Conception et réalisation de bancs automatisés pour les mesures écophysiologiques des mollusques filtreurs en condition contrôlée à La Station Expérimentale d'Argenton

Force est de constater que, malgré un intérêt croissant depuis les 20 dernières années en matière d'écophysiologie des mollusques, il n'existe, à notre connaissance, aucun système réellement adapté à la mesure en continu et de façon concomitante des principales fonctions écophysiologies des mollusques filtreurs (notamment consommation et filtration). Faisant suite à la réalisation d'un cahier des charges et d'une version préliminaire d'un système, le but du présent projet est de doter la Station Expérimentale d'Argenton (entité expérimentale de l'UMR « Physiologie et Ecophysiologie des Mollusques Marins) de deux systèmes automatisés et opérationnels de mesures de l'écophysiologie des mollusques filtreurs. Après un bref rappel des principes de mesures des fonctions écophysiologiques, le rapport présente le déroulement des tâches réalisées pour le présent contrat. Il détaille, élément par élément, le système automatisé mis au point. Il fournit notamment un descriptif de l'IHM permettant de piloter les deux bancs d'écophysiologie

Anesthesia in Pacific oyster,

A reliable anaesthesia and sampling protocol for Pacific oysters will enable experiments to be conducted without sacrificing animals and will facilitate successive sampling of individuals for gametogenesis studies. As no such techniques were available for Crassostrea gigas, the present study aimed to define suitable anaesthetic conditions for use with this species. Three groups of ten oysters (mean weight ± SD, 32.1 ± 9.0 g) were anaesthetised in 5 L containers. Among different chemicals: benzocaine, eugenol and three different types of magnesium chloride (a laboratory one – Flucka® – and two designed for agriculture – DEUSA International® and Dead Sea Works®) and concentrations tested, one laboratory (concentration: 72 g L−1) and one agricultural (Dead Sea Works® 50 g L−1) type of magnesium chloride were the most effective, respectively inducing anaesthesia in 73 ± 3% and 80 ± 3$% after three hours. Lower oyster weight and a two day period of starving prior to treatment significantly increased the number of anaesthetised animals. Using this protocol, losses of 0 to 10% of oysters were observed one week after anaesthesia. Increasing anaesthesia duration from 3 to 16 h resulted in a significant increase in the number of anaesthetised oysters (from 50 ± 10 to 97 ± 7%) but no increase in mortality (7 ± 11%). On the other hand, reducing water temperature from 19.5 °C to 15.3 °C, resulted in a significant decrease in anaesthesia efficacy. A reliable anaesthesia protocol was developed: 100% of Pacific oysters are anaesthetised using 50 g L−1MgCl2 Dead Sea Work®for a 16 h duration. This long duration facilitates tissue sampling and does not increase the working time needed. This protocol was validated by monthly anaesthesia and gonad sampling during a three month period with the loss of only a single oyster. It can thus be used for routine applications

Non-additive effects of ocean acidification in combination with warming on the larval proteome of the Pacific oyster, Crassostrea gigas

Increasing atmospheric carbon dioxide results in ocean acidification and warming, significantly impacting marine invertebrate larvae development. We investigated how ocean acidification in combination with warming affected D-veliger larvae of the Pacific oyster Crassostrea gigas. Larvae were reared for 40 h under either control (pH 8.1, 20 °C), acidified (pH 7.9, 20 °C), warm (pH 8.1, 22 °C) or warm acidified (pH 7.9, 20 °C) conditions. Larvae in acidified conditions were significantly smaller than in the control, but warm acidified conditions mitigated negative effects on size, and increased calcification. A proteomic approach employing two-dimensional electrophoresis (2-DE) was used to quantify proteins and relate their abundance to phenotypic traits. In total 12 differentially abundant spots were identified by nano-liquid chromatography-tandem mass spectrometry. These proteins had roles in metabolism, intra- and extra-cellular matrix formations, stress response, and as molecular chaperones. Seven spots responded to reduced pH, four to increased temperature, and six to acidification and warming. Reduced abundance of proteins such as ATP synthase, GAPDH and increase of superoxide dismutase occurred when both pH and temperature changes were imposed, suggesting altered metabolism and enhanced oxidative stress. These results identify key proteins that may be involved in the acclimation of C. gigas larvae to ocean acidification and warming. Significance Increasing atmospheric CO2 raises sea surface temperatures and results in ocean acidification, two climatic variables known to impact marine organisms. Larvae of calcifying species may be particularly at risk to such changing environmental conditions. The Pacific oyster Crassostrea gigas is ecologically and commercially important, and understanding its ability to acclimate to climate change will help to predict how aquaculture of this species is likely to be impacted. Modest, yet realistic changes in pH and/or temperature may be more informative of how populations will respond to contemporary climate change. We showed that concurrent acidification and warming mitigates the negative effects of pH alone on size of larvae, but proteomic analysis reveals altered patterns of metabolism and an increase in oxidative stress suggesting non-additive effects of the interaction between pH and temperature on protein abundance. Thus, even small changes in climate may influence development, with potential consequences later in life

Observer, Analyser et Gérer la variabilité de la reproduction et du recrutement de l’huître creuse en France : Le Réseau Velyger. Rapport annuel 2014

La conchyliculture, et principalement l’élevage de l’huître creuse, Crassostrea gigas, constitue la principale activité aquacole française. Cette activité repose, en grande partie, sur le recrutement naturel de l’espèce qui assure 70% des besoins en jeunes huîtres (naissain) : cette activité de collecte s’appelle le captage. Les deux principaux centres de captage en France sont les bassins d’Arcachon et de Marennes-Oléron. Or, depuis une dizaine d'années, sur le bassin d'Arcachon, le captage devient très variable: à des années de captage nul (par exemple les années 2002, 2005, 2007) ou faible (2009, 2010, 2011) succèdent des années excellentes voire pléthoriques (les années 2003, 2006, 2008, 2012, 2013). A Marennes-Oléron, cette variabilité existe, mais s’avère beaucoup moins marquée. En outre, à la faveur du lent réchauffement des eaux, le captage peut désormais se pratiquer de plus en plus vers le nord. Ainsi, la baie de Bourgneuf, mais aussi la rade de Brest sont devenues, depuis quelques années, des secteurs où un nombre croissant d’ostréiculteurs pratiquent avec succès le captage, mais avec, là aussi, des irrégularités dans le recrutement qu’il convient de comprendre. Enfin, depuis la crise des mortalités de 2008, il se développe aussi sur l’étang de Thau une volonté de pratiquer le captage. Afin de mieux comprendre les facteurs de variations du captage, l’Ifremer a mis en place, à la demande du Comité National de la Conchyliculture, un réseau national de suivi de la reproduction : le Réseau VELYGER. Créé en 2008 sur fonds européens et financé désormais par la Direction des Pêches Maritimes et de l’Aquaculture, ce réseau apporte, chaque année, sur les écosystèmes cités précédemment, une série d’indicateurs biologiques (maturation, fécondité, date de ponte, abondance et survie larvaire, intensité du recrutement, survie du naissain) dont l’analyse croisée avec des indicateurs hydrologiques et climatiques permet progressivement de mieux appréhender les causes de variabilité du recrutement de l’huître creuse en France, modèle biologique et espèce clé de la conchyliculture française. Ce rapport présente donc les résultats 2014 de ce réseau d’observation et fait appel, pour la partie hydro-climatique, à des observations acquises par d’autres réseaux régionaux et nationaux. Il détaille toutes les caractéristiques par secteur du cycle de reproduction de l’huitre creuse : maturation et fécondité des adultes, période de ponte, abondance et survie des larves, intensité du captage et mortalités précoces. Il fournit ensuite une interprétation et une synthèse des résultats 2014 par secteur et à la lueur des résultats des années antérieures. Ainsi, pour l’année 2014, on retiendra les faits majeurs suivants : • Sur le plan hydro-climatique, cette année se caractérise par un hiver et un printemps particulièrement doux et humides, avec des épisodes de crues marquées sur la façade atlantique suivis d’un été ensoleillé et relativement chaud (mais sans épisode caniculaire). On observe des dessalures importantes en fin d’hiver, puis un retour dans les normales au printemps. Le phytoplancton est relativement abondant de la rade de Brest aux pertuis Charentais et plutôt déficitaire dans le bassin d’Arcachon et la lagune de Thau. • En termes de biologie, ces conditions hydro-climatiques se sont traduites, chez les populations d’huîtres adultes, par des indices de condition généralement élevés, avec toujours l’existence d’un gradient Nord-Sud observé chaque année, corrélativement à la concentration en phytoplancton. En outre, l’excédent thermique enregistré depuis l’hiver et tout au long du printemps s’est traduit par une ponte dés la mi juillet sur l’ensemble des écosystèmes de la côte atlantique et encore plus précocement dans la lagune de Thau. • Grâce à des températures très favorables en juillet et encore favorables en août, la plupart des cohortes larvaires observées ont eu une survie normale à bonne (e.g. 0.2 à 1.4 %), ce qui s’est généralement traduit par un captage modéré à excellent voire exceptionnel dans certains cas bien précis : la baie de Bourgneuf et le bassin d’Arcachon. Par contre, en rade de Brest, le captage est en deçà des valeurs auxquelles on aurait pu s’attendre, et la question de l’effet de certaines algues toxiques présentes en abondance au cours de cette saison de reproduction est posée. C’est aussi le cas dans la lagune de Thau, mais sur cet écosystème sans marée les aspects zootechniques liés à la gestion des collecteurs (localisation par rapport aux tables ostréicoles et technique d’exondation) constituent le facteur déterminant des performances du captage. • En conséquence, l’année 2014, se caractérise par un captage très variable géographiquement : « faible à modéré » en rade de Brest et dans la lagune de Thau (1 à 30 naissains/coupelle), modéré dans les pertuis Charentais (~200 naissains/coupelle) et excellent à exceptionnel dans le bassin d’Arcachon et en baie de Bourgneuf (de 200 à 2000 naissains/coupelle)

Observer, Analyser et Gérer la variabilité de la reproduction et du recrutement de l’huître creuse en France : Le Réseau Velyger. Rapport annuel 2013

La conchyliculture, et principalement l’élevage de l’huître creuse, Crassostrea gigas, constitue la principale activité aquacole française. Cette activité repose, en grande partie, sur le recrutement naturel de l’espèce qui assure 70% des besoins en jeunes huîtres (naissain) : cette activité de collecte s’appelle le captage. Les deux principaux centres de captage en France sont les bassins d’Arcachon et de Marennes-Oléron. Or, depuis une dizaine d'années, sur le bassin d'Arcachon, le captage devient très variable: à des années de captage nul (par exemple les années 2002, 2005, 2007) ou faible (2009, 2010, 2011) succèdent des années excellentes voire pléthoriques (les années 2003, 2006, 2008, 2012, 2013). A Marennes-Oléron, cette variabilité existe, mais s’avère beaucoup moins marquée. En outre, à la faveur du lent réchauffement des eaux, le captage peut désormais se pratiquer de plus en plus vers le nord. Ainsi, la baie de Bourgneuf, mais aussi la rade de Brest sont devenues, depuis quelques années, des secteurs où un nombre croissant d’ostréiculteurs pratiquent avec succès le captage, mais avec, là aussi, des irrégularités dans le recrutement qu’il convient de comprendre. Enfin, depuis la crise des mortalités de 2008, il se développe aussi sur l’étang de Thau une volonté de pratiquer le captage. Afin de mieux comprendre les facteurs de variations du captage, l’Ifremer a mis en place, à la demande du Comité National de la Conchyliculture, un réseau national de suivi de la reproduction : le Réseau VELYGER. Créé en 2008 sur fonds européens et financé désormais par la Direction des Pêches Maritimes et de l’Aquaculture, ce réseau apporte, chaque année, sur les écosystèmes cités précédemment, une série d’indicateurs biologiques (maturation, fécondité, date de ponte, abondance et survie larvaire, intensité du recrutement, survie du naissain) dont l’analyse croisée avec des indicateurs hydrologiques et climatiques permet progressivement de mieux appréhender les causes de variabilité du recrutement de l’huître creuse en France, modèle biologique et espèce clé de la conchyliculture française. Ce rapport présente donc les résultats 2013 de ce réseau d’observation et fait appel, pour la partie hydro-climatique, à des observations acquises par d’autres réseaux régionaux et nationaux. Il détaille toutes les caractéristiques par secteur du cycle de reproduction de l’huitre creuse : maturation et fécondité des adultes, période de ponte, abondance et survie des larves, intensité du captage et mortalités précoces. Il fournit ensuite une interprétation et une synthèse des résultats 2013 par secteur et à la lueur des résultats des années antérieures. Ainsi, pour l’année 2013, on retiendra les faits majeurs suivants : • L’année 2013 a été très contrastée. Un printemps particulièrement frais et généralement humide (mois de juin inclus) a fait suite à un hiver tardif alors que l’été a été ensoleillé et plutôt chaud. Les concentrations en phytoplancton ont été dans les normes avec toujours l’existence d’un gradient Nord-Sud : elles sont plutôt élevées en rade de Brest, baie de Bourgneuf et bassin de Marennes Oléron et plutôt faible dans le bassin d’Arcachon et l’étang de Thau. En outre, tout au long du printemps et jusqu’au mois de juillet, les températures de l’eau ont été toujours inférieures aux normales (excepté dans l’étang de Thau). • Ces conditions hydro-climatiques ont imprimé un gradient dans la maturation et la fécondité des huitres adultes avec un indice de condition très élevé en rade de Brest, en baie de Bourgneuf, et dans le bassin de Marennes Oléron et plutôt faible dans le bassin d’Arcachon et l’étang de Thau. En outre, le déficit thermique marqué jusqu’en juillet s’est traduit par une ponte très tardive sur l’ensemble des écosystèmes de la côte atlantique : par exemple, elle est survenue au 25 août en baie de Bourgneuf, ce qui constitue une valeur record. Malgré tout, quelques pontes partielles et asynchrones ont été observées sur certains écosystèmes en juillet. • Grâce à des températures très favorables en juillet et favorables en août, la plupart des cohortes larvaires présentes à cette période (rade de Brest, bassin d’Arcachon et étang de Thau) ont eu une survie normale à bonne (e.g. 0.2 à plus de 1 %), ce qui s’est traduit par un captage bon à excellent, avec une forte variabilité dans l’étang de Thau (cf paragraphe ci-dessous). Par contre, pour la baie de Bourgneuf et les pertuis Charentais, l’arrivée trop tardive des larves à la fin août dans une eau fraiche (< 20°C) n’a pas permis une survie favorable (autour de 0.01 %) ce qui s’est traduit par un captage tout juste modéré, faible voir nul selon les secteurs. • En conséquence, l’année 2013, se caractérise par un captage très variable géographiquement : « bon voire excellent » en rade de Brest (de 138 à 245 naissains/coupelle) et dans le bassin d’Arcachon (de 177 à 429 naissains/coupelle), modéré dans le bassin de Marennes-Oléron (de 25 à 52 naissains/coupelle) et faible en baie de Bourgneuf (< 5 naissains/coupelle). Ce rapport montre aussi que l’étang de Thau joue un rôle d’exception. Malgré une ponte d’intensité normale, des abondances de larves élevées et une bonne survie des cohortes, le captage 2013 y est très variable ce qui positionne l’étang de Thau en dehors du modèle de fonctionnement admis pour le cycle de reproduction de l’huître creuse sur la façade atlantique. Il semble que, sur ce site, la métamorphose constitue un verrou biologique qui peut être levé en utilisant des pratiques zootechniques adaptées à ce site particulier. Cette optimisation des pratiques zootechniques fait l’objet d’un projet régional : le projet PRONAMED