Hamburg, Universiẗat, Diss., 1994.

Universiẗat, Diss., 2003--Marburg.

Chez les invertébrés benthiques marins à cycle de vie bentho-pélagique, le taux de fixation-métamorphose est l'un des facteurs déterminant du succès de recrutement et donc du renouvellement des populations. Relié à l'abondance et au comportement des stades péri-métamorphiques (larves compétentes et post-larves), le taux de fixation est régulé par l'interaction de multiples facteurs endo- et exogènes. Prérequis du fonctionnement vital des organismes hétérotrophes, la ressource trophique est un facteur exogène biotique d'importance puisqu'elle affecte leur condition physiologique. Son influence sur le recrutement n'est souvent envisagée que d'un point de vue quantitatif alors que les recherches menées en laboratoire attestent de l'importance de sa qualité lipidique. Dans ce contexte, la présente étude a pour objectif principal d'évaluer l'influence de la qualité de la ressource trophique sur le succès de recrutement et implique la moule bleue (Mytilus edulis, L 1758) comme modèle biologique. La recherche se concentre sur les sources de nourriture potentiellement disponibles pour les stades péri-métamorphiques soit, le plancton et le biofilm. Une emphase est portée aux acides gras polyinsaturés (PUFA) et essentiels (EFA), dont le caractère indispensable aux organismes aquatiques est largement admis. De plus, les études menées sur le recrutement décrivent un découplage bentho-pélagique entre larves et recrues, une importante variabilité spatio-temporelle de la fixation, ainsi qu'une synchronisation du pic de fixation. La disponibilité en larves et le comportement sont souvent les facteurs incriminés, mais l'origine de tels phénomènes demeure encore incertaine. La présente étude propose donc d'apporter des éléments de réponse supplémentaires en fournissant une analyse fine de la variabilité spatio-temporelle au cours de l'ontogénie larvaire. Ce projet est constitué de trois grands axes de recherche dans lesquels nous définissons la fixation comme le processus par lequel les individus s'associent au substrat, et le recrutement comme le nombre d'individus présents à un temps t de la vie benthique : i) Considérant la théorie de " match/mismatch " de Cushing, nous posons les hypothèses que la concentration en EFA dans la nourriture influence les succès de fixation et de recrutement. Nous avons suivi simultanément le développement larvaire et les conditions trophiques pendant deux saisons de reproduction successives (2007 et 2008); ii) Considérant le biofilm comme une ressource trophique potentielle, nous posons les hypothèses que le taux de fixation augmente avec l'âge du biofilm et son contenu en EFA. Nous avons conditionné et caractérisé finement des biofilms en milieu naturel afin de tester leur influence sur le succès de fixation des moules; iii) Considérant le rôle important du comportement et des conditions physiologiques des stades péri-métamorphiques, nous posons les hypothèses d'une importante variabilité spatiale à petite échelle, d'un découplage bentho-pélagique et d'un avantage physiologique lors du pic de fixation. Nous avons suivi le développement larvaire dans plusieurs sites, ainsi que la qualité lipidique des post-larves et de leur nourriture. Nos résultats mettent en évidence le contrôle prédominant des communautés phytoplanctoniques sur le succès de recrutement de la moule bleue via deux processus novateurs : i) le " match/mismatch " avec la qualité lipidique du plancton et ii) le déclencheur trophique de la fixation (" trophic settlement trigger ", TST). Le rôle nutritionnel des PUFA/EFA semble important pour le recrutement de l'année, mais leur teneur dans les compartiments benthiques et pélagiques ne semble pas pour autant affecter le comportement et la physiologie des jeunes moules au cours de la saison. Ces dernières semblent répondre fortement aux variations d'abondance du picoplancton autotrophe (picoeucaryotes, < 2 μm) au sein de ces deux compartiments. Enfin, nos résultats montrent un couplage bentho-pélagique entre larves et recrues, et suggèrent pour la première fois que le découplage dépende de deux traits comportementaux typiques des bivalves : le retard de métamorphose et la dérive bysso-pélagique. Cette recherche apporte de nouvelles pistes de réflexion quant à l'écologie des invertébrés benthiques et souligne l'importance de considérer la composante planctonique et le comportement au cours de l'ontogénie larvaire et post-larvaire lors des travaux menés sur la dynamique des populations en milieu naturel. Une emphase particulière devrait être portée sur la qualité lipidique et la composition taxonomique de la ressource trophique, et la séparation des différents stades de développement semble nécessaire pour comprendre la dynamique des populations. La notion de TST constitue le point majeur de l'étude puisqu'il s'agirait d'un signal indépendant de l'habitat prospecté qui synchroniserait un comportement de fixation, peu importe la qualité du substrat et/ou l'histoire de vie des individus.

Les huîtres présentent un cycle de vie en deux phases : les larves pélagiques s’adhérent avant de se métamorphoser pour une vie benthique.L’adhésion larvaire se fait au stade pédivéligère par sécrétion d’un bioadhésif produit par un organe spécialisé : le pied. Bien que l’huître Crassostrea gigas soit un organisme d’importance économique et écologique, et un modèle d’étude en biologie marine, le phénomène d’adhésion chez la larve pédivéligère est peu documenté. Une étude morphologique des larves pédivéligères par histologie et microscopie électronique a été réalisée, afin de décrire les glandes responsables de la sécrétion de l’adhésif. Une composition majoritairement protéique de l’adhésif a été révélée par histochimie et spectroscopie FTIR.Une analyse in silico des données transcriptomiques disponibles chez C. gigas a permis d’identifier des gènes probablement impliqués dans l’adhésion.Deux analyses protéomiques, menées sur les larves entières et l’adhésif sécrété ont permis de caractériser des protéines en lien avec la biosynthèse et la structure de l’adhésif. Une protéine de type collagène apparaît impliquée dans la structure de l’adhésif de C. gigas. Cette première approche de l’étude de l’adhésion de C. gigas, permet d’envisager la valorisation biotechnologique des molécules identifiées. Le développement d’adhésifs biomimétiques, élaborés sur le principe des bioadhésifs marins, autoriserait le collage en milieu humide, et serait une alternative aux adhésifs synthétiques qui malgré leur toxicité, dominent le marché mondial. / Oysters show a two-phase life cycle: pelagic larvae adhere before metamorphosis into benthic life. Larval adhesion occurs at the pediveliger stage by secretion of a bioadhesive produced by a specialized organ: the foot. The oyster Crassostrea gigas is an organism of economic and ecological importance, and a model for study in marine biology, but the phenomenon of adhesion in the pediveliger larvae is poorly documented. A morphological description of the pediveliger larvae by histology and electron microscopy was performed to describe the glands responsible for the secretion of the adhesive.A predominantly proteinaceous composition of the adhesive was revealed by histochemistry and FTIR spectroscopy. An in silico analysis of available transcriptomic data from C. gigas was made to identify genes probably involved in adhesion. Two proteomic analyses, performed on whole larvae and on the secreted adhesive, characterizing proteins related to biosynthesis and adhesive structure. A collagen-like protein appears to be involved in the adhesive structure of C. gigas. This first approach to the study of the adhesion of C. gigas makes it possible to consider the biotechnological enhancement of the identified molecules. Despite their toxicity, synthetic adhesives dominate the world market. The development of biomimetic adhesives, based on marine bioadhesive strategies could be an alternative, and allowing furthermore bonding in wet condition.

Konstanz, Univ., Diss., 2008.

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Le contrôle des pathologies est un élément primordial pour réduire les risques en élevage larvaire de mollusques bivalves. Il requiert une connaissance précise des maladies, des pathogènes et de leur mode d'action. Une nouvelle espèce de vibrio pathogène pour les larves de P. maximus, Vibrio pectenicida a été décrite par des caractères phénotypiques et génotypiques. Elle appartient au groupe de V. splendidus dans lequel se retrouvent d'autres nouvelles espèces pathogènes. La pathogénie de V. pectenicida a été étudiée en histologie et par des infections expérimentales sur des élevages larvaires conventionnels et axéniques. Ces études ont confirmé le caractère pathogène des souches de V. pectenicida et l'absence de symptômes spécifiques de la maladie. En ultrastructure, la localisation des bactéries à l'intérieur des tissus et de cellules peut être expliquée par un phénomène de translocation. L'activité toxique des vibrios pathogènes se manifeste vraisemblablement par des facteurs internes à la bactérie. En effet, une action létale de lysats bactériens de Vibrionaceae, et principalement de la fraction cytoplasmique, a été mise en évidence sur des larves axéniques. L'existence de facteurs toxiques internes a été confirmée par l'utilisation d'un test de chimioluminescence (CL) sur des hémocytes d'adultes. En effet, l'activité inhibitrice observée avec les bactéries entières, a été retrouvée dans la fraction cytoplasmique des vibrios pathogènes. D'après des essais de purification partielle, un des facteurs toxiques doit être une petite molécule (moins de 3kDa), hydrophile, résistante aux protéases, aux acides et à la chaleur. Cette toxine est éloignée des toxines bactériennes déjà décrites. Les relations entre l'immunité des adultes, très résistants aux attaques bactériennes, et celles des larves ont été abordées à partir de deux expériences: une infection expérimentale provoquée par une souche proche de V. splendidus sur des P. maximus adultes et l'injection de V. pectenicida à des animaux adultes entraînant la baisse de réactivité des hémocytes. Enfin quelques applications pratiques ont été proposées pour éviter l'utilisation d'antibiotiques durant la phase larvaire.

Um die Effekte von Umweltchemikalien auf Populationen von Fließgewässerorganismen zu untersuchen, sind an der TU Dresden Fließrinnen entwickelt worden. Die Komplexität wurde bewusst reduziert, um die beobachteten Effekte besser kausal analysieren zu können. Nach einer Erweiterung des Nahrungsnetzes um Grazer (Eintagsfliegen-Larven) und der weiteren Optimierung der Methode zur Bestimmung des Aufwuchses (Periphyton) wurden 2 Experimenten mit einem Pflanzenschutzmittel (Fenoxycarb) und einer Industriechemikalie (Bisphenol A) durchgeführt, um die Effekte dieser Chemikalien auf den Aufwuchs, die Eintagsfliegen-Larven Rhithrogena semicolorata und Seratella ignita, sowie Oligochaeten der Art Lumbriculus variegatus zu erfassen. Die Wirkung von Fenoxycarb in 4 Konzentrationen von 0,05 bis 50 µg L-1 wurde über eine Dauer von 101 Tagen untersucht. Auf die physiko-chemischen Parameter, den Aufwuchs und L. variegatus wurden keine Effekte festgestellt. Bei R. semicolorata wurden Effekte auf das Überleben und die Emergenz beobachtet. Für den Endpunkt &amp;quot;Anzahl der toten Larven in der Fließrinne&amp;quot; wurde eine LC50 von 3,3 µg L-1 bestimmt. Die akute Toxizität (48 h LC50) von Fenoxycarb für S. ignita ist größer als 5 mg L-1. Bei Larven von S. ignita wurden 72 Tage nach Applikation Effekte beobachtet werden, die dem Wirkmechanismus von Fenoxycarb entsprechen. In der höchsten Konzentration zeigten ca. 80 % der emergierten Tiere morphologische Abnormalitäten an 4 Segmenten des Abdomens. Die Exposition erfolgte möglicherweise durch an Aufwuchs bzw. Detritus gebundene Substanz oder deren Metabolite, da die Substanz 19 Tage nach Applikation im Wasser nicht mehr nachweisbar war. Im zweiten Experiment wurde Wirkung von Bisphenol A in 3 Konzentrationen von 5 bis 500 µg L-1 (effektiv 0,24 bis 24,1 µg L-1) über eine Dauer von 103 Tagen untersucht. Auf die physiko-chemischen Parameter wurde kein Einfluss festgestellt. Der Aufwuchs in der höchsten Konzentration erreichte nur die Hälfte des Biomasse-Maximums der Kontrolle. Die EC10 beträgt 1,8 und die EC50 21,7 µg L-1 (effektiv). Das Populationswachstum von Lumbriculus variegatus war in den beiden höchsten Konzentrationen im Vergleich zur Kontrolle um ca. 50 % reduziert. Die akute Toxizität (LC50 96 h) für L. variegatus beträgt 5,3 mg L-1. Für das Populationswachstum in den Fließrinnen wurde eine EC10 von 0,11 µg L-1 (effektiv) ermittelt, die um den Faktor 48184 unter der akuten Toxizität liegt. - Anlage: Rohdaten (0,53 MB)- Nutzung: Referat Informationsvermittlung der SLUB&amp;quot;

Les CPGs (Central Pattern Generators) sont des circuits neuronaux capables de générer de façon autonome des comportements rythmiques essentiels à la vie tels que la respiration ou la locomotion. Chez la larve de Drosophile, le CPG locomoteur est composé de motoneurones (MNs) et d’une grande diversité d’interneurones (INs). Combien d’entre eux sont nécessaires pour former une CPG fonctionnel et comment ils interagissent reste un mystère. Au cours de mon doctorat, j’ai étudié une population neuronale restreinte caractérisée par son expression du facteur de transcription (FT) de la famille des Maf, Traffic Jam (TJ). En utilisant une technique d’intersection génétique et grâce à une lignée TJ-Flp générée au cours de mon doctorat, j’ai démontré pour la première fois que différentes sous-populations de neurones TJ+ ont des fonctions distinctes dans le comportement locomoteur de la larve de Drosophile. Au travers de cette sous-division fonctionnelle, j’ai finalement identifié 3 neurones TJ+ per+ GABAergic par segment qui régulent la vitesse de locomotion des larves. Une caractérisation moléculaire poussée de ces cellules a permis de confirmer qu’elles appartiennent au groupe connu des « midline cells », et plus particulièrement des mnb progeny, dont la fonction était jusqu’à maintenant inconnue. Par ailleurs, le code combinatoire de FTs trouvé chez ces mnb progeny rappelle celui exprimé par les V2b, une population d’interneurones qui régulerait également la vitesse de locomotion chez les vertébrés. Ces similarités entre mnb progeny et V2b laissent à penser que cette population de neurones pourrait être conservée au cours de l’évolution. En outre, des résultats préliminaires suggèrent que les interneurones TJ+ ont également un rôle chez la mouche adulte. / CPGs (Central Pattern Generators) are neural networks able to autonomously generate essential rhythmic behaviours such as walking or breathing. In Drosophila larvae, the locomotor CPG is made up of motoneurons (MNs) and a huge variety of interneurons (INs). How many are actually necessary to constitute a functional CPG and how they interact is not known. During the course of this PhD, I studied a discrete neuronal population singled out by its expression of the Maf transcription factor (TF) Traffic Jam (TJ). Thanks to an intersectional genetics approach and a TJ-Flp line generated during my PhD, I showed for the first time that TJ+ neurons subpopulations have distinct functions in Drosophila larva locomotion. Functional subdivision of TJ+ population eventually led to the identification of 3 TJ+ per+ GABAergic neurons that regulate the speed of locomotion. Thorough molecular characterization of this population permitted to identify them as mnb progeny neurons, a well studied subgroup of midline cells whose function had never been described before. The TF combinatorial code expressed by these cells is highly reminiscent of the one found in V2b INs, a population in vertebrates thought to regulate the speed of locomotion as well in vertebrates; this opens the possibility of a functional conservation across evolution. Preliminary results furthermore suggest that TJ+ INs would have functional roles in the adult fly.

Um die Effekte von Umweltchemikalien auf Populationen von Fließgewässerorganismen zu untersuchen, sind an der TU Dresden Fließrinnen entwickelt worden. Die Komplexität wurde bewusst reduziert, um die beobachteten Effekte besser kausal analysieren zu können. Nach einer Erweiterung des Nahrungsnetzes um Grazer (Eintagsfliegen-Larven) und der weiteren Optimierung der Methode zur Bestimmung des Aufwuchses (Periphyton) wurden 2 Experimenten mit einem Pflanzenschutzmittel (Fenoxycarb) und einer Industriechemikalie (Bisphenol A) durchgeführt, um die Effekte dieser Chemikalien auf den Aufwuchs, die Eintagsfliegen-Larven Rhithrogena semicolorata und Seratella ignita, sowie Oligochaeten der Art Lumbriculus variegatus zu erfassen. Die Wirkung von Fenoxycarb in 4 Konzentrationen von 0,05 bis 50 µg L-1 wurde über eine Dauer von 101 Tagen untersucht. Auf die physiko-chemischen Parameter, den Aufwuchs und L. variegatus wurden keine Effekte festgestellt. Bei R. semicolorata wurden Effekte auf das Überleben und die Emergenz beobachtet. Für den Endpunkt &amp;quot;Anzahl der toten Larven in der Fließrinne&amp;quot; wurde eine LC50 von 3,3 µg L-1 bestimmt. Die akute Toxizität (48 h LC50) von Fenoxycarb für S. ignita ist größer als 5 mg L-1. Bei Larven von S. ignita wurden 72 Tage nach Applikation Effekte beobachtet werden, die dem Wirkmechanismus von Fenoxycarb entsprechen. In der höchsten Konzentration zeigten ca. 80 % der emergierten Tiere morphologische Abnormalitäten an 4 Segmenten des Abdomens. Die Exposition erfolgte möglicherweise durch an Aufwuchs bzw. Detritus gebundene Substanz oder deren Metabolite, da die Substanz 19 Tage nach Applikation im Wasser nicht mehr nachweisbar war. Im zweiten Experiment wurde Wirkung von Bisphenol A in 3 Konzentrationen von 5 bis 500 µg L-1 (effektiv 0,24 bis 24,1 µg L-1) über eine Dauer von 103 Tagen untersucht. Auf die physiko-chemischen Parameter wurde kein Einfluss festgestellt. Der Aufwuchs in der höchsten Konzentration erreichte nur die Hälfte des Biomasse-Maximums der Kontrolle. Die EC10 beträgt 1,8 und die EC50 21,7 µg L-1 (effektiv). Das Populationswachstum von Lumbriculus variegatus war in den beiden höchsten Konzentrationen im Vergleich zur Kontrolle um ca. 50 % reduziert. Die akute Toxizität (LC50 96 h) für L. variegatus beträgt 5,3 mg L-1. Für das Populationswachstum in den Fließrinnen wurde eine EC10 von 0,11 µg L-1 (effektiv) ermittelt, die um den Faktor 48184 unter der akuten Toxizität liegt. - Anlage: Rohdaten (0,53 MB)- Nutzung: Referat Informationsvermittlung der SLUB&amp;quot;