Variations biogéographiques et temporelles des traits de vie des anguilles argentées (Anguilla anguilla) en réponse aux changements environnementaux et à la contamination chimique

par Bastien Bourillon

Thèse de doctorat en Biologie de la conservation

Sous la direction de Éric Feunteun, Thomas Trancart et de Anthony Acou.


  • Résumé

    Depuis plus de 60 millions d’années, le genre Anguilla a montré un succès évolutif indéniable. Pourtant, l’anguille européenne est aujourd’hui en danger critique d’extinction selon l’UICN (Union Internationale pour la Conservation de la Nature). L’étude de la valeur reproductive des organismes constitue un enjeu majeur pour comprendre ce déclin en lien avec les changements environnementaux imputables aux activités humaines. Chez l’anguille, les coûts énergétiques liés à la survie et la reproduction dans un environnement en évolution sont optimisés par l’expression d’un large éventail de traits d’histoire de vie (THV) qui constituent des indicateurs de la valeur reproductive. L’hypothèse de cette thèse de doctorat est que les changements environnementaux d’origines anthropiques perturbent le contrôle biogéographique naturel des THV et compromettent la résilience et la persistance de l’espèce. Parmi ces changements, la pollution et le parasitisme par le nématode non-indigène Anguillicola crassus constitueraient des risques sous-évalués pour la valeur reproductive des anguilles. Leurs effets sur les THV des anguilles matures n’ont cependant jamais été testés puisque le stade argenté immature constitue le dernier stade accessible avant la migration transocéanique de reproduction. L’objectif de cette thèse est de mieux comprendre la persistance de l’anguille européenne en étudiant les THV i) à l'échelle de son aire de distribution (Europe) pour étudier l'influence de ces deux facteurs (pollution et parasitisme) sur la capacité de reproduction, et ii) à long-terme sur le plus grand fleuve de France (La Loire). Un indicateur a été développé pour standardiser le suivi de la qualité intrinsèque des anguilles argentées sur plusieurs bassins versants européens. Plus des deux tiers des anguilles échantillonnées étaient infectées par A. crassus et les polluants organiques montraient de fortes prévalences et contrôlaient la variabilité de l’indicateur. Les investigations sur les THV des anguilles femelles ont montré qu’un effet site (bassin versant) expliquait davantage la variation des THV que les facteurs biogéographiques (latitude, longitude, etc.) comme cela est classiquement admis dans la littérature. Cet effet site est en partie lié aux contaminants inorganiques retrouvés dans les gonades d’individus issus de bassins versants particulièrement exposés. Les contaminants étaient positivement corrélés avec les traits associés à l’argenture et à la maturation d’une part, et négativement reliés avec les traits de fécondité, d’adaptabilité et de migration de reproduction d’autre part. Des simulations ont montré que la réduction de la pollution pourrait constituer une mesure efficace pour restaurer la fécondité. Sur le fleuve Loire, les proportions de grandes femelles et de grands mâles argentés ont diminué entre 2001 et 2020. La taille des femelles a également diminué alors qu’elles restaient plus longtemps dans le bassin versant. L’abondance en anguilles argentées, estimée par la méthode de capture-marquage-recapture, a été divisée par trois. Cette chute serait due au déclin progressif du recrutement en civelles à l’échelle européenne mais également à un épisode sévère de sécheresse estivale en 2003 et à la réduction ces dernières années du débit à l’étiage. Les résultats suggèrent que le taux de mortalité sur la Loire est en augmentation, probablement à cause d’un effet de densité dépendance et/ou de la contamination chimique des anguilles subadultes. Dans un milieu contaminé, la détoxification imposerait un coût énergétique supplémentaire réduisant l’investissement pour la fécondité et la production de biomasse. La pollution constitue un risque majeur de réduction de la valeur reproductive et serait un frein dans la reconstitution du stock et la persistance de l’espèce. La connaissance des seuils sublétaux de contamination n’est pas un prérequis pour mettre en œuvre des mesures environnementales puisque toute réduction de la pollution est bénéfique sur les THV. La prise en compte de la qualité de l’anguille dans les plans de gestion constitue un effort nécessaire pour la restauration de la valeur reproductive de l’espèce.

  • Titre traduit

    Biogeographic and temporal variations in silver eel (Anguilla anguilla) life traits in response to environmental changes and chemical contamination


  • Résumé

    For more than 60 million years, the genus Anguilla has shown clear evolutionary success but today, according to IUCN, the European eel is critically endangered. The study of the fitness of organisms is a key issue in understanding this decline in relation to environmental changes caused by human activities. The energy costs in eels associated with survival and reproduction in a changing environment are optimized by expressing a wide range of life history traits (LHT) that are indicators of fitness. The hypothesis is that anthropogenic environmental changes disrupt the natural biogeographic control of LHT and compromise the resilience and persistence of the species. Among these changes, pollution and parasitism by the non-nature Anguillicola crassus nematode would constitute underestimated risks for the fitness of the eel. However, their effects on LHT of mature eels have never been tested because the immature silver stage is the last available stage to be sampled before transoceanic migration between Europe and the oceanic spawning area. The objective of this thesis is to better understand the persistence of the European eel by studying LHT i) at the scale of its distribution area (Europe) to study the influence of these two factors (pollution and parasitism) on reproductive capacity, and ii) long-term on the largest river in France (La Loire). First, we develop an indicator to standardize the monitoring of the intrinsic quality of silver eels in several European catchments. More than two-thirds of the investigated eels were infected by A. crassus and organic pollutants showed high prevalence and controlled the variability of the quality. Investigations on LHT of female eels showed that the catchment effect better explained the LHT variation than biogeography. This local effect is partly linked to inorganic contaminants found in gonads. Contaminants were positively linked with traits associated with migratory readiness on the one hand, and negatively related with fecundity, adaptability and reproductive migration traits on the other hand. Simulations have shown that reducing pollution could be an efficient way to restore fertility. On the Loire River, the proportions of large females and large silver males decreased between 2001 and 2020. The abundance of silver eels, estimated by the capture-mark-recapture method, was divided by three. This decline is likely due to the stepwise decline in recruitment of glass eels across Europe, to a high summer drought in 2003 and to the reduction in low water flow in recent years. The results suggest that the mortality rate on the Loire is increasing, probably due to a density dependence effect and / or chemical contamination of subadult eels. In a contaminated environment, detoxification would lead to an additional energy cost reducing the investment for fecundity and biomass production. The pollution constitutes a major risk of fitness collapse that prevent the stock recovery and the persistence of the freshwater eels. The definition of the sublethal contamination thresholds is not a mandatory prerequisite for implementing environmental measures since any reduction in pollution is beneficial for LHT. Incorporating eel quality into conservation strategies is a necessary effort to restore the fitness value of the eel.