Soutenance mémoire
Présentation de l’organisme d’accueil
Ce stage s’est réalisé au sein du Hólar University College, situé dans la vallée de Hjaltadalur dans la municipalité de Skagafjörður en Islande (Figure 1). Cette dernière se trouve à 380km de Reykjavík la capitale du pays, la ville la plus proche est Sauðárkrókur (32km). Le mot Hólar signifie colline en Islandais. L’école fut fondée en 1106 par l’évêque Jón Ögmundsson en même temps que sa cathédrale, de ce fait Hólar University Collège est une des plus vieilles écoles d’Europe. Cette ville a joué un rôle capital dans l’histoire de l’Islande et a été le dernier bastion catholique islandais jusqu’en 1550 tout en restant un centre d’apprentissage important en Islande. De nos jours, l’école de Hólar est passée d’une école d’agriculture conventionnelle à une institution moderne de niveau supérieur et compte aujourd’hui près de 300 étudiants. Cette université est composée de trois départements, le plus important sur l’étude des Sciences équidés, le second sur le tourisme rural et enfin le dernier sur l’aquaculture et la biologie des poissons. C’est au sein de ce dernier département que j’ai réalisé mon stage. L’objectif de ce département est de « rassembler et de diffuser des connaissances dans les domaines de la biologie aquatique, l’aquaculture et la biologie des poissons » (Hólar University College, 2017). Ce département a la particularité d’être localisé dans la ville de Sauðárkrókur et possède un espace de travail ainsi que des installations d’élevages de poissons. L’équipe est composée de chercheurs, techniciens, employés administratifs et d’étudiants islandais et internationaux validant leurs masters, doctorats ou stages.
Présentation de la petite morphologie de l’omble chevalier benthique
L’omble chevalier de la famille des Salmonidés est une espèce très présente dans le nord de l’Islande. Elle est principalement retrouvée dans des eaux froides tels que les lacs formés par la fonte des glaces ou encore les eaux subarctiques côtières. Cette espèce se nourrit généralement de pupes, larves de chironomidae, cladocères et d’autres poissons pour les formes piscivores. Il est principalement caractérisé par sa grande diversité morphologique, qui peut être très variable même sur une faible zone géographique faible. Cette caractéristique est si importante que certains chercheurs en sont venus à qualifier son polymorphisme par le terme « the charr problem » (Klemetsen, 2010) ou encore le qualifier comme étant le plus variable de tous les vertébrés (Johnson, 1980). Aussi en Islande de nombreuses zones voient coexister plusieurs populations d’ombles chevaliers de morphologies différentes. Par exemple le lac Thingvallavatn d’une superficie de 87km² abrite quatre morphologies différentes à savoir la morphologie planctivores, piscivores, large benthique et petit benthique (Jonsson et al., 1988). Les morphologies benthiques vivent généralement près du littoral et se nourrissent d’invertébrés aquatiques. Leur corps a tendance à être trapu avec de longues nageoires pectorales et une bouche subterminale (Skúlason et al., 1989). Pour le lac Mývatn plusieurs morphologies d’ombles chevaliers sont également représentées. Dans les grottes volcaniques autour du lac, c’est la petite morphologie benthique de l’omble chevalier qui est présente. Elle est caractérisée par un corps trapu, robuste, des yeux plus larges que la moyenne, une bouche subterminale ainsi qu’une coloration sombre (Kristjánsson, 2005). Les marques subterminale de la bouche ainsi que les points sombres sur les flancs des poissons indique que cette espèce est pédomorphique et par conséquence a conservé des caractères juvéniles. Il n’est pas rare de voir des adultes matures de seulement 8cm (Kristjánsson et al., 2012). Cette morphologie particulière serait probablement causée par l’adaptation au milieu de vie très spécifique que sont les grottes volcaniques immergées. Cependant même au sein de ces différentes populations de petit ombles chevaliers benthiques, des différences d’évolution et de morphologies sont présentent. En effet dans sa publication de 2012, Kristjánsson a montré à partir d’une trentaine de populations différentes de petits ombles chevaliers benthiques en Islande, que chaque population avait avec une morphologie qui différait. De plus il a ressorti qu’il y a un phénomène d’évolution parallèle, puisque toutes les populations évoluent dans le même sens face à un problème naturel mais avec des vitesses d’évolution différentes. En outre d’après ces travaux l’omble chevalier issue des grottes de Mývatn possède une morphologie qui tend comme étant le plus éloigné d’une morphologie benthique caractéristique, par rapport à toutes les autres populations étudiées.
Méthodes de capture
Durant les années précédente, il s’est avéré que deux pêches séparées de plusieurs semaines étaient plus efficaces que plusieurs répétées à la suite durant le même jour. Aussi deux campagnes se déroulent au mois de juin pour le début de l’été et deux autres en aout pour la fin de l’été. Afin de pouvoir capturer un maximum de poissons, plusieurs systèmes ont été mis en place. D’une part la pose de pièges à vairon (figure 4) ; son principe repose sur une cage cylindrique faite de grillage fin avec à chaque extrémité une ouverture en forme de tunnel en entonnoir, ainsi le poisson peut facilement entrer dans le piège mais très difficilement en sortir. Et d’autre part par la pose de pièges à anguilles. Ces pièges sont posés la veille de la pêche électrique pour au moins douze heures. Le nombre des pièges dans chaque cave dépend de la taille de la cave ainsi que du nombre de pièges disponibles. Passée la nuit, les pièges sont retirés de l’eau et une pêche électrique est réalisée afin d’être sûr de pouvoir capturer un maximum de poissons, l’objectif étant de capturer tous les poissons présents dans chaque grotte. Pour cela à l’aide d’un groupe électrogène, une cathode et une anode sont disposées dans la cave et délivrent un courant de 300 V avec une intensité allant de 0.1 à 0.6A (Chevalier, 2016), permettant de paralyser les poissons présents et de les capturer facilement, puisque le champ électrique tétanise de manière temporaire les muscles des poissons. Cette méthode de piège pendant la nuit puis de pêche électrique par grotte permet d’optimiser la capture des poissons, qui seront collectés et mis dans un seau avec de l’eau fraiche et oxygénée en attendant d’être mesurés. Les poissons ont été anesthésiés à l’aide du 2-phénoxyéthanol à une concentration de 300ppm (3mL dans 10L) pour être manipulés. Ensuite ils sont pesés, mesurés et pris en photo sur le flanc gauche pour chaque poisson ayant une taille supérieure ou égale à 45mm. Ces photos serviront à alimenter la base de données collectées depuis 2012. Chaque poisson est également scanné afin de savoir s’il présente ou non une micro-puce implantée les années précédentes permettant d’avoir un suivi de chaque poisson d’une année ou saison à l’autre. Si elle est présente, le poisson est identifié par son numéro, autrement une micro-puce est introduite dans la cavité abdominale du poisson. Une partie de la nageoire caudale supérieure est également sectionnée pour faire des analyses d’ADN.
Analyse de la variance (ANOVA) et régression
Maintenant que la base de données est correctement construite et prête à être utilisée, des analyses de variance et régression vont être effectuées depuis R Studio. Le but de cette étape sera de déterminer si un facteur a un impact sur la forme générale du corps. Pour cela un test ANCOVA (Analyse de la Covariance) sera réalisé. Ce test statistique est un test ANOVA (Analyse de la variance) avec l’ajout d’une covariable. Il permet de déterminer les effets de plusieurs variables sur une autre variable indépendante appelé covariable. Cette dernière représente un paramètre qui va varier entre chaque poisson mais qui ne doit pas être analysés. Dans notre cas et comme pour de très nombreuses études de morphologies la covariable sera la taille des poissons, puisque comme dit plus haut, la taille de chaque poisson est différente. Les variables seront les différents paramètres écologiques que nous souhaitons étudier. Les résultats de ce test permettront de dire à combien de pourcent une variable donc un paramètre écologiques définie explique la variation de la covariable donc la forme chez les individus.
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Table des matières
Introduction
1-Présentation du contexte
1.1 Présentation de l’organisme d’accueil
1.2 Présentation du site d’étude
1.3 Présentation de la petite morphologie de l’omble chevalier benthique
2-Matériels et méthodes
2.1 Matériels et méthodes réalisés sur le terrain
2.1.1 Méthodes de capture
2.1.2 Collecte des variables écologiques
2.2 Analyses statistiques de la morphologie
2.2.1 Création de la base de données
2.2.2 Analyse procustéenne généralisée
2.2.3 Analyse de la variance (ANOVA) et régression
3- Résultats et interprétations
3.1 Résultats des campagnes de terrain
3.2 Résultats des analyses statistiques
Conclusion
Bibliographie
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