La connectivité des populations marines est un élément majeur de la démographie des métapopulations, car elle constitue le lien entre les sous-populations. Chez les invertébrés marins ayant un cycle vital bentho-pélagique, la connectivité se produit au cours de la dissémination larvaire, laquelle est principalement dirigée par les courants marins. L’objectif principal de cette étude est de mettre en évidence la variabilité de la connectivité dans les métapopulations marines, et particulièrement pour les populations de Mytilus spp. dans l’estuaire maritime du Saint-Laurent. L’objectif secondaire consiste à analyser les variations spatiotemporelles de la colonisation et du recrutement dans ce système, car ils représentent des processus essentiels de la connectivité. (1) Les différentes méthodes pour mesurer la connectivité et sa variabilité sont exposées, ainsi que leur applicabilité dans différents systèmes. Après avoir décrit les principaux facteurs influençant la connectivité, les éléments moteurs d’une telle variabilité et leurs implications pour les métapopulations marines et la gestion de la biodiversité sont discutés. (2) Par ailleurs, des études sur le terrain ont été effectuées et ont révélé une variabilité saisonnière et interannuelle de la colonisation de Mytilus spp. dans l’écosystème boréal du Saint-Laurent. Ces observations ont montré que la colonisation, faisant suite à la phase initiale de dissémination larvaire (c.-à-d. large échelle spatiale), se déroule sur une ou deux courtes périodes (de 1 à 2 semaines) au cours de la saison de reproduction. De plus, une phase de colonisation secondaire effectuée par des stades post-métamorphiques (juvéniles) a été démontrée tout au long de la saison de reproduction. Cette phase constitue une part importante de l’ensemble de la colonisation observée, particulièrement dans les semaines suivant les évènements de recrutement primaire larvaire et les périodes de tempête. (3) Finalement, une méthode géostatistique, basée sur la relation entre la biomasse d’adultes et le recrutement dans les différentes sous-populations, a permis de mettre en évidence un couplage démographique homogène à une distance de 12-24 km au cours des cinq années d’études, dans la direction du courant dominant. Dans l’ensemble, cette étude confirme de manière empirique l’importance des fluctuations de la biomasse d’adultes, de la colonisation et du recrutement pour déterminer la variabilité de la connectivité des métapopulations marines et supporte ainsi les études théoriques considérant ces fluctuations. / Connectivity of marine populations represents a key element of metapopulation demography, as it links local populations. For marine invertebrates with a bentho-pelagic life cycle, connectivity occurs during the dispersive larval stage, which is primarily driven by marine currents. The main objective of this study was to show the variability of connectivity within marine metapopulations, especially for Mytilus spp. populations in the St. Lawrence maritime estuary. The secondary objective was to further analyse the spatiotemporal variations of settlement and recruitment in this system, since these processes are essential for connectivity. (1) Different methods to assess the variability of connectivity are described, as well as their applicability to different systems. Following a description of the main factors influencing connectivity, the drivers of variability and their implications for marine metapopulations and biodiversity management are discussed. (2) In addition, field studies were conducted and revealed seasonal and inter-annual variability of Mytilus spp. settlement in the boreal St. Lawrence marine ecosystem. These observations showed that settlement, following the initial larval dispersal phase (i.e. large spatial scale), occurred during one or two short periods of time (1 to 2 weeks) during the reproductive season. Moreover, there was also evidence for a secondary post-metamorphic settlement phase (juneniles) that extended over the entire reproductive season and represented a major part of the total settlement, particularly during weeks following primary larval settlement events and storms. (3) Finally, a geostatistic method, based on the relationship between adult biomass and recruitment in different local populations, identified homogeneous demographic coupling at scales from 12-24 km over a five year study, in the direction of the main current. Overall, this study empirically confirms the importance of variations in adult biomass, settlement, and recruitment in determining the variability of connectivity in marine metapopulations and supports theoretical studies considering such fluctuations.

Metals and radionuclides are environmentally relevant contaminants, yet their potential impacts on marine organisms have not been adequately evaluated. This is especially true for exposures of longer duration and/or lower contaminant concentration (i.e. chronic) which are often more representative of real world scenarios. In this context, a suite of biomarkers at different levels of biological organisation were investigated in an ecologically relevant bivalve species, Mytilus galloprovin- cialis after exposure to nickel (a metal), zinc pyrithione (an organometal) and tritiated water (a radionuclide). These contaminants were chosen based on their differing properties, and hence, mechanisms of action. All three contaminants produced genotoxicity (DNA strand breaks, as measured by the comet assay, and induction of micronuclei [MN]). For nickel (> 1800 µg L −1 ) and tritiated water (15 MBq L−1 ), biomarkers at lower levels of biological organisation (i.e. DNA strand breaks, MN, changes in the expression of key stress response genes) were more sensitive than those at higher levels (i.e. clearance rate, attachment, tolerance of anoxia). In particular, exposure to tritiated water for 14 days resulted in DNA damage and molecular alterations without affecting higher level responses. As environmental contaminants could interact with other physical or chemical stressors in a complex environment, further exploration of biological responses revealed modulation by hyperthermia with concomitant changes in the transcriptional ex- pression of key defence genes (hsp70, hsp90, mt20, p53 and rad51). In contrast to nickel and tritiated water, exposure to both 0.2 and 2.0 µM zinc pyrithione caused significant deviation from concurrent controls for every biomarker examined, suggesting that further investigation of the environmental impacts of this contaminant is particularly necessary. Variation in biological responses induced by different contaminants suggests that potential links between levels of organisa- tion should be evaluated on a contaminant-specific basis. The integrated, multiple biomarker approach used in the current study provides a robust methodology for such studies, which could be translated to other ecologically relevant species for proper evaluation of risks to both environmental and human health.

Memoria para optar al título Profesional de Médico Veterinario / Los mejillones son uno de los bivalvos más cultivados y comercializados siendo el género Mytilus muy empleado en alimentación. En Chile, la producción de mejillones ha experimentado un crecimiento importante en la última década, siendo uno de los productos acuícolas chilenos más promisorios, cuyo desembarque se destina principalmente al mercado de exportación. El comercio internacional de productos del mar incorpora en normativas y regulaciones el concepto de cadena alimentaria o “de la granja a la mesa”, buscando la inocuidad alimentaria desde la producción primaria hasta el consumidor final. Los sistemas de trazabilidad administrativa (etiquetas, registro de información, tratamiento automático de datos) no son infalibles y requieren ser validados mediante métodos analíticos. En trazabilidad de alimentos pueden considerarse tres niveles: identificación de la especie, determinación del origen geográfico y seguimiento a través de la cadena de producción y abastecimiento. El objetivo general de esta tesis fue estudiar la diversidad genética y estructura poblacional de Mytilus chilensis en el Sur de Chile usando marcadores microsatélites (SSR) y evaluar su desempeño en futuras aplicaciones en trazabilidad. Las muestras se colectaron en el Sur de Chile en once localidades. La diversidad genética y estructura poblacional de Mytilus chilensis fue evaluada con tres loci microsatélites. Se evaluó el desempeño del algoritmo de asignación implementado en el programa GeneClass2. La estructura poblacional de Mytilus chilensis en la zona fue baja (FST= 0,03) pero significativa (P=0,00), con altos niveles de flujo genético entre las localidades. El método de asignación ubicó correctamente más individuos de los esperados por azar, confirmando la estructura poblacional. Se verificó la trazabilidad administrativa, pero es necesario mejorar la probabilidad de asignación incluyendo en el panel loci no afectados por alelos nulos así como también otro tipo de marcadores (SNPS), para mejorar la resolución y alcanzar estándares forenses. / Programa Domeyko Alimentos de la Vicerrectoría de Investigación y Desarrollo de la Universidad de Chile 2008- 2010

Memoria para optar al Título Profesional de Médico Veterinario / Los choritos (Mytilus chilensis), son filtradores por lo que acumulan en su interior microorganismos presentes en el agua; por esta razón es importante estudiar la presencia de microorganismos indicadores y patógenos en este producto, ya que su cantidad depende principalmente de la calidad del agua de la que provenga además de su correcta manipulación y procesamiento. Se realizaron 8 muestreos a una planta procesadora de choritos en Chiloé, cada uno constituido por 5 unidades de muestra de choritos vivos y 5 de choritos cocidos congelados. Se realizaron los siguientes análisis: Recuento de Aerobios Mesófilos (RAM), Número Más Probable (NMP), de coliformes y coliformes fecales, recuento de S. aureus coagulasa positiva y NMP E. coli β-glucuronidasa positiva y detección de Salmonella. Se estudió además si cumplían con lo estipulado por el Ministerio de Salud, el Servicio Nacional de Pesca y por la Unión Europea. Luego de realizados los análisis se pudo determinar que para el RAM, todas las muestras analizadas resultaron aptas para su comercialización y los recuentos fueron siempre mayores en choritos vivos. Lo mismo ocurrió para los coliformes fecales, totales y E. coli, en donde su NMP fue menor en los choritos cocidos congelados y en todos los casos cumplieron con las exigencias sanitarias. En el caso de S. aureus también se encontraron valores de recuentos menores en los choritos cocidos congelados, pero una de las 4 partidas analizadas no cumple con lo necesario para ser exportada ni para ser comercializada en Chile puesto que tiene cargas microbianas mayores a las permitidas. Salmonella no se encontró en ninguna de las 80 unidades de muestra estudiadas. Se puede concluir que los Mytilus chilensis extraídos de una zona tipo B son de excelente calidad sanitaria, sin embargo, se debe tener un mayor cuidado con la manipulación del producto luego de su cocción, y con su almacenamiento posterior

Memoria para optar al Título Profesional de Médico Veterinario / Uno de los objetivos más importantes para Chile es ubicarse, durante esta década, dentro de las diez primeras naciones exportadoras de alimentos. Esta meta sería alcanzable gracias a diversos rubros como la fruta, vinos, salmones y otros productos del mar, como el chorito (Mytilus chilensis), el cual es uno de los productos hidrobiológicos que ha tenido una mayor tasa de crecimiento en las últimas décadas en Chile, tanto en producción como en exportaciones hacia diversos mercados. El chorito, por alimentarse a través de la filtración de material particulado presente en el agua, posibilita la acumulación de microorganismos o toxinas en el interior de sus carnes, lo que genera un potencial riesgo sanitario en este producto. Es por esto que el análisis de la calidad sanitaria de este tipo de productos toma mucha importancia. Por lo anterior, el principal objetivo de este estudio estuvo dirigido a determinar la calidad microbiológica de choritos frescos y cocidos congelados envasados al vacío. Para esto, se tomaron, desde una planta exportadora de choritos ubicada en Puerto Montt, 10 muestras de choritos frescos, con 5 unidades de muestra cada una, y 10 muestras de choritos cocidos congelados envasados al vacío, con 5 unidades de muestra cada una, dando un total de 50 unidades de muestras de choritos frescos y 50 unidades de muestra de choritos cocidos congelados envasados al vacío, con el fin de realizar a cada unidad de muestra 5 pruebas microbiológicas: Determinación de Recuento de Aerobios Mesófilos (RAM), Staphyloccocus aureus, Escherichia coli, Salmonella spp. y coliformes fecales, para determinar si estos productos son aptos desde el punto de vista sanitario para poder ser distribuidos dentro de Chile y en el mercado europeo. Los resultados de choritos frescos demostraron que 1 muestra no cumplieron con los requisitos para su distribución en Chile, debido a exceder el límite microbiológico establecido para coliformes fecales, y 4 muestras no cumplieron con los requisitos para su distribución en el mercado europeo, debido a exceder el límite microbiológico establecido para Staphylococcus aureus. A su vez, los resultados de choritos cocidos congelados envasados al vacío demostraron que 6 muestras no cumplieron con los requisitos sanitarios para ser comercializados en Chile ni en el mercado europeo, debido a exceder el límite microbiológico establecido para S. aureus. Los resultados obtenidos demostraron también cantidades aceptables de Escherichia coli y de Aerobios Mesófilos así como la ausencia de Salmonella en todas las unidades de muestras de choritos frescos y choritos cocidos congelados envasados al vacío. En conclusión, 1 muestra de choritos frescos y 6 muestras de choritos cocidos congelados envasados al vacío no cumplieron con los límites microbiológicos establecidos por el Reglamento Sanitario de los Alimentos de Chile para la distribución de estos productos a nivel nacional, y 4 muestras de choritos frescos y 6 muestras de choritos cocidos congelados envasados al vacío no cumplieron con los límites microbiológicos establecidos por el mercado europeo, para su exportación a dicho continente.

Shellfish aquaculture is growing rapidly with the expanding human population, offering high-quality animal protein as well as economic benefits to producing areas. Cultivation relies on coastal and estuarine habitats, dynamic ecosystems where marine organisms including mussels are exposed to natural environmental variability, and which will be affected by climate change (e.g. ocean warming, acidification, desalination etc.). This thesis investigated the variability in blue mussel, Mytilus edulis, performances under suspended rope-culture in a stratified Scottish sea loch, Loch Leven. Environmental conditions were monitored over one year and at different culture depths and related to the mussel's product quality (meat yield, condition index), genetic composition (genotype, extent of hybridisation) and shell phenotype (shell strength and shape). Environmental conditions varied over time (seasonal cycles and short-term fluctuations) but also across depth, generating different microhabitats for mussels depending on their position on the rope. Conditions varied most at shallow culture depths, for salinity in particular, but presented warmer temperature and higher food availability compared to greater depths and promoted mussel growth and abundance. Meat yield and condition index followed a seasonal cycle, with maximum values in early summer and minimum values in winter, associated with environmental (nutritional) and reproductive cycles. The genetic composition and shell morphology of cultured mussels differed across depth. On average, every sixth mussel carried alleles of Mytilus trossulus, but the level of introgression was overall low. However, highly introgressed mussels (≥ 75 %) presented distinct shell morphology (significantly lower shell strength, elongated shell shape) and originated mainly from shallow culture depths. This phenotype distinguished them from their congeners and allowed for their identification based on shell characters. This thesis presents the variability in suspended mussel culture in a heterogeneous environment, highlighting the complex relationships between habitat conditions and the genetic and phenotypic make-up in naturally occurring mixed-species stocks. The knowledge gained offers guidance for the farm operators to optimise production (site selection, spat collection etc.) and provides better predictions for the industry on the possible effects associated with climate change on future mussel production.

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Graduation date: 1992

Reproduction de : Thèse de doctorat : Sciences : Océanologie biologique. Environnement marin : Toulon : 2005. / Titre provenant du cadre-titre. Bibliographie p. 277-301.

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