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Le barcoding alimentaire pour mieux connaitre le régime alimentaire de l’apron

Prélèvement d’invertébrés, mesures de vitesse du courant et description des habitats © Irstea

09/04/2018

L’apron du Rhône est l’une des espèces les plus menacées de France et un formidable indicateur de la qualité de nos cours d’eau. De 2012 à 2016, plus de 30 actions ont été réalisées dans le cadre du Plan national d’actions coordonné par le Conservatoire d’espaces naturels Rhône Alpes visant à mieux connaître et faire connaître l’espèce, à surveiller les populations existantes et à améliorer leurs conditions de vie.

Dans le cadre de ce plan, des chercheurs Irstea d’Aix-en-Provence, de l’université Aix Marseille et du CNRS ont travaillé en partenariat sur le régime alimentaire de l’apron en utilisant un nouvel outil et en menant des recherches sur leurs proies, les invertébrés des cours d’eau.

L'apron est un petit poisson d'une vingtaine de centimètres à taille adulte, doté d’écailles rugueuses.  Qualifié de « sentinelle écologique », sa présence est gage de la bonne qualité des cours d’eau, du bon fonctionnement de l’écosystème et donc de la présence d’autres espèces de poissons. Autrefois présent sur tout le bassin du Rhône, ce cousin de la perche a été déclaré en « danger critique d’extinction » car il n’occupe plus qu’environ 10% de son linéaire historique sur quelques espaces préservés de la boucle suisse du Doubs, dans la Loue, l'Ardèche, la Drôme, la Durance et le Verdon.

Parmi les causes de sa disparition, figurent notamment une altération de ses habitats, mais également le manque de connaissances sur cette espèce très discrète, sa biologie et ses comportements.

La génétique au service de la connaissance

Les chercheurs ont travaillé plus précisément sur une meilleure connaissance du régime et comportement alimentaire de l’apron à l’échelle du bassin du Rhône. Comment ? En utilisant la génétique et une technique inédite : le barcoding alimentaire. Cette technique consiste à isoler et identifier les proies ingérées (en majorité des insectes), sans tuer l’individu, à partir de ses excréments. Pour être fiable elle nécessite en parallèle d’avoir une connaissance fine des espèces de proies potentielles dans la rivière et de leurs localisations préférentielles dans certains habitats, obtenue grâce à un protocole exceptionnel mis en place par Irstea.  L’Université a également travaillé sur la croissance de l’apron à partir d’une analyse de ses écailles.

De 2014 à 2015 plusieurs campagnes de prélèvements ont été menées sur les quatre stations de référence (Durance, Verdon, Beaume et Loue) 2 fois par an et dans des tronçons de la Durance et du Buêch 1 fois par an.

La méthode a consisté, d’une part à prélever les insectes aquatiques pour connaître leur identité génétique, leur densité et leur habitat (≈ 90 échantillons par station), puis d’autre part, à récolter les excréments d’aprons afin d’identifier les séquences ADN des proies ingérées (≤ 30 fèces par station) via un protocole moléculaire complexe. 1102 excréments d’apron ont été récoltés et analysés, 1800 échantillons d’invertébrés soit 394 924 invertébrés comptabilisés et identifiés. 

Pesée de l'apron © Irstea Massage de l'abdomen...© Irstea
...pour récupérer les excréments© Irstea Prélèvement des excréments dans un tube© Irstea

Un pipeline bioinformatique spécifique a été développé afin de filtrer les millions de séquences ADN obtenues pour chaque analyse. Associé à un protocole moléculaire incluant plusieurs témoins, ce pipeline bioinformatique comprenant une succession d’étape de filtrage, permet d’obtenir des données robustes de présence/absence des proies pour chaque excrément. Le pipeline bioinformatique inclut aussi une procédure automatisée d’identification taxonomique des proies (LTG) qui, associée à des autres approches (BOLD et phylogénie), permet d’aller jusqu’à l’espèce pour environ 75% des séquences de macroinvertébrés et de vertébrés, cette détermination à l’espèce atteignant plus de 90% des séquences pour les insectes Trichoptères, Ephéméroptères et Plécoptères.

Les résultats 

Il apparait globalement que l’apron est très sélectif dans le choix de ses proies ! Surtout,  son régime alimentaire évolue selon les saisons, les stations et l’âge des individus. Il apprécie par exemple certaines espèces d’éphémères (notamment Baetis fuscatus et les Heptageniidae Ecdyonurus) ainsi que des trichoptères (Hydropsychidae). Par contre, il apprécie moins les chironomes, les gammares ou encore les coléoptères.

Un apron de la Beaume semble avoir un régime plus diversifié qui semble à mettre en lien avec la diversité des habitats du cours d'eau. En revanche, la station de la Durance se singularise par l'abondance des proies rhéophiles (qui vivent dans les eaux courantes). La Loue, quant à elle, est la rivière qui présente la plus forte quantité d'invertébrés aquatiques, et le Verdon la plus faible.

Par ailleurs, l’étude des écailles a montré que la croissance de l’apron serait globalement la plus forte les 2 premières années mais que cela est à pondérer avec l’environnement où il évolue. Par exemple l’apron du Verdon grandit moins vite que celui de la Beaume mais dispose d’une espérance de vie plus longue.

Cette étude inédite basée sur le barcoding et la compréhension de la localisation des proies dans leurs habitats montre que la disponibilité des proies est un paramètre déterminant ouvrant de nouvelles pistes pour les mesures de conservation : à l’avenir, la disponibilité des ressources trophiques pourra être prise en compte pour étudier les possibilités d’élargissement de la distribution géographique de l’apron

Principaux résultats de la première phase du Plan National de préservation national (2012-2017)
  • L’apron a reconquis plus de 100 km de cours d’eau : sa présence est désormais attestée sur environ 360 km contre 240 km en 2012 et sa présence serait probable et à vérifier sur 200 km supplémentaires.
  • Les techniques de reproduction artificielle ont nettement progressé et plus de 22 000 juvéniles ont été relâchés avec succès dans la Drôme dans le cadre d’opérations pilotes (4 000 alevins entre 2006 et 2012)
  • 3 nouvelles populations d’aprons découvertes et une meilleure connaissance des populations à l’échelle du bassin du Rhône
  • Des études inédites ont été conduites (ex : le barcoding alimentaire), ouvrant de nouvelles perspectives pour l’amélioration de la gestion des cours d’eau

Partenaires : l'Agence de l'Eau, EDF, l'Onema, les Régions Paca, Auvergne Rhône-Alpes, et Bourgogne Franche-Comté, Universités, CNRS

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