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Adaptation - des gènes aux populations.Génétique et biologie de l'adaptation aux stress et aux perturbations (BIOADAPT)
Edition 2012


SalTemp


Réchauffement global et adaptation à la migration chez le saumon Atlantique de rivière longue, l’axe Loire-Allier

Descente vers la mer ou descente aux enfers: le saumon a de plus en plus chaud
La température intervient avec les cycles de lumière/obscurité pour contrôler le déclanchement de la migration du saumon vers la mer. Mais comment? Comment capte-t-il l'information «température«? Quels messages hormonaux élabore-t-il en réponse? S'adaptera-t-il au réchauffement climatique en cours?

Réchauffement climatique: le saumon du bassin Loire/Allier en danger
La température est un effecteur majeur du métabolisme, de la physiologie et du comportement des poissons. Chacun possède sa fenêtre physiologique au delà de laquelle (températures trop basses ou trop élevées) la survie est compromise. Nous étudions ici chez le saumon du bassin Loire/Allier 1) les mécanismes de la thermoréception, 2) son impact sur la production rythmique -journalière et saisonnière- de l'hormone donneuse de temps, la mélatonine et 3) le rôle de cette dernière sur les sécrétions hormonales hypophysaires qui inteviennent dans le déclanchement de la migration vers l'océan. L'objectif est de comprendre comment lumière et température interagissent pour contrôler ce déclanchement car le saumon doit atteindre la mer avant qu'il ne perde sont aptitude a survivre en mer laquelle dépend des températures rencontrées sur son parcours. Les conséquences du réchauffement climatique sur ces processus seront également étudiées. Il y va de la survie de la population sauvage du bassin.

Température, mélatonine, sécrétions hormonales et migration du saumon
Nous étudierons in vivo et in vitro comment photopériode et température interagissent dans le contrôle du rythme de production de la mélatonine, hormone donneuse de temps, et celui de l'axe neuroendocrine hypothalamo-hypophysaire impliqué dans le contrôle de la migration vers l'océan. Nous testerons l'hypothèse selon laquelle tout ou partie des effets de la température passe par des canaux membranaires perméables au calcium agissant au niveau de l'organe pinéal et de l'axe neuroendocrine. Une expérimentation sera mise en œuvre pour étudier l'impact d'un réchauffement de 5°C sur l'activité locomotrice et le comportement de dévalaison et sur les mécanismes moléculaires, endocriniens et physiologiques, qui les contrôlent. L’ensemble des résultats mis en perspective permettra de comprendre et prédire l’impact de l’élévation de température et de son décalage avec la photopériode, sur la migration, ses conséquences sur la survie de la population et la durabilité des actions de repeuplements

Résultats

en cours

Perspectives

en cours

Productions scientifiques et brevets

en cours

Partenaires

CNRS/UPMC "Biologie Intégrative des Organismes Marins" (BIOM)

CNRS CNRS

CNSS Conservatoire National du Saumon Sauvage

UMR BOREA CNRS 7208/ MNHN Biologie des Organismes et Ecosystèmes Aquatiques » (BOREA)

Aide de l'ANR 449 907 euros
Début et durée du projet scientifique janvier 2013 - 48 mois

Résumé de soumission

Chez les organismes ectothermes, tels les poissons téléostéens, la température extérieure agit directement sur leur métabolisme, physiologie et comportement. Par le passé, ils ont dû s'adapter à des variations globales de température mais sur des dizaines de milliers d'années. Le changement climatique global induit aujourd'hui un réchauffement de plusieurs degrés en quelques décennies seulement. Déjà des travaux rapportent, chez certaines espèces des altérations du déterminisme sexuel, l'émergence de nouvelles pathologies, des changements d'aires de répartition ou des perturbations de la programmation de migration. Illustrant ce dernier point la pérennité du saumon Atlantique Salmo salar espèce emblématique du bassin Loire/Allier, est aujourd'hui menacée. Le Conservatoire National du Saumon Sauvage (CNSS), partenaire du projet, capture des géniteurs sauvages afin d'assurer la reproduction et réimplantation de cette souche unique. Dès qu'ils sont prêts pour la dévalaison - étape cruciale de leur cycle de vie - les saumons sont relâchés en rivière. D'année en année, le CNSS constate un rétrécissement progressif de la fenêtre favorable à la migration en raison d'un ensemble de facteurs dont la distance longue de migration (900km), les obstacles et aujourd'hui le réchauffement dû au changement climatique global et local. Le processus de dévalaison est contrôlé par l'interaction de la photopériode et de la température; les modalités d'action, partiellement élucidées, pour la première sont très mal connues pour la seconde. Le changement climatique global entraine un décalage entre température et photopériode, avec des conséquences directes sur le processus de dévalaison. Le devenir de la population locale, déjà fortement menacée, dépendra ainsi de ses modalités d’adaptation à ce décalage.
Ce projet vise à élucider les mécanismes de préparation et de déclenchement de la dévalaison chez le saumon sauvage du bassin Loire/Allier et l’impact du réchauffement global sur ces processus. Nous chercherons à savoir par des approches in vivo et in vitro comment photopériode et température interagissent dans le contrôle du rythme de production de la mélatonine, hormone donneuse de temps, et celui de l'axe neuroendocrine hypothalamo-hypophysaire impliqué dans la préparation et le déclenchement de la dévalaison. Nous testerons l'hypothèse selon laquelle tout ou partie des effets de la température passe par des canaux membranaires perméables au calcium (Transient Receptor Potential channels) agissant au niveau de l'organe pinéal et de l'axe neuroendocrine. Une expérimentation à large échelle sera mise en œuvre au CNSS pour étudier l'impact d'un réchauffement de 5°C sur l'activité locomotrice et le comportement de dévalaison, et sur les mécanismes moléculaires, endocriniens et physiologiques, qui les contrôlent. L’ensemble des résultats sera mis en perspective afin de comprendre et prédire l’impact de l’élévation de température et de son décalage avec la photopériode, sur la migration de dévalaison, ses conséquences sur la survie de la population et la durabilité des actions de repeuplements.
En combinant des approches moléculaires, physiologiques et comportementales ce projet doit aboutir à une bonne compréhension de l'impact de la température et de la photopériode sur la dévalaison du saumon du bassin Loire/Allier. A l'issue, il devrait être possible d'offrir des solutions optimales de préparation des jeunes saumons à leur entrée en mer et ainsi de parer l'effet négatif du réchauffement. Plus généralement nous pourrons comprendre comment les poissons perçoivent, transmettent et intègrent l'information thermique en particulier au niveau de 2 systèmes intégrateurs que sont la pinéale (pour la lecture du temps) et l'axe neuroendocrinien (pour les régulations physiologiques). Les données acquises serviront de base à des études portant sur d'autres espèces (migratoires ou non) de valeur économique et/ou importance écologique.

 

Programme ANR : Adaptation - des gènes aux populations.Génétique et biologie de l'adaptation aux stress et aux perturbations (BIOADAPT) 2012

Référence projet : ANR-12-ADAP-0021

Coordinateur du projet :
Madame Laurence Besseau ("Biologie Intégrative des Organismes Marins" (BIOM))
besseau@nullobs-banyuls.fr

 

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L'auteur de ce résumé est le coordinateur du projet, qui est responsable du contenu de ce résumé. L'ANR décline par conséquent toute responsabilité quant à son contenu.