Au Québec, l'esturgeon jaune (Acipenser fulvescens) fait l'objet d'une pêche commerciale importante malgré le fait qu'à l'échelle mondiale la plupart des espèces d'esturgeons sont menacées de disparition. Si les données dont disposent les intervenants dans la gestion de cette ressource les informent sur l'état des stocks, en terme de quantité, elles ne les renseignent pas sur la qualité des individus pêchés. Des doutes subsistent sur le potentiel réel de régénération et de subsistance à long terme de cette espèce. Ce travail vise à élargir nos connaissances sur l'esturgeon jaune du Québec, une espèce de poissons qui affiche des traits biologiques particuliers dont une forte longévité et une reproduction tardive à longue périodicité. L'hypothèse principale de la recherche est que certains indicateurs biologiques pourraient signaler une atteinte potentielle à la santé des esturgeons, ce qui pourrait conduire à un examen plus approfondi des phénomènes détectés. Des relevés physionomiques (âge, sexe, indices somatiques, relevés d'irrégularités morpho-pathologiques) et des analyses en laboratoire (concentrations de lipides, protéines et glycogène hépatiques, histologie du foie, cycle cellulaire des splénocytes) ont été effectuées sur des esturgeons jaunes (n=122) provenant de trois stations d'échantillonnage. Des analyses de contaminants environnementaux furent également effectuées (mercure, biphényles polychlorés (BPC), dioxines, furanes, éthers de diphényles polybrominés (PBDE), biphényles polybrominés (BPB)). Deux stations se trouvent dans le fleuve Saint-Laurent (lac Saint-Louis et archipel du lac Saint-Pierre), et la troisième se trouve en Abitibi (lac Berthelot). Un indice intégré d'examen de la santé, traité tel qu'il le fut dans le présent travail, ne constitue pas un signal préventif adéquat. Les résultats concernant les lipides hépatiques totaux ainsi que certaines observations histologiques indiquent que le suivi de l'indice hépatosomatique constitue un signal préventif d'atteinte potentielle à la santé. Les fluctuations spatiales et temporelles de la proportion d'individus présentant une valeur supérieure à 3.15 pour cet indice constitue un outil de suivi. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Poisson, Indicateurs biologiques, Histologie, Contaminants lipophiles, Esturgeon jaune.

L'esturgeon européen Acipenser sturio (Linnaeus, 1758) était un poisson commun de nos fleuves jusqu'au début du 20e siècle. Toutes ses populations sont maintenant éteintes sauf une qui survit dans le bassin Gironde-Garonne-Dordogne en France. Les données disponibles sur l'espèce restent très partielles car elles proviennent quasi exclusivement de cette population relictuelle. Au cours de cette thèse, plus d'une centaine d'échantillons anciens d'esturgeons restes archéologiques ou spécimens naturalisés conservés dans les muséums d'histoire naturelle ont été analysé grâce aux méthodes de la paléogénétique. Ces analyses génétiques ont été réalisées sur l'ADN mitochondrial (surtout la Dloop) ainsi que sur cinq loci microsatellites qu'il a été nécessaire d'adapter aux méthodes d'étude de l'ADN ancien. Les données paléogénétiques obtenues ont permis d'étudier : 1) les relations de l'esturgeon européen avec les autres espèces d'esturgeons vivant ou ayant vécu en Europe, en particulier l'esturgeon de l'Adriatique A. naccarii et l'esturgeon atlantique A. oxyrinchus. 2) la diversité génétique de l'esturgeon européen sur l'ensemble de son ancienne aire de répartition. 3) la diversité génétique d'une population d'esturgeon européen au cours du temps la population du Rhône, d'une période où elle était florissante jusqu'à son extinction. L'ensemble de ces données ont été discuté à la lumière de la conservation de l'espèce, qui est aujourd'hui en danger critique d'extinction. / The European sturgeon Acipenser sturio (Linnaeus, 1758) was a common fish of our rivers until the beginning of the 20th century. All populations are now extinct except one which survives in the Gironde-Garonne-Dordogne basin in France. Data available on this species are only partial because they only stem from this relictual population. During this thesis, more than one hundred ancient sturgeon samples archaeological remains or naturalized museum specimens were analysed by paleogenetics means. These genetics anlyses were carried out on mitochondrial DNA (mainly the Dloop) and five microsatellites loci which were adapted to ancient DNA methodologies. Paleogenetics data that we obtained were used to study : 1) A. sturio interactions with other sturgeon species which live or lived in Europe, especially the Adriatic sturgeon A. naccarii and the atlantic sturgeon A. oxyrinchus. 2) the genetic diversity of A. sturio all over its former geographical range. 3) genetic diversity of a population of the European sturgeon through time the Rhone River population from a period it was flourishing until its extinction. All these data were considered in the light of the species conservation, since A. sturio is now critically endangered.

Afin de repeupler la mer Caspienne, la propagation artificielle de l’esturgeon Acipenser persicus est maintenant une pratique courante avec rejets annuels de juvéniles directement en mer. Cependant, une forte mortalité est régulièrement observée suite à la libération directe en mer de juvéniles pesant 2-3 g. L'objectif a donc été d'analyser les capacités d’acclimatation de juvéniles de l’eau douce à l’eau saumâtre et d'identifier un moyen possible d’améliorer les taux de survie d’esturgeons de moins de 3 g.Dans une première partie, l'effet de transferts abruptes ou progressifs sur 5 jours de l'eau douce (ED) à une salinité de 11‰ (salinité de la mer Caspienne, CSW) a été étudié chez des juvéniles de 1 à 2 g, 2 à 3 g et de 3 à 5 g. Ont été mesurés les taux de mortalité, l'osmolalité plasmatique, l’expression et la localisation (branchies, reins, valvule spiralée, caecum pylorique) des principales protéines de transport : la Na+, K+-ATPase (NKA), la H+-ATPase vacuolaire (VHA), le Na+, K+, 2Cl- (NKCC) et la ‘Cystic Fibrosis Transmembrane conductance Regulator’ (CFTR). Une étude des changements d'expression génique et protéique de la NKA au niveau des branchies a également été effectuée. Enfin, une étude ultrastructurale (TEM et SEM) des cellules à chlorure branchiales a été effectuée.Dans une deuxième partie, un traitement hormonal avec le cortisol a été effectué afin d’améliorer la capacité d'acclimatation. Des juvéniles de moins de 2g ont été traités pendant 24h en ED avec des bains de cortisol à 3 concentrations différentes : 3, 5 et 7 mg.l-1. Les poissons ont été ensuite directement transférés de l'eau douce à la CSW et échantillonnés après 1, 4 et 9 jours après transfert en CSW. Les taux de mortalité, l'osmolalité plasmatique, le nombre et l’aire des cellules à chlorure des branchies ont été évalués.Ainsi, les poissons de plus de 3 g sont capables de survivre et s’acclimatent à la CSW. Malgré une augmentation initiale de l'osmolalité plasmatique après transfert de salinité, les juvéniles réduisent ensuite leur osmolalité plasmatique jusqu'à la pression osmotique de la mer Caspienne. Cependant, beaucoup de poissons de moins de 3 g ne peuvent survivre à l’augmentation brutale de salinité et la pression osmotique du sang des poissons survivants reste élevée. L’expression de la NKA et du NKCC, la taille et le nombre des cellules à chlorure des branchies sont également plus élevés. Les juvéniles pesants plus de 2 g augmentent aussi fortement leur activité de NKA branchiale après transfert de salinité. L'étude ultrastucturale a révélé des surfaces apicales similaires pour les cellules à chlorure branchiales des poissons en ED et acclimatés à la CSW. Le cytoplasme de ces cellules dans les poissons pesant plus de 2 g apparait plus dense et gonflé par rapport aux poissons pesant moins de 2 g. Cela pourrait être dû à l'allongement des replis de la membrane basale (réseau tubulo-vésiculaire) et/ou à une densité plus élevée des mitochondries. L’expression branchiale du gène NKA des poissons acclimatés à la CSW est apparue d'abord sur- puis sous-exprimée 4 jours après le transfert de salinité pour atteindre le niveau des poissons en ED. Au niveau intestinal et des reins, aucune différence n'a pu être détectée entre les différents groupes de poids suite au transfert de salinité. Malgré une osmolarité plasmatique réduite, le nombre et la taille des cellules à chlorure des poissons traités avec le cortisol montrent 9 jours après transfert, les mêmes tendances que celles observées pour les poissons non traités.Ainsi, cette étude a révélé que seuls les esturgeons juvéniles de plus de 3 g peuvent être directement rejetés en mer Caspienne. Pour les poissons de 2-3 g, un protocole spécial pendant le transfert de salinité doit être considéré alors que les poissons pesant moins de 2 g ne peuvent tolérer une augmentation de salinité même après un traitement au cortisol. / For restocking purposes, artificial propagation of Persian sturgeon (Acipenser persicus) and annual releases into the Caspian Sea are now common practice. However, high mortality is regularly observed following the direct release of 2-3 g juveniles into the Caspian Sea. Therefore, the aim of the study was to analyse the acclamatory capacities of juvenile Persian sturgeons to elevated salinity and to identify a possible way to improve survival rates of juveniles weighting less than 3 grams.In the first part of this study, the effect of abrupt and 5-day gradual salinity transfers from freshwater (FW) to 11‰ Caspian Sea water (CSW) were investigated in juvenile Persian sturgeons with three different weight groups: 1-2 g (1.62 ± 0.27 g), 2-3 g (2.55 ± 0.41 g) and 3-5 g (4.28 ± 0.76 g). Daily mortality rates, plasma osmolality, immunofluorescence localization of the main ion transporter proteins such as Na+, K+-ATPase (NKA), Vacuolar H+-ATPase (VHA), Na+,K+,2Cl–(NKCC) and Cystic Fibrosis Transmembrane conductance Regulator (CFTR) at the gill, kidney, pyloric caecum and intestinal spiral valve levels, ultrastructural studies (TEM and SEM) of the gills for chloride cell changes and changes of branchial NKA gene and protein expression were measured 4 and 10 days after abrupt transfer to CSW and 9 and 15 days after the initial gradual transfer (i.e. 4 and 10 days after reaching CSW), respectively.In the second part of study, hormonal treatment with cortisol was used to enhance the acclimation capability of fish weighing less than 2g. Fish were treated with a cortisol bathing method using three different concentrations; 3, 5 and 7 mg.l-1 for 24 hours in FW. Fish were then directly transferred from FW to CSW (11‰) and sampled after 1, 4 and 9 days post-transfer to CSW. Daily mortality rate, plasma osmolality and branchial chloride cell number and area were evaluated.The obtained results showed that fish weighing more than 3g are able to survive and could successfully acclimate to CSW. Despite initial plasma osmolality increase after salinity transfer, juveniles could reduce their plasma osmolality down to the CSW osmotic pressure after 15 days of acclimation in CSW. However, fish under 3 g could not survive abrupt salinity increase, and blood osmotic pressure of the remaining surviving fish increased and remained elevated during the whole experimental period. At the gill level, higher chloride cell size and number, with also higher NKA and NKCC content were observed allowing juveniles weighing more than 2 g to sharply increase their NKA activity after salinity transfer. The electron microscopic study revealed similar apical surfaces for branchial chloride cells in FW and CSW-acclimated fish. It also indicated that the cytoplasm of these cells in fish weighing more than 2 g were denser and inflated compared to fish weighing less than 2 g. This could be due to the elongation of the basal membrane infoldings (tubulo-vesicular network) and/or a higher density of mitochondria. Because sequences of NKA and NKCC1 genes were not reported for sturgeon fish, two partial sequences of NKA (632 bp) and NKCC1 (538 bp) were obtained from this present study and were registered in Genbank. Branchial NKA gene of CSW-acclimated fish was firstly upregulated and then downregulated to the level for FW fish after 4 days following salinity transfer. At the kidney and intestinal level, no difference could be detected between the different weight groups during salinity transfer. Despite lower plasma osmolality, number and size of the chloride cells in treated fish with cortisol show the same trends as the untreated control fish after 9-days post transfer. Consequently, this study revealed that only Persian sturgeon juveniles weighing more than 3 g can directly be released into the Caspian Sea. Fish weighting 2-3 g need special care during salinity transfer and fish weighing less than 2 g cannot tolerate Caspian Sea salinity even after cortisol treatment.

L'esturgeon européen Acipenser sturio est un poisson migrateur amphihalin qui a connu un fort déclin au cours du 20ème siècle. La dernière population vit dans le bassin Gironde-Garonne-Dordogne (GGD) et sa dernière reproduction connue date de 1994. Les individus relachés lors de repeuplements sont supposés venir se reproduire prochainement. Du fait du changement global et de l'évolution des activités humaines, une meilleure connaissance de la vulnérabilité des jeunes stades de A. sturio vis-à-vis de la température, de la disponibilité en oxygène et des polluants s'est avérée nécessaire. La sensibilité aux conditions oxythermiques actuelles et à venir a été évaluée ainsi que la qualité des sédiments des frayères. Enfin, la sensibilité des jeunes stades de cette espèce à des mélanges de polluants représentatifs du bassin GGD a été également évaluée. Une forte sensibilité des jeunes stades de A. sturio au taux d'oxygène a été mise en évidence. Les fenêtres optimales et critiques de tolérance ont été estimées. La toxicité des sédiments de frayères de Dordogne est globalement supérieur à celle des sédiments de frayères de Garonne. Beauregard et Pessac-sur-Dordogne semblent être respectivement les sites les plus favorables et défavorables aux jeunes stades. La sensibilité de A. sturio aux polluants rencontrés dans le bassin est relativement faible. Les conditions environnementales actuelles du bassin GGD semblent globalement satisfaisantes pour accueillir le développement de jeunes stades de A. sturio. Les données collectées dans cette étude pourront servir pour d'autres programmes de réintroduction de cette espèce. / The European sturgeon Acipenser sturio is a diadromous species which has exibited a drastic decline during the 20th century. Its last population lives in the Gironde-Garonne-Dordogne (GGD) catchment where the last documented reproduction occured in 1994. Individuals released in the context of restocking actions are expected to re-enter the system for reproduction in the next few years. Because of global changes and human activity evolution, environmental conditions have changed from the last reproduction. Improved knowledge on the sensitivity of the European sturgeon to temperature, dissolved oxygen and pollutant is required to evaluate its capacities to recolonize the GGD catchment. Sentivity to present and future, considering global changes, oxygen and temperature conditions were evaluated as well as quality of the substratum of potential spawning grounds. The sensitivity of the early stages toward a mix of pollutants found in the GGD catchment was evaluated. Results obtained show a high sensitivity of the young stages of this species to oxygen concentration. Thermal optimum, optimal and critical tolerance windows were determined. Sensitivity to pollutants mixtures found in the GGD was relatively low. Dordogne river substratum was globally more toxic than Garonne river substratum. Beauregard and Pessac-sur-Dordogne were tested respectively as the best and the worst potential spawning ground for the development of the European sturgeon early stages according to their toxicological effects. Current conditions in the GGD catchment seems to be sustainable for European sturgeon early stages. Data from this study would be useful for further restocking programs in the historical european sturgeon reproduction area.

En biologie de la conservation, les pratiques de réintroduction consistent à élever des animaux en captivité et à les relâcher dans l’aire de répartition où l’espèce en question a décliné ou disparu, ceci dans le but de soutenir la population naturelle. Pour les poissons, l’élevage en pisciculture implique une sélection des individus au moment de la reproduction et un développement des jeunes stades dans un environnement contrôlé qui peuvent influencer fortement les attributs comportementaux,génétiques, morphologiques et physiologiques nécessaires pour répondre de manière adéquate aux conditions du milieu naturel. L’exposition de ces individus naïfs, particulièrement les jeunes stades, àla variabilité (environnements enrichis) pourrait limiter ces carences et améliorer la survie post lâcher.Dans ce cadre, des expérimentations sont nécessaires pour comprendre comment l’environnement d’élevage affecte les performances individuelles qui impacteront directement la fitness en milieu naturel et par conséquent l’efficacité des programmes de réintroduction avec un objectif de conservation. La dernière population d’esturgeon sauvage d’Europe de l’ouest est issue de la Gironde (Sud-Ouest France), il s’agit de l’esturgeon européen (Acipenser sturio). Cette espèce est classée en danger critique d’extinction et fait l’objet d’un programme de restauration européen décliné en plans d’actions nationaux en France et en Allemagne. Dans ce travail, cette espèce est utilisée comme modèle afin d’évaluer les effets des pratiques d’élevage sur la survie, la croissance et le comportement des jeunes de l’année en captivité puis leur comportement et leur survie post lâcher en milieu naturel. Des esturgeons nés en captivité, issus de 2 croisements, ont été élevés selon deux méthodes, l’élevage « traditionnel » (faible variabilité spatiale et temporelle) et l’élevage« enrichi » (augmentation de la variabilité spatiale et temporelle), jusqu’à ce qu’ils atteignent trois mois puis leurs performances ont été évaluées en conditions contrôlées. Les individus ont ensuite étaient relâchés en rivière et leurs déplacements individuels ont été suivis pendant 20 jours à l’aide d’une technologie de télémétrie acoustique après avoir évalué les effets du marquage sur les performances individuelles. Les résultats en conditions contrôlées mettent en évidence que dans un élevage enrichi les individus atteignent un poids et une taille supérieurs dès le premier mois de vie.L’analyse de la croissance révèle que les individus issus des deux croisements ont une croissance similaire en conditions enrichies mais celle-ci diffère dans un environnement traditionnel. L’analyse du comportement en milieu contrôlé indique que les individus élevés en conditions enrichies seraient plus lents à explorer un environnement inconnu mais plus nombreux que parmi les individus élevés de manière traditionnelle. Le suivi post-lâcher des jeunes stades de cette espèce et plus largement des espèces d’esturgeon a été réalisé pour la première fois dans le cadre de ce travail. La survie globale des poissons était de 69,3% (52.2−90.9%), la survie la plus faible concernant un croisement élevé de manière traditionnelle. [...] Ce travail milite pour que les pratiques de repeuplement et la recherche sur l’écologie des espèces travaillent en synergie afin de favoriser la mise en place d’une aquaculture adaptative qui soutienne la conservation des espèces. / Stocking for conservation purposes is the practice of raising animals in captivity and releasing the min to an area from which the species have either declined or disappeared, in an attempt to enhance the natural population. Fish reared in hatcheries are exposed to selective reproduction, and early life experiences in a safe setting can strongly influence the behavioral, genetic, morphological and physiological attributes necessary to respond adequately to natural conditions after stocking.Exposing naive individuals to variability during early stages −enriched environment− could reduce such deficiencies and improve fish survival after release. This approach needs to be studied tounderstand how it affects performance traits that will directly impact fish fitness in the wild and consequently, its effects on stocking programs efficiency for conservation. The last remaining wild sturgeon population in Western Europe, the European sturgeon (Acipenser sturio), is located in theGironde (Southwest France). This species is critically endangered and subject of a recovery plan with specific action plans in France and Germany. In this study, this species was used as a model to assess effects of rearing practices on survival, growth and behavioral performance of young-of-the-yearsturgeons before stocking and their behavior and survival in the wild after release. Captive-born sturgeons belonging to two crossings were reared under traditional (i.e. low spatial and temporal variability) and enriched (i.e. higher spatial and temporal variability) practices for 3 months and their performance was evaluated in laboratory. Then, the fish were released in the Dordogne River and their individual movements were tracked for 20 days using a acoustic telemetry system; after evaluating the tagging effects on fish performance. Results in the laboratory demonstrated that enriched environment resulted in bigger fish from the first month. Growth curve analysis revealed that enriched environment made both fish crossings grow in a similar manner. In contrast, crossings’growth differed in traditional rearing. Behaviorally, enriched-reared fish were slower to explore a new environment but more individuals engaged on doing so than traditional-reared fish. Post-release assessment on such small individuals was carried out for the first time for a sturgeon species. Fish over all survival was 69.3% (52.2−90.2%) where the lowest survival was found for one crossing reared under traditional conditions. After release, most movements (85.7%) occurred during the first three days after stocking and downstream direction. During the study, 82% of the fish were detected within 13.5km from the release site and no fish reached the saline estuary. Fish were mainly active during night hours, but traditional-reared fish were significantly more active during the day than enriched-reared fish during the first three days. Our findings advocate for the integration of enriched rearing practices within the juvenile production for release in order to boost the performances linked fitness. Stocking practices and life history research should work together to favor adaptive aquaculture approaches, which support species conservation / En conservación, la repoblación de especies es la práctica de criar animales en cautiverio y suposterior liberación en zonas donde la especie ha disminuido o desaparecido con la finalidad deaumentar la población natural. Los peces cultivados en piscifactorías están expuestos a la reproducción selectiva, y la experiencia temprana en ambientes seguros puede tener una fuerte influencia en los atributos genéticos, morfológicos, fisiológicos y de comportamiento, necesarios para responder adecuadamente en la naturaleza después de la liberación. La exposición de individuos sin experiencia previa a la variabilidad en el ambiente (ambientes enriquecidos) durante los estadios tempranos de su desarrollo puede reducir estas deficiencias y mejorar la sobrevivencia después de la liberación. Este tema necesita ser estudiado más a fondo para entender cómo el ambiente de cría afecta los atributos de rendimiento que influirán directamente en el “fitness” de los individuos una vez en la naturaleza y por consecuencia, en la eficiencia de los programas de repoblación para la conservación. El último relicto de esturión salvaje en el sudoeste de Europa, el esturión europeo (Acipenser sturio), está en peligro crítico de extinción, sujeto a un plan de recuperación y planes específicos de conservación en Francia y Alemania. En este estudio, esta especie fue usada como modelo para evaluar los efectos de las prácticas de cría en la sobrevivencia,crecimiento, y comportamiento en juveniles de menos de un año de edad antes de la liberación y, su comportamiento y sobrevivencia en la naturaleza después de la liberación. Para esto, esturiones de dos cruces diferentes fueron criados durante tres meses en cautiverio en ambientes tradicionales(baja variabilidad espacial y temporal) y ambientes enriquecidos (alta variabilidad espacial ytemporal) y evaluados en laboratorio. Posteriormente los peces fueron liberados en el río Dordoña y se rastrearon sus movimientos individualmente durante 20 días usando un sistema de telemetría; los efectos de este marcado se evaluaron previamente. Los resultados de laboratorio demuestran que la cría enriquecida produce peces de mayor tamaño desde el primer mes de crianza. Los análisis en las curvas de crecimiento revelaron que la cría enriquecida hizo que los peces de ambos cruces crecieran de manera similar. Por el contrario, el crecimiento fue diferente bajo la cría tradicional. Con respecto al comportamiento, los peces de cría enriquecida tardaron más en empezar a explorar un ambiente nuevo pero más individuos se involucraron en esta actividad que los peces de cría tradicional. En la naturaleza, es la primera vez que se monitorea esturiones de tan poca edad. La sobrevivencia global fue del 69.3% (52.2−90.9%) donde uno de los cruces criado tradicionalmente tuvo la tasa más baja.(...) Las prácticas de repoblación y la investigación de historia de vida deben trabajar en conjunto para favorecer los enfoques adaptativos de acuacultura que apoyen la conservación de especies.