite par ses traits d’histoire de vie et sa plasticité phénotypique, est bien établie au Laos, ainsi que dans d’autres pays asiatiques. Cette espèce présente dans le bassin versant de Nam Theun aurait ainsi colonisé le réservoir de Nam Theun 2 (NT2) lors de sa mise en eau en 2008, avec également des actions sporadiques d’empoissonnements. Les paramètres de la population du réservoir de NT2 ont été étudiés en recourant à FiSAT II avec les méthodes d’évaluation des bio-paramètres les plus populaires pour vérifier leur interchangeabilité dans un même stock et pour une même année (2016). L’analyse de la relation taille-âge, via l’analyse de 258 otolithes, a donné des résultats légèrement différents de l’analyse des fréquences de tailles issues des débarquements réalisées sur 11 820 individus. Les données issues des pêches expérimentales ont quant-à-elles fournis des résultats non pertinents de par le faible effectif des échantillons. La croissance (k) a été estimée à 0,23 cm an−1 avec une longueur asymptotique (L∞) de 52,5 cm. Selon les données de débarquements la mortalité totale, naturelle et par pêche étaient respectivement de 1,41, 0,30 et 1,11 an−1. Le taux d’exploitation (0,79) était supérieur au taux d’exploitation maximal (0,594) obtenu par le rendement relatif et la biomasse par recrue. Le stock estimé de 165 tonnes (plus de 700 000 individus) était caractérisé par une mortalité élevée. Ces résultats ont montré que la population était surexploitée et que de nombreux juvéniles étaient capturés (L50 = 210,4 mm; 50% mature à 295 mm). Pour maximiser le rendement par recrue, augmenter la biomasse, et soutenir la pêche, il est recommandé d’augmenter la taille des mailles des filets de pêche. Cet exemple met en évidence la variabilité des paramètres calculés à partir de différentes méthodes ce qui sous-entend que les comparaisons avec les autres populations dans le monde, mais également inter-sites sont difficiles. Toutefois les indices de performance de croissance (φ′) relevés dans la littérature peuvent servir de référentiel et confirmer la grande plasticité phénotypique de cette espèce selon les facteurs environnementaux. Les analyses ont révélé que les populations aquacoles présentaient une croissance plus rapide que celle des populations vivant dans les environnements naturels contraignants.

The common sole (Solea solea) is a nursery-dependent flatfish that has been overexploited in the Eastern English Channel stock (division VIId). An explanation of such decline could be the misalignment between the management unit (stock) and the biological unit (population). This thesis aimed at assessing the spatial structure of the Eastern English Channel stock of common sole by focusing on sub-adults and adults and determining the potential mismatch between the stock unit and the underlying population. To do so, a multitracer holistic approach was developed by combining population and individual-based approachesFirst, analyses of population growth and synchrony of abundances-at-age series revealed the existence of a long-lasting signal of spatial stock structure made of three subunits with potential isolation ofone of these subunits. Then, genetics, otolith shape and otolith microchemistry analyses highighted three subunits within the stock. Finally, a semiquantitative Stock Differentiation Index suggested a strong spatial structure in three subunits. Therefore, this thesis evidenced a metapopulation structure of the common sole of the Eastern English Channel that should be integrated in the assessment – management process to provide a sustainable exploitation of the stock.; La sole commune (Solea solea) est un poisson plat nourricerie-dépendant ayant été surexploité en Manche Est (division VIId). L’une des causes de ce déclin pourrait être le décalage entre l’unité de gestion (stock) et l’unité fonctionnelle (population). L’objectif de cette thèse était de déterminer la structure spatiale du stock de sole commune de Manche Est en se focalisant sur les stades de vie préadultes et adultes et de statuer sur le potentiel décalage entre l’unité de stock et la population sous-jacente. Pour cela, une approche holistique multitraceur a été développée en combinant des approches populationnelles et individuelles.D’abord, une étude de la croissance populationnelle et de la synchronie des abondances aux âges a mis en évidence l’existence d’un signal à long terme de structure spatiale du stock en trois sous-unités avec l’isolement probable de l’une d’entre elles. Ensuite, des analyses génétiques, de forme des otolithes et de microchimie des otolithes ont mis en évidence une structure spatiale en trois sousunités. Enfin, un Indice semi-quantitatif de Différentiation du Stock a suggéré une forte structure spatiale en trois sous-unités. Ainsi, cette thèse a démontré une structure de type métapopulation de la sole commune en Manche Est qui devrait être prise en compte dans le processus d’évaluation et de gestion du stock afin d’atteindre une gestion durable.

International audience; The Nile tilapia (Oreochromis niloticus) was introduced in Southeast Asia, such as in Thailand, in the mid-1960s for aquaculture purposes (Pullin et al., 1997; De Silva et al., 2004). The species was later promoted for aquaculture development in the early 1990s in Lao PDR (Garaway et al., 2000). In Lao People’s Democratic Republic (PDR), like in other countries, this exotic species is well established due to its self-reproduction (De Silva et al., 2004; CABI, 2018) facilitated by its particular life history traits and plasticity (Ishikawa et al., 2013). The species was then suspected to be introduced in the seventies in Laos and subsequently in the Nam Theun watershed where the NT2 Reservoir was impounded in 2008. Population parameters of this alien fish were investigated using the FiSAT II software with the most popular methods of bioparameters assessment to check their interchangeability within a same stock and the same year 2016. The length-at-age data analysis (using otoliths analysis, N = 258) gave slightly different results with the length frequency distribution analysis of fish landings (11 820 individuals). Furthermore, experimental fishing data provided irrelevant parameters due to insufficient representativeness of the sample size. The growth parameter K was estimated to be 0.23 year−1, with asymptotic length L∞ = 52.5 cm based on the length frequency distribution analysis with the fish landing data. According to these landing data, the total, natural and fishing mortality were Z = 1.41 year−1, M = 0.30 year−1 and F = 1.11 year−1. The exploitation rate E = 0.79 is over the Emax = 0.594 obtained by relative yield and biomass per recruit. This estimated stock of 165 tons (more than 700 000 tilapias) was characterized by high mortality (no population growth). These results showed that the population is overfished with too many juveniles caught (L50 = 210.4 mm; 50% mature stages at 295 mm). To maximize the yield per recruit, increase the biomass and sustain this fishery, enlarging the gillnet mesh size of the gill-net is recommended. This example highlights the variability of the parameters calculated from different methods and thus weaken worldwide and even inter-site comparisons. Despite this issue, the Growth Performances Indices (φ′) gathered into the literature can serve as baseline and confirmed the wide phenotypic plasticity of the species due to environmental factors. Analyses revealed difference between fast growing domesticated fish rose for aquaculture with φ′ higher to the tilapia growing in natural and challenging environments.; Le Tilapia du Nil (Oreochromis niloticus) a été introduit en Asie du sud-ouest, notamment en Thaïlande, dans le milieu des années 1960, à des fins d’aquaculture. Ce n’est que dans les années 1990 que cette espèce a été introduite au Laos pour ce même objectif. Cette espèce exotique, de par sa capacité de reproduction naturelle induite par ses traits d’histoire de vie et sa plasticité phénotypique, est bien établie au Laos, ainsi que dans d’autres pays asiatiques. Cette espèce présente dans le bassin versant de Nam Theun aurait ainsi colonisé le réservoir de Nam Theun 2 (NT2) lors de sa mise en eau en 2008, avec également des actions sporadiques d’empoissonnements. Les paramètres de la population du réservoir de NT2 ont été étudiés en recourant à FiSAT II avec les méthodes d’évaluation des bio-paramètres les plus populaires pour vérifier leur interchangeabilité dans un même stock et pour une même année (2016). L’analyse de la relation taille-âge, via l’analyse de 258 otolithes, a donné des résultats légèrement différents de l’analyse des fréquences de tailles issues des débarquements réalisées sur 11 820 individus. Les données issues des pêches expérimentales ont quant-à-elles fournis des résultats non pertinents de par le faible effectif des échantillons. La croissance (k) a été estimée à 0,23 cm an−1 avec une longueur asymptotique (L∞) de 52,5 cm. Selon les données de débarquements la mortalité totale, naturelle et par pêche étaient respectivement de 1,41, 0,30 et 1,11 an−1. Le taux d’exploitation (0,79) était supérieur au taux d’exploitation maximal (0,594) obtenu par le rendement relatif et la biomasse par recrue. Le stock estimé de 165 tonnes (plus de 700 000 individus) était caractérisé par une mortalité élevée. Ces résultats ont montré que la population était surexploitée et que de nombreux juvéniles étaient capturés (L50 = 210,4 mm; 50% mature à 295 mm). Pour maximiser le rendement par recrue, augmenter la biomasse, et soutenir la pêche, il est recommandé d’augmenter la taille des mailles des filets de pêche. Cet exemple met en évidence la variabilité des paramètres calculés à partir de différentes méthodes ce qui sous-entend que les comparaisons avec les autres populations dans le monde, mais également inter-sites sont difficiles. Toutefois les indices de performance de croissance (φ′) relevés dans la littérature peuvent servir de référentiel et confirmer la grande plasticité phénotypique de cette espèce selon les facteurs environnementaux. Les analyses ont révélé que les populations aquacoles présentaient une croissance plus rapide que celle des populations vivant dans les environnements naturels contraignants.

The common sole (Solea solea) is a nursery-dependent flatfish that has been overexploited in the Eastern English Channel stock (division VIId). An explanation of such decline could be the misalignment between the management unit (stock) and the biological unit (population). This thesis aimed at assessing the spatial structure of the Eastern English Channel stock of common sole by focusing on sub-adults and adults and determining the potential mismatch between the stock unit and the underlying population. To do so, a multitracer holistic approach was developed by combining population and individual-based approachesFirst, analyses of population growth and synchrony of abundances-at-age series revealed the existence of a long-lasting signal of spatial stock structure made of three subunits with potential isolation ofone of these subunits. Then, genetics, otolith shape and otolith microchemistry analyses highighted three subunits within the stock. Finally, a semiquantitative Stock Differentiation Index suggested a strong spatial structure in three subunits. Therefore, this thesis evidenced a metapopulation structure of the common sole of the Eastern English Channel that should be integrated in the assessment – management process to provide a sustainable exploitation of the stock., La sole commune (Solea solea) est un poisson plat nourricerie-dépendant ayant été surexploité en Manche Est (division VIId). L’une des causes de ce déclin pourrait être le décalage entre l’unité de gestion (stock) et l’unité fonctionnelle (population). L’objectif de cette thèse était de déterminer la structure spatiale du stock de sole commune de Manche Est en se focalisant sur les stades de vie préadultes et adultes et de statuer sur le potentiel décalage entre l’unité de stock et la population sous-jacente. Pour cela, une approche holistique multitraceur a été développée en combinant des approches populationnelles et individuelles.D’abord, une étude de la croissance populationnelle et de la synchronie des abondances aux âges a mis en évidence l’existence d’un signal à long terme de structure spatiale du stock en trois sous-unités avec l’isolement probable de l’une d’entre elles. Ensuite, des analyses génétiques, de forme des otolithes et de microchimie des otolithes ont mis en évidence une structure spatiale en trois sousunités. Enfin, un Indice semi-quantitatif de Différentiation du Stock a suggéré une forte structure spatiale en trois sous-unités. Ainsi, cette thèse a démontré une structure de type métapopulation de la sole commune en Manche Est qui devrait être prise en compte dans le processus d’évaluation et de gestion du stock afin d’atteindre une gestion durable.

Dans la perspective de mieux comprendre le rôle de la dispersion dans la conservation des populations de saumon Atlantique face aux pressions environnementales et anthropiques qu’ils subissent, il est vital de quantifier la part relativedes migrants des populations. Pour répondre à cet enjeu, ce projet a eu pour objectif d’évaluer le potentiel de la microchimie des écailles comme outil non-léthal permettant de déterminer l’origine spatiale (rivière natale) des individus. Une telle avancée doit permettre un retour historique sur les larges banques de données scalimétriques existantes alors que les banques d'otolithes sont beaucoup plus restreintes, tant spatialement que temporellement.Durant ce projet, nous avons évalué le potentiel de l’analyse microchimique élémentaire (Sr, Ba, Mn, Mg, Zn, …) des écailles de saumon Atlantique (Salmo salar) pour déterminer l’origine spatiale des individus. Pour ce faire, nous effectuerons une analysecomparative des éléments microchimiques entre otolithes (méthode de référence) et écailles dans le but d’évaluer 1) l’importance des effets de l’altération des signatures géochimiques contenues dans les écailles lors du séjour en mer (contrairement à l’otolithe dans lequel les signatures sont inertes, celles des écailles pourraient subir des modifications dans le temps), et 2) la pertinence de l’écaille pour déterminer l’origine spatiale des individus. À partir de saumon prélevés sur deux zones géographiques en France (bassin Adour-Nivelle et rivières Finistère Sud) et pour lesquels nous disposions à la fois des otolithes (dont la plupart ont été déjà analysés avec attribution d’une origine natale précise pour chaque individu) et des écailles, nous pouvons conclure que la microchimie des écailles provenant d'individus anadrome possède de très faibles performances, sans comparaison possible avec celles obtenues à l'aide des otolithes.Cette différence de performance repose principalement sur l’altération des signatures chimiques de l’écaille lors du passage en mer, se traduisant par un très forte atténuation des signatures natales

Dans la perspective de mieux comprendre le rôle de la dispersion dans la conservation des populations de saumon Atlantique face aux pressions environnementales et anthropiques qu’ils subissent, il est vital de quantifier la part relativedes migrants des populations. Pour répondre à cet enjeu, ce projet a eu pour objectif d’évaluer le potentiel de la microchimie des écailles comme outil non-léthal permettant de déterminer l’origine spatiale (rivière natale) des individus. Une telle avancée doit permettre un retour historique sur les larges banques de données scalimétriques existantes alors que les banques d'otolithes sont beaucoup plus restreintes, tant spatialement que temporellement.Durant ce projet, nous avons évalué le potentiel de l’analyse microchimique élémentaire (Sr, Ba, Mn, Mg, Zn, …) des écailles de saumon Atlantique (Salmo salar) pour déterminer l’origine spatiale des individus. Pour ce faire, nous effectuerons une analysecomparative des éléments microchimiques entre otolithes (méthode de référence) et écailles dans le but d’évaluer 1) l’importance des effets de l’altération des signatures géochimiques contenues dans les écailles lors du séjour en mer (contrairement à l’otolithe dans lequel les signatures sont inertes, celles des écailles pourraient subir des modifications dans le temps), et 2) la pertinence de l’écaille pour déterminer l’origine spatiale des individus. À partir de saumon prélevés sur deux zones géographiques en France (bassin Adour-Nivelle et rivières Finistère Sud) et pour lesquels nous disposions à la fois des otolithes (dont la plupart ont été déjà analysés avec attribution d’une origine natale précise pour chaque individu) et des écailles, nous pouvons conclure que la microchimie des écailles provenant d'individus anadrome possède de très faibles performances, sans comparaison possible avec celles obtenues à l'aide des otolithes.Cette différence de performance repose principalement sur l’altération des signatures chimiques de l’écaille lors du passage en mer, se traduisant par un très forte atténuation des signatures natales

The assessment and management of fish populations is based on the use of management units called fish stocks. The shape of otoliths, calcified structures of the fish's inner ear, can be used to discriminate these stocks. First, this thesis focuses on the study of the spatio-temporal variability of the otolith’s shape for three fish species with different ecological characteristics (size, swimming speed, behaviour in the water column, etc.) and biogeographical environments. The results showed that there is a decreasing structural gradient across stock sizes from large pelagic species to more localised demersal species. This is linked to the fact that some demersal species such as the bogue (Boops boops) are constrained by the presence of geographical barriers and hydrological fronts, which is not the case for the analysed pelagic species (blue whiting, Micromesistius poutassou; swordfish, Xiphias gladius). Secondly, we tested the effects of potential confounding factors (e. g. bilateral directional asymmetry, DA) on the discriminating power of an otolith’s shape. We have shown that there is a DA for bogue, induced by the lateralisation process, which varies in amplitude and direction according to the geographical area. In the bogue, this DA impacts stock identification by otolith shape, which changes according to which otolith is used (i.e. right or left). Otolith shape is useful to discriminate among fish stocks because it reflects the specific environmental conditions that fish have experienced during their lifetime. Finally, in the third part of the thesis, we analyzed, under controlled conditions, the effects of temperature and the diet content of omega-3 polyunsaturated fatty acids (n-3 PUFAs) on otolith morphogenesis for seabass (Dicentrachus labrax). After emergence, two phases can be distinguished in the ontogenesis of otolith shape with an initial elongation that reflects slower growth of the dorso-ventral axis compared to the antero-posterior axis. This leads to more localized modifications, in particular, in a more complex area between the rostrum and the anti-rostrum, which is clearly linked to the thermal regime. Conversely, the percentage of n-3 PUFAs does not appear to influence otolith morphogenesis. The use of growing degree days (GDD) has shown that the effect of temperature is to accelerate morphogenesis, but also to change its trajectory: at a fixed GDD value, for two given temperatures, the shapes differ. All the results obtained in this thesis validate the use of the otolith shape to discriminate fish stocks, but also emphasize the need to know the precise sources of morphological variability of intra-stock otoliths in order to determine more precisely the limits of fish stocks., L’évaluation et la gestion des populations de poissons se basent sur l'utilisation d’unités de gestion appelées « stocks halieutiques ». Pour discriminer ces stocks, la forme des otolithes, pièces calcifiées de l’oreille interne des poissons, peut être utilisée. Dans ce contexte, cette thèse s'est consacrée premièrement à l’étude de la variabilité spatio-temporelle de la forme des otolithes chez 3 espèces de poissons présentant des caractéristiques écologiques (taille, vitesse de nage, comportement dans la colonne d’eau, etc.) et des environnements biogéographiques différents. Les résultats montrent qu’il existe un gradient structurel décroissant de taille des stocks allant des espèces de grands pélagiques aux espèces démersales. Ceci est lié au fait que certaines espèces démersales comme la bogue (Boops boops) sont contraintes par la présence de barrières géographiques et de fronts hydrologiques ce qui n’est pas le cas chez les espèces pélagiques analysées (merlan bleu, Micromesistius poutassou ; Espadon, Xiphias gladius). Dans un deuxième temps, nous avons testé les effets de facteurs confondants potentiels (e.g. l’asymétrie bilatérale directionnelle, AD) sur le pouvoir discriminant de la forme des otolithes. Ainsi, nous avons montré qu'il existe chez la bogue une AD, induite par un processus de latéralisation et qui varie en amplitude et en direction selon la zone géographique étudiée. Chez la bogue, cette AD impacte les résultats d’identification des stocks par la forme qui changent en fonction de l'otolithe, droit ou gauche, utilisé. Si la forme de l’otolithe est utilisée pour discriminer les stocks halieutiques, c’est parce qu’elle reflète en particulier les conditions environnementales qu’a subi le poisson au cours de sa vie. Ainsi, dans la troisième partie de la thèse, nous avons analysé, en conditions contrôlées, les effets de la température et du taux d'acides gras polyinsaturés omega-3 (n-3 AGPI) contenus dans l’alimentation sur la morphogenèse des otolithes de bars (Dicentrachus labrax). Après la naissance, deux étapes peuvent être distinguées dans l’ontogenèse de la forme de l’otolithe avec en premier lieu un allongement qui traduit une croissance moins rapide de l’axe dorso-ventral par rapport à l’axe antéro-postérieur. Il s'en suit des modifications plus localisées avec en particulier une complexification de la zone comprise entre le rostre et l’anti-rostre a priori essentiellement liée au facteur thermique. A l’inverse, le taux de n-3 AGPI ne semble pas influencer la morphogenèse de l’otolithe. L’utilisation des degrés-jours de croissance (GDD) a permis de montrer que l’effet de la température est bien d’accélérer la morphogenèse, mais aussi de changer sa trajectoire: à valeur de GDD fixe, pour 2 températures données, les formes diffèrent. L’ensemble des résultats acquis lors de cette thèse valident l’utilisation de la forme des otolithes pour discriminer les stocks de poissons, mais souligne également le besoin de connaître précisément les sources de la variabilité morphologique des otolithes intra-stock pour pouvoir déterminer plus précisément les limites des stocks halieutiques.

L’estimation de l’âge à partir de pièces calcifiées est, avant tout, basée sur un processus répétitif d’interprétation de zones de croissance associant des mécanismes de perception visuelle et des connaissances biologiques. Devant la multiplicité des sources de biais et la subjectivité de certains critères d’interprétation, les sclérochronologues ont cherché à introduire une certaine objectivité à la fois dans l’acquisition des informations de base, essentiellement visuelles, et dans les sché...

Les pièces calcifiées ont des origines ontogéniques et des propriétés différentes. C’est pourquoi, dans le but d’évaluer les utilisations potentielles des otolithes, des écailles et des tissus squelettiques pour les études de sclérochronologie, il est important de bien comprendre la nature et la formation des accroissements dans ces différentes structures. Dans ce chapitre, nous décrirons la fonction, la morphologie et la structure des différentes pièces calcifiées. Puis, nous ferons une revu...

H. de Pontual, J. Panfili, P.J. Wright, H. Troadec Étymologiquement, le terme « sclérochronologie » est dérivé des racines grecques sklêros « dur », khronos « temps » et logos « étude ». Littéralement, cette science vise à reconstruire l’histoire vécue par les organismes vivants à partir de l’étude de leurs pièces calcifiées (PC). Elle couvre ainsi non seulement les problèmes d’estimation de l’âge mais aussi ceux de l’estimation de la période et de la durée d’événements marquants de l’histoir...

Les chapitres précédents ont montré que les écailles, les otolithes et les os du squelette sont utilisés pour estimer l’âge des poissons en année, en saison ou en jour. La préparation des pc nécessite une série d’étapes de traitement qui peuvent être longues et complexes. Préalablement au démarrage d’une étude de sclérochronologie, il est nécessaire d’identifier les contraintes en termes de temps et de coûts et surtout les objectifs finaux et les résultats attendus (chap. III). Le choix d’une...

Il est impossible de connaître l’âge absolu, « âge véritable », d’un poisson prélevé au hasard dans son environnement naturel. De nombreuses analyses de pêcheries dépendent cependant d’estimations exactes et fiables des structures en âge des captures. La constatation de nombreuses erreurs dans les estimations d’âge a relancé l’intérêt des méthodes de validation. « Valider » signifie qu’il faut prouver qu’une technique est exacte. Ceci peut être démontré ou estimé. Une estimation a bien sûr mo...

Contrairement aux idées reçues, la sclérochronologie, en particulier l’estimation de l’âge chez les poissons, n’est pas une science aisée. Elle implique une série de processus et de traitements de données qui sont souvent complexes et consommateurs de temps. Avant même de commencer de telles études, il est nécessaire de connaître à l’avance les contraintes sur le temps disponible et sur les coûts et, particulièrement, les objectifs de l’étude ainsi que les résultats attendus. Ce chapitre va a...

A. Introduction Depuis le début des années soixante-dix, un effort de recherche croissant a été consenti pour utiliser la composition chimique des pièces calcifiées (pc) comme source d’information permettant d’aborder un large éventail de questions en halieutique. Cette approche suppose que la composition chimique des tissus durs des poissons reflète les caractéristiques physico-chimiques de l’environnement au sein duquel ces poissons évoluent. Les otolithes en particulier ont été qualifiés d...

Many diadromous fishes such as salmon and eels that move between freshwater and the ocean have evolved semelparous reproductive strategies, but both groups display considerable plasticity in characteristics. Factors such as population density and growth, predation risk or reproduction cost have been found to influence timing of maturation. We investigated the relationship between female size at maturity and individual growth trajectories of the long-lived semelparous European eel, Anguilla anguilla . A Bayesian model was applied to 338 individual growth trajectories of maturing migration-stage female silver eels from France, Ireland, the Netherlands and Hungary. The results clearly showed that when growth rates declined, the onset of maturation was triggered, and the eels left their growth habitats and migrated to the spawning area. Therefore, female eels tended to attain larger body size when the growth conditions were good enough to risk spending extra time in their growth habitats. This flexible maturation strategy is likely related to the ability to use diverse habitats with widely ranging growth and survival potentials in the catadromous life-history across its wide species range.

International audience; Long-term plasticity of otolith shape has become a unifying principle to use morphological differences as indicator of environmental conditions. Contrary to the longstanding paradigmatic view that otolith shape can only reflect residency in particular environmental conditions over long time periods, data emphasize that otolith ontogenetic trajectory may be reoriented in case of short-term episodes of environmental disturbance during early lifetime. Using geometric morphometrics, discrimination was posible in absence of growth-related differences between control and brown trout (Salmo trutta Linnaeus, 1758) that have experienced brief thermal stress prior to their emergence but have grown in similar conditions (i.e., cohabiting within the same aquarium) during 6 months. Data emphasize that brief stress during key developmental periods can durably influence ontogenetic trajectories, subsequent otolith development, and can consequently change otolith morphology in juveniles. Therefore, differences in shape between groups of fish may not be exclusively indicative of long-time residency in contrasted and (or) separated habitats as it is generally assumed. Moving beyond long-term assumptions is fundamental if otolith shape is to be used as an effective tool for management of fisheries resources in the future.; La plasticité à long terme de la forme des otolites est devenue un principe unificateur pour l’utilisation de différencesmorphologiques comme indicateurs des conditions ambiantes. Contrairement à la vision paradigmatique bien établie voulant que la forme des otolites ne puisse refléter qu’une résidence dans des conditions ambiantes précises pendant une longue période, des données font ressortir le fait que la trajectoire ontogénétique des otolites peut être réorientée en cas d’épisodes de perturbation environnementale de courte durée au début de la vie. En utilisant des paramètres morphométriques géométriques, la discrimination est possible en l’absence de différences associées à la croissance entre des témoins et des truites de mer (Salmo trutta Linnaeus, 1758) assujetties à un bref stress thermique préalablement à leur émergence, qui ont cru dans des conditions semblables (c.-à-d. cohabitation dans le même aquarium) pendant six mois. Les données indiquent qu’un stress bref durant des périodes clés du développement peut influencer de manière durable les trajectoires ontogénétiques et le développement subséquent des otolites et ainsi modifier la morphologie des otolites chez les juvéniles. Des différences de forme entre groupes de poissons pourraient ne pas simplement indiquer des résidences de longue durée dans des habitats différents ou séparés, comme cela est généralement présumé. L’utilisation de la forme des otolites comme outil efficace pour la gestion des ressources halieutiques nécessitera donc une approche qui va au-delà des hypothèses axées sur le long terme.

The impact of biotic factors such as density-dependent processes, recruitment, total mortality, and abiotic factors such as upwelling intensity, temperature and chlorophyll a concentration on the variation of growth parameters of pelagic and demersal fish were studied during the periods 1990 - 2008 (pelagic) and 1971 - 2015 (demersal). Life history parameters vary according to the species and from one region to another and over time within a given area because of their plasticity and the high fishing pressure. Interspecies and inter-regional comparison were carried out. Non-linear mixed effects models were used on different fish species of the Atlantic Ocean in order to estimate the growth parameters at the individual and population levels. Variations in growth parameters of selected species were correlated with biotic and abiotic factors.Selected species (Sardinella aurita, round sardinella, Xenomelaniris brasiliensis, tinicalo, Merlangus merlangus, whiting, Melanogrammus aeglefinus, haddock and Solea solea, sole) showed different responses to biotic and abiotic factors. Regardind the spatial component for whiting and haddock, the variation of growth parameters was affected by latitude and temperature. Concerning the temporal component, whiting was affected by temperature and density-dependent processes. There was also an interest to know if the morphometric variables and the diameter of the otolith of Atherinella brasilensis were good growth indicators. Among the morphometric parameters examined, the standard length-Age relationship showed the best fit (r2 = 0.90), foll, Les paramètres de croissance de poissons pélagiques et démersaux ont été étudiés durant la période de 1990 à 2015 dans le but d’examiner l’impact de facteurs biotiques comme la densité-dépendance, le recrutement, la mortalité totale et de facteurs abiotiques tels que l’intensité d’upwelling, la température et la concentration en chlorophylle a. Les paramètres d’histoire de vie des espèces peuvent varier selon les espèces, d’une région à l’autre, et dans le temps au sein d’une même région en raison de leur plasticité et de la pression de la pêche. Une comparaison inter-espèces et inter-régions a été réalisée. Le modèle non linéaire à effets mixtes a été utilisé pour différentes populations de l’Océan Atlantique afin d’établir les paramètres de croissance aux niveaux individuel et de la population. Les variations des paramètres de croissance d’une sélection d’espèces ont été mises en corrélation avec des facteurs biotiques et abiotiquesLes espèces (Sardinella aurita, sardinelle ronde, Atherinella brasiliensis, tinicalo, Merlangius merlangus, merlan, Melanogrammus aeglefinus, églefin et Solea solea, sole) montrent des réponses différentes aux facteurs biotiques et abiotiques. Au niveau spatial pour le merlan et l’églefin, la croissance est affectée par la latitude et la température, tandis qu’au niveau temporel la croissance du merlan est affectée par la température et la densité. Il y avait un intérêt pour savoir si les variables morphométriques et le diamètre de l’otolithe de tinicalo étaient de bons indicateurs de la croissance : c’est la longueur standard qui a présenté

International audience; The common dentex, Dentex dentex, is an iconic marine coastal fish of the Mediterranean Sea. Despite its economic and ecological importance, data on the population structure of this species are still very limited. The aim of this study was to identify the stock structure of the common dentex at relatively fine spatial scale around Corsica Island, using a combination of markers that have different spatial and temporal scales of integration: microsatellite DNA markers, otolith shape analysis and parasites communities. Microsatellite analysis indicated that there was no significant genetic differentiation in D. dentex between the four sampling sites around Corsica. Otolith shape analysis suggests one potential distinct population unit of D. dentex centered in one site (Cap Corse) varying in their degree of differentiation from those in the other zones. Multivariate analysis on parasite abundance data highlights to a lower extent two sites (Bonifacio and Galeria) with some connectivity between adjacent zones. The combination of these three markers together highlights the resulting three sites while giving complementary insights and an opportunity to compare their utility and potential to understand population interactions. A complex population structure around Corsican coasts is then proposed, providing a new perspective on common dentex fishery stock conservation and management strategies.

Ce rapport synthétise l'analyse des otolithes d'anguilles prélevés en 2015 dans le cadre du suivi des captures de cette espèce inscrite à la DCF. 306 anguilles ont été prélevées de mai à octobre 2015 dans l’Adour fluvial (n=104), la Dordogne (n=51), la Garonne (n=50), au lac de Grand Lieu (n=50) et dans la Loire fluviale (n=51). Lors du prélèvement, quelques règles sont à respecter pour optimiser l'utilisation des données: · prélever la paire de sagittae (paires d’otolithes les plus grands et non cassés), · noter de façon précise la date de prélèvement (JJ/MM/AA), · noter de façon précise le lieu de capture et fournir les cartes avec les lieux référencés à l'IFREMER, · identifier le sexe du poisson, · mesurer le poids total, la longueur totale et si possible le diamètre de l'oeil, · placer l’ensemble des données dans un fichier standardisé fourni par l’IFREMER. Suivi des échantillons par l'ONEMA, il est important de suivre la provenance des différents échantillons de façon à ne pas avoir 2 échantillons très différents comme cela a été le cas depuis 2011 avec des grands individus capturés dans la Loire et de petits individus capturés dans la Garonne et la Dordogne sauf si cela représente les captures dans ces milieux. Traitement des échantillons par le pôle de Sclérochronologie de l'IFREMER1, une rencontre avec l'IRSTEA2 a permis d'échanger sur les techniques employées par les 2 instituts et de réaliser une calibration des estimations d'âge. Cependant, il serait important de pouvoir continuer à échanger entre ces 2 instituts qui analysent des otolithes d'anguilles. La technique utilisée au pôle de Sclérochronologie de l'IFREMER de Boulogne-sur-Mer est l'obtention d'une lame mince polie sur le ou les plan(s) sagittal(aux) avant d'être interprétée à l’aide de TNPC 7.

Ood resources must managed between human activities and sustainable exploitation. On Reunion Island, the marine park works more specifically to maintain fish populations with high commercial value, regularly exploited by traditional fishermen, such as the grouper Epinephelus merra (Serranidae), Acanthurus triostegus (Acanthuridae) and Plectroglyphidodon imparipennis (Pomacentridae) which pelagic larval phase remains unknown. To better understand this phase, the otolith microchemistry was used to trace the life histories for management purposes. Our results allowed differentiating grouper population in Reunion in 3 different groups of larval life histories, using barium concentration in their otoliths which can be enriched in the environment. These chemical changes are also found in A. triostegus and P. imparipennis. In the northern reef area (Saint-Gilles and Saint-Paul), these variations are observed significantly mainly during cyclonic events. Natural sources of this element could be identified locally in groundwater collected in the porous basaltic basement of the Reunion, but also at the regional level, where other individuals were collected in the Indian Ocean (Maldives Juan De Nova, Europa). Therefore barium has proven to be an interesting trace element for the analysis of the life story of reef fish, and a tool to reveal the spatial and temporal characteristics of their populations across Reunion structure but also in the Western Indian Ocean. Nevertheless biological, chemical and genetic studies are necessary to complete the knowledge and adapt management measures to the biological cycles of the species., La gestion des ressources alimentaires doit passer par un équilibre entre activités humaines et une exploitation raisonnée de ces ressources. Sur l'île de La Réunion, la réserve naturelle marine œuvre pour le maintien des populations de poissons traditionnellement exploitées comme le mérou macabit (Epinephelus merra, Serranidae) ou d'intérêt écologique (Acanthurus triostegus, Acanthuridae, et Plectroglyphidodon imparipennis, Pomacentridae). Pour mieux appréhender leur phase de vie larvaire souvent méconnue, la microchimie des otolithes a été utilisée pour retracer la vie des poissons dans un objectif appliqué à la gestion. Nos résultats ont permis de différencier la population de macabit à La Réunion en 3 groupes d'histoires de vie larvaires différentes sur un gradient nord-sud, à partir de fortes variations en baryum, un élément trace provenant de l'environnement. Ces variations sont retrouvées également chez A. triostegus et P. imparipennis, principalement issues d'évènements cycloniques. Des sources de cet élément ont été identifiées dans des eaux du socle basaltique de l'île de La Réunion, mais aussi à l'échelle de l'océan Indien, aux Maldives, Juan De Nova et Europa. Le baryum s'est ainsi révélé être un élément trace à privilégier pour l'analyse de l'histoire de vie des poissons récifaux et pour révéler les caractéristiques spatiales et temporelles de la structure de leurs populations à l'échelle de La Réunion et dans l'océan Indien. Des études complémentaires biologiques, chimiques et génétiques sont néanmoins nécessaires afin d'aboutir à des connaissances permettant d'adapter des mesures de gestion aux cycles biologiques des espèces.

International audience; The selection of an otolith optimal zone where to obtain interpretable chronological data (e.g. chemical transect, increment width) and valid age estimation is fundamental if otoliths are to be used as an effective tool for investigating life history traits or environments experienced by fish. In the remote sub-Antarctic Kerguelen Islands (49° S, 70° E), introduced brown trout populations are invading the archipelago since the 50's and life histories information is of great interest to understand the invasion dynamics. Unfortunately, few studies have used otolith as a tool to estimate brown trout age at these extreme latitudes and little is known about otolith growth and annulus formation in these sub-polar conditions. Furthermore, no formal procedure exists at the population level to select an otolith optimal zone where to concomitantly extract chronological data aiming at investigating life history traits and growth chronologies. In this context, the aims of this study were (1) to validate the otolith age estimation method by the determination of the position of the first annulus and the annual formation of subsequent annuli; (2) to define an optimal zone where chronological data could be coupled to age estimates. A brown trout population located near the Port-au-Français station was studied and sampled repeatedly using mark-recapture method and Alizarin Red S marking. After to 2 years of recaptures 53 sagittae were analysed. A composite index was created to select an optimal zone where chronological data transects have the maximum probabilities to cross readable annuli. Results showed that brown trout forms annuli at the end of September, starting with the first winter after the December hatching. Annulus formation up to 2 years after marking was validated. The area between 80° and 120° perpendicular to the rostrum/core axis was optimal for the positioning of data transect. The proposed formal approach allows distinguishing the zone that identifies the best compromise between spatial resolution and precise annulus positioning along otolith chronological series

International audience; Otolith shape analysis provides a practical basis for stock separation, useful in fisheries management. A wide range of factors affect otolith morphology and a fundamental challenge in morphometric stock identification is to develop a consensus on the biological interpretation of otolith shape variation. To date, there are few comprehensive reports that have examined various factors simultaneously at multiple scales in natural conditions. In this study, I identified sources of otolith shape variation across spatial and taxonomic scales using a new hierarchical partitioning method embedded in a geometric morphometric framework. Various environmental, taxonomic and endogenic factors which affect otolith shape were quantitatively investigated in 2077 coral reef fishes. Using the new partitioning method, allometry accounted for a considerable degree of otolith shape variation at all scales and contributed more variation to regional differences than did habitats or islands. While large-scale variations are expected to be associated with significant shape variation, the study provides quantitative evidence that both local environmental variables and large-scale patterns contribute equally to total otolith shape variation. Models that aim at discriminating stocks and forecasting stock boundaries implicitly assume that the within-stock morphological variation is negligible in regard to the variation that exists among stocks. The importance of local environmental variables may therefore act as an important confounding effect into those predictive models. More generally, the degree of contribution of some variables differed substantially among the taxonomic scales, as did their relationship among spatial scales. A scale dependent understanding of factors affecting otolith morphology is critical in understanding theintegrity of fish populations and is an effective tool in management of fisheries resources

International audience; During the last decades, ecologists have paid a great deal of attention to the proper techniques to track fish movement in the wild. In this context, otoliths have proved useful and were increasingly used in a wide range of species worldwide. Otolith material incorporates elements from the surrounding water in a layered manner that preserves the timing of deposition. Elemental composition along otolith centre-edge transects thus represent a permanent record of the growing habitats experienced by the fish throughout its entire lifetime. While the analysis of these elements is of primary importance in fishery management and population ecology, the traditional approaches mostly fail to capture the multivariate nature of structural change in time series data. In this paper, I propose a simple approach aiming at coping with the multi-elemental compositional otolith transect in a multi-scale quantitative manner. More specifically, the proposed recursive partitioning method tries to bias the chronological clustering process by accommodating some form of user-specified constraints based on both intra- and inter-groups characteristics. This allows researchers to focus on biologically relevant information (i.e. the one researcher look for and can interpret). The finding of this study may be considered from the more general perspective of the utility of chronological clustering study of multivariate time series. Chronological clustering based on recursive partition is easily interpretable and directly applicable to detection of hidden discontinuities in any multivariate time series. In a multi-proxy context, it also provides a powerful exploratory tool for assessing the relative importance of cross-correlated variables in structuring the environmental histories, as well as the congruency between variables. Ultimately, this approach demonstrates the actual interest in using advanced processing techniques to fully exploit the rich potential of individual biological archives, such as fish otoliths, to characterize individual life history. This appears as a promising new tool for ecologists wishing to extract environmental histories from dendro- and sclerochronological structures and would be a great help for practitioners working with chemical fingerprints. New functions for recursive partitioning using the R software environment are provided in a package and in the online Supplementary material together with a complete tutorial using full worked examples

L’espadon (Xiphias gladius) de l’océan Indien est actuellement une ressource évaluée comme étant pleinement exploitée à l’échelle de cet océan, avec un risque de surexploitation dans le sud-ouest de l’océan Indien. Une précédente étude a permis de démontrer que les espadons de l’océan Indien ne formaient qu’une seule et même population génétique (conclusion du projet IOSSS – ESPADON). L’objectif de ce projet a été d’explorer la forme de 395 otolithes d’espadons collectés dans sept zones différentes de l’océan Indien pour identifier s’ils provenaient de stocks différents ou non. Cette étude a permis de tirer 5 conclusions principales : les otolithes gauche et droit de l’espadon sont significativement similaires. 1- il n’y a pas d’effet de la taille des espadons matures sur la forme de leurs otolithes 2- il n’y a pas de dimorphisme sexuel sur la forme des otolithes d’espadons matures. 3- il n’y a pas d’effet ou de biais de l’année d’échantillonnage sur la forme de l’otolithe d’espadon. 4- il n’existe pas une structure liée à l’origine géographique des espadons dans l’océan Indien Cette étude réalisée à partir d’une analyse de formes des otolithes confirme donc les résultats préalablement mis en évidence par l’approche génétique, à savoir que les espadons de l’océan Indien forment un seul et unique stock. Ces résultats ont permis à la Commission des Thons de l’Océan Indien (CTOI) de considérer en 2014 et jusqu’à preuve du contraire, qu’il n’existait qu’un seul stock d’espadons dans l’océan Indien, une décision qui écarte pour un certain nombre d’années, la mise en place de mesures de gestion concrètes (eg TAQ) pour cette espèce dans le sud-ouest de l’océan Indien, mesures qui auraient pu pénaliser la flottille palangrière réunionnaise

Habitat use patterns of 3 species of temperate eels, Anguilla anguilla, A. japonica and A. rostrata, were investigated using otolith strontium:calcium ratio life history transects. Published and unpublished data from 6 sites (Canada, United States, Sweden, France, Taiwan and Japan) sampled across the geographical range of each eel species were compiled. Sr:Ca patterns indicated that the 3 species displayed similar patterns of habitat use. In all sites, patterns of habitat use consisted of either residency in one habitat (fresh, brackish, or marine) or movements between habitats. One movement pattern consisted of either a single change or 2 changes of habitat from fresh to brackish waters, or from brackish water to freshwater. Seasonal movements between fresh and brackish waters were observed for all 3 species. When only a single habitat switch event was detected, it occurred between 3 and 5 yr of age. Occurrence of eels with no freshwater experience was demonstrated, but such eels accounted for a smaller proportion of the overall sample than eels with some (even brief) freshwater experience. Contrary to the common convention that these are obligate catadromous species, we must now consider them as facultative catadromous, with far more flexibility in habitat use. The most variable parameter among study sites was the relative proportion, rather than the diversity, of lifetime spent in the various habitat use patterns. Eels found at higher latitudes exhibited a greater probability of remaining in the lower reaches of watersheds in brackish water. Diversity of habitat use appears to be a common strategy of temperate eel species, and, as a life history tactic, is under environmental control.

The otolith micro-increment technique was applied to assess the growth trajectory of early stages of the neotropical catfish Megalechis thoracata in Kaw Swamp, a coastal swamp in French Guiana, and two contrasting habitats in Suriname: the coastal Lelydorp Swamp with standing water and a rain-forest creek with running water, the Maykaboeka Creek. Daily deposition of increments on the lapilli was validated for the first 35 d after hatching and the innermost increments were deposited from hatching onwards. The natural habitats of M. thoracata in French Guiana and Suriname showed considerable variation in physico-chemical characteristics of the water, density of food organisms and fish fauna. Instantaneous growth rates and size-at-age differed significantly among two vegetation types in Kaw Swamp (3.5% d-1 and 4.1% d-1), Lelydorp Swamp (3.0% d-1) and Maykaboeka Creek (2.5% d-1). Spearman's rank correlation coefficient between instantaneous growth rates and environmental parameters differed significantly from 0 only for water temperature. Hatch date analysis revealed an extended spawning season from January to June in the rain-forest creek.

The European anchovies and sardines are subject to heavy fishing pressure and their stocks are either fully exploited or overexploited. This is partly because many anchovy and sardine fisheries are managed on the basis of geographical areas bounded by ICES, GFCM and other regional organizations without necessarily true coherence between these administrative boundaries and the biological processes. In this context, the main objective of the thesis is to explore the population structure of sardines and anchovies at small (regional) and large (distribution range) spatial scales from the analysis of the otolith shape. At a smaller spatial scale, we tried to analyze how oceanographic and geographic structures, such as, hydrological fronts and Strait, can affect population structure. At larger spatial scales, population structures revealed by the analysis of otolith shapes were compared and discussed with the results of genetic studies. The results showed more complex population structure in anchovies than in sardines. Unlike sardines, hydrological characteristics, such as, the hydrological Almeria-Oran Front (AOF) and the Strait of Gibraltar constitute barriers that limit the dispersal and mixing of anchovies. In managing stocks of sardines and anchovies, our results suggest new division and suggest a readjustment of stocks currently held. Population of small pelagic fish are known to be particularly sensitive to changes in the environment. The second part of the thesis is devoted to studying of the feeding ecology of sardines and anchovies at large spatial scale in the Mediterranean and North-eastern Atlantic. Anchovies and sardines are essentially zooplantonophages. they mainly consume copepods (59.4% of identified prey for sardines and over 78% for anchovies). Comparing diets suggests little overlap between the two species, particularly in areas of high biological productivity. However, in the Mediterranean, where the waters are known to be oligotrophic and thus unproductive, the trophic niches of the two species may overlap.; L'anchois européen et la sardine européenne sont sujets à de fortes pressions de pêche et les stocks sont soit pleinement exploités soit surexploités. Cette situation tient au partie au fait qu'un grand nombre de pêcheries d'anchois et de sardines sont gérées sur la base de zones géographiquement délimitées par le CIEM, le CGPM ou d'autres organisations régionales sans qu'il y ait nécessairement de véritable cohérence entre ces limites administratives et les processus biologiques. Dans ce contexte, l'objectif principal de la thèse a été d'explorer à partir de l'analyse de la forme de l'otolithe la structuration des populations de sardines et d'anchois à petite (régionale) et grande (aire de répartition) échelles spatiales. À petite échelle spatiale, nous avons essayé d'analyser comment les structures océanographiques et géographiques comme les fronts hydrologiques et les détroits peuvent affecter la structure des populations. À grande échelle spatiale, les structures des populations mises en évidence par l'analyse de la forme de l'otolithe sont comparées et discutées avec les résultats des études génétiques. Les résultats montrent des structurations plus complexes chez l'anchois que chez la sardine. Contrairement à la sardine, les caractéristiques hydrologiques comme le front hydrologique Almeria-Oran (AOF) et le détroit de Gibraltat constituent des barrières à la dispersion et au mélange des anchois. En matière de gestion des stocks de sardines et d'anchois, nos résultats proposent de nouveaux découpages et suggèrent une révision des limites des stocks actuellement retenus. Les populations de petits poissons pélagiques sont connues pour être particulièrement sensibles aux fluctuations de l'environnement. La deuxième partie du travail de thèse a été consacrée à l'étude de l'écologie alimentaire de la sardine et de l'anchois à grande échelle spatiale en Méditerranée et en Atlantiqu NE. Anchois et sardines sont essentiellement zooplantonophages. Ils consomment majoritairement des copépodes (59.4% des proies identifiées pour la sardine et plus de 78% chez l'anchois). La comparaison des régimes alimentaires suggère un faible chevauchement entre les deux espèces particulièrement dans les zones de fortes productivités biologiques. Toutefois, en Méditerranée, où les eaux sont connues pour être oligotrophiques et donc peu productives, il peut y avoir chevauchement des niches trophiques des 2 espèces.

International audience

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Résumé; Apports des ratios isotopiques du Strontium (Sr87:Sr86) lorsque les ratios élémentaires Sr:Ca sont inefficaces pour révéler les traits d'histoire de vie de la truite commune des îles Kerguelen. Colloque de Sclérochronologie Structures dures ou calcifiées chez les organismes aquatiques : leur utilisation en écologie halieutique

National audience

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Understanding connectivity between estuarine nurseries and marine habitats is fundamental to explore fish population dynamics and to the design of effective conservation and fisheries management strategies. The aim of this work was to provide the first faunistic and ecological baseline of Socotra Island (North-Western Indian Ocean) estuaries and lagoon fishes for governmental coastal managers and decision makers, with a particular focus on the population functioning of a sentinel species: Terapon jarbua. In this study, a multidisciplinary approach was developed to understand the functioning and importance of Socotra estuaries (TOCE's: Temporarily Open / Close Estuaries) and lagoons for marine fishes. Several biological and chemical tools (taxonomy, ecology, phylogenetics, population genetics, otolith microstructure, otolith microchemistry) were used and the main findings of this work are as follows: 1) Socotra estuaries are composed of 64 species in 30 families, a high figure by regional standards. The comparison with faunistic records from South Africa and Yemen mainland provides further support to Socotra's function as a biogeographic "stepping stone" for certain species. Moreover 33 out of the 64 recorded species were considered as relevant species for the local economy. This underscores the paramount importance of these coastal water bodies as spawning and nursery sites and for the sustainability of vital provisioning ecosystem services. 2) The phylogeography and the genetic structure of T. jarbua populations were analyzed considering Cytochrome c Oxidase subunit I and microsatellites and underlined two patterns of genetic structure. A high and significant genetic differentiation was observed at the scale of the Indo-West Pacific. Three population clusters could be drawn, the North-Western Indian Ocean cluster (Socotra, Yemen and Iran), the West Indian Shelf cluster and the Chinese Sea cluster. However, the large number of nucleotide differences raised some issues concerning the species identification as T. jarbua might be a species complex, despite the fact that it shows a characteristic color pattern easily identifiable. At the restricted scale of the North-Western Indian Ocean, recent population expansion after local extinctions during the Pleistocene glaciations might explain small but significant genetic differentiation. Considering microsatellites, genotyping highlighted a relatively high and significant genetic differentiation between estuaries, over the Socotra-Yemen region. Geographical distance is not a major structuring factor for T. jarbua populations in the wider Gulf of Aden region. The strict link between juvenile T. jarbua and TOCE's, and the opening/closing associated with possible demographic bottlenecks, could increase the local differentiation among estuaries. Although the dynamic environment of the region driven by the monsoon system could reduce the genetic differentiation between populations, the short larval stage duration and potential larval retention in particular sectors might reduce homogenization over larger geographical scale. 3) The analysis of otolith nucleus elemental composition suggested the existence of several marine spawning grounds, thus confirming the population genetics approach suggesting a regional model of metapopulation composed of open subpopulations (i.e. multiple sources and more or less pronounced mixtures of larval flows displaying a spatio-temporal variability). In addition, transect Sr:Ba ratio analysis along the otolith growth axis showed clear pattern of post larval migrations into estuarine nurseries where individuals remain for two years. Finally, otolith edges elemental fingerprint assignation tests to nurseries were highly accurate and could conduct in the future to the assessment of the contribution level of a particular nursery to the adult population of T. jarbua as well as others ecologically or economically important species., La compréhension de la connectivité entre les nourriceries estuariennes et les habitats marins est fondamentale pour l'étude de la dynamique des peuplements et des populations de poissons et pour la conception de stratégies efficaces de conservation et de gestion des pêches. Le but de ce travail était donc de fournir une première référence faunistique et écologique des poissons des estuaires et du lagon de l'île de Socotra (Nord-Ouest de l'Océan Indien) pour les gestionnaires de la zone côtière, avec un accent particulier sur le fonctionnement des populations d'une espèce sentinelle: Terapon jarbua. Dans cette étude, une approche multidisciplinaire a été développée afin de comprendre le fonctionnement et l'importance des estuaires (TOCE's : Temporarily Open / Closed Estuaries) et du lagon de l'île de Socotra pour les poissons marins. Différents outils de la biologie et de la chimie (taxonomie, écologie, phylogéographie, génétique des populations, microstructure et microchimie des otolithes) ont été utilisés et les principales conclusions de ce travail sont les suivantes: 1) Les estuaires de Socotra sont composés de 64 espèces dans 30 familles, un chiffre élevé par rapport aux normes régionales. La comparaison avec les inventaires faunistiques d'Afrique du Sud et du Yémen suggère que Socotra joue le rôle de tremplin biogéographique, en permettant la connexion d'une grande variété de groupes taxonomiques provenant de différentes unités biogéographiques. De plus 33 des 64 espèces recensées sont considérées comme importantes pour l'économie locale, soulignant l'importance primordiale des estuaires comme sites de fraie et nourriceries, pour le fonctionnement durable des services écosystémiques. 2) La phylogéographie et la structure génétique des populations de T. jarbua ont été analysées considérant des marqueurs de type Cytochrome c Oxydase sous-unité I et microsatellites. Une différenciation génétique élevée et significative a été observée à l'échelle de l'Indo-Ouest Pacifique. Trois groupes de populations ont pu être identifiés, le groupe du Nord-Ouest de l'Océan Indien (Socotra, Yémen et Iran), le groupe de l'Ouest de l'Inde et le groupe de la Mer de Chine. Cependant, les grandes différences nucléotidiques observées soulèvent certaines questions concernant l'identification de l'espèce et suggèrent que T. jarbua pourrait être en réalité un complexe d'espèces, en dépit du fait que la coloration caractéristique de T. jarbua facilite son identification. A l'échelle plus restreinte du Nord-Ouest de l'Océan Indien, une expansion récente de la population de T. jarbua après des extinctions locales au cours des glaciations du Pléistocène pourrait expliquer la faible mais significative différenciation génétique. Le génotypage des marqueurs microsatellites souligne une différenciation génétique relativement élevée et significative entre les estuaires, sur le secteur Socotra-Yémen. Si la distance géographique n'est pas un facteur structurant majeur des populations de T. jarbua dans la région du Golfe d'Aden, le lien étroit entre les juvéniles T. jarbua et les TOCE, ainsi que les phénomènes d'ouverture associés à de possibles goulots d'étranglement démographiques dans ces systèmes côtiers, peuvent expliquer la mise en place d'une différenciation génétique locale significative entre les estuaires. Bien que l'environnement dynamique de la région puisse limiter la différenciation génétique, la courte durée du stade larvaire de cette espèce (25 jours estimés par la lecture des microstructures de l'otolithe) et la possible rétention des larves dans certains secteurs peuvent réduire l'homogénéisation à plus grande échelle géographique. 3) Les analyses de la composition élémentaire des nucleus d'otolithes suggèrent l'existence de plusieurs zones de fraie marines ; ces données confrontées aux résultats des investigations en génétique des populations suggèrent un modèle régional de métapopulation composée de sous-populations ouvertes…

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/ Ce document présente une synthèse des activités de recherche menées depuis une dizaine d'années dans le cadre de l'unité de recherche EPBX Irstea Bordeaux. Mes recherches se positionnent dans le contexte de l'étude de la plasticité phénotypique face aux changements globaux. Plus précisément, je m'intéresse à la plasticité phénotypique des traits d'histoire de vie des poissons. Il s'agit de décrire la plasticité des traits d'histoire de vie face aux variations de l'environnement afin d'obtenir des éléments de compréhension de la valeur adaptative de la plasticité phénotypique. La plasticité phénotypique est définie comme la résultante de contraintes environnementales appliquée sur un génome et s'exprime par la différence de traits de vie chez les individus d'une même espèce. Cette plasticité phénotypique permet d'étudier l'adaptabilité, c'est-à-dire la capacité des individus à s'adapter face aux changements globaux. Les modèles biologiques choisis sont les poissons migrateurs amphihalins et l'outil que j'ai privilégié est la science des otolithes. Mes travaux sont consacrés à l'étude de la plasticité des histoires migratoires et de la croissance des poissons thalassotoques en réponse aux variables environnementales et en particulier en réponse à la température et au gradient de latitude. J'ai d'abord mené des développements méthodologiques afin d'utiliser les otolithes comme outil d'investigation rétrospectif des dynamiques individuelles de croissance, des origines et des parcours migratoires des poissons. Puis, j'ai utilisé une approche comparative pour comprendre la valeur adaptative de la diversité des patrons d'utilisation d'habitat, en analysant les réponses de plusieurs espèces dans des gradients latitudinaux. Enfin j'ai étudié les effets de la température sur la croissance à plusieurs échelles, de la population à l'individu, de l'année au siècle. En perspective des travaux réalisés, j'envisage de développer deux axes de recherche. D'une part, une poursuite de l'étude de la relation entre la composition de l'otolithe et la composition de l'eau pour tracer les mouvements et les origines des poissons, en utilisant une approche expérimentale. D'autre part, l'étude de la valeur adaptative de la plasticité phénotypique face au changement global, en poursuivant l'approche descriptive (tactiques migratoires, croissance) et en la complétant par une approche plus fonctionnelle en intégrant de la génétique et de la physiologie.

Tetracycline labelling of otoliths was used for studying the growth of the European eel (Anguilla anguilla), which has strong individual variability. Two groups of eels were injected with tetracycline and released into a natural pond (Camargue, south of France) in spring 1989 and in autumn 1989. The marginal growth of otoliths between marking (tetracycline mark) and capture (otolith margin) was measured for all fish sampled until spring 1990. Comparisons of otolith growth rates were made according to fish size, age, sex, and growth period (ANCOVA). The results showed a great variability. After 15 mo of growth, the mean growth in length (back-calculated) was 6.6 cm. The three main factors tested, age, sex, and seasonal growth period, had a significant effect on otolith growth and therefore on somatic growth, since the relation between fish length and that of the otolith is highly significant (r2 = 0.802). There was also a very significant effect of size at marking on otolith growth. It is difficult to rank qualitative importance of these various factors, even though there are no interactions among them. The best absolute growth in Mediterranean lagoons could be attained by 2-yr-old female fish growing in the summer months.