Discriminating stocks of striped red mullet (Mullus surmuletus) in the Northwest European seas using three automatic shape classification methods

International audienceStock identification is of primary importance for population structure assessment of economically important species. This study investigates stocks of striped red mullet using three automatic methods of stock identification based on otolith shape and growth marks. Otolith shape is known to be a promising approach for stock identification but interpreting patterns of variance is a difficult problem. In this study, images in reflected and transmitted light were acquired from 800 otoliths sampled in the Northwest European seas from South Bay of Biscay to North Sea. The growth marks are pointed out manually by an expert. The external shape of otoliths was automatically extracted by computer vision process and then three automatic classification methods were compared, two classical state-of-the-art methods based on Fourier descriptors and principal component analysis (PCA), and a recently proposed method based on shape Geodesics. From a methodological point of view, results show that the shape geodesic approach significantly outperforms other classical methods. From a biological point of view, this study shows that the population of striped red mullet in Northwest European seas can be divided in three geographical zones: the Bay of Biscay, a mixing zone composed of the Celtic Sea and the Western English Channel and a northern zone composed of the Eastern English Channel and the North Sea (67% of correct classification rate using both shape and growth pattern information). Moreover, it shows that for a given zone, two subsets of the same year have a lower variability in shape than two subsets from two consecutive years

Análisis exploratorio de los datos de determinación de edad de Mullus barbatus en el Mediterráneo

The uncertainty in age estimation by otolith reading may be at the root of the large variability in red mullet (Mullus barbatus) growth models in the Mediterranean. In the MEDITS survey, red mullet age data are produced following the same sampling protocol and otolith reading methodology. However, ageing is assigned using different interpretation schemes, including variations in theoretical birthdate and number of false rings considered, in addition to differences in the experience level of readers. The present work analysed the influence of these variations and the geographical location of sampling on red mullet ageing using a multivariate approach (principal component analysis). Reader experience was the most important parameter correlated with the variability. The number of rings considered false showed a significant effect on the variability in the first age groups but had less influence on the older ones. The effect of the theoretical birthdate was low in all age groups. Geographical location had a significant influence, with longitude showing greater effects than latitude. In light of these results, workshops, exchanges and the adoption of a common ageing protocol based on age validation studies are considered fundamental tools for improving precision in red mullet ageing.La incertidumbre en la estimación de la edad mediante la lectura de otolitos puede ser la principal causa detrás de la gran variabilidad existente en los modelos de crecimiento del salmonete (Mullus barbatus) en el Mediterráneo. En la campaña MEDITS, los datos de edad del salmonete se generan siguiendo el mismo protocolo de muestreo y metodología de lectura de otolitos, aunque la asignación de la edad se lleva a cabo usando distintos esquemas para la interpretación de las lecturas, incluyendo variaciones en la fecha teórica de nacimiento y en el número de anillos considerados falsos, además de las diferencias existentes en cuanto al nivel de experiencia de los lectores. En este trabajo, la influencia de las variaciones en los esquemas de interpretación, el nivel de experiencia de los lectores, y la localización geográfica de las muestras, sobre la determinación de la edad en el salmonete se analiza mediante una aproximación multivariante (Análisis de Componentes Principales). La experiencia de los lectores fue el parámetro más correlacionado con la variabilidad. El número de anillos considerados falsos mostró un efecto significativo sobre la variabilidad de los primeros grupos de edad, mientras que su influencia sobre los más viejos fue menor. El efecto de la fecha teórica de nacimiento tuvo poca importancia en todos los grupos de edad. La localización geográfica tuvo una influencia significativa, con la longitud mostrando mayores efectos que la latitud. Teniendo en cuenta estos resultados, los grupos de trabajo e intercambios de otolitos así como la adopción de un protocolo de asignación de edad común basado en estudios de validación de edad, se consideran herramientas fundamentales para mejorar la precisión en la determinación de la edad del salmonete

Interprétation d’écailles de poissons d’eau douce : Brème, Chevaine, Carpe, Brochet, Barbeau, Sandre, Gardon, Perche

Le pôle de Sclérochronologie de l'IFREMER de Boulogne-sur-mer a réalisé une étude de scalimétrie d'espèces de poissons d'eau douce : Brème, Chevaine, Carpe, Brochet, Barbeau, Sandre, Gardon, Perche. Des essais d’interprétation des écailles ont été réalisés sur chacune des espèces et ce rapport présente les images numériques des estimations d'âge ainsi obtenues

Rapport de faisabilité de l’estimation de l’âge du Platax (Platax orbicularis) à Tahiti

L’équipe de l’IFREMER du centre de Polynésie et celle de la Cellule Innovation et Valorisation de la Direction des Ressources Marines de Polynésie Française mènent des travaux afin de maîtriser la zootechnie de l’élevage du Platax (Platax orbicularis) en lagon. Des connaissances sur la physiologie de la reproduction s’est faite sur ces animaux, mais aucune information n’est disponible quant à l’évolution de la productivité de ces animaux en fonction de leur croissance (pas de données d’âge). Le pôle national de sclérochronologie de l’Ifremer de Boulogne-sur-Mer a été sollicité pour réaliser une étude de faisabilité de l’estimation de l’âge de cette espèce. Pour cela, dans un premier temps des techniques de préparation ont été utilisées sur des otolithes de poissons ayant un âge connu (élevés en aquaculture). Une fois, cette validation faite, des tests ont été entrepris sur des individus sauvages (d’âge inconnu) en fonction des structures de croissance observées sur des otolithes de poissons d’âge connu

Evolution du logiciel TNPC de la version 5 à la version 7

TNPC (Traitement Numérique de Pièces Calcifiées) est un logiciel dédié à l’acquisition et au traitement des pièces calcifiées, développé l'institut français IFREMER. Plusieurs années ont été nécessaires à l’élaboration de ce logiciel. Le développement du projet a commencé en 1994 avec le travail d’Hervé Troadec, en collaboration avec d’autres personnes tels que Ronan Fablet, Hélène de Pontual et André Ogor. TNPC (version 7) fonctionne sur la plate-forme Visilog (version 7) développée par la société FEI (anciennement Noésis). La plupart des applications utilisées sont des fonctions propres de Visilog et vous trouverez toutes les informations appropriées dans la documentation installée avec TNPC. TNPC a connu de nombreuses évolutions ces dernière années, dont l’acquisition d’images à l’aide d’un scanner ou d’une platine motorisée ou encore vidéo à l’aide d’une caméra et enfin l’analyse de forme. Ces 4 éléments seront développés dans la documentation suivante

Rapport de faisabilité de l’estimation de l’âge du gardon (Rutilus rutilus)

Le pôle national de Sclérochronologie de l'Ifremer de Boulogne-sur-Mer a été contacté dans le cadre du projet de recherche OPERA (utilisation des Otolithes de Poisson comme marqueur de l’Exposition cumulée de l’uRAnium, qui est intégré à un défi interdisciplinaire NEEDS : Nucléaire : Energie, Environnement, Déchets, Société) pour réaliser une étude sur l’estimation de l’âge du gardon (Rutilus rutilus) à partir des otolithes et des écailles de poissons vivant dans un lac contaminé à l’Uranium. L’IRSN a ainsi envoyé des otolithes et écailles de gardon avec lesquels différents tests et des essais d’interprétation ont été réalisés dans un premier temps pour une étude de faisabilité de l’estimation de l’âge et dans un deuxième temps pour estimer l’âge des individus prélevés

Ageage des buccins (Buccinum Undatum L) de la cote Ouest-Cotentin (France) à partir des statolithes

La baie de Granville dans le golfe normano-breton, située en Manche Est, représente la principale région française et européenne de pêche du buccin (Buccinum undatum) et génère une activité économique importante (environ 8000 tonnes et 12 millions € par an). Cette pêcherie est exploitée par 50 à 60 caseyeurs (arts dormants). Elle est très encadrée réglementairement (licences, quotas journaliers, taille minimale de capture). Bien que la production estimée soit relativement stable ces dernières années, la pêcherie reste vulnérable car localisée dans la partie méridionale de l’aire de répartition de l’espèce et pourrait être impactée défavorablement par un réchauffement climatique (Cf. derniers scenarii du GIEC). En ce sens, le buccin pourrait constituer une espèce sentinelle dans l’étude de ces changements. Ainsi, un projet de recherche BESTCLIM (BUCCIN, ESPECE SENTINELLE POUR LE CLIMAT) financée par la Région Basse-Normandie, a été mis en place pour étudier et mieux connaitre cette espèce. Il regroupe Synergie Mer et Littoral (SMEL), le Comité Régional de Basse Normandie, l’Université de Caen Basse-Normandie et l’institut IFREMER. Une partie de ce projet est d’étudier la croissance. Celle-ci est généralement suivie chez les mollusques à partir de l’observation de stries dites de croissance sur les pièces dures de l’animal. Chez le buccin, l’opercule, disque de chitine adhérant au pied, était utilisé. Il présente des stries concentriques, alternativement d’épaisseurs variables, identifiées comme stries de croissance (Santarelli, 1985). Cependant, l’opercule étant une pièce externe plutôt souple, les stries ne sont pas toujours observables de façon très distincte car « parasitées » par des rayures apparues pendant la vie de l’animal. Ainsi, à  travers le projet BESTCLIM, une étude portant sur l’âge des buccins a été mis en place en utilisant le statolithe. La plupart des mollusques (dont les Gastéropodes, les Céphalopodes et les Bivalves) possèdent une paire de statocystes localisés à proximité de ganglions cérébroides, dont le statolithe est composé de carbonate de calcium (CaCO3) et de sphérules calcaires (ou statoconies) cerclée d’une fine matrice organique (Cragg et al., 1977; Williamson et al., 2004; Sakakibara, 2006; Tanzarella, 2006). Cette étude a été réalisée sur la croissance du buccin, dans la principale zone française de production de cette espèce, à savoir le golfe normano-breton. Les 2 principales questions étaient : la faisabilité d’estimation d’âge du buccin à partir des statolithes, l’obtention d’un modèle de croissance pour cette espèce. Pour répondre à cela, des tests d’extraction, de préparation et d’interprétation des statolithes ont été réalisés sur 39 individus qui couvraient la totalité de la gamme de taille des individus commerciaux. Cette échelle de taille est relativement restreinte (de 25.49 mmm à 78.96 mm). Les résultats ont montré qu’il est possible d’utiliser les statolithes pour estimer l’âge des buccins qui corrobore les premiers résultats d’Hollyman et al. (2014). Cependant, la méthodologie appliquée à la préparation des statolithes est très chronophage par rapport à d’autres pièces calcifiées utilisées comme l’opercule (Heude-Berthelin et al. 2011). De plus, les données ont permis d’ajouter un modèle de croissance de von Bertalanffy qui montre que pour les buccins du golfe normano-breton, à un âge donné, la taille moyenne estimée à partir des statolithes est bien plus importante qu’à partir de l’opercule.Cette différence observée selon la pièce calcifiée utilisée devrait être confirmée en utilisant les mêmes individus pour les 2 pièces calcifiées testées. Cela devrait permettre de savoir si cela est confirmé s’il est nécessaire de n’utiliser que tel ou tel type de pièce calcifiée

Suivi 2015 des captures d'anguilles pour la DCF : analyse des otolithes

Ce rapport synthétise l'analyse des otolithes d'anguilles prélevés en 2015 dans le cadre du suivi des captures de cette espèce inscrite à la DCF. 306 anguilles ont été prélevées de mai à octobre 2015 dans l’Adour fluvial (n=104), la Dordogne (n=51), la Garonne (n=50), au lac de Grand Lieu (n=50) et dans la Loire fluviale (n=51). Lors du prélèvement, quelques règles sont à respecter pour optimiser l'utilisation des données: · prélever la paire de sagittae (paires d’otolithes les plus grands et non cassés), · noter de façon précise la date de prélèvement (JJ/MM/AA), · noter de façon précise le lieu de capture et fournir les cartes avec les lieux référencés à l'IFREMER, · identifier le sexe du poisson, · mesurer le poids total, la longueur totale et si possible le diamètre de l'oeil, · placer l’ensemble des données dans un fichier standardisé fourni par l’IFREMER. Suivi des échantillons par l'ONEMA, il est important de suivre la provenance des différents échantillons de façon à ne pas avoir 2 échantillons très différents comme cela a été le cas depuis 2011 avec des grands individus capturés dans la Loire et de petits individus capturés dans la Garonne et la Dordogne sauf si cela représente les captures dans ces milieux. Traitement des échantillons par le pôle de Sclérochronologie de l'IFREMER1, une rencontre avec l'IRSTEA2 a permis d'échanger sur les techniques employées par les 2 instituts et de réaliser une calibration des estimations d'âge. Cependant, il serait important de pouvoir continuer à échanger entre ces 2 instituts qui analysent des otolithes d'anguilles. La technique utilisée au pôle de Sclérochronologie de l'IFREMER de Boulogne-sur-Mer est l'obtention d'une lame mince polie sur le ou les plan(s) sagittal(aux) avant d'être interprétée à l’aide de TNPC 7

Growth of an Inshore Antarctic fish, Trematomus newnesi (Nototheniidae), off Adelie Land

Dusky rockcod, Trematomus newnesi, is a widely distributed neritic circumpolar Antarctic fish species. We conducted a study on age and growth of Trematomus newnesi in coastal waters of Adélie Land in East Antarctica. A total of 289 specimens were collected in 2003, 2005, 2006 and 2009. They consisted of 122 females, 132 males and 35 immature specimens. Total length (TL) and total weight (W) of these fish ranged from 13.5 to 25 cm and 19.7 to 174 g respectively for females and from 12 to 20.9 cm and from 24.1 to 144.1 g for males. The TL/W relationship was described by the following parameters: a=7.2.10-3 and b=3.127, showing no significant difference between sex (ANCOVA, P0.05). The estimated values of Von Bertalanffy growth curve L∞ (cm), W∞ (g) and k were 26.6, 200.6 and 0.13 for females and 24.5, 147.0 and 0.15 for males respectively. The indices of growth performance between sexes were not significant

Estimation de l’âge du merlan (Merlangius merlangus) ?

Le merlan (merlangius merlangus) est une espèce commerciale importante suivie au niveau européen. La pièce calcifiée utilisée pour l’estimation de l’âge du merlan est l'otolithe. Parmi les 3 paires d'otolithes, ce sont toujours les plus gros, les sagittae qui sont utilisés. Ils conservent la séquence complète des marques de croissance enregistrées (Panfili et al., 2002). Pour observer au mieux ces structures, la technique de coupe transversale a été retenue comme la plus précise (ICES WKARWHG2 REPORT 2016). Les images obtenues sont soumises à l’interprétation par les experts européens. Ce rapport propose de décrire précisément les structures observables sur les images obtenues par la technique de coupe transversale. La variabilité des structures est présentée en fonction du groupe d’âge, du trimestre et de la zone géographique. Pour chaque échantillon, une coupe d'otolithe est réalisée. Cette coupe est ensuite observée sous loupe binoculaire en lumière transmise et/ou réfléchie pour une interprétation. Ce rapport se termine en concluant sur les outils disponibles d’aide à la décision pour estimer l’âge. En effet, une aide à l’interprétation des otolithes difficiles est possible, notamment en utilisant des mesures le long de la radiale. Des exemples de mesures sur des otolithes jugés difficiles sont aussi présentés