Une approche des rythmes journaliers pour améliorer la production ostréicole
Nourrir de manière durable une population en pleine expansion est un défi mondial. L’aquaculture est un secteur essentiel qui permet de répondre aux besoins nutritionnels sans surexploiter les milieux marins. La culture d’espèces aquatiques, notamment les huîtres, est également essentielle à la restauration des habitats marins. Le projet NEUROSHELL, entrepris avec le soutien du programme Actions Marie Skłodowska-Curie, a permis d’acquérir une formation scientifique importante en neuroendocrinologie et physiologie aquatiques et de mieux comprendre les stades de développement d’Ostrea edulis (O. edulis), l’huître indigène européenne.
Mise en œuvre d’une méthode de rythmes journaliers
La synchronisation des stades de développement, en particulier le frai et la métamorphose des larves en naissain constitue l’un des défis à relever pour optimiser la production d’huîtres. Selon Mairi Cowan, chargée de recherche: «La recherche et l’innovation telles que celles de NEUROSHELL sont essentielles pour aider les écloseries de bivalves à améliorer l’efficacité et le contrôle de la reproduction, permettre une production à plus grande échelle et assurer la sécurité de l’approvisionnement en semences». Les variables environnementales telles que la température et la lumière ont un impact direct sur les stades de développement des bivalves. Les écloseries d’huîtres visent à optimiser la reproduction, à accroître la synchronisation du développement des populations cultivées et à favoriser des taux de survie élevés chez les organismes matures. Pour ce faire, il est essentiel de comprendre le rythme journalier des conditions environnementales. Mairi Cowan a réalisé deux études in vivo de 7 mois sur la reproduction dans des conditions de température et de longueur de jour ambiantes et fixes. Les expériences ont fait varier la température et la quantité de lumière à laquelle les huîtres adultes en développement étaient exposées, y compris une exposition constante à la lumière pendant 24 heures par jour, une simulation des conditions naturelles de longueur de jour et un rapport contrôlé (18:6) entre les heures de lumière et les heures d’obscurité. Le type de lumière a également été pris en compte, les expériences impliquant des sources de lumière blanche, bleue et rouge. Outre l’étude des huîtres adultes, NEUROSHELL a également étudié les effets de la température et de la lumière sur les jeunes huîtres en développement. Les chercheurs ont étudié trois régimes de température: une température élevée constante (20 °C), une température basse constante (16,5 °C) et une température cyclique (15 °C à 18 °C). Les expériences ont également contrôlé divers régimes d’éclairage (12 lumière:12 obscurité) de lumière blanche, bleue ou rouge, ainsi qu’une lumière blanche constante.
Techniques physiologiques, biochimiques et moléculaires
Outre le contrôle de l’exposition à la température et à la lumière, Mairi Cowan a fait appel à divers outils pour étudier l’évolution des organismes dans des conditions expérimentales. Elle a entre autre procédé à des essais de PCR quantitative (qPCR) pour identifier les neurohormones reproductives et les glycoprotéines (des marqueurs clés de la reproduction) ainsi que les récepteurs de neurotransmetteurs impliqués dans la métamorphose. Ces essais ont également permis de mettre en lumière les composants de l’horloge moléculaire et du système mélatonergique. NEUROSHELL a permis de mieux comprendre la physiologie d’O. edulis en déterminant l’expression des différents gènes dans les tissus. Toutes les expériences comportaient des mesures d’attributs physiques tels que le poids, la longueur, le développement des gonades et les stades ovocytaires. Les ganglions viscéraux et les gonades ont été disséqués à des fins d’analyses moléculaires de l’expression génétique. NEUROSHELL a réuni des institutions universitaires d’Écosse et d’Espagne et des entreprises d’aquaculture du Royaume-Uni. L’Association écossaise pour les sciences marines a accueilli les expériences. L’université de Cadix, en Espagne, a assuré une formation au développement d’outils moléculaires. Les ostréiculteurs et les écloseries ont fourni des conseils essentiels et des échantillons d’huîtres. En se concentrant sur les bivalves, NEUROSHELL a également élargi l’éventail des compétences de la chargée de projet. Les analyses de données effectuées dans le cadre du projet font progresser la recherche en biologie marine et permettent d’optimiser les pratiques aquacoles. Mairi Cowan conclut: «Les résultats de NEUROSHELL peuvent non seulement contribuer à améliorer directement la production des écloseries, mais ont également contribué à jeter les bases de futures études de recherche».
Mots‑clés
NEUROSHELL, huîtres, aquaculture, rythme journalier, expériences in vivo, production de bivalves, techniques moléculaires
