Introduction

Le Paracentrotus Lividus est un échinoderme de couleur violette retrouvé principalement en Méditerranée et appartenant à la famille des Parechinidae. Bien que cette espèce soit appréciée par la gastronomie partout à travers le monde, elle devient menacée dû à sa surconsommation. En effet, la demande devenant trop importante, il en résulte une pêche beaucoup trop intensive par rapport à la qualité de reproduction de l’individu. Les cycles de reproduction, perturbés par sa pêche, provoquent un mauvais développement de l’individu et ainsi une diminution de sa population. Cependant, l’oursin possède un rôle écologique crucial, il devient donc nécessaire de limiter la pêche en milieu naturel de l’individu et de s’intéresser à son cycle de reproduction qui est plus facilement contrôlable en aquaculture. D’autres informations que nous n’aborderons pas dans ce rapport peuvent t’être retrouvées sur https://www.planetemer.org/infos/actus/oursins-pêche-situation-enjeux-et-perspectives.

But

A travers cette étude nous nous demanderons quels peuvent être les différents facteurs pouvant influencer la croissance des gonades de Paracentrotus Lividus. Des facteurs physiques de l’environnement, ainsi que des caractères anatomiques seront mis en avant dans ce rapport.

Matériel et méthodes

(Propos recueillis à partir de l’article https://www.researchgate.net/publication/280021206_Land-based_closed-cycle_echiniculture_of_Paracentrotus_lividus_Lamarck_Echinoidea_Echinodermata_A_long-term_experiment_at_a_pilot_scale)

PRINCIPE : L’objectif d’une échinoculture terrestre à cycle fermé est d’avoir un maximum de contrôle sur toutes les étapes du cycle de la vie d’un oursin de mer en contrôlant les paramètres environnementaux majeurs tels que la température de leur écosystème, la qualité de l’eau, la qualité et la quantité de nourriture. L’échinoculture terrestre présente des avantages par rapport aux méthodes d’élevage pratiquées directement en mer. Il s’agit de l’aspect “fermé” de cette échinoculture, qui nous permet de contrôler le cycle de vie de l’animal. Une installation expérimentale a été mise sur pied au “Centre de Recherche et d’Etude Côtière” en Normandie, dans laquelle plusieurs générations d’oursins ont été élevées suivant une procédure expérimentale. Les oursins analysés proviennent d’une population localisée à Morgat (Bretagne, France). Certains d’entre eux ont été collectés dans de petites mares le long des côtes rocheuses et les autres proviennent d’un laboratoire (culture).

MATERIEL : Les chercheurs ont à leur disposition un couvoir de 30m³ et une salle de culture de 160m³. Le couvoir est équipé d’un bassin d’élevage larvaire de 11200L et d’un système de production du phytoplancton. La salle de culture est isolée et régulée à environ 22°C, elle est bien aérée et exposée à une photopériode de 12h/12h. Elle est également composée de 10 structures autonomes avec soit 3 ou 6 toboggans/ponts superposés de 4m de long et de 60cm de large. Chaque groupe de toboggan est suspendu au-dessus d’un bassin de réserve/de décantation de la même longueur (80cm de large et 80cm de profondeur). La profondeur de l’eau dans les toboggans varie entre 5 et 10cm. Une pompe centrifuge transfère l’eau des réservoirs au niveau supérieur, avec un débit de 8 à 10 m ³/h. L’eau circule ensuite, grâce à la gravité, d’un niveau à l’autre (chaque toboggan est muni d’une légère pente qui permet à l’eau de mieux circuler et cette petite pente est reliée au toboggan précédent ainsi qu’au suivant à ses extrémités opposées). Cet outil optimise la surface disponible pour les individus post-métamorphiques et le courant de l’eau qui les entoure. Les 10 structures d’élevage (citées ci-dessus) sont : 1 structure de pré-croissance qui contient 3 toboggans / 2 structures de croissance qui contiennent chacune 6 toboggans / 7 structures expérimentales (ou de conditionnement) qui contiennent chacune 3 toboggans. Des objets supplémentaires sont groupés dans une salle technique contenant un système central de thermorégulation (pompe qui fournit de l’eau chaude ou de l’eau froide aux échangeurs de chaleur qui équipent les structures d’élevage), un système de pompe à eau et de filtration de l’eau, un générateur électrique d’urgence et une alarme centrale. L’eau est pompée directement de la mer (à marée haute) et est stockée dans un réservoir de 60m ². L’eau est d’abord filtrée avant d’être utilisée.

METHODE :

PERIODE D’ELEVAGE : Le cycle d’élevage des oursins se fait en 7 étapes :

1. LA FERTILISATION : les gamètes sont obtenues en stimulant les parents à pondre. Les chercheurs placent les gamètes femelles dans un bocal et y ajoutent 1/5 des spermatozoïdes des mâles.

2. LA CULTURE DES LARVES : les embryons sont introduits dans un bocal et la nourriture est introduite 3 jours après la fertilisation. Les larves sont nourries 1 fois par jour à partir de floraison d’algues.

3. LA METAMORPHOSE : à partir du 16ème jour, la métamorphose est contrôlée. 100 larves sont transférées dans un tamis (“test de compétence standard” ou “SCT” (en anglais)). Ce “test” est placé dans la structure de pré-croissance en présence d’un facteur de stimulation de métamorphose. Si le pourcentage de métamorphose est d’environ 80%, le lot entier est transféré dans la structure de pré-croissance pour se fixer à un ou deux tamis de métamorphose (si le pourcentage est inférieur, le lot est jeté).

4. LA CROISSANCE DES JUVENILES : les larves post-métamorphosées (stade endotrophe) réorganisent leurs tubes digestifs. La bouche et l’anus des futures juvéniles sont absents (à ce moment là). Après 8 jours, ils deviennent des juvéniles (exotrophes). Ceux-ci sont disposés dans des tamis jusqu’à ce que la taille individuelle moyenne atteigne 2mm. Ceux qui ont un diamètre supérieur à 5mm sont transférés dans tamis de pré-croissance en maille.

5. LA CROISSANCE DES SUBADULTES : les chercheurs contrôlent la taille de chaque individu et collectent ceux qui mesurent plus de 10mm. Les oursins qui ont une taille dépassant 10mm mais qui sont inférieurs à 40mm (taille minimale dans le marché/commerce), sont considérés comme des subadultes. Ils sont matures mais pas assez larges. Leur croissance somatique doit être favorisée tandis que la croissance des gonades doit être maintenue le plus bas possible.

6. 1. LE CONDITIONNEMENT DES ADULTES POUR LE MARCHE : une fois que les oursins de mer mesurent 40mm, ils sont prêts à obtenir des gonades commercialisables dans des structures de conditionnement. Dans le marché, l’élément le plus important est que le cycle des gonades d’oursins soit synchronisé. Les gonades doivent présenter le bon stade de maturité et doivent avoir une texture, une couleur et un goût adéquats. Paracentrotus lividus possède un cycle de reproduction annuel qui tend à s’estomper dans des conditions artificielles constantes. Les oursins ont tendance à contourner la phase de croissance des gonades et à avoir une gamétogenèse permanente, donnant naissance à des gonades flasques avec peu de phagocytes nutritifs. Ces gonades sont inacceptables dans le marché. Pour éviter cela, les échinoïdes sont affamés. Cela provoque la consommation du contenu des gonades (organes de réserve), qui dure 2 mois. Ce temps est dédié à la maturation des gonades (dure de 6 semaines à 3 mois). La taille et l’étape de maturation atteignent (simultanément) des valeurs acceptables. Les gonades peuvent donc être commercialisées.

   2. LE CONDITIONNEMENT DES GAMETES : la maintenance des gamètes matures de Paracentrotus lividus est assurée par le fait que les individus sont conservés à de hautes températures (18 à 20°C), sous une photopériode fixe (12h/12h) ou dans la pénombre la plus totale. Tout ceci provoque la perturbation du cycle de reproduction. Dans ces conditions, la nourriture est l’élément permettant d’obtenir une bonne reproduction des gamètes. Laminaria digitata assure à la fois la qualité et la quantité de gamètes.

MESURES DES OURSINS ĖLEVĖS: Les chercheurs quantifient la méthode d’élevage via le taux de survie avec le temps et le taux de croissance ; le changement de diamètre du test des oursins avec le temps (la taille des gonades est prise en compte seulement après que la taille minimum du marché soit atteinte).

1. Le taux de survie est déterminé en comptant le nombre de survivants dans un seul lot à des instants différents. Le comptage des oeufs, des embryons et des larves est effectué sur au moins 1 échantillon sur 5 provenant du lot homogénéisé et la quantité totale est estimée en extrapolant la concentration moyenne sur tout le volume. Le taux de survie des larves, des post-larves et des juvéniles est déterminé par des échantillons d’élevages provenant des tamis contenant 50 à 100 individus. Les subadultes et les adultes sont aussi comptés. La mortalité causée par les manipulations peuvent donc être attribuées à la méthode elle-même.
2. La taille est évaluée par le diamètre (mesuré au niveau de la partie la plus large du test, sans compter les épines). Pour éviter les erreurs, qui peuvent être causées par une forme ovale du test, les chercheurs mesures deux diamètres (tous les deux au même niveau et on ne considère que la moyenne des deux). Le diamètre des juvéniles est mesuré grâce à des images spécifiques (microphotographie digitalisée). Le diamètre des adultes et subadultes est mesuré avec un pied à coulisse.
3. La taille relative des gonades est quantifiée au moyen de l’indice de la masse sèche et de l’indice de la masse fraîche de gonade. La masse fraîche est déterminée, après avoir séché les oursins sur du papier absorbant pendant cinq minutes. L’animal est ensuite disséqué, les cinq gonades sont extraites et pesées. On en place une dans le fluide Bouin pour davantage d’informations concernant son stade gamétogène. Les quatres autres gonades sont de nouveau pesées et la différence est calculée pour permettre la correction de la masse sèche de la gonade manquante. Le soma et les quatres gonades sont séchés à 70°C pendant 48h, avant d’être pesées séparemment. L’index de masse sèche des gonades est plus précis mais est moins représentatif du “remplissage” des oursins (l’espace qu’occupent les gonades dans la cavité coelomique). Les deux index/indices sont fournis pour permettre les comparaisons. Le stade de maturité des gonades est déterminé sur des sections histologiques de gonades fixées.

Les résultats se basent sur deux graphiques, qui sont : 1) le graphique en barre/histogramme, démontrant la croissance des gonades influencées par l’origine. 2) la boîte de dispersion/graphique en violon, démontrant la croissance des gonades influencées par le diamètre du test.

Ils se basent également sur deux tableaux, qui sont : 1) le tableau qui calcule le ratio de masse des gonades/masse totale des oursins. 2) le tableau qui met en évidence la moyenne du poids des gonades en fonction du niveau de maturité et de l’origine des oursins.

Résultats

urchin  %>.%
  sfilter(., sex != "NA") %->%
  urchin
 
a <- chart(data = urchin, ~ origin %fill=% sex)+
  geom_bar(position = "dodge")+
    ylab("Effectifs")

b <- chart(data = urchin, ~ gonads %fill=% sex | origin)+
  geom_histogram(bins = 05)+
  ylab("Effectifs")

combine_charts(list(a,b), common.legend = TRUE)

 urchin %>.% 
  sgroup_by (., weight , gonads,origin )|>ssummarise ("pourcentage_gonads" = (gonads/weight)*100 ) %>.%
  sfilter (.,pourcentage_gonads > 15)%->% urchin_t2
knitr::kable(urchin_t2)

a <- chart(data = urchin, diameter2 ~ origin %fill=% origin)+
  scale_fill_viridis_d()+
  geom_boxplot(alpha = 0.5)

b <- chart( data = urchin, gonads ~ origin )+
  geom_violin(fill = "grey", col = "black")

combine_charts(list(a,b))

urchin %>.%
sgroup_by(., maturity, origin) |> ssummarise(
   "mean_gonads" = (round(fmean(gonads, na.rm = TRUE), digits = 1)),
  "n_obs" = fn(gonads)) %>.%
  sdrop_na(.)%->% urchin_t1
knitr::kable(urchin_t1)

Discussion

Conclusion