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Apport d’une étude transcriptomique et comportementale aux connaissances de l’impact des obstacles aquatiques sur les anguillettes migrantes

Contribution of transcriptomic and behavioral studies to the knowledge on impact of water obstacles on migratory young eels

¹ Irstea Bordeaux, UR EABX, HYNES, 50 avenue de Verdun, 33612 Cestas cedex, France tomasz_podgorniak@hotmail.fr

² EDF R&D LNHE, HYNES, 6, quai Watier, Bat Q, 78400 Chatou, France
³ Univ. Bordeaux, EPOC, UMR 5805, 33400 Talence, France
⁴ CNRS, EPOC, UMR 5805, 33400 Talence, France

Résumé

L’anguille européenne Anguilla anguilla est une espèce catadrome avec un cycle de vie complexe incluant des migrations entre la mer de Sargasses, l’Europe et l’Afrique du Nord. Du fait de sa baisse drastique de population depuis 30 ans, l’anguille est considérée aujourd’hui comme « en danger critique d’extinction ». Une des causes de ce déclin est la fragmentation de l’habitat. L’hypothèse de pression de sélection des obstacles aquatiques exercée sur les jeunes anguilles en migration a été étudiée avec une approche sans a priori, où un grand nombre de gènes a été analysé dans trois tissus (cerveau, foie, muscle) de chaque poisson provenant des zones amont/aval de l’obstacle. Les différences de transcription des gènes au niveau du cerveau des poissons ont été détectées. Ces différences sont liées à la plasticité neuronale et se maintiennent sur le long terme. De plus, il a été montré que les anguilles provenant des zones amont possèdent la tendance à l’escalade la plus forte et que certains poissons classés comme « leaders » d’escalade présentaient des niveaux de transcription de gènes liés à la cognition plus faibles que les « suiveurs ». Ces résultats peuvent être associés au concept de coping style et de la personnalité animale. En effet, les « leaders » agiraient comme des individus proactifs et téméraires, contrairement aux suiveurs, plutôt réactifs et timides. L’implication de notre étude est discutée dans le contexte écologique, car la présence des obstacles peut modifier les patterns de distribution de phénotypes dans les réseaux aquatiques.

Abstract

The European eel Anguilla anguilla is a catadromous fish with a large scale migration loop including the Sargasso sea, Europe and North Africa. In the last 30 years, drastic declines of abundance have been observed and the species is currently considered as critically endangered. One of the causes of species decline is habitat fragmentation, which prevents migrating fish from accessing growth zones. We studied whether aquatic obstacles can enact selectively on migrating young eels by applying a no a priori approach to detect any traits involved in the process of obstacle passage. We used a microarray analysis for gene expression screening in three tissues (brain, liver, muscle) of young eels sampled in different sections of an impounded watercourse. The only differences detected between groups of fish concerned the brain tissue, were related to synaptic plasticity, and were stable in time. Moreover, upstream fish had the highest climbing tendency and that the ‘climbing’ leaders showed lower transcription levels of cognition-related gene than the fish following them. The leaders could enact as bold and proactive individuals, in contrast to reactive followers. The implication of our results is discussed in an ecological context, where the presence of water obstacles can modify the distribution of different phenotypes in the upstream and downstream parts of the water axis.