Caractérisation de l'adaptation comportementale des téléostéens en élevage : plasticité et effets de la domestication

par David Benhaïm

Thèse de doctorat en Biologie de l'environnement, des populations, écologie

Sous la direction de Marie-Laure Bégout Anras.

Soutenue le 17-11-2011

à La Rochelle , dans le cadre de Sciences pour l'Environnement Gay-Lussac .


  • Résumé

    Ce travail vise une meilleure compréhension de l’adaptation aux conditions d’élevage par une approche comportementale basée sur la comparaison de diverses populations de téléostéens pour trois espèces, l’une marine, le bar (Dicentrarchus labrax), les deux autres d’eau douce, l’omble chevalier (Salvelinus alpinus) et la truite commune (Salmo trutta). La thèse s’articule en deux parties qui ont permis : 1) de tester des facteurs biotiques et abiotiques sélectionnés en fonction de leur importance en élevage du bar et de l’omble chevalier. 2) de caractériser les effets de la domestication sur le comportement par le biais d’une comparaison entre des bars ou des truites sauvages et domestiqués à des âges différents et dans des contextes variables (challenges, labyrinthe). Dans la première partie, les travaux réalisés sur l’omble chevalier ont montré que la présence d’un refuge artificiel durant la phase de nutrition endogène induisait une forte diminution de la mobilité accompagnée de meilleures performances de croissance et d’une survie plus importante, que la taille de l’œuf et l’environnement social jouaient un rôle important sur le comportement alimentaire et la mobilité des juvéniles dans les semaines qui suivent la première nutrition exogène. Les travaux réalisés sur le bar ont montré qu’un aliment végétal ne modifiait pas les capacités d’apprentissage en condition d’auto-alimentation ni leurs capacités cognitives en situation de test en labyrinthe, mais qu’il semble réduire l’activité de nage et la libération à court terme du cortisol. Une autre expérience a montré que la pratique du tri et l’environnement social qui en résulte, en conditions d’auto-alimentation, a peu d’influence sur la demande, le rythme, le gaspillage alimentaires, la structure sociale, les performances de croissance et le statut physiologique. Une période de trois semaines de jeûne, enfin, ne modifie pas la structure sociale et les manipulateurs principaux sont les mêmes avant et après cette période, ce qui pourrait être lié à l’existence de traits de personnalité basés sur le pourcentage d’activation de la tige tactile du dispositif d’auto-alimentation. Dans la seconde partie de la thèse, l’expérience sur la truite a mis en évidence un effet de la domestication sur l’activité de nage avant et après application d’un stress lumineux, en utilisant un matériel biologique contrôlé par génotypage (vitesse angulaire plus élevée chez les individus sauvages, vitesse moyenne et distance parcourue plus importantes chez les individus domestiqués). Les expériences réalisées sur le bar ont comparé des populations sauvages capturées à l’état larvaire dans le milieu naturel à des populations standard industrielles. La première a montré l’influence combinée de l’âge et de mécanismes d’ordre ontogénique sur l’activité de nage et le taux de réponse de fuite (diminution chez les deux catégories de larve). L’impact de la domestication se traduit par des différences entre individus sauvages et domestiquées (vitesse angulaire et vigilance plus élevés chez les individus sauvages). En situation de labyrinthe, la domestication ne semble pas avoir d’influence sur le grégarisme et la cognition chez le bar, mais il existe une forte variabilité individuelle. La discrimination de la familiarité, enfin, n’a pu être mise en évidence que chez les individus domestiqués.L’approche comportementale a permis de révéler une plasticité en réponse à quelques facteurs abiotiques et abiotiques, qui constitue un véritable levier adaptatif pour les téléostéens en élevage. L’effet de la domestication sur le comportement a également été démontré ainsi que l’influence de l’âge et des mécanismes ontogéniques dont la nature reste à déterminer. Cette thèse s’inscrit dans la lignée des travaux qui vise à sélectionner les téléostéens sur leurs traits de personnalité dans l’optique d’une adaptation optimale en élevage ou dans la perspective de programmes de repeuplement.

  • Titre traduit

    Characterization of behavioural adaptation in farming teleosts : plasticity and domestication effects


  • Résumé

    The present work aims at a better understanding of the adaptation to farming conditions through a behavioural approach based on the comparison between wild vs. domesticated populations of three species: a marine species, sea bass (Dicentrarchus labrax), two freshwater species, arctic charr (Salvelinus alpinus) and brown trout (Salmo trutta). The thesis is divided into two parts which objectives were : 1) to test the impact of biotic and abiotic factors selected based on their importance in aquaculture on sea bass and artic charr behavioural plasticity (behavioural modifications in response to environmental changes). 2) to characterize the domestication effect on behaviour through the comparison between wild vs. domesticated sea bass and brown trout at different ages and under different experimental conditions (challenges, maze).In the first part, experiments performed on arctic charr showed that an artificial shelter induced a lower mobility, better growth performances and a higher level of survival during the endogenous feeding period, that egg size and social environment play an important role on feeding behaviour and mobility during the weeks following the first exogenous feeding period. These results illustrated behavioural flexibility in response to abiotic and biotic factors. The findings could be used to improve culture performances and welfare of arctic charr. The experiments performed on sea bass showed that a plant-based diet do neither modify the learning abilities under self-feeding conditions nor the cognition under a test situation in a maze, but has an impact on swimming activity (the mean velocity decreased and the total distance travelled decreased) and on the short-term release of cortisol (plasmatic concentration lower than the control group). Another experiment showed that, under self-feeding conditions, size grading and the resulting social environment have no major influence on feed-demand, feeding rhythm, food wastage, social structure, growth performances and physiological status. At last, a three-week fasting period does not modify the social structure and high-triggering fish are exactly the same individuals before and after the fasting period. Individual’s triggering activity levels could therefore be considered as personality traits but further research is needed to verify this hypothesis.In the second part of the thesis, the experiment performed on brown trout showed an impact of domestication on swimming activity before and after a light-elicited stress, using a biological material controlled by genotyping. Angular velocity was higher in wild fish while mean velocity and total distance travelled were higher in domesticated fish. All the experiments carried out on sea bass compared wild-caught fish (from the larval stage) to domesticated fish (industrial standard). The first one showed the interplay of age and ontogeny on swimming activity and escape response rate. These variables decreased in fish from both origins. The impact of domestication was shown through differences between wild-caught and domesticated larvae (angular velocity and vigilance level higher in wild fish). They showed that domestication has no influence on gregarism, and cognition in sea bass but there was a high individual variability. The ability to discriminate familiarity was shown only in domesticated fish. The behavioural approach developed in this thesis was demonstrated to be relevant to reveal plasticity in response to a few abiotic and biotic factors among the numerous ones that remain to be investigated. Plasticity plays an important role in the adaptation of fish to culture conditions. Domestication impact on behaviour was also demonstrated as well as the interplay of age and ontogeny. This thesis followed the path and brings new insights for research programs targeting fish selection based upon personality traits in order to improve adaptation for aquaculture or restocking purposes.


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