Genetic patchiness among recruits in the European eel Anguilla anguilla Jourdain Eve Prehaut Charlotte Moullec Fabien Master 1 BEM Written by J.M. Pujolar, G.E. Maes, F. A. M. Volckaert, 2006

Traits d’histoire de vie Matériel et Méthodes Résultats Discussion Conclusion Introduction Traits d’histoire de vie Ordre: Anguilliformes Espèce: Anguilla anguilla Nom vernaculaire: Anguille européenne Espèce catadrome Ne se reproduit qu’une seule fois D’après http://fishbase.mnhm.fr D’après http://fishbase.mnhm.fr 2

Introduction Migration vers Mer des Sargasses Matériel et Méthodes Résultats Discussion Conclusion Introduction Ponte puis mort des adultes Eclosion des œufs Métamorphose en civelles Métamorphose en anguilles jaunes, puis argentées Migration vers Mer des Sargasses Migration vers le talus continental Arrivée en eaux douces Stade reproducteur Leptocéphales 3

Introduction Eaux douces continentales Dérive Nord-Atlantique Matériel et Méthodes Résultats Discussion Conclusion Introduction Eaux douces continentales Dérive Nord-Atlantique Gulf Stream Succès de la migration et du recrutement sous l’influence des conditions océaniques Mer des Sargasses D’après le programme Eeliad 4

Introduction Matériel et Méthodes Résultats Discussion Conclusion Moyenne mensuelle Limites inférieures et supérieures de l’intervalle de confiance D’après P. Elie et E. Rochard, 1994 modifié 5

Problématique Introduction Matériel et Méthodes Résultats Discussion Conclusion Introduction Problématique Etude du patchiness génétique lors du recrutement de Anguilla anguilla selon 2 échelles de temps : - entre cohortes - au sein d’une même cohorte La différenciation génétique à petite échelle influence-t-elle la structure génétique globale de la population? Quels sont les différents facteurs qui contribuent au patchiness génétique de la population? L’étude vise à mieux comprendre la biologie de Anguilla anguilla afin d’instaurer des mesures de protection de l’espèce. 6

Site Collecte des données Matériel et Méthodes Den Oever Résultats Discussion Critiques Conclusion Introduction Matériel et Méthodes Site Den Oever Collecte des données 789 civelles 3 cohortes 11 vagues d’arrivées D’après Y. Desaunay et D. Guerault , 1997 modifié 7

Protocole Matériel et Méthodes Mesures morphométriques Résultats Discussion Conclusion Introduction Matériel et Méthodes Protocole Poids, taille, CI Tests de corrélation: NAOI et abondance du recrutement (DOI) Mesures morphométriques Mesures de l’hétérogénéité génétique Variabilité génétique et NAOI He/Ho, richesse allélique au niveau des microsatellites et des allozymes 8

Définitions Résultats Discussion Conclusion Introduction Matériel et Méthodes Résultats Définitions Ho : hétérozygotie observée He : hétérozygotie attendue Indices de Wright de déviation par rapport aux proportions de Hardy-Weinberg : - FST : déficit en hétérozygotes (0 à 0.05 : faible) - FSC : déficit en hétérozygotes entre vagues d’arrivée au sein d’une même cohorte - FCT : déficit en hétérozygotes entre cohortes D’après http://rfv.insa-lyon.fr 9 9

Données morphométriques Discussion Conclusion Introduction Matériel et Méthodes Résultats Données morphométriques Différences significatives pour L entre les cohortes (p<0.001) Différences significatives pour W et CI entre et parmi les cohortes (p<0.001) → peuvent s’expliquer par des conditions initiales différentes en Mer des Sargasses (Bonhommeau et al., 2008) Corrélation négative avec la NAOI Corrélation positive pour L et W avec le DOI → lien entre disponibilités des ressources en Mer des Sargasses et l’abondance du recrutement dans les estuaires (Bonhommeau et al, 2008) 10 10

Données des allozymes Résultats Discussion Conclusion Introduction Matériel et Méthodes Résultats Données des allozymes Allozyme : enzyme synthétisée par différents allèles d’un même gène Variabilité génétique intra et inter cohortes Test de Hardy-Weinberg des locus polymorphes (Ho compris entre 0.123 et 0.166 et He compris entre 0.118 et 0.16), richesse allèlique par échantillon (2.288 à 2.769) et déséquilibre de liaison entre locus → pas d’écart significatif Existence d’une structuration temporelle? FST = 0.0009, expliquée en grande partie par les différences au sein des cohortes (FST = 0.0006) Pas d’isolation temporelle (MDS) Aucune corrélation entre distance génétique (Cavalli-Sforza) et temporelle Aucune valeurs significatives montrant une différenciation génétiques intra ou inter cohortes 11 11

Données des microsatellites Discussion Conclusion Introduction Matériel et Méthodes Résultats Données des microsatellites Microsatellite : répétition continue de séquence courtes de nucléotides dans le génome de longueur variable, très polymorphes et héréditaires Variabilité génétique intra et inter cohortes Pas de différences significatives pour l’hétérozygotie, la richesse allèlique ou le déséquilibre de liaison Existence d’une structuration temporelle? FST = 0.0036 mais différenciation génétique significative entre les échantillons (p<0.001), particulièrement entre les vagues d’arrivée : FSC = 0.0033 (FCT = 0.0003) Aucune corrélation entre distance génétique (Cavalli-Sforza) et temporelle 12 12

Corrélations entre les différents paramètres Discussion Conclusion Introduction Matériel et Méthodes Résultats Corrélations entre les différents paramètres En 2002 et 2003 : modèle similaire de décroissance de la relatdness au fur et à mesure de la saison au sein des cohortes Résultats difficilement interprétables : manque de précision des informations pour les comparaisons effectuées (corrélation de Pearsman : combien d’échantillons à chaque fois?) Valeurs de r souvent non significatives d’après la table de Pearsman 13 13

Existence d’un patchiness génétique au niveau du recrutement Résultats Conclusion Introduction Matériel et Méthodes Discussion Existence d’un patchiness génétique au niveau du recrutement Différences génétiques 10 fois plus importantes au sein des cohortes que les cohortes entre elles. Mise en évidence de l’hétérogénéité génétique parmi: - les vagues d’arrivées (variabilité microsatellitale) - les cohortes Un pattern se dégage concernant la relatedness 14 14

Mise en place du patchiness Résultats Conclusion Introduction Matériel et Méthodes Discussion Mise en place du patchiness Recrutement annuel de cohortes génétiquement différentes sur un site donné ( Planes et Lenfant, 2002) Patchiness génétique des vagues d’arrivées dû aux variations dans la contribution des adultes au recrutement : Relatedness en fonction du temps et de l’espace Conditions environnementales fluctantes, imprévisibles Sweepstakes reproductive success ( Hedgecock, 1994) Faible lien génétique pour beaucoup d’échantillons 15 15

Relatedness Discussion Brassage inter vagues Résultats Conclusion Introduction Matériel et Méthodes Discussion Relatedness Brassage inter vagues D’après Mc Cleave et al, 1987, modifié 16 16

Action des facteurs écologiques sur le recrutement Résultats Conclusion Introduction Matériel et Méthodes Discussion Action des facteurs écologiques sur le recrutement Fluctuations spatio-temporelles des conditions océaniques Processus écologique (survie des larves) Rétention physique des larves Variabilité du succès reproductif Match mismatch hypothesis (Cushing, 1990) 17 17

Les oscillations Nord Atlantique Résultats Conclusion Introduction Matériel et Méthodes Discussion Les oscillations Nord Atlantique D’après www.météofrance.com Production primaire plus tardive Vent+ courant+orage= déplacement des larves Forte mortalité larvaire Fluctuations abondance du recrutement pour de nombreuses espèces Différences génétique plus faible Hétérogénéité génétique du recrutement 18 18

Hypothèse alternative Résultats Conclusion Introduction Matériel et Méthodes Discussion Hypothèse alternative Hétérogénéité dans le recrutement Variabilité du succès reproducteur Sélection naturelle Circulation de gènes Histoires séléctives des pools larvaires expliquent les différences génétiques dans la composition du recrutement Entre 2 populations différentes génétiquement conduit a des changements au cours du temps Implique l’existence de population de différentes sources (une seule zone de reproduction!) Dérive génétique 19 19

Résultats Introduction Matériel et Méthodes Discussion Conclusion une fraction de la population participe au recrutement, alors la population formée est plus petite que la population originelle. A l’heure actuelle, stock estimé a 5.10³ ou 10⁴ anguilles Nécessité de mieux comprendre la dynamique de population, la biologie de base des organismes pour assurer le management correct des stocks Pseudoréplication ; non précision que ce sont des immatures ; problème de reproduction- pêche, 1 bec par individu! 20 20

Références bibliographiques Y.Desaunay, D.Guerault, 1997. Seasonal and long-term changes in biometrics of eel larvae:a possible relationship between recruitment variation and North Atlantic ecosystem productivity. IFREMER, Centre de Nantes, Laboratoire d’écologie Halieutique. Journal of Fish Biology (1997) 51 (Supplement A), 317-339 E.Daemen, T.Cross, F.Ollevier, F.A.M.Volckaert, 2001.Analysis of the genetic structure of european eel Anguilla anguilla using microsatellite DNA and mtDNA markers. Marine biology (2001) 139: 755-764 R.J. Larson, R.M.Julian, 1999. Spatial and temporal genetic patchiness in marine populations and their implications for fisheries management. Department of biology, San Francisco state University. Larson: Chaotic patchiness and fisheries management P.Elie, E.Rochard, 1994. Migration des civelles d’Anguilles dans les estuaires, modalités du phénomène et caractéristiques des individus. CEMAGREF, Groupement de Bordeaux, Division Aquaculture et Pêche,Equipe poissons migrateurs et pêche continentale. Bull.Fr. Pêche Piscic. (1994) 335 : 81-98 S.Bonhommeau, E.Chassot, E.Rirot, 2008. Fluctuation in European eel Anguilla anguilla recrutment resulting from environment changes in the Sargasso Sea. Agrocampus Rennes, Pôle halieutique, laboratoire d’écologie halieutique. Fisheries Oceanography (2008) 17:1, 32-44 http://rfv.insa-lyon.fr 21 21