La périlleuse odyssée du poisson - NaturalEvent#2

Voilà aujourd'hui plusieurs semaines que près de la moitié de l'humanité se retrouve confinée. Pendant ce temps, la faune sauvage, elle, bouge au grès de ses envies et profite même de cette situation inédite pour fréquenter des zones qu'elle fuyait jusqu'à présent à cause des activités humaines.
D'ailleurs, du fait de la saison, nombreuses sont les espèces animales à entamer une migration. Mais la migration c'est quoi exactement ? Et à quoi sert-elle ?

La migration est un phénomène distinct d'un simple mouvement dans la mesure où elle est réalisée à une échelle beaucoup plus grande : les animaux effectuent un déplacement souvent en masse sur des distances souvent longues. Selon l'espèce animale considérée, le phénomène de migration a lieu à une certaine période de l'année (et peut être alors répétée chaque année) ou alors à une certaine période de leur vie.
La migration est un mouvement non hasardeux puisqu'elle a un objectif  : fuir le froid, trouver de la nourriture ou alors se reproduire. Selon le motif de la migration, et en plus de facteurs intrinsèques, celle-ci peut être déclenchée par plusieurs facteurs environnementaux : la température, la durée du jour, l'arrivée des pluies (comme le fameux crabe rouge de Chistmas Island), le manque de nourriture, etc. Du fait du grand périple que représente une migration, celle-ci demande beaucoup d'énergie (c'est pourquoi beaucoup d'animaux réalisent préalablement des réserves de graisse) mais son objectif sous-entend une récompense différée : des conditions climatiques plus clémentes, une nourriture plus abondante ou encore des endroits moins hostiles et plus propices à la reproduction.

Quand on parle de migration, on pense souvent immédiatement aux oiseaux, mais de nombreuses autres espèces animales sont également concernées : des mammifères (baleines, éléphants...), des insectes (papillons, criquets...) ou bien des poissons. Dans cet article, c'est au dernier groupe cité que nous allons nous intéresser.


La migration chez les poissons
Beaucoup d'espèces de poissons migrent, le plus souvent pour se reproduire.
Harden Jones a décrit en 1968 le profil des migrations de poissons sous forme de triangle : les adultes migrent vers les frayères* pour se reproduire, les larves y naissent et se dispersent vers les zones de nurseries pour y grandir puis, une fois l'état juvénile atteint, ceux-ci migrent vers leur lieu de vie définitif.
Le triangle de migration des poissons (issue de Secor, D. H. (2015). Migration ecology of marine fishes. JHU Press.)

Selon le sens de migration entre l'habitat et le site de frai, on distingue différents types de poissons migrateurs (attention please, prenez des notes sur votre carnet de vocabulaire) :
  • Les poissons potamodromes (du grec potamos = rivière et dromos = course). Ils vivent toute leur vie en eau douce et migrent entre l'amont et l'aval d'une rivière/d'un fleuve (Exemple : la truite).
  • Les poissons océanodromes. Ils vivent toute leur vie en mer.
  • Les poissons anadromes (du grec ana = vers le haut)  ou potamotoque (du grec tókos = fraie). Ils migrent de l'eau de mer vers l'eau douce (Exemples : le saumon, la lamproie, l'alose...)
  • Les poissons catadromes (du grec cata = vers le bas) ou thalassotoques (du grec thalassa = mer, océan) : ils migrent de l'eau douce vers l'eau de mer (Exemples : l'anguille, le mulet porc, le flet...).
Les migrations anadromes et catadromes sous-entendent pour les poissons des changements de milieux aux propriétés différentes, notamment la concentration du milieu en sel (on dit alors que les poissons sont amphihalins : ils supportent ces fortes variations salines). Vous le remarquerez vous-mêmes, boire la tasse en mer ou en rivière n'a pas la même saveur...
Ces types de migrations s'associent donc à des modifications physiologiques, morphologiques et comportementales importantes chez les poissons !


Le cas du saumon
Parmi les poissons migrateurs, le saumon est un exemple très connu et beaucoup étudié. En effet, les saumons réalisent des migrations spectaculaires puisqu'ils remontent des centaines de kilomètres de rivières à contre-courant, ce qui demande une force importante. Par exemple, le Saumon de Loire-Allier peut parcourir jusqu'à 1000 km pour rejoindre son lieu de frai.

Les saumons sont des poissons anadromes : ils vivent en mer et remontent les rivières pour frayer. Une grande partie des espèces de Salmonidés (famille des saumons, truites...) mourra après cet unique épisode de reproduction. Toutefois, certaines espèces peuvent réaliser plusieurs frais dans leur vie comme le Saumon Atlantique (Salmo salar) ou le Saumon chinook (/!\ attention nom scientifique barbare en vue : Oncorhynchus tshawytscha ; à vos souhaits !).

Montaison d'un Saumon atlantique (Salmo salar) (Source)

 Pour s'adapter aux différents milieux que les poissons amphihalins fréquentent au cours de leur vie, leur corps va subir diverses modifications. La smoltification du saumon en est un bel exemple.
La smoltification représente l'ensemble des changements physiques et physiologiques qui permettent aux juvéniles de passer du milieu d'eau douce où ils ont grandi au milieu marin où ils vivront. C'est une phase critique et caractéristique du cycle de vie du saumon qui est liée à un rythme biologique endogène (d'origine génétique) et initiée par des facteurs environnementaux comme la température et la photopériode.

Le cycle de vie des Salmonidés (Source : Aquaportail - dessin légèrement modifié)

La smoltification se caractérise donc par diverses modifications :
  • Physiologiques : l'eau de mer est très concentrée en sel contrairement à l'eau douce. Ainsi, en mer, les fluides internes du poisson sont moins concentrés que l'eau environnante. Selon les principes biochimiques, de l'eau va donc naturellement sortir du poisson jusqu'à ce qu'un équilibre osmotique soit atteint (la concentration en sel dans le poisson est égale à celle du milieu environnant).
    [En revanche, en eau douce, l'eau a tendance à envahir le corps du poisson pour diluer ses fluides internes.]
    Une fois en mer, pour compenser cette perte d'eau massive, le poisson va donc se mettre à boire de l'eau ! Les branchies vont aussi l'aider à ne pas trop se charger en sel. Elles comportent alors beaucoup plus de glandes à sel qui vont éliminer l'excès de chlorure ingurgité en buvant !
    Finalement, les poissons en mer boivent donc beaucoup et urinent peu afin de limiter les pertes d'eau excessives. Le pipi est très concentré, toujours en vu de rejeter l'excès de sel.
    Toutes ces modifications sont assez complexes et j'espère ne pas vous avoir trop perdu. Pour simplifier, je vous partage ce schéma issu d'un article de Sciences et Avenir que je trouve visuel et facile à comprendre.
Peut-on acclimater un poisson d'eau douce à la mer ?
Pour résumer, en mer : le poisson boit beaucoup et pisse peu. En rivière, le poisson boit peu et pisse énormément !
(Source : Sciences & Avenir)
  • Physiques : le poisson grandit, le corps s'allonge et change de couleur (initialement rougeâtre, sa robe devient argentée pour son séjour en mer). Une grande taille rend les individus plus imposants et la couleur argentée permet un camouflage plus aisé : la mort par prédation est ainsi limitée.
  • Comportementales : une fois en mer, les individus vont se regrouper et former des bancs toujours afin de limiter les effets de la prédation plus intenses. L'union fait la force, c'est bien connu. De plus, nageant auparavant près du fond, les poissons deviennent pélagiques* en mer, la profondeur du milieu changeant considérablement.
Toutes ces modifications prennent du temps et se font de manière progressive. En effet, la smoltification se fait sur plusieurs mois. A la manière d'un plongeur qui passe d'un palier de décompression à l'autre, le saumon transite dans les milieux saumâtres (mélange d'eau douce et d'eau salée) pour s'habituer à la faible ou à la forte teneur en sel selon qu'il quitte la mer ou la rivière respectivement. Les embouchures et les deltas des cours d'eau sont de parfaits milieux transitoires.

Outre leur incroyable capacité à remonter les rivières, les saumons sont également beaucoup étudiés pour leur capacité à se diriger durant leur migration vers le lieu exact qui les a vus naître pour à leur tour donner vie (comportement appelé homing dans le jargon scientifique) ! Mais comment diable font-ils ?
Selon certaines études, les Salmonidés, comme d'autres animaux d'ailleurs, possèdent un 6ème sens ! En effet, ils seraient capables d'enregistrer la signature magnétique de leur rivière natale ! Au moment du frai, les individus choisiraient le chemin dont "l'empreinte" magnétique se rapproche le plus de celle de leur lieu d'éclosion jusqu'à y parvenir !
Par ailleurs, d'autres chercheurs supposent que l'odorat aurait également son rôle à jouer durant cette odyssée. Au cours de la smoltification, les saumons enregistreraient l'odeur du milieu qu'ils retrouveraient par la suite durant le frai. Les saumons sécrèteraient de grandes quantités de cortisol (l'hormone du stress) pendant leur périple, incitant l'hippocampe* et d'autres régions du cerveau à "se souvenir" de la direction à prendre vers leur cours d'eau natal. Comme chez nous, chaque "maison" dégage une odeur caractéristique !

Concentration de cortisol sécrétée dans le plasma chez le saumon rouge (Oncorhynchus nerka). La concentration en cortisol augmente lors de la migration-retour (Source : Carruth et al. 2002).

Haltes et migration...
Durant la migration, les poissons vont malheureusement devoir faire face à divers obstacles.
En effet, de nombreuses installations hydrauliques compromettent leurs déplacements, et par conséquent leur cycle de vie (puisqu'un poisson qui ne peut pas migrer ne se reproduit pas !). Les seuils, les barrages, les écluses ou encore les usines hydroélectriques sont autant d'obstacles qui entraînent la segmentation du cours d’eau, ce qui influe directement sur la quantité et la diversité des espèces ainsi que sur la qualité des milieux. Ils dégradent, détruisent des habitats et rompent la continuité écologique...

La continuité écologique des milieux aquatiques se définit par la libre circulation des espèces et le bon déroulement du transport des sédiments. En effet, un bon transport sédimentaire est essentiel pour maintenir des habitats de qualité (un entassement des sédiments à l’amont d’une retenue peut entraîner des phénomènes d’érosion à l’aval).
Ces ouvrages représentent donc des obstacles à la continuité écologique. Leur franchissabilité et leur nombre agissent grandement sur l'accès aux zones de reproduction et sur l'activité des poissons. Il a été montré que les obstacles du moins franchissables entraînent une augmentation de la dépense énergétique des animaux en migration. Cette énergie originellement allouée à la reproduction est donc réduite.
De plus, en limitant les flux d'individus, les barrages limitent indéniablement les flux génétiques, pouvant compromettre à long terme la "qualité" des populations.
En plus des impacts sur les populations des poissons, ils modifient les caractéristiques physiques et chimiques de l'environnement.


A droite, un saumon tentant de franchir un obstacle visiblement trop haut (Source : blog EnjoyFishing de Jean-Baptiste Vidal)


Ainsi, cette discontinuité écologique combinée à la pollution ou encore la surpêche, est à l'origine d'une baisse drastique de nombreuses espèces de poissons migrateurs dont certaines figurent sur la liste rouge mondiale des espèces menacées de l’IUCN ! Par exemple, l'anguille européenne (Anguilla anguilla) est classée "En danger critique d'extinction", tout comme l'esturgeon européen (Acipenser sturio).
En Bretagne, beaucoup d'anguilles européennes dites au stade "argenté" meurent lors du franchissement des barrages hydroélectriques via les turbines. Briand et son équipe (2016) estimeraient une mortalité de 3,3 % de la production (soit 9 411 anguilles argentées) ce qui n'est pas négligeable pour cette espèce en danger !
En Russie, sur la Volga, fleuve le plus long d'Europe, la centrale hydroélectrique de Volgograd pose particulièrement problème pour les esturgeons. En effet, cette installation, de 725 mètres de long et 44 mètres de haut, bloque la migration des esturgeons et perturbe fortement leur reproduction en modifiant les caractéristiques environnementales (débit et température de l'eau notamment). Les lieux de frai des esturgeons auraient été ainsi considérablement impactés puisqu'ils seraient passés de 3600 hectares à seulement 430 ! Pour l’esturgeon béluga, l'article souligne que 90 % de ses frayères naturelles auraient disparu suite à la construction du barrage.


Assurer la libre circulation des poissons ainsi qu'une bonne qualité des milieux et habitats sont donc des objectifs primordiaux. Pour cela, de nombreuses mesures de protection et installations techniques sont mises en place en faveur de ces animaux.

En France, la Trame Bleue est un projet du Grenelle Environnement (ensemble de rencontres politiques) instauré en 2007 : elle vise à maintenir ou à reconstituer un réseau d’échanges dans les zones humides et cours d'eau nationaux (fleuves, rivières, canaux, étangs…) pour que les poissons puissent circuler, s’alimenter et se reproduire librement.
Au niveau européen, la Directive Cadre sur l'Eau instaurée en 2000, vise "un bon état des eaux" au plus tard en 2027. Cet objectif contribue également à l’amélioration des habitats des poissons amphihalins. Des programmes européens sont également engagés comme DiadES (Diadromous fish and Ecosystem Services) pour la préservation des poissons migrateurs et le maintien des services qu’ils assurent face au changement climatique.
Plus localement, des groupes comme le Tableau de bord migrateurs du bassin de la Loire, des côtiers vendéens et de la Sèvre niortaise ont été créés pour assurer le suivi des grands poissons migrateurs comme le Saumon atlantique (Salmo salar),  la Grande Alose (Alosa alosa), l'Alose feinte (Alosa fallax) ou la Truite de mer dans les axes majeurs de migration français.

D'un point de vue technique, à défaut de pouvoir détruire les ouvrages hydrauliques, leurs impacts sont réduits via l'installation de passes à poissons, parfois adaptées à certaines espèces cibles. Ces constructions permettent notamment d'adapter les caractéristiques hydrauliques aux capacités de nage et de saut des poissons.
En 2011, des chercheurs ont publié un article sur l’efficacité des passes à poissons. Ils se sont basés sur 65 articles datant de 1960 à 2011, combinant les données des Salmonidés (saumons, truites…) et des non-Salmonidés. En moyenne, l’efficacité du passage en aval était de 68,5%, légèrement supérieure à l’efficacité du passage en amont de 41,7%. L’efficacité du passage diffère sensiblement selon le type de passes à poissons. Par exemple, les bassins et les déversoirs, les bassins et les fentes ou bien les passes à poissons naturelles semblent plus efficaces les écluses/Ascenseurs.

Les échelles et passes à poissons assurent la continuité écologique pour de nombreuses espèces
(Sources : Florian Pépellin sur Wikipédia à gauche et Agence Française pour la Biodiversité à droite)

L'article touche ici à sa fin. J'espère qu'il vous aura plu ! Néanmoins, une question persiste : pouvons-nous agir pour la protection des poissons migrateurs à notre propre échelle, lorsque nous ne faisons pas partie d'une association particulière ou du domaine de l'environnement ?
Il est toujours possible d'apporter sa propre pierre à l'édifice !
Si un cours d'eau traverse votre terrain privé, évitez d'ériger tout type d'obstacle susceptible de barrer la route aux poissons migrateurs.
Aussi, notre simple présence sur les cours d'eau peut sérieusement perturber les animaux. Nous sommes susceptibles de nous rendre dans les frayères, dérangeant alors la reproduction des poissons et piétinant par inadvertance les œufs et les alevins. Pour éviter tout cela, n'oubliez pas de vous renseigner sur les périodes de ponte des truites, saumons, anguilles, aloses et j'en passe dans les rivières concernées !
Si vous êtes un adepte de la pêche, renseignez-vous auprès des associations de protection des poissons migrateurs et des fédérations de pêche locales qui fixent les modalités de pêche (interdiction, autorisation, quotas de pêche...) !

Suivi des poissons migrateurs empruntant des passes à poissons au niveau de barrages le long du Rhin (Source : @Tom Couchoud, Association Saumon-Rhin).
A gauche : smolt de Saumon atlantique en dévalaison 
En haut à droite : Anguille européenne



Voilà, ensemble, respectons la nature et agissons pour sa protection ! A bientôt sur l'Odyssée Terrestre !

Remerciements : 
- Nous tenons à sincèrement remercier Raphaël Seguin pour la conception de ce joli dessin très parlant et amusant ! Ce jeune homme fort sympathique tient également un blog Ô combien intéressant sur la faune marine des 4 coins de la planète : Underwater Baguette. Il nous parle d’écologie marine, de biologie marine...bref la vie ! Le lien de son blog est ici. N'hésitez pas aussi à le suivre sur Facebook et Instagram !
- Nous tenons aussi à remercier mon ami Tom Couchoud pour la transmission de ses photos réalisées au sein de l'Association Saumon-Rhin protégeant le Saumon dans le bassin versant du Rhin. Merci aussi pour les informations précieuses nécessaires à l'écriture de cet article. Cet homme également fort sympathique écrit des articles sur le blog de Ultimate fishing sur les techniques de pêches ! N'hésitez pas à le suivre également sur Instgram !


Lexique :
 - frayère : lieu aquatique où se reproduisent les poissons, les amphibiens, les mollusques et les crustacés.
- hippocampe : structure du cerveau des Mammifères. Joue un rôle central dans la mémoire et la navigation spatiale. Les poissons ne possèdent pas d'hippocampe mais une structure similaire fonctionnellement : le pallium (comme chez tous les Vertébrés).
- pélagique : relatif à la pleine mer, à la haute mer.


Sources :
Articles :
- Carruth, L. L., Jones, R. E., & Norris, D. O. (2002). Cortisol and Pacific salmon: a new look at the role of stress hormones in olfaction and home-stream migration. Integrative and Comparative Biology, 42(3), 574-581.

- Miles, H. M. (1971). Renal function in migrating adult coho salmon. Comparative Biochemistry and Physiology Part A: Physiology, 38(4), 787-826.

- Newton, M., Dodd, J. A., Barry, J., Boylan, P., & Adams, C. E. (2018). The impact of a small-scale riverine obstacle on the upstream migration of Atlantic salmon. Hydrobiologia, 806(1), 251-264.

- Noonan, M. J., Grant, J. W., & Jackson, C. D. (2012). A quantitative assessment of fish passage efficiency. Fish and Fisheries, 13(4), 450-464.

- Ojima, D., & Iwata, M. (2009). Central administration of growth hormone-releasing hormone triggers downstream movement and schooling behavior of chum salmon (Oncorhynchus keta) fry in an artificial stream. Comparative Biochemistry and Physiology Part A: Molecular & Integrative Physiology, 152(3), 293-298.

- Pisam, M., Prunet, P., Boeuf, G., & Jrambourg, A. (1988). Ultrastructural features of chloride cells in the gill epithelium of the Atlantic salmon, Salmo salar, and their modifications during smoltification. American journal of anatomy, 183(3), 235-244.

- Putman, N. F., Lohmann, K. J., Putman, E. M., Quinn, T. P., Klimley, A. P., & Noakes, D. L. (2013). Evidence for geomagnetic imprinting as a homing mechanism in Pacific salmon. Current Biology, 23(4), 312-316.

- Samarasin, P., Shuter, B. J., & Rodd, F. H. (2017). After 100 years: hydroelectric dam-induced life-history divergence and population genetic changes in sockeye salmon (Oncorhynchus nerka). Conservation genetics, 18(6), 1449-1462.

- Secor, D. H. (2015). Migration ecology of marine fishes. JHU Press
 
- Stabell, O. B. (1992). Olfactory control of homing behaviour in salmonids. In Fish chemoreception (pp. 249-270). Springer, Dordrecht.

- Winans, G. A., & Nishioka, R. S. (1987). A multivariate description of change in body shape of coho salmon (Oncorhynchus kisutch) during smoltification. Aquaculture, 66(3-4), 235-245.


Liens internet :
- Hannah Dickinson (Juin 2018). "Volgograd: how a dam on the mighty Volga almost killed off the caviar fish". The Conversation. : https://theconversation.com/volgograd-how-a-dam-on-the-mighty-volga-almost-killed-off-the-caviar-fish-98195

- Irstea, Communiqué de Presse (Mars 2019). "Irstea pilote un projet européen pour la préservation des poissons migrateurs et le maintien des services qu’ils rendent face au changement climatique"  : borea.mnhn.fr/sites/default/files/Irstea-Diades_final.pdf

- Ministère de l'Écologie, du Développement durable, des Transports et du Logement (Avril 2011). "Les poissons migrateurs amphihalins : Les grandes orientations de la stratégie nationale de gestion" :
www.ecologique-solidaire.gouv.fr/sites/default/files/Les_grandes_orientations_de_la_SNG_des_poissons_migrateurs.pdf

-  Ministère de la transition écologique et solidaire (Mai 2019). "Cours d’eau et poissons migrateurs amphihalins" : www.ecologique-solidaire.gouv.fr/cours-deau-et-poissons-migrateurs-amphihalins

- Observatoire des poissons migrateurs de Bretagne. Mortalité des anguilles dans les turbines hydroélectriques. (Mis à jour en Mai 2019). www.observatoire-poissons-migrateurs-bretagne.fr/indicateurs-d-etat-de-pressions-et-de-reponse-de-l-a-population-d-anguilles-en-bretagne/pressions-menaces-anguille/obstacles-a-la-migration/mortalites-des-anguilles-dans-les-turbines-hydroelectriques

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