Thèse (M.Sc.)--Université Laval, 2008. / Bibliogr.: f. 69-75. Publié aussi en version électronique dans la Collection Mémoires et thèses électroniques.

La présence de plusieurs populations génétiquement différenciées et présentant des caractéristiques phénotypiques différentes, nommée biocomplexité, peut avoir un impact positif sur les activités de prélèvements telles les pêcheries. Récemment, il a été établi avec des données télémétriques et génomiques que l'omble chevalier anadrome (Salvelinus alpinus) dans le sud de l'île Victoria au Nunavut serait généralement fidèle à sa rivière natale. L'objectif principal du présent projet est d'établir le potentiel d'une biocomplexité à plus fine échelle, c'est-à-dire, entre des lacs composant le bassin versant de la rivière Ekalluk près de Cambridge Bay (Nunavut, Canada). L'omble chevalier anadrome est d'une grande importance pour les communautés inuites via la pêche de subsistance ainsi que pour leur économie grâce aux pêches sportives et commerciales. Cette dernière supporte, dans la rivière Ekalluk, le plus important quota de pêche de l'espèce au Canada. Le projet est ainsi divisé en trois sous-objectifs: (1) vérifier la présence de différenciation génétique entre les individus de différentes frayères; (2) rechercher des marqueurs possiblement sous sélection dont la présence signifierait une potentielle présence d'adaptation locale et (3) valider la présence de philopatrie par télémétrie. Les données génomiques (génotypage par séquençage, 14 617 marqueurs du polymorphisme nucléotidique simple (SNP)) obtenues pour des ombles de cinq lacs différents ont révélé une structure de population faible, mais significative (F[indice ST] par paire moyen = 0,013). Les tests d'assignation populationnelle ont révélé qu'il était possible de développer un outil permettant d'identifier la provenance des individus capturés dans les pêcheries commerciales lorsque la plupart des populations présentes dans le bassin versant seraient connues (moyenne globale de 91,55% de taux de réussite). De plus, nous avons identifié certaines régions génomiques susceptibles d'être sous sélection, indiquant ainsi la présence possible d'adaptation locale à l'intérieur d'un bassin versant. Enfin, les données de télémétrie acoustique obtenues à partir de 82 poissons marqués provenant de quatre lacs différents indiquaient une grande variabilité dans les déplacements individuels entre les habitats utilisés pour l'alimentation, la fraie et l'hivernage. La structure de la population au sein d'un bassin versant est courante chez les salmonidés, mais elle n'avait jamais été observée chez l'omble chevalier anadrome. Cette étude aura ainsi permis de jumeler à nouveau les outils de télémétrie acoustique et de génomique pour l'étude de l'omble chevalier anadrome dans l'optique de guider la gestion des pêches de ce salmonidé. / The presence of several genetically differentiated populations with different phenotypic characteristics, termed biocomplexity, can have a positive impact on the profitability and sustainability of fisheries. Recently, acoustic telemetry and genomic data provided evidence that anadromous Arctic Char (Salvelinus alpinus) on southern Victoria Island, Nunavut, generally home to natal rivers for spawning yet the prevalence of intra-system philopatry remains unclear. The main objective of this study was to assess the potential for finer-scale homing that is, to specific spawning locations within the Ekalluk River watershed which supports the largest active commercial quota for Arctic Char in Canada. More specifically, using genomic approaches, the project aimed to: (1) test for the presence of significant genomic differentiation among spawning stocks within the watershed; (2)look for highly differentiated markers which may suggest the potential for local adaptation; and (3) validate the presence of philopatry to spawning locations using acoustic telemetry. Genomic data (genotyping by sequencing, 14,617 single-nucleotide polymorphism (SNPs) markers) for Arctic Char from five different lakes revealed weak but significant population structure (mean pairwise F[indice ST] = 0.013). Population assignment success was generally high assigning individuals to their capture location (overall mean of 91.55% success rate) indicating that the development of a mixed-stock fishery genomic-derived tool is possible (assuming all possible locations of origin are sampled). We also identified highly differentiated genomic regions that could potentially be under selection, thus indicating the possibility of within-watershed local adaptation - a hypothesis that would require more data to test appropriately. Finally, the acoustic telemetry data obtained from 82 tagged fish from four different locations indicated great variability in individual movements among the habitats used for foraging, spawning and overwintering, indicating that, while homing is likely, inter-individual and inter-annual variability in migratory behaviour are high. Within-watershed population structure is common in salmonids, but had never been observed in Arctic Char. Our results suggest the presence of biocomplexity within the Ekalluk River watershed, something that future work documenting possible ecological differences among stocks could establish with more confidence.

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Bien que la température soit connue pour affecter le développement, d'autres paramètres environnementaux peuvent affecter les patrons ontogénétiques comme la vélocité du courant, et ce, particulièrement chez les Salmonidae. La vélocité du courant s'avère être un paramètre fondamental en morphologie fonctionnelle, car elle influe sur le régime hydrodynamique et donc affecte le comportement de nage des poissons. Durant les 10 dernières années, beaucoup d'études se sont penchées sur l'effet de la vélocité du courant sur la morphologie du corps chez les Salmonidae. Dans l'ensemble, les études montrent que plus la vélocité augmente, plus cela induit de la plasticité phénotypique, bien que la réponse directionnelle prise par les traits morphométriques soit espèce-dépendante chez les Salmonidae. Néanmoins, la plupart des études tendent à suggérer que les morphologies résultantes sont adaptatives au regard des conditions hydrodynamiques. Pourtant, les interactions entre vélocité du courant, morphologie et développement squelettique n'ont jamais été étudiées. Ceci est surprenant compte tenu que des liens évidents existent entre la locomotion et le développement du squelette. D'autant plus que le développement des structures osseuses ne serait pas contrôlé que génétiquement, mais aussi épigénétiquement. En effet, des études montrent que des exercises de nage soutenue augmentent la masse osseuse ou la longueur des os chez les mammifères. L'hypothèse suggérée est que les contraintes mécaniques associées à la nage générées par les muscles augmentent. Or, les tissus osseux sont reconnus pour être mécanorépondants. Aucune recherche n'a étudié expérimentalement l'effet de la vélocité du courant sur la plasticité développementale en intégrant l'analyse sur plusieurs niveaux d'organisation comme la morphologie du corps et le squelette. Ceci constitue la problématique de la présente thèse. Le premier chapitre avait pour objectif d'étudier au cours de l'ontogénie précoce d'une espèce de Salmonidae, l'Omble chevalier (Salvelinus alpinus), si une augmentation de vélocité de courant induisait de la plasticité morphologique et changeait l'interaction des traits au cours du développement. Les résultats de cette étude sont les premiers à avoir mis au jour chez l'Omble chevalier que : (1) l'augmentation de la vélocité du courant induit de la plasticité développementale des traits morphologiques; (2) la variation des traits morphométriques présente une période critique autour de 50 jours post-éclosion au cours de laquelle la sensibilité aux contraintes environnementales est accrue; (3) le gradient morphologique de l'interaction des traits en termes de forme ne suit pas le gradient environnemental. À haute vélocité, un seuil apparaît qui induit le maintien de l'intégration des traits associés à la taille plus que l'intégration des traits associés à la forme. Les morphologies résultantes de la haute vélocité sont plus proches des morphologies induites par les faibles vélocités que celles des vélocités intermédiaires. Ceci suggère une réponse spécifique de la plasticité développementale au cours du développement aux conditions de vélocités afin de mieux coordonner à des moments critiques du développement les modifications de taille et de forme de l'organisme avec les exigences fonctionnelles imposées par l'environnement. Le second volet avait pour objectif de vérifier que l'augmentation de la vélocité du courant induisait de la plasticité dans le développement des cartilages et des os au sein des nageoires médianes chez l'Omble chevalier. Cette étude est la première à montrer expérimentalement que: (1) l'augmentation de la vélocité du courant induit de la plasticité développementale de l'endosquelette des nageoires médianes; (2) la formation des cartilages est moins affectée par l'augmentation de la vélocité du courant que leur ossification. En effet, la plupart des éléments s'ossifient à des tailles de spécimens plus petites plus la vélocité du courant augmente, et ce, pour les trois nageoires; et (3) les trajectoires de mise en place des cartilages et des os révèlent des périodes développementales de réponses synchrones entre les nageoires. Ces résultats suggèrent une plus grande plasticité développementale de l'ossification que de la chondrification. Cette plasticité est vraisemblablement associée à une plus grande influence épigénétique des contraintes mécaniques sur les os que sur les cartilages et/ou au fait que les structures déjà présentes ont moins de temps pour répondre aux traitements. D'autre part, il est suggéré que le synchronisme de la formation des cartilages et des os au sein des trois nageoires se fait en association avec des transitions de périodes ontogénétiques (embryon versus alevin, alevin versus juvénile). Ce synchronisme est potentiellement adaptatif du point de vue fonctionnel. Le troisième volet avait pour objectif d'étudier plus spécifiquement le développement du squelette caudal et d'analyser la variation induite ou non par la vélocité du courant dans un contexte évolutif. Les résultats de ce chapitre montrent l'existence chez les Salmonidae d'éléments squelettiques jamais ou rarement décrits. Contrairement à la condition généralement observée chez ce clade, sept hypuraux (au lieu de six) ainsi que quatre uroneuraux (au lieu de trois) ont été trouvés chez plusieurs spécimens. Les variations en nombre des éléments squelettiques ont permis de reconsidérer de précédentes hypothèses ayant trait à : (1) l'interrelation entre corps vertébraux et les éléments qui leur ont été supposément associés; (2) la distribution phylogénétique des états de caractère de ces éléments chez les Salmonidae; et (3) la réévaluation des homologies proposées dans la littérature. À l'aide d'hypothèses phylogénétiques précédemment publiées, il est suggéré que les éléments nouvellement observés (en particulier un septième hypural et un quatrième uroneural) représentent des atavismes taxiques. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : plasticité phénotypique, développement, morphologie, endosquelette des nageoires, Salmonidae.

Le mauvais goût de "vase" et de "terre" présent chez les poissons élevés en étangs est causé par la présence de géosmine et de 2-méthylisoboméol (MIB) dans leur chair. Ces composés sont semi-volatiles, et lorsque présents dans l'eau, ils sont absorbés et emmagasinés dans les tissus riches en lipides. Les cyanobactéries planctoniques et -benthiques ainsi que les actinomycètes sont des bactéries reconnues comme étant des sources de géosmine et de MIB. Une période d'épuration en eau fraîche est donc nécessaire pour libérer le poisson de ce mauvais goût. La présence de mauvais goût semblable a déjà été documentée chez les poissons élevés dans un système en recirculation (SR). Toutefois, il existe peu d'information disponible sur l'origine du mauvais goût. Les hypothèses de départ étaient que la durée de l'élimination augmente lorsque la température est réduite, que le taux de lipides contenu dans les tissus augmente et que les composés responsables du mauvais goût chez les poissons élevés en étangs sont les mêmes que chez les poissons élevés en SR. Des méthodes quantitatives (micro extraction en phase solide et GCMS) ont été utilisées pour quantifier et déterminer la source du mauvais goût dans l'eau, dans le biofilm et dans les filets. Les cyanobactéries qui pourraient être responsables de la présence de géosmine n'ont pas encore été identifiées.

Thèse numérisée par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal.

Thèse numérisée par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal