Les poissons et leur environnement

Jean-Pierre Quignard, Jacques Bruslé

Description

La très grande diversité des mécanismes physiologiques et des comportements permet d'expliquer le "succès écologique" des poissons, qui ont colonisé depuis 550 millions d'années tous les milieux aquatiques, résistant à des conditions extrêmes. Pour chasser, se protéger, se reproduire, communiquer, les poissons ont su développer des stratégies et des "tactiques" comportementales très élaborées. Ces comportements reposent sur l'utilisation de signaux très précis (visuels, olfactifs, gustatifs, tactiles, auditifs, et parfois électriques) qui permettent une analyse très fine de l'environnement aquatique. En plus de 1500 pages, cet ouvrage dresse un panorama complet des connaissances relatives aux exigences écophysiologiques et aux comportements adaptatifs des poissons dans tous les types de milieux et à tous les stades de leur développement et de leur cycle vital. Le texte de ce livre est richement illustré de schémas et de graphiques explicatifs (857 figures) et se réfère à de très nombreux travaux (4630 références bibliographiques). La grande variété des 1200 espèces prises en compte et des thèmes abordés dans cet ouvrage en font la référence de l'ichtyologie en langue française, destinée aussi bien aux lecteurs avertis - gestionnaires des milieux naturels, pisciculteurs, enseignants, étudiants, chercheurs, qu'à un public plus large intéressé par le fonctionnement des écosystèmes aquatiques : écologistes, pêcheurs, aquariophiles.

Avant-propos. Sigles et abréviations. Glossaire. Les poissons dans la biosphère. Biosphère. L'eau, milieu de vie. Les poissons, organismes représentatifs des milieux aquatiques. Exigences écophysiologiques des poissons. Alimentation. Développement. Étapes de l'ontogenèse. Croissance. Reproduction. Excrétion. Osmorégulation. Respiration. Protection. Locomotion. Perception sensorielle. Communication. Comportements et stratégies comportementales. Méthodes d'observation des comportements. Diversité et complexité des stratégies comportementales. S'alimenter. Se reproduire. Se protéger. La vie dans des milieux particuliers. Références bibliographiques. Index systématique. Index thématique et géographique.

Informations

• Publié par: Tec & Doc - Editions Lavoisier
• Date de parution: 07 décembre 2022
• Nombre de lectures: 0
• EAN13: 9782743056797
• Langue: Français
• Poids de l'ouvrage: 46 Mo

Extrait

JacquesBruslé •

Jean-Pierre Quignard

Les poissons et leur environnement

Écophysiologie et comportements adaptatifs

Jacques Bruslé agrégé de sciences naturelles docteur ès sciences professeur émérite à luniversité de Perpignan (laboratoire de biologie marine)

JeanPierre Quignard docteur ès sciences professeur à luniversité Montpellier 2 – Sciences et techniques du Languedoc (laboratoire dichtyologie)

11, rue Lavoisier 75008 Paris

LONDRES  PARIS  NEW YORK

Chez le même éditeur

La truite et son élevage collection « Aquaculture – Pisciculture » B. Breton, 2004 Lécrevisse et son élevage collection « Aquaculture – Pisciculture » e J. Arrignon, 4 édition, 2004 Exploitation et surexploitation des ressources marines vivantes collection « Rapports sur la science et la technologie » n° 17 Académie des sciences, 2003 Esturgeons et caviar collection « Aquaculture – Pisciculture » R. Billard, coord., 2002 Laquaculture de A à Z collection « Aquaculture – Pisciculture » J. Arrignon, coord., 2002 Biologie des poissons deau douce européens collection « Aquaculture – Pisciculture » J. Bruslé, J.P. Quignard, 2001 Écologie des eaux courantes E. Angelier, 2000

Aménagement piscicole des eaux douces e J. Arrignon, 5 édition, 1998 Écologie et aménagement des eaux côtières G. Barnabé, R. BarnabéQuet, 1997 Mise en valeur des étangs collection « Agriculture daujourdhui » B. Bachasson, 1997

DANGER LE PHOTOCOPILLAGE

TUE LE LIVRE

© LAVOISIER, 2004

ISBN : 274300679X

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Préface

Louvrage des professeurs Jacques Bruslé et JeanPierre Quignard que vous avez entre les mains vient à point. En fait, certains lecteurs peuvent sinterroger sur la per tinence de publier en français un tel livre sur la biologie des poissons et leurs rela tions avec lenvironnement alors que diverses uvres générales existent déjà, et ceci depuis de nombreuses années. En premier lieu, la parution dun ouvrage scientifique sur ce groupe zoologique permet de « remettre à jour » les données ainsi quune ana lyse plus poussée à partir de connaissances constamment élargies. En second lieu, le « niveau » de la biologie retenu ici est très indicateur : ce nest pas une actualisation 1 de limportante série phare dans notre domaine desFish Physiology, mais pas non plus une approche superficielle de la vie et des mécanismes adaptatifs visàvis du milieu. Le niveau est intermédiaire, donc plus pérenne car sappuyant sur des bases solides, et est étayé par une très abondante littérature, bien choisie et souvent fort récente. Les questions denvironnement sont à la charnière de beaucoup de débats aujourdhui et les mécanismes adaptatifs mis en place chez les poissons sont remar quables pour illustrer ces aspects. La biodiversité et la plasticité de ce groupe zoolo gique constituent un excellent terrain pour étudier les confrontations du vivant avec les grands facteurs environnementaux universels : comment la Vie atelle pu s« adapter » et quelles sont ses chances de se perpétuer dans des conditions chan geantes rapides, de plus en plus imposées par lhumanité et ses activités diverses ? Lapproche éthologique est également fort originale et très rarement abordée. Et pourtant ces informations sont précieuses. Le terme « poissons » est actuellement ambigu au plan phylogénique mais il garde suffisamment de sens pratique pour focaliser le lecteur immédiatement, sur le monde des actinoptérygiens téléostéens, essentiellement abordés ici. Pourquoi les « poissons » ? Quel intérêt particulier présententils actuellement ? Dabord, les auteurs en sont de grands spécialistes, ayant consacré leur vie scientifique à leur étude, et ils avaient envie de faire partager leur passion. Ensuite parce que ce groupe représente aujourdhui bien plus que ce que lon pourrait imaginer au premier abord. On pense bien sûr à lexploita tion de la ressource, de la « pêche à la ligne » aux activités halieutiques organisées, ces animaux étant recherchés par lhumain depuis la nuit des temps. Lhomme a toujours

Lavoisier – La photocopie non autorisée est un délit © 1. Publiée par Academic Press.

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pêché et nous avons de fascinantes représentations de poissons sur des bois de renne, divers ivoires ou des parois rocheuses antérieures à 20 000 ans, des civilisations à totem avec des poissons, des populations entières dont la vie et lorganisation sociale ont été réglées ou synchronisées (encore parfois pour certaines ethnies locales) par la présence et la migration de poissons. Les questions halieutiques sont au centre du débat raison nable et responsable de ce début de siècle en matière de préservation de la biodiversité et de la gestion durable des ressources vivantes. Depuis 5 000 ans, lhumain a mis ces poissons en élevage en Asie, puis en Égypte, et la pisciculture actuelle est en plein essor. Le premier « traité de pisciculture » fut publié sept siècles avant lère chrétienne, en Chine. Bien des populations en Asie du SudEst, Afrique ou Amérique latine doivent leur survie aux poissons, seules sources de protéines disponibles à prix compatible avec leur pouvoir dachat. Le saumon atlantique, en constante diminution pour ses stocks sauvages (même pas 4 000 t en pêche aujourdhui), dépasse le million de tonnes en éle vage. La production de carpes en Chine dépasse plus de 20 fois toute la production des pêches annuelles en France… Mais les poissons sont aussi et surtout des vertébrés ayant mis en place et diversifié toutes les bases adaptatives tant anatomiques que physiolo giques préparant, via le passage à la vie terrestre il y a quelque 400 millions dannées, lémergence des vertébrés tétrapodes. Au nombre des événements fondamentaux et « brutaux » survenus à lémergence des vertébrés figurent divers épisodes de polyploïdie dont les téléostéens représentent un remarquable reflet. Les poissons sont devenus din dispensables modèles en biologie fondamentale comme le démontrent le poisson zèbre, le médaka ou encore le fugu en biologie du développement. Les caractéristiques de leur génome, leurs stratégies reproductives (fécondité, rapidité des cycles), la facilité en termes de stabulation, de fécondation artificielle, de manipulation de la ploïdie ou duti lisation des embryons, souvent transparents, constituent des atouts dautant plus capi taux que les poissons sont des vertébrés beaucoup moins éloignés des mammifères que la mise en place de leurs structures anatomiques ou de leurs mécanismes physiologiques ne pourrait le faire accroire. Ectothermes (dans leur immense majorité) et incroyable ment « plastiques » dans leurs mécanismes adaptatifs, les poissons représentent la plus grande réussite des vertébrés en matière de biodiversité. Pour toutes ces raisons, « ali mentaires » (excellence de la qualité des protéines et lipides dorigine aquatique) et fon damentales (on pourrait y ajouter lextraction de molécules de grand intérêt pharmacolo gique ou cosmétique), les poissons sont plus importants que jamais pour la survie et le bienêtre de lhumanité. Ils sont même actuellement couramment utilisés pour déceler des perturbations environnementales (« truitomètre » en alimentation en eau de réseau, utilisation despèces « sentinelles » dans divers milieux aquatiques…). Il est grand temps de prendre conscience de tout cela et toute donnée synthétique sur la biologie de ces vertébrés est précieuse. Aussi, devonsnous rendre grâce à nos deux auteurs davoir choisi, « décortiqué », analysé, digéré et synthétisé des milliers darticles consacrés à ce groupe et de les avoir offerts au lecteur sous une forme attrayante et didactique, tout ceci bien entendu à la lumière de leur grande expérience personnelle. Cest un véritable travail dérudits avec une somme considérable de connaissances. De plus, à lorée dun sys tème denseignement universitaire nouveau, toutes ces données mises à jour seront extrêmement utiles pour lenseignant ou létudiant. Par ailleurs, elles sadressent éga lement aux gestionnaires des milieux ainsi quaux aquaculteurs et amoureux des poissons, qui seront surpris par la biodiversité non seulement des espèces mais égale

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Préface

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ment de la palette des adaptations et des comportements. La physiologie et lécophy siologie reviennent en force sur les bases récentes acquises en génomique, et la géno mique « fonctionnelle » prendra son essor à la lumière de leurs apports. La féconda tion mutuelle de ces sciences, pour peu que chaque spécialiste fasse montre de respect pour les apports partagés, amènera à des découvertes et considérations déter minantes au plan évolutif, environnemental et biomédical. Les « poissons » sont un excellent groupe pour concrétiser cela. le 19 mars 2004

BanyulssurMer,

Gilles Boeuf professeur à lUniversité Pierre et Marie Curie directeur de lobservatoire océanologique de BanyulsLaboratoire Arago président du comité scientifique de lIfremer membre des conseils scientifiques du département des sciences de lUnivers du CNRS, de lInstitut national des sciences de lUnivers et de la commission océan/atmosphère.

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Remerciements

Les auteurs expriment leur vive gratitude pour laide quils ont reçue de spécia listes qui ont assuré la relecture du manuscrit : me M Solange SicardBruslé, maître de conférences à luniversité de Perpignan (chapitre « Reproduction ») ; M. Gilles Boeuf, professeur à luniversité Pierre et Marie Curie (Paris VI) et directeur du laboratoire Arago de Banyuls sur Mer (cha mes pitre « Osmorégulation ») ; M MarieThérèse Panouse et Sandrine Maria pour laide à la documentation scientifique assurée par la bibliothèque du laboratoire Arago ; Michel Plumeau, ingénieur informaticien pour la réalisation de certains sché mas.

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Avantpropos

Les poissons («pisces» en latin et «ichthys» en grec) sont remarquables par leur ancienneté(plus de 55 millions dannées), par leurnombre(plus de 24 000 espèces de Téléostéens, soit environ 50 % des 48 000 espèces actuellement recensées de ver tébrés) et par leurdiversité(de taille, de forme, de couleur, dhabitat, de comporte ment, de distribution géographique…). Ils présentent une grande variété dadapta tions spatiotemporelles et une multiplicité de stratégies comportementales, en termes de protection, dalimentation et de reproduction, toutes destinées à répondre à diverses exigences écophysiologiques. Ils offrent demultiples intérêtspour lHomme, notamment dordre économique (la pêche, lélevage, laquariophilie), scientifique (en qualité de « modèles biolo giques ») et culturel (les arts, les sciences, les loisirs, les religions…). Ils ont dailleurs joué, en raison de leur valeur symbolique et esthétique, un rôle certain dans lhistoire des civilisations. Les poissons ont établi desrelations adaptativesavec leur environnement et développé des mécanismes fonctionnels assurant leurs exigences vitales dorga nismes « ectothermes », donc très dépendants du milieu ambiant qui est générale ment très changeant (température, salinité, ressources alimentaires…). Ceci suppose lexistence dactivités physiologiques concernant les grandes fonctions vitales que sont lalimentation, le développement, la croissance, la reproduction, lexcrétion, losmorégulation, la protection, la locomotion, la respiration, la perception senso rielle et la communication… Les connaissances enécophysiologiedes poissons ont considérablement progressé au cours des 25 dernières années grâce au développe ment des recherches fondamentales et des études appliquées à des fins de piscicul ture. Ces travaux ont montré que, si les poissons présentent bien évidemment une originalité en tant quorganismes aquatiques soumis aux exigences physicochimiques de leur environnement, ils possèdent de remarquables aptitudes physiologiques met tant en uvre des systèmes enzymatiques et des corrélations neuroendocriniennes complexes qui les rapprochent des autres vertébrés, et même des vertébrés supé rieurs, traduisant une certaine « unicité » des mécanismes physiologiques, cellulaires et biomoléculaires au sein de ce phylum. Dans leurs relations avec leur milieu de vie tant physique et chimique que bio Lavoisier – La photocopie non autorisée est un délit © t que, les poissons ont adopté divers comportements dalimentation, de reproduction,

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Les poissons et leur environnement

de protection… relatifs aux rapports entre les sexes (sélection sexuelle), entre les parents et leur descendance (protection, cannibalisme), entre les classes dâge (com pétition intraspécifique) et entre les espèces (compétition interspécifique, relation proieprédateur, mutualisme, symbiose). Sur des bases comportementales innées, des stratégies et des tactiques non stéréotypées se sont développées au niveau individuel par « expérience » et/ou « apprentissage ». Cettebioéthologieconcerne, entre autres, la sélection des habitats, lexploitation des ressources trophiques, le choix des parte naires sexuels, la protection contre les prédateurs, les rapports de coopération avec dautres organismes qui tous conditionnent la survie et le succès génésique des indi vidus et des populations, donc leur devenir… Des exemples dutilisation des divers habitats (herbiers littoraux, littoral rocheux, côtes sableuses, estuaires, lagunes, récifs coralliens…), en particulier ceux jugés « difficiles » ou « extrêmes » (eaux pro fondes, eaux polaires, cavernes…) permettent de juger de la remarquable « adaptabi lité » des espèces qui sont parvenues à coloniser avec succès tous les milieux hydro logiques, sous tous les climats, à toutes les altitudes et à toutes les profondeurs… Si les documents de synthèse traitant de la biologie et de lécologie des poissons sont assez nombreux en langue anglaise, ils sont plus rares en France et parfois même anciens comme «Les poissons et le monde vivant des eaux» (Roule, 1926 1937) et «Vie et murs des poissons» (Le Danois, 1949). Parmi les ouvrages plus récents traitant de lécobiologie des poissons et de la pisciculture, citons : Vibert et Lagler (1961), Marshall (1970), Bougis (1976), Lelek (1980), Barnabé et Billard (1984), Kartas et Quignard (1984), Gerdeaux et Billard (1985), Barnabé (1989, 1991), Arrignon (1991), Collignon (1991), Schlumberger (1993), Paxton et Kirshner (1995), Bruslé et Quignard (2001). Aucun deux ne présente un panorama complet de létat des connaissances relatives à la bioéthologie desrelations entre les pois sons et leur environnement.

Remarque :les références à des données de « physiologie pure » sont volontaire ment limitées à des considérations générales classiques et « basiques » non accompa gnées dune iconographie, le but poursuivi par les auteurs étant de traiter des phéno mènes « écophysiologiques » et « écoéthologiques ».

«Et quant à la congnoissance des faicts de nature; je veulx que tu y adonnes curieusement : quil ny ayt mer; rivière ny fontaine dont tu ne congnoisses les poissons»

«The man thinks, the dog thinks, the cow thinks; The fish doesnt think, the fish is mute, emotionless; The fish doesnt think because the fish knows Everything

F. Rabelais (Pantagruel)

» Conte inuit

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Table des matières

Préface________________________________________________________________________III Avantpropos_________________________________________________________________VII ________________________________________________ Sigles et abréviations_____ __XXXI _________________________________________________________________ Glossaire XXXIX

Première partie

Les poissons dans la biosphère

Chapitre 1 ______________________________________________________________________ Biosphère5 1. Eaux marines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5 2. Eaux saumâtres . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7 3. Eaux douces . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8

Chapitre 2 ___________________________________________________________ Leau, milieu de vie11 1. Propriétés mécaniques de leau . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 1.1. Densité et viscosité . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 1.2. Vitesse du courant . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 1.2.1. Dans les eaux douces . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12 1.2.2. En mer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16 1.3. Pression hydrostatique et variations de niveau . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 1.3.1. Dans les cours deau . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 1.3.2. En milieu lacustre . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 1.3.3. En milieu marin . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23 Lavoisier – La photocopie non autorisée est un délit © fonction de la profondeur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 241.3.4. En