par lvarez-Blázquez1, B., Rodriguez Villanueva2, J.L., Pérez Rial1, E., Peleteiro1, J.B., Mylonas3, C.C., Papadaki3, M., Papadakis3 I., Fakriadis3, JE., Robles4, R., Linares5, F.
1 Instituto Español de Oceanografía-IEO, Centro Oceanográfico de Vigo, Espagne.
2 Instituto Galego de Formación en Acuicultura-IGAFA, Illa de Arousa, Espagne.
3 Centre Hellénique de Recherche Marine-HCMR, Héraklion, Crète, Grèce.
4 CTAQUA, Cadix, Espagne; affiliation réelle TESTING BLUE S.L., Cadix, Espagne.
5 Xunta de Galice, Centro de Investigaciones Mariñas, Vilanova de Arousa, Espagne.
introduction
Suite à la série d'articles publiés sur les espèces de poissons incluses dans le projet DIVERSIFY financé par l'UE (voir avril, Peut, Juin, numéros de juillet et octobre d'International Aquafeed), qui s'est déroulée entre 2013 et 2018, nous vous présentons ici l'épave (Polyprion americanus), qui était l'espèce la plus difficile du projet.
L'épave est l'une des plus grandes espèces de Polyprionidae, atteignant une taille de 100 kg. C'est un poisson d'eau profonde (100 à 1000 m) que l'on trouve presque partout dans le monde et qui se caractérise par une phase juvénile pélagique étendue (Ball et al., 2000 ; Sedberry et al., 1999). C'est l'une des nouvelles espèces les plus intéressantes pour l'aquaculture, en raison de sa croissance rapide (Suquet &La Pomélie, 2002 ; Rodriguez-Villanueva et al., 2011), maturation reproductive tardive, prix du marché élevé et débarquements de pêche limités et manipulation facile en captivité sans mortalité enregistrée lors des essais DIVERSIFY (Papandroulakis et al., 2008). Sa grande taille le rend approprié pour le traitement et le développement de produits à valeur ajoutée, qui pourraient présenter un intérêt pour le marché de l'UE.
Wreckfish accepte facilement la nourriture inerte, étant un carnivore très vorace. Les individus capturés dans la nature et maintenus en captivité ont augmenté de un à cinq kilogrammes en 10 mois (Rodriguez-Villanueva et al., 2011). La lente maturation reproductive des épaves, qui survient à l'âge de 5-10 ans en captivité, peut être un problème pour le développement et la gestion des stocks de géniteurs. D'autre part, son stade juvénile long est un grand avantage du point de vue de l'aquaculture, permettant une commercialisation avant la maturité sexuelle, et éviter ainsi les problèmes liés à la maturation, comme la réduction de la croissance. Il a été démontré que la croissance est fortement influencée par le sexe et que les épaves femelles sont significativement plus lourdes que les mâles, comme observé chez de nombreuses autres espèces de poissons marins (Rodríguez, 2017).
La population mondiale d'épaves est composée de trois stocks génétiquement distincts :1) l'Atlantique Nord et la mer Méditerranée, 2) le Brésil et 3) le Pacifique Sud (Ball et al., 2000). L'épave est une espèce gonochoristique sans dimorphisme sexuel et le frai a lieu sur le talus continental à des profondeurs de 300 à 500 m, avec la formation de bancs de reproducteurs (Peres et Klippel, 2003). Les épaves démersales habitent les fonds rocheux et vaseux, à des profondeurs de 40-200m; cependant, les individus se trouvent fréquemment dans des eaux de plus de 300 m de profondeur, avec une profondeur maximale enregistrée de 1000 m (Fischer et al., 1987). Pendant la première partie de sa vie (de l'éclosion à une longueur de corps d'environ 60 cm), l'épave est pélagique et vit en association avec des débris flottants.
Les travaux de DIVERSIFY pour cette espèce se sont concentrés dans les domaines de la reproduction et de la génétique, larviculture et nutrition, qui ont été les principaux goulots d'étranglement empêchant l'aquaculture des épaves jusqu'à présent.
Reproduction et génétique
Trois stocks ont été maintenus dans les installations de trois institutions galiciennes (Espagne) :Institut d'océanographie (IEO), Ayuntamiento de La Corogne, (MC2) et Conselleria do Mar de la Xunta de Galicia (CMRM). En outre, un stock a été maintenu au Centre hellénique de recherche marine (HCMR) en Crète, Grèce. Le développement reproducteur de ces stocks a été suivi pendant deux ans. La période de reproduction (oogenèse, maturation et frai) était assez longue chez les épaves, à partir d'octobre et jusqu'en juillet, en particulier chez les géniteurs espagnols qui ont été exposés à des températures plus basses au cours de l'année. Le diamètre d'ovocyte le plus élevé des épaves a été trouvé entre mars et juillet, suggérant qu'il s'agit de la période de frai prévue. La taille des œufs des épaves (~ 2 mm de diamètre) est nettement plus grande que celle de tout autre poisson marin élevé dans les eaux tempérées de la côte atlantique de l'Europe et de la mer Méditerranée (Papadaki et al., 2018). Une grosse taille d'œuf et une faible fécondité sont considérées comme essentielles pour les poissons démersaux, car elle est liée à une survie individuelle plus élevée dans un environnement relativement constant, contrairement aux petits œufs pélagiques qui doivent faire face à un environnement changeant, où la survie est plus difficile et donc une fécondité élevée est plus avantageuse. Le développement embryonnaire et les premiers stades de la vie ont été décrits (Papandroulakis et al., 2008 ; Peleteiro et al., 2011), indiquant que la grande taille des œufs de cette espèce peut offrir des avantages significatifs pour son élevage larvaire.
C'est une température constante de 16°C toute l'année (HCMR, Grèce), bien qu'il soit probablement plus représentatif de l'environnement auquel sont exposés les éleveurs d'épaves dans les eaux profondes qu'ils habitent à l'état sauvage, et ils ne semblaient pas avoir d'effets bénéfiques sur le développement reproducteur des épaves femelles en captivité. Les poissons détenus à des températures naturellement fluctuantes dans les stocks d'Espagne ont présenté des performances de reproduction identiques ou meilleures que les poissons à températures constantes en Grèce, c'est-à-dire qu'ils ont mûri et se sont reproduits spontanément. D'autre part, mâles, maintenu à température constante dans le stock HCMR, sont restés en pleine spermiation pendant presque toute la période de surveillance par rapport aux mâles exposés aux températures annuelles du cycle en Espagne, suggérant que les hommes ont peut-être réagi différemment des femmes aux deux régimes de température différents de l'étude.
Des pontes spontanées ont été obtenues à partir des trois stocks galiciens, avec une régularité croissante des pontes et des taux de fertilisation au fur et à mesure de l'avancement du projet et de l'acquisition d'une plus grande expérience. La fécondité relative des lots était également variable parmi les quatre stocks de géniteurs d'épaves dans la présente étude, variant entre 2, 000 et 30, 000 œufs pondent-1 kg-1 de poids corporel. Une collecte limitée d'œufs a également été réalisée à partir de reproducteurs en captivité après induction hormonale et ponte en réservoir ou arrachage manuel des individus en cours de maturation. Au cours de la dernière année de DIVERSIFY en 2018, la ponte est devenue plus cohérente avec une meilleure fécondité et une meilleure fertilisation des géniteurs espagnols. Sur la base des résultats obtenus, nous nous attendons à ce que l'acclimatation complète de l'espèce à la captivité puisse entraîner une ponte naturelle cohérente et une production d'œufs de bonne qualité.
La ponte a lieu la nuit ou très tôt le matin (entre 05h00 et 08h00, avec quelques exceptions à midi). En 2017 et 2018, frai spontané à l'IEO, Les stocks MC2 et CMRM ont produit un grand nombre d'œufs fécondés. La périodicité de la ponte était de 3 à 5 jours dans tous les stocks et le succès de la fécondation variait entre 50 et 100 pour cent avec une amélioration de la qualité des œufs vers la seconde moitié de la saison de ponte pour chaque femelle. Il a été constaté qu'une femelle est capable de frayer jusqu'à dix fois par saison de reproduction, tandis que le même mâle a fécondé au moins 30 pontes sur une période totale de 150 jours.
La réponse des femelles au traitement avec des implants d'agonistes de l'hormone de libération des gonadotrophines (GnRHa) afin d'induire la ponte a été variable, avec des résultats irréguliers en termes de fécondité et de qualité des œufs. Dans certaines occasions, les pontes de réservoir ou les pontes dépouillées ont donné des œufs non viables, et à d'autres occasions même si la fécondation a été un succès, l'éclosion était nulle. La ponte artificielle par stripping pourrait être la méthode de choix avec les femelles matures qui présentent des problèmes pour se reproduire spontanément après l'induction de la GnRHa. Dans le cas des femelles qui subissent naturellement la maturation ovocytaire (sans hormones exogènes) il est déconseillé d'utiliser le stripping, car le stress causé par les manipulations pourrait entraîner une mauvaise qualité des œufs et un manque de succès de la fécondation.
En ce qui concerne les caractéristiques masculines, la maturation sexuelle a lieu de mars à juillet comme chez les femelles, atteignant son apogée en avril et juin. Tous les paramètres de qualité du sperme étudiés ont varié de manière significative au cours des deux années de l'étude, mais sans corrélation claire avec la saison de reproduction des femelles (mars-juin). Globalement, la qualité du sperme était considérée comme élevée tout au long de l'année. La densité moyenne des spermatozoïdes variait entre 4,5-11,5 x 109 spermatozoïdes ml-1, la motilité des spermatozoïdes était toujours supérieure à 60 %, la durée de la motilité variait entre 1,5 et 6 min et la survie des spermatozoïdes à 4°C variait entre 3 et 10 jours, bien que dans certains cas une survie de 18 jours ait été atteinte (Pérez Rial, 2019). La densité du sperme était très similaire à celle des autres espèces pélagiques, comme le bar européen (Dicentrarchus labrax), dorade royale (Sparus aurata) ou maigre (Argyrosomus regius). Cependant, La concentration de sperme d'épave est plus élevée que celle trouvée dans la sole (Solea solea) et le turbot (Scophthalmus maximus).
Il existe trois procédures possibles pour obtenir des pontes d'épaves en captivité :
- Exposer les reproducteurs aux conditions photothermiques naturelles dans de grands bassins (>40 m3) et obtenir des pontes spontanées
- Induire la ponte avec des implants hormonaux chargés en GnRHa, si les poissons ne subissent pas d'ovulation et de frai spontanément, et permettre aux poissons de frayer dans les réservoirs
- Induire la maturation et l'ovulation par traitement hormonal, et frayer les œufs en bandes suivies d'une fécondation in vitro.
Malgré la facilité de manipulation de cette espèce en captivité, sa grande taille nécessite de grands réservoirs pour garantir son bien-être et éviter les dysfonctionnements de la reproduction induits par le stress, cela affecterait la gamétogenèse et la maturation. Bien qu'il soit possible de pondre des épaves et de féconder les œufs in vitro après l'induction hormonale de l'ovulation, la manipulation fréquente des femelles est problématique lorsqu'il s'agit de poissons de cette taille. Au cours du projet, il a été démontré que les épaves sont capables de se reproduire spontanément avec de très bons résultats en matière de fécondité et de fécondation des œufs, et c'est la méthode de reproduction recommandée en vue de la production aquacole industrielle de cette espèce.
Reproduction et élevage larvaire d'une espèce très proche, le hapuku (Polyprion oxygeneios) n'a été réalisé que récemment en Nouvelle-Zélande (Anderson et al., 2012 ; Symonds et al., 2014 ; Wylie et al., 2018). La rareté des géniteurs est un inconvénient pour l'élevage des épaves, mais le potentiel biologique et économique évident de cette espèce a justifié l'allocation d'une partie de l'effort de DIVERSIFY en rassemblant la quasi-totalité des partenaires européens impliqués jusqu'à présent dans la domestication des épaves, pour surmonter ses goulots d'étranglement documentés - c'est-à-dire, reproduction et élevage larvaire-- afin de produire un nombre approprié de juvéniles pour lancer la production commerciale.
Larviculture
Au cours des premiers stades de développement des œufs, la vulnérabilité aux conditions extérieures est la plus élevée. La température d'incubation optimale et les conditions de culture larvaire ont été ajustées dans les installations de l'IEO afin d'avoir un développement embryonnaire correct (Álvarez-Blázquez et al., 2016). Aspects zootechniques tels que l'aération, l'hydrodynamique du réservoir et le débit d'eau ont été optimisés. Ce sont des paramètres essentiels pour diminuer les malformations larvaires, ce qui est une question qui nécessiterait une enquête plus approfondie. Lors des essais de larviculture des épaves dans DIVERSIFY, des malformations ont été trouvées qui peuvent être similaires à un syndrome lié à la consommation du sac vitellin (SYSS) décrit par Gunakesera et al (1998) ou encore à la « maladie du sac bleu » (BSD) décrite pour la truite commune. D'autres études seront nécessaires pour identifier ce problème.
Dans les épaves, l'ontogenèse du système digestif est considérée comme une procédure lente par rapport aux autres espèces. Le développement du système digestif est contrôlé par des facteurs endogènes et est généralement programmé génétiquement, mais le temps d'apparition des structures du système digestif peut être influencé par une série de facteurs exogènes, la température étant l'une des plus importantes (Kamler, 2002). En outre, il a été constaté que l'ontogénie de la rétine est similaire au schéma général de la plupart des espèces de poissons. En éclosion, la rétine est un tissu indifférencié et non fonctionnel, comme cela se produit chez la plupart des poissons marins aux premiers stades de la vie pélagique (Pankhurst et Eagar, 1996 ; Pankhurst et Hilder, 1998 ; Pankhurst et al., 2002 ; Roo et al., 1999 ; Shand et al., 1999). Les cellules coniques ont été les premiers photorécepteurs à apparaître (6 dph). Ce fait indique qu'après 5 jours par heure, les poissons peuvent identifier des aliments tels que les rotifères et les nauplii d'Artemia.
Dans le cadre des essais DIVERSIFY, l'éclosion des larves variait entre 42 et 82 pour cent, ce qui peut être considéré comme très acceptable. Cependant, la survie des larves a été plutôt limitée. Seulement pendant la dernière année du projet, il a été possible d'obtenir des larves qui ont été sevrées avec succès et des juvéniles ont été obtenus et élevés dans les installations de l'IGAFA (Institut galicien d'aquaculture, Espagne), qui est une organisation collaboratrice du CMRM. C'était la première fois dans le projet que nous parvenions à produire des juvéniles sevrés à l'alimentation inerte, et c'est une étape importante dans les efforts pour produire des épaves dans des conditions d'aquaculture. Cet essai a fourni des données importantes sur la croissance des épaves et a augmenté nos connaissances sur le protocole d'alimentation et le comportement spécifique et la métamorphose des larves d'épaves (Rodríguez et al, 2019).
Au cours de la dernière année du projet, un grand nombre d'essais expérimentaux ont été réalisés en culture larvaire, axé sur l'ajustement de différents systèmes de culture (flux, mésocosmes et systèmes d'aquaculture en recirculation, RAS) et des paramètres environnementaux tels que la température de l'eau, volume de culture, densité larvaire, séquence alimentaire, air, léger, forme et couleur des réservoirs.
Les meilleurs résultats ont été obtenus avec le RAS dans les installations de l'IGAFA avec deux lots de larves issues des pontes IEO et MC2. La nourriture était à base de rotifères, Artemia nauplii et métanauplii enrichis. Les deux lots de larves ont atteint la période de sevrage et sont actuellement en phase juvénile. C'est la première fois qu'un lot de juvéniles d'épaves est produit dans des conditions d'élevage et représente une étape importante dans nos efforts pour faire de cette espèce un candidat de choix pour une exploitation à l'échelle industrielle.
Les principaux résultats des travaux expérimentaux de larviculture des épaves du projet DIVERSIFY ont été publiés (Pérez Rial et al., 2019) et peut être résumé comme suit :
- L'ontogenèse des organes liés au système digestif et au système visuel n'a été achevée qu'au jour 23 après l'éclosion. La plupart des organes (sauf les dents maxillaires de la mâchoire supérieure qui sont devenues visibles à 19 dph), est apparu à 8 dph
- La température optimale pour l'incubation des œufs se situe entre 16,5 et 19,5 °C. Des températures plus basses (14 ± 0,5 °C) favorisent des déformations larvaires plus élevées et des taux d'éclosion faibles, avec des mortalités plus élevées au cours des trois premiers jours d'incubation. La température de la culture larvaire entre 16 et 18 °C est adéquate pour une plus grande survie et croissance
- Les larves nouvellement écloses sont caractérisées par leur grand sac vitellin, stockage des réserves endogènes jusqu'au jour 20 dph à 17±0,5ºC. Le grand sac vitellin et la lente absorption de la gouttelette lipidique indiquent une longue période de nutrition autotrophe
- Une séquence d'alimentation larvaire a été définie dans le système de recirculation qui a donné de bons résultats à une température de 17,5-18ºC, avec une photopériode naturelle de 7-9 dph. Protocole d'alimentation en aliments vivants :rotifère enrichi d'un supplément d'acide arachidonique (ARA) de 8 à 19 dph, Artemia nauplii de 15 à 23 dph et Artemia metanauplii de 18 à 48 dph. La nourriture inerte a été administrée à partir de 40 dph
- Les technologies d'incubation et de culture larvaire ont été adaptées aux exigences de cette espèce et des résultats importants ont été obtenus avec la culture larvaire en RAS (Rodríguez et el., 2019)
Nutrition
Les besoins nutritionnels des épaves étaient inconnus jusqu'à présent et il n'y avait que quelques références concernant les habitats d'alimentation des prises commerciales (Brick Peres &Haimovi, 2003) et les taux d'alimentation en captivité (Papandroulakis et al., 2004). Récemment, des études ont été menées sur la composition des épaves sauvages (Roncarati et al., 2014 ; Linares et al., 2015) et leurs caractéristiques morphométriques (Álvarez-Blázquez et al., 2015). Le développement optimal des régimes alimentaires des géniteurs pour les épaves est essentiel pour l'avenir de son aquaculture. Les lipides alimentaires et en particulier les acides gras jouent un rôle essentiel dans la production réussie de gamètes et d'œufs de haute qualité de poissons marins (Izquierdo et al., 2001 ; Sargent et al., 2002). Aussi, le développement de produits d'enrichissement de proies vivantes est très important pour le succès de la culture larvaire. La compréhension des besoins en acides gras polyinsaturés (AGPI) des larves de poissons marins nécessite la définition d'un rapport alimentaire optimal de DHA, EPA et ARA.
Sur la base des données d'analyses biochimiques des gonades de femelles d'épaves sauvages, œufs et larves obtenus à partir de poissons d'élevage, certains produits d'enrichissement des aliments vivants ont été développés pour les larves d'épaves. Certaines expériences nutritionnelles avec des larves d'épaves ont été réalisées dans DIVERSIFY montrant que les larves présentent, en général, une bonne acceptation des proies vivantes enrichies testées et aucune différence dans la composition en acides gras des larves d'épaves nourries avec les proies enrichies avec les produits d'enrichissement testés n'ont été trouvées à différents jours de vie. Le profil des acides gras des larves d'épaves tout au long du développement larvaire montre de grandes quantités d'AGPI, en particulier de DHA, EPA et ARA. Par ailleurs, il existe une relation claire entre le profil d'acides gras des aliments pour géniteurs fournis et le profil d'acides gras des ovocytes et des œufs (Linares et al., 2016, 2018)
Les résultats obtenus concernant la composition des tissus de spécimens sauvages ont été très utiles pour avancer dans la connaissance des besoins nutritionnels de cette espèce, qui montre une grande quantité de protéines et un faible niveau de lipides dans le muscle. En outre, les résultats suggèrent que les proies vivantes enrichies utilisées comme nourriture pour les larves sont bien digérées. Bien que jusqu'à présent, les larves ont un taux de survie très faible, les résultats en 2018, avec l'obtention des premiers juvéniles, sont très prometteurs.
Il est assez évident que cette espèce présente un taux de croissance rapide et une adaptation facile à l'environnement captif et aux procédures de manipulation. De faibles taux d'alimentation ont été enregistrés pendant la saison de frai (de mars à juillet) et des taux d'alimentation élevés ont été enregistrés en automne. Le taux d'ingestion variait entre 0,2 et 0,5 pour cent pour les poissons nourris avec un régime semi-humide, et entre 1 et 1,8 pour cent pour ceux nourris avec des granulés secs (Pérez Rial, 2019). Les résultats obtenus lors du projet DIVERSIFY en termes de nutrition peuvent se résumer dans les points suivants :
Les épaves ont une grande quantité de protéines dans leur muscle (84% chez les poissons sauvages et 78% chez les poissons d'élevage) et le niveau de lipides est plus faible dans le muscle des poissons sauvages (7% DW) que chez les poissons d'élevage (25%). Concernant la composition en acides gras dans le muscle, les valeurs de PUFA et de ∑n-3 sont plus élevées chez les épaves sauvages (39 et 34 % des acides gras totaux respectivement) que chez les poissons d'élevage (30 et 24 %). Les valeurs de DHA représentent 12 pour cent chez les poissons d'élevage et 26 pour cent chez les poissons sauvages. La teneur en EPA représente le pourcentage observé dans les poissons d'élevage et quatre pour cent dans les poissons sauvages et l'ARA 1,6 pour cent et 3,1 pour cent dans les poissons d'élevage et sauvages respectivement. Le rapport EPA/ARA a des valeurs de 4,6 chez les poissons d'élevage et de 1,5 chez les poissons sauvages (Linares et al, 2015).
Des avancées significatives ont été réalisées dans la connaissance de cette espèce au niveau de sa biologie, nutrition, reproduction et physiologie, ainsi que son adaptation à la captivité, la technologie de reproduction et la culture larvaire et la première connaissance de son ontogenèse larvaire a été fournie. Les résultats obtenus ainsi que la pénurie de spécimens en milieu naturel, sont deux aspects d'une grande importance pour continuer à consacrer des efforts de recherche sur le développement de l'aquaculture pour cette espèce. Elle est considérée comme une espèce à fort potentiel en vue de la diversification de l'aquaculture industrielle. Avoir réussi à obtenir des juvéniles en captivité a généré un grand impact dans le secteur de l'aquaculture, désireux de se diversifier et d'innover. L'intérêt général pour les avancées scientifiques en matière de culture est élevé, et en particulier des entreprises qui détiennent actuellement des stocks de spécimens matures de cette espèce (principalement en Espagne).
