Comparative ecophysiology of ontogenetical adaptation to salinity in the sea bream Sparus aurata and the sea bass Dicentrarchus labrax

Écophysiologie comparée de l’adaptation ontogénétique à la salinité chez la daurade Sparus aurata et le loup de mer (bar) Dicentrarchus labrax

• Auteur / Autrice : Charlotte Bodinier
• Direction : Guy Charmantier, Viviane Boulo
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Biologie des organismes
• Date : Soutenance en 2009
• Etablissement(s) : Montpellier 2

Mots clés

Mots clés contrôlés

Téléostéens

Téléostéens

Salinité

Osmorégulation

Animaux -- Écophysiologie

Mots clés libres

Ecophysiologie

Osmorégulation

Salinité

Téléostéens

Ontogenèse

Résumé

Cette étude a associé la nano-osmométrie et la biologie cellulaire et moléculaire pour explorer les mécanismes ontogénétiques d'adaptation de ces poissons à la salinité Ils acquièrent les capacités osmorégulatrices de l'adulte en plusieurs étapes, dont l'ouverture de la bouche et la métamorphose. La mise en place de l'ATPase Na+/K+ (NKA), du cotransporteur Na+/K+/2Cl- (NKCC) et du canal à chlore CFTR, a été suivie durant l'ontogenèse selon la salinité. A l'éclosion, les protéines sont localisées dans les ionocytes tégumentaires et intestinaux. Le tégument dès l'éclosion et les branchies dès leur formation, interviennent dans la sécrétion ionique en eau de mer (EM) : la NKA et le NKCC sont basolatéraux, et le CFTR apical. Au cours de l'ontogenèse, le tube digestif accroît sa fonction osmorégulatrice ; le tégument est relayé par les branchies en formation. Au niveau du rein, les protéines apparaissent plus tardivement, chez les prélarves de D. Labrax et les larves de S. Aurata. Chez les juvéniles, la localisation, l'expression et la quantité des 3 protéines ont été étudiées en fonction de la salinité, EM, eau douce (ED) et eau à 5‰ (EMD). Les branchies sont le site osmorégulateur majeur avec les plus fortes expressions protéiques. Les localisations branchiales suggèrent un basculement de la fonction de sécrétion ionique en EM à celle d'absorption ionique en EMD/ED. Le tube digestif est impliqué à la fois dans la régulation osmotique quelles que soient la salinité et l'espèce, et dans la régulation acido-basique chez D. Labrax en ED et S. Aurata en EM et EMD. Les ionocytes rénaux favorisent l'absorption ionique via la NKA et le NKCC (et le CFTR chez S. Aurata). Les mécanismes physiologiques et cellulaires mis en évidence contribuent à comprendre les adaptations des 2 espèces à la salinité au cours du développement. Elles leur permettent d'effectuer des migrations ontogénétiques entre des milieux de salinité plus ou moins variable, en particulier entre la mer et les estuaires ou lagunes.

This integrative study of the ecophysiology of the sea bass and sea bream has used nano-osmometry and cell and molecular biology to decipher the mechanisms of ontogenetic adaptation of these teleosts to their media. Adult levels of osmoregulatory capacity occur over several steps, particularly at mouth opening and after metamorphosis. The occurrence of Na+/K+ ATPase (NKA), of the Na+/K+/2Cl- (NKCC) cotransporter and of the CFTR chloride channel has been followed during the ontogeny of both species and according to salinity. At hatching, these proteins are localized in the integumentary ionocytes and in the digestive tract. The integument, from hatching, and the gills when they develop, are involved in ionic secretion in sea water (SW): NKA and NKCC are basolateral, and CFTR is apical. During ontogeny, the osmoregulatory function increases in the digestive tract; it shifts from the integument to the developing gills. In the kidney, the proteins occur later, in prelarvae of D. Labrax and in larvae of S. Aurata, suggesting its late involvement in ionic regulation. In juveniles, the localization, expression and quantity of the different proteins have been studied in SW, fresh water (FW) and in a 5 ‰ medium (DSW). Gills are the major site of osmoregulation, where protein expressions are highest. The gill protein locations suggest a shift from ionic secretion in SW to ionic absorption in FW and DSW. The digestive tract is involved in osmotic regulation at all salinities in both species, and also in acid-base regulation in D. Labrax in FW, and in S. Aurata in SW and DSW. Renal ionocytes are involved in ionic absorption via NKA and NKCC (and CFTR in S. Aurata). The physiological and cellular mechanisms revealed in this study contribute to the understanding of the adaptations of both species to salinity during development. They allow ontogenetic migrations between media with different salinity regimes, particularly between the sea and estuaries or lagoons