Les poissons et la qualité des cours d'eau

Les poissons et la qualité des cours d'eau douce

 

par André Guyard

Professeur honoraire d'Hydrobiologie et d'Hydroécologie de l'Université de Franche-Comté

 

 

INTRODUCTION

Dans les conditions naturelles, les caractéristiques écologiques et biologiques d'un écosystème co-évoluent dans l'espace et dans le temps. Tout système aquatique possède une structure dont les modifications s'inscrivent dans une évolution qui n'est guère perceptible à l'échelle d'une vie humaine. C'est ainsi que l'étude des cours d'eau a permis de mettre en évidence une structure longitudinale d'amont en aval. En ce qui concerne les systèmes d'eau courante d'Europe, les conceptions d'Huet puis d'Illies ont été affinées par la mise en évidence par Verneaux d'une succession de dix groupements socio-écologiques d'espèces ou biocénotypes dont sept comportent des Poissons, les premiers groupements en amont (zone non piscicole d'Huet) correspondant au crénon d'Illies (fig. 1).

Chaque espèce est caractérisée par son preferendum, son degré d'euryécie et sa polluosensibilité (Tableaux 1 et 2). Ainsi, les espèces sténoèces seront caractéristiques d'un niveau typologique particulier, d'autres plus euryèces présenteront une amplitude écologique chevauchant plusieurs biocénotypes avec un preferendum pour l'un d'eux.

Tableau 1 : Répertoire des espèces et caractères écologiques généraux

 

Tableau 2 : Typologie potentielle des peuplements ichtyologiques des cours d'eau

(1) : les indications d'abondance sont relatives à chaque espèce ; cette abondance spécifique est fonction du coefficient intrinsèque d'accroissement des populations ou capacité d'expansion d'une espèce dans des conditions écologiques optimales (r).
(*) zones estuariennes exclues
(a) : indication socio-écologiques : espèces d'ordre, d'alliance ou de sous-alliance
(4,5) : indices de sensibilité générale à la dégradation du milieu.

 
Les Poissons sont des consommateurs primaires ou secondaires qui constituent le niveau supérieur de l'édifice trophique des eaux douces. L'étude du peuplement ichtyologique permet d'avoir une vision synthétique du réseau trophique puisque les poissons, ultime étape de la chaîne alimentaire, intègrent le bilan des relations trophiques du milieu aquatique.

I. LE PEUPLEMENT ICHTYOLOGIQUE INTÉGRATEUR DU NIVEAU TYPOLOGIQUE

Les peuplements ichtyologiques présentent une variété spécifique et une abondance qui sont fonction de la qualité des milieux aquatiques. Des systèmes oligotrophes seront pauvres en poissons. Il en est de même des systèmes dégradés ou pollués mais pour d'autres raisons : homogénéisation de l'habitat par redressement de cours d'eau, disparition de ressources par pollution, effluents néfastes ou toxiques… En revanche, un milieu dont les caractéristiques sont favorables : mosaïque d'habitats variée, apports trophiques divers, peut héberger un peuplement abondant en individus et riche en espèces.

Cependant les poissons, organismes les plus complexes du point de vue morphologique et physiologique  de la faune strictement aquatique, sont susceptibles de résister à des conditions écologiques défavorables. Certaines espèces comme le Gardon, le Chevesne ou la Truite sont capables de survie prolongée dans des eaux fortement contaminées par une charge organique si d'autres facteurs comme la température, l'écoulement de l'eau, l'oxygène dissous permettent aux individus d'exercer des réactions compensatoires au sein de leur spectres écologiques.

De sorte qu'il est nécessaire de considérer non pas le comportement de quelques individus ni même celui d'une espèce mais le peuplement ichtyologique dans son ensemble si l'on veut mettre en évidence les relations qui existent entre le type écologique du site considéré et son peuplement électif.
Ainsi, le peuplement ichtyologique représente une expression synthétique non particulièrement sensible mais évidente de l'état de santé d'un système d'eau courante. En particulier, la richesse spécifique d'un peuplement constitue une indication essentielle pour permettre d'apprécier la qualité d'un site relativement à son type écologique. Pratiquement, il convient d'établir dans quelle mesure un peuplement donné correspond ou diffère au peuplement qui devrait normalement coloniser le site considéré.

II. QUALITÉ BIOGÈNE D'UN MILIEU ET PEUPLEMENT ICHTYOLOGIQUE

Un site apte au maintien d'un peuplement doit présenter dans toutes ses composantes morphologiques (lit, berges), physico-chimiques (qualités de l'eau et du substrat) et dynamiques (courant), des caractéristiques permettant de satisfaire aux exigences de nutrition, de reproduction, d'abri et de circulation des espèces du peuplement. Ces aptitudes s'exercent à une échelle en rapport avec la taille des organismes : de quelques mm pour les petits invertébrés à plus de 1000 km pour les poissons migrateurs.

Ainsi les caractéristiques essentielles d'un site aquatique reposent sur les deux composantes majeures : le substrat et la masse d'eau, éléments susceptibles d'être fortement dégradés par les activités humaines, soit par pollution de l'eau et des sédiments, soit par modification de l'habitat (redressements, recalibrages, barrages, navigation), etc.…).

Les divers paramètres qui conditionnent le développement des organismes aquatiques peuvent être réunis dans trois groupes de composantes : thermiques, morpho-dynamiques et trophiques. Une catégorie supplémentaire est constituée par les composés toxiques ou inhibiteurs qui perturbent les processus biochimiques de transformation de la matière (rejets industriels, détergents et pesticides).

III. INFLUENCE DE LA DÉGRADATION DU SITE SUR LE PEUPLEMENT ICHTYOLOGIQUE

La dégradation du milieu se traduit au niveau des organismes consommateurs par des modifications (proportions relatives des espèces) puis des simplifications (disparitions successives d'espèces) du peuplement initial.

Cependant, les espèces réagiront différemment à la dégradation selon leur position typologique et leur gamme de tolérance.

Trois principes fondamentaux gouvernent la réaction des organismes à la dégradation du milieu :

- correspondance entre tolérance et position typologique des espèces. Une espèce est d'autant plus tolérante que son préférendum typologique est distal (proche de B9) et que son amplitude typologique est forte.

- compensations inter paramétriques. Des phénomènes de compensation s'exercent au sein de complexes de facteurs dont la dynamique conduit à définir la loi de tolérance de Shelford : lorsqu'une espèce est située dans son preferendum écologique, elle est capable de résister à des changements défavorables d'un ou de quelques paramètres. Réciproquement, lorsque la même espèce vit dans un milieu dont de nombreux paramètres sont à la limite de tolérance, elle est susceptible de disparaître à l'occasion d'une dégradation relativement faible. Ainsi une espèce se comporte comme euryèce au centre de son preferendum et sténoèce à la périphérie de son aire de répartition.

- sensibilités inégales des espèces au sein d'un même groupement écologique. Les espèces d'un même biocénotype peuvent montrer des polluosensibilités différentes dues aux modalités de la fraye, aux types de pontes, à l'habitat, aux exigences trophiques…, les plus sensibles étant celles qui disparaissent les premières en cas de dégradation du milieu.

IV. DÉTERMINATION DES NIVEAUX TYPOLOGIQUES THÉORIQUES À PARTIR DES DONNÉES MÉSOLOGIQUES

Les études de Verneaux permettent de déterminer à partir de données mésologiques le niveau typologique théorique auquel correspondent ces données. Les données les plus importantes étant la pente et la largeur du lit (règle des pentes d'Huet), le débit et la température.

Après exclusion des paramètres associés aux stations polluées et après réductions de paramètres redondants, Verneaux a conservé trois facteurs synthétiques expliquant 50 % de la variance d'un système d'eau courante.

Il s'agit :

- d'un facteur thermique : la température maximale moyenne en °C du mois le plus chaud

- d'un facteur géotrophique intégrant le phénomène général de succession :

produit de la distance aux sources d₀ en kilomètres par la dureté totale D en mg/l ;

- d'un coefficient de similitude hydraulique, résultante de trois composantes morphodynamiques, présentant une signification typologique plus nette que le débit, afin que la température se confirme comme étant le facteur essentiel de la succession typologique.

Ce coefficient est :

rapport de la section mouillée Sm à l'étiage en m² au produit de la pente P en ‰ par le carré de la largeur l du lit en m².

Les variations des trois facteurs synthétiques sont exprimées par les équations suivantes qui correspondent aux régressions (une fonction linéaire et deux fonctions exponentielles) :

Ces données permettent de déterminer le type écologique théorique T ou potentiel typologique :

dans lequel chaque facteur est affecté d'un coefficient d'intervention correspondant au pourcentage de sa contribution relative au plan F1F2 d'une analyse factorielle des correspondances.

V. REPÉRAGE DES APPARTENANCES TYPOLOGIQUES À PARTIR DES PEUPLEMENTS ICHTYOLOGIQUES

Réciproquement, le principe d'analogie permet de déterminer à quel niveau typologique appartient un peuplement ichtyologique.

La structure longitudinale d'un cours d'eau peut être figurée par un axe le long duquel se répartissent les groupements socio-écologiques. Un organigramme (figure 2) dû à Verneaux permet de déterminer pratiquement l'appartenance d'un peuplement ichtyologique à un niveau typologique en fonction du classement socio-écologique des espèces et de leur richesse spécifique.

CONCLUSION

Une discordance entre les appartenances typologiques théoriques (formule) et ichtyologique (organigramme) peut être imputable à différentes conditions perturbant les peuplements aquatiques électifs du niveau typologique considéré :

- conditions historiques : biogéographie, paléogéologiques ;
- conditions écologiques : géomorphologie, climat, température ;
- conditions mésologiques anormales : pollution, altération des habitats.

Ainsi, la confrontation des appartenances typologiques théorique (potentielle) et ichtyologique (actuelle) constitue une base utile pour la pratique d'une économie rationnelle des ressources aquatiques, en particulier pour la définition d'objectifs et de critères de qualité des eaux courantes et pour l'aménagement piscicole des cours d'eaux.

 

Sources :

Guyard A. (1997). - Cours d'hydrobiologie DESS Eaux continentales, pollution et aménagement, Université de Franche-Comté.

 

Verneaux J. et al (1973-1997). - Différentes publications du laboratoire d'Hydrobiologie et d'Hydroécologie de l'Université de Franche-Comté.

Truites de la Loue : tableau de Courbet

Truites de la Loue :

tableau de Courbet

 

Courrier des lecteurs publié récemment dans l'Est républicain et diffusé sur twitter par le blogueur Bisonteint. Le voici : http://twitpic.com/aoud8l

Ces Saprolegnia qui parasitent les poissons du Jura

Ces Saprolegnia qui parasitent les poissons du Jura

 

Les Saprolegnia qui parasitent les poissons des rivières du Jura français et du Jura suisse sont des organismes appartenant à l'ordre des Oomycètes (Voir l'article "Une unique souche de Saprolegnia parasitica parasite les poissons du Jura" dans ce même blog). Les oomycètes (Oomycota ou Oomycetes) représentent un phylum de protistes[1] filamenteux comprenant environ 500 espèces. Ce sont des organismes aquatiques non photosynthétiques qui ressemblent aux champignons mais les analyses phylogénétiques ont montré que les oomycètes sont éloignés des champignons[2].

Les Oomycètes

Les oomycètes sont communs dans l'eau, sur les déchets organiques et les cadavres des petits animaux. Certaines espèces vivent dans le sol en saprophytes sur les débris organiques. Plusieurs espèces sont des pathogènes majeurs de plantes, certaines espèces parasitent des animaux. La plupart des espèces de Saprolegnia sont des organismes saprophytes mais certaines espèces parasitent les poissons. Le genre Pythium comprend de nombreuses espèces parasites de plantes et quelques autres parasites d'animaux. Le genre Phytophtora est également responsable de maladies chez les végétaux sauvages et cultivés. Plasmopora viticola est l'agent du mildiou de la vigne.

 

Les oomycètes étaient autrefois classés dans les Mastigomycotina (maintenant Chytridiomycota, depuis la séparation des Mastigomycota), parmi les Mycota, avec lesquels ils partagent un certain nombre de caractères (cellules filamenteuses : hyphes, absence de chlorophylle, nutrition sur de la matière organique, ...). Mais ils présentent également de profondes divergences avec les mycètes (paroi cellulosique, noyaux diploïdes). Ils sont maintenant classés parmi les Straménopiles du fait de la présence de zoospores à deux flagelles poilus et de l'utilisation de laminarine comme substance de réserve.

 

Les Straménopiles

Les Straménopiles [3] appartiennent à un vaste clade parmi les algues actuellement inclus dans la gamme Chromalveolata. Ils sont composés d'organismes dont la taille varie entre celles des diatomées unicellulaires et les algues géantes multicellulaires.

 

La définition et l'organisation des Straménopiles sont encore litigieuses. Au cours de leur cycle biologique, ils possèdent des éléments unicellulaires munis de deux flagelles. Ces zoospores biflagellées ou conidies sont caractéristiques de la multiplication végétative (asexuée). Les deux flagelles sont de longueur différente, l'un à l'avant de la cellule, et un autre attaché plus en arrière. Le flagelle antérieur se divise en trois branches minuscules (appelées mastigonèmes) qui courent latéralement le long de la cellule. Ce flagelle crée un courant d'eau qui se déplace vers l'avant de la cellule et apporte de la nourriture à la cellule. Le second flagelle inséré plus en arrière est lisse et décrit un mouvement de fouet. (En raison de ces flagelles, le groupe a été appelé les Hétérocontes = flagelles différents).

 

La plupart des Straménopiles possèdent des chloroplastes qui sont entourés de quatre membranes. Cette situation serait le résultat d'une endosymbiose secondaire, et plus précisément d'une ingestion d'une Rhodophyte unicellulaire par un autre Eucaryote. Les chloroplastes contiennent de la chlorophylle a et de la chlorophylle c et le plus souvent un pigment accessoire : la  fucoxanthine qui leur donne une couleur brun doré ou brun-vert (d'où leur ancien nom Chrysophyta ou algues brun doré.) Cette sorte d'inclusion leur vaut un autre nom : les Chromistes. Certains Straménopiles sont incolores (groupes Opalinata à Commation). Cette particularité s'explique de la façon suivante : soit, ils sont dérivés du groupe avant l'absorption des chloroplastes, soit,  ils ont perdu leurs chloroplastes plus tardivement.

 

Tous sont munis de mitochondries et se reproduisent par mitose.

 

Les Saprolegnia

 

Le genre Saprolegnia comprend des micro-organismes communs dans l'eau, sur les déchets organiques et les cadavres de petits animaux. La plupart des espèces sont des organismes saprophytes, mais certaines espèces sont pathogènes ou parasites :

 

• provoquant des mycoses chez l'homme
• ou des maladies chez l'animal :
• taches blanches sur la peau et les branchies des poissons d'eau douces,
• pourrissement des pontes d'écrevisses.

 

Chez les Saprolegnia, l'appareil végétatif abondant et ramifié forme comme une espèce de feutrage blanc. Il est de structure cénocytique. La membrane est cellulosique.

 

Truites parasitées par Saprolegnia parasitica

(Clichés collectif LRC)

 

 

(clichés DR)

(clichés DR)

 

 

La multiplication végétative s'effectue au moyen de zoosporanges situés à l'extrémité d'un filament du siphon dont ils s'isolent par formation d'une cloison transversale cellulosique. Par une déchirure du sommet s'échappent des zoospores de première génération, piriformes munies de deux flagelles antérieurs , qui nagent rapidement puis se fixent et s'entourent d'une membrane cellulosique. Après un certain temps, cette membrane se déchire et une nouvelle zoospore sort, rénifome, cette fois, et possédant deux flagelles latéraux (zoospore de seconde génération, qui se fixera et donnera naissance au mycélium.

 

La reproduction sexuée est une hétérogamétangie. L'oogone se forme généralement à l'extrémité d'un filament qui se renfle et s'isole par une membrane. L'oogone est plurinucléée et le protoplasme se sépare en plusieurs masses qui s'arrondissent pour donner les oosphères d'abord plurinucléées puis uninucléées par résorption des noyaux surnuméraires.

 

À l'extrémité d'un autre rameau, plus mince et situé souvent juste au-dessous de l'oogone se forme une anthéridie en massue qui s'isole par une cloison. Cette anthéridie est plurinucléée mais il ne se différencie pas d'anthérozoïdes mobiles. L'anthéridie vient s'appliquer contre l'oogone, perfore la membrane de celle-ci, pénètre à l'intérieur et se ramifie entre les oosphères, envoyant un rameau vers chacune d'elles, de sorte que les noyaux mâles peuvent aller féconder les oosphères entre lesquels ils se répartissent. Quant aux noyaux non utilisés, ils se résorbent et disparaissent. L'œuf formé s'entoure d'une épaisse membrane cellulosique et peut rester longtemps sans germer, attendant les conditions favorables. La germination s'effectue avec réduction chromatique. Le cycle est donc haplobiontique.

 

(cliché DR)

---

[1] organismes unicellulaires

[2] La classification des Protistes a été récemment bouleversée par les études moléculaires qui ont confirmé de manière catégorique que les algues (précédemment dénommées Hétérocontes ou Chrysophytes) étaient liées à une variété de protistes et non d'algues, tels que les flagellés hétérotrophes bicosoecides et les oomycètes fongiques (Leipe et al, 1994). Le groupe a été officieusement baptisé ainsi par Patterson (1989) et a été fondé à l'époque sur des preuves cytologiques. Les flagelles pileux qui définissent ce groupe sont un sous-ensemble distinctif de flagelles rencontrés dans les protistes, et se distinguent en ayant une longue tige creuse qui donne lieu à un petit nombre de poils fins, et la structure entière s'insère dans la cellule par une région basale. Ces poils se rencontrent généralement sur les flagelles. Un certain nombre de Straménopiles sont supposés (opalines) ou reconnus (diatomées) d'avoir perdu leurs poils.

[3] Straménopiles signifie "cheveux en paille" qui s'explique par la forme trifurquée du flagelle. Ce nom moderne se substitue aux précédentes appellations : Chrysophytes, Hétérocontes et Chromistes).

Les Poissons d'eau douce de France

Les Poissons d'eau douce

de France

 

par Philippe Keith, Henri Persat, Eric Feunteun et Jean Allardi

 

 

Cette nouvelle édition de l’Atlas des poissons d’eau douce de France (2001, épuisé), est entièrement mise à jour tant sur la taxonomie que sur la répartition des espèces. Une vingtaine d’espèces ont été ajoutées aux 83 présentées dans la première édition. Les groupes dans lesquels des taxons ont récemment été décrits (chabots, goujons...) font chacun l’objet d’une mise au point à la lumière des derniers travaux de génétique.

Ce guide comprend des clés d’identification, des monographies détaillées qui, à l’image de l’atlas précédent, contiennent de nombreuses cartes de répartition intégrant les données les plus récentes. Le lecteur y trouvera également des chapitres généraux sur l’histoire, la connaissance et la gestion des populations et des écosystèmes.

Véritable outil d’identification et d’étude, cet ouvrage est le fruit du travail collégial de 48 auteurs, tous spécialistes reconnus. Cet ouvrage collégial présente l'ensemble des espèces de poissons d'eau douce de France, qu'elles soient indigènes ou introduites. Le livre est à jour des dernières données sur la taxonomie, la génétique et la distribution des animaux. Il comprend des clés d'identification et des fiches monographiques détaillant l'écologie, les modes de vie des poissons et intégrant des cartes de répartition. Le lecteur y trouvera également des chapitres généraux sur l'histoire, la connaissance et la gestion des populations et des écosystèmes.

Le guide s'adresse à toute personne qui dans le cadre professionnel ou des loisirs est en contact avec la faune piscicole : naturalistes débutants et confirmés, pêcheurs et aquariophiles amateurs, pisciculteurs et gestionnaires des milieux naturels, scientifiques ou médiateurs environnementaux ; mais aussi au simple promeneur qui souhaite mettre un nom sur un poisson aperçu dans un cours d'eau. Véritable outil d'identification et d'étude, "Les poissons d'eau douce de France" inaugure une nouvelle collection coéditée par Biotope et le Muséum national d'Histoire naturelle.

Les atouts de cette nouvelle édition :

• Un collectif d'auteurs reconnus,
• Des données scientifiques les plus récentes,
• Un point complet sur la classification des « poissons »,
• Des chapitres sur l’écologie, la biogéographie, la génétique... largement étoffés,
• Une iconographie en grande partie renouvelée, remarquable car prise le plus souvent en milieu naturel,
• Un texte et une cartographie à jour des dernières découvertes.

En supplément : un cahier d'identification à glisser dans la poche ! Ce cahier vous permettra d'identifier la plupart des poissons d'eau douce de France. Il est particulièrement adapté aux sorties sur le terrain, que vous soyez pêcheur, naturaliste ou simple promeneur.

 

 

Références :

ISBN (livre) 978-2-85653-672-8

ISBN (cahier) 978-2-85653-673-5

165 x 240 mm • Nombreuses photos

552 p. • 45 € TTC • octobre 2011

Publications scientifiques du Muséum

Commandes et renseignements :

Muséum national d'Histoire naturelle

Publications Scientifiques

CP 41 • 57 rue Cuvier • 75231 Paris cedex 05

Tél. : [phone] • Fax : [phone]

Diff. [e-mail] • http://www.mnhn.fr/pubsci

 

Répartition de la période de reproduction

des poissons d'eau douce

Pathologie des poissons d'eau douce

La faune halieutique des rivières de Franche-Comté subit actuellement une série d'atteintes pathologiques qu'il faut analyser. Cet article reproduit ici un cours de pathologie des poissons qui date des années quatre-vingt, mais qui peut être utile à l'observateur du milieu aquatique continental, en particulier aux gardes-pêche et aux pêcheurs.