Performance du naissain de moule bleue (Mytilus edulis) : identification des mécanismes de production d'un naissain de qualité

Guillou, Efflam (2021). Performance du naissain de moule bleue (Mytilus edulis) : identification des mécanismes de production d'un naissain de qualité. Thèse. Rimouski, Université du Québec à Rimouski, Institut des sciences de la mer de Rimouski (ISMER), 188 p.

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Résumé

RÉSUMÉ : L'élevage de mollusques bivalves domine la production mondiale de l'aquaculture marine. Au Canada, la mariculture de bivalves représente une composante majeure de l'économie, et la mytiliculture en constitue la principale source de production. Pour l'heure, la conchyliculture globale est essentiellement pratiquée dans les milieux côtiers et protégés, mais face aux contraintes sociales, administratives, environnementales et économiques associées, la culture au large, ou offshore, semble constituer une stratégie nouvelle à développer. De manière générale, il est souvent admis que la productivité aquacole dépende surtout des performances de survie et de croissance des organismes. Le succès d'un élevage peut donc largement varier d'un stock de production à l'autre, même sur de faibles échelles géographiques, puisqu'il dépend des interactions multiples entre facteurs exogènes et endogènes qui s'appliquent tout au long du cycle de production. Pour prévoir les meilleurs niveaux de performance d'élevage, il semble primordial d'évaluer les caractéristiques des stocks de juvéniles et des sites de grossissement utilisés en conchyliculture. Dans ce contexte, le présent projet de recherche avait pour objectif de définir les modalités permettant d'obtenir un stock de naissain de moule bleue (Mytilus edulis) de qualité et de produire de hauts niveaux de performance en élevage. Ce projet s'est articulé autour de deux axes distincts. Dans un premier temps, le but était d'évaluer les niveaux de performance de plusieurs stocks de moule en fonction de leurs origines et leurs sites d'élevage, aux Îles-de-la-Madeleine (Québec, Canada). Dans un second temps, le but était de définir les mécanismes de sélection et d'obtention d'un naissain de moule performant. Dans le premier axe de recherche, les variations de performance commerciale, de survie, de croissance et des tendances physiologiques ont été évaluées pour plusieurs stocks de moule d'origine voisine, cultivés dans deux sites aux conditions environnementales très contrastées - en milieu lagunaire (élevage côtier) et en pleine mer (élevage au large) - durant un cycle traditionnel d'élevage de deux ans. Selon une approche par transferts croisés de type "stock-site", il avait été envisagé d'observer une performance différentielle en fin de cycle de production, dépendante des caractéristiques génétiques et physiologiques des stocks et des conditions environnementales (notamment de température) des sites. Les résultats obtenus ont démontré qu'un approvisionnement en naissain dans la lagune du bassin du Havre-Aubert (BHA) permet d'obtenir de meilleurs niveaux de performance. Comparativement aux autres stocks, ce naissain a présenté une meilleure taille au début de sa phase de grossissement et démontré de forts niveaux d'expressions de gènes pour des enzymes associées à la réponse au stress cellulaire et aux défenses antioxydantes. Au moment de la récolte finale, ce naissain a démontré de très bons taux de survie (= 90 %), peu importe le site d'élevage utilisé, favorisant alors le niveau de sa performance commerciale. En parallèle, l'absence de conditions thermiques stressantes dans le site d'élevage au large, en Baie de Plaisance (BP), a stimulé la croissance estivale des stocks de moules (+ 27 %), amélioré le contenu en réserves énergétiques, doublé l'indice de condition et favorisé la survie finale (+ 23 %). D'un point de vue industriel, ce milieu offshore a grandement augmenté la performance commerciale puisque les revenus nets en fin de cycle de production ont été augmentés par trois, comparativement à ceux obtenus en milieu côtier. Le second axe de recherche était basé sur les faits mis en lumière en première partie d'étude, montrant qu'une performance supérieure est maintenue depuis 25 ans pour un stock prélevé chaque année dans le milieu naturel puis systématiquement transféré dans plusieurs sites d'élevage, sur une échelle microgéographique. Il avait été considéré que les caractéristiques morphologiques du site de captage associé y induisent un réchauffement hâtif et plus intense durant l'été. Par ailleurs, il avait été envisagé que les températures estivales maximales de ce site puissent engendrer une pression de sélection durant l'ontogénie du naissain, et en améliorent les performances au cours du grossissement. Les résultats obtenus en mésocosme ont démontré l'existence d'une température sélective affectant les juvéniles de moule. L'application d'un stress thermique semblable à ce qui est observé dans le milieu naturel (24 °C pendant 85 heures) a induit une augmentation des taux de mortalité (+ 37 %) pour des juvéniles dont la taille est comprise entre 4,5 et 7 mm. Ce pic thermique a également engendré une amélioration de la croissance de la coquille (+ 22 %) et des tissus (+ 51 %) pour le groupe de survivants. Ces résultats soutiennent l'idée qu'une sélection taille-dépendante a permis d'éliminer le naissain moins résistant et moins performant. Aucune sélection thermique n'a semblé affecter les performances des post-larves (< 1 mm). Dans son ensemble, ce projet de doctorat propose des orientations de haute valeur pour optimiser l'approvisionnement en juvéniles de moule et leur grossissement en site d'élevage. L'étude menée constitue la première observation des mécanismes de sélection aboutissant à l'obtention d'un naissain de qualité. À la suite de ce premier constat, une attention particulière devrait être portée pour, d'une part, approfondir nos connaissances sur le phénomène démontré, et d'autre part, mieux caractériser le naissain de haute performance ainsi sélectionné. Les résultats de ce projet de recherche constituent également des arguments puissants pour encourager la mariculture côtière à s'orienter vers le milieu offshore. Ils démontrent l'alternative rentable que constitue cette stratégie, notamment pour traiter les enjeux actuels du réchauffement des masses d'eau. -- Mot(s) clé(s) en français : mytilus edulis, transferts croisés, stock, site, performance commerciale, survie, croissance, mariculture, élevage côtier, élevage au large, pression de sélection. --
ABSTRACT : Farming bivalve molluscs dominates the global marine aquaculture. In Canada, bivalve farming is an important component of the economy, and mussels constitute the main source of production. Shellfish aquaculture development has occurred almost exclusively in protected and nearshore environments, but faced with social, administrative, environmental and economic constraints, the offshore development seems to be a promising strategy. It is commonly assumed that productivity depends on both survival and growth performances. Farming performances can thereby highly fluctuate between spat stocks, even at a microgeographic scale, since it depends on the multiple interactions between exogenous and endogenous factors along the production cycle. To predict the best levels of productivity, it seems essential to assess the characteristics of spat stocks and grow-out sites used in bivalve aquaculture. In this context, the main objective of this research project was to define the modalities to obtain a blue mussel (Mytilus edulis) spat stock of quality, allowing high levels of performance productivity. This doctoral project was composed of two distinct research axes. The first goal was to assess the farming performance levels of several mussel spat stocks, according to their origins and the grow-out site used in the Îles-de-la-Madeleine archipelago (Québec, Canada). The second goal of this project was to identify the selection mechanisms providing a performant mussel spat stock. Firstly, variations in commercial, survival and growth performances, as well as physiological trends, were evaluated for neighbouring blue mussels spat stocks, cultivated in such contrasted environments that are shallow lagoons (nearshore environment) and open sea waters (offshore environment), through a traditional two-year production cycle. According to a "stock-site" spat transfer design, a differential performance pattern was expected among combinations at the end of the production cycle, considering the variability of genetic and physiological features of stocks, as well as the environmental (particularly temperature) characteristics of grow-out sites. The obtained results showed that mussel spat originating from the lagoon of bassin du Havre-Aubert (BHA) lagoon provided the best levels of performance. When compared to the other stocks, the spat displayed a larger size for sleeving and showed the higher gene expression for enzymes involved in the cellular stress response and antioxidant defences. At the harvest time, this spat stock exhibited the best survival rate (= 90 %) in both nearshore and offshore sites, therefore promoting its commercial performances. Meanwhile, the absence of summer stressful thermal condition in the offshore site of Baie de Plaisance (BP) stimulated the summer growth of mussel stocks (+ 27 %), improved the energy reserves content, doubled the condition index and favored the final survival rates (+ 23 %). Compared to the industrial productivity in coastal environment, commercial performance of mussel farming was improved by offshore grow-out conditions, since the mean net income was three times higher at the end of the production cycle. Secondly, works from the first part of the research confirmed that higher performance has been maintained for 25 years, for a mussel spat stock collected each year in the field then transferred in several grow-out sites, at a microgeographic scale. It is considered that morphological characteristics of the associated collection site induce an earlier and more intense seawater warming during the summer. Then, it is expected that maximum summer temperature generates a selection pressure on ontogenic stages of spat, which therefore improves its general performances during the grow-out phase. Results obtained in mesocosm conditions demonstrate the existence of a thermal selection affecting juvenile mussels. By applying a similar temperature to the thermal maximum peak observed in the environment (24 °C for 85 hours), an increase of mortality rates (+ 37 %) was observed on juveniles whose siz was between 4.5 and 7 mm. This thermal peak improved as well as the shell (+ 22 %) and tissues (+ 51 %) growth performances of survivors. These results support the hypothesis that a size-dependent selection allowed the elimination of less resistant and non-performant spat. No thermal selection was observed on performances of post-larvae (<1 mm). This overall research project provides highly valuable guidance for optimizing spat supply and grow-out processing for the mussel farming industry. This study constitutes the first observation of selection mechanisms leading to the production of a mussel spat stock of quality. Following this initial point, a special emphasis should be addressed to characterize more precisely this phenomenon and the performance of the spat thereby selected. The results of this research constitute some powerful elements to promote the offshore orientation of marine aquaculture. This alternative strategy represents a profitable option to deal with the global issues associated to water warming. -- Mot(s) clé(s) en anglais : mytilus edulis, spat transfer, stock, site, commercial performance, survival, growth, mariculture, nearshore, offshore, selective pressure.

Type de document :	Thèse ou mémoire de l'UQAR (Thèse)
Directeur(trice) de mémoire/thèse :	Tremblay, Réjean
Co-directeur(s) ou co-directrice(s) de mémoire/thèse :	Toupoint, Nicolas
Information complémentaire :	Thèse présentée dans le cadre du programme de doctorat en océanographie en vue de l'obtention du grade de Philosophiae Doctor (Ph. D.).
Mots-clés :	Moule bleue; Mytilus edulis; Élevage; Mytiliculture; Mollusques; Larves; Naissain; Qualité.
Départements et unités départementales :	Institut des sciences de la mer de Rimouski (ISMER) > Océanographie
Déposé par :	DIUQAR UQAR
Date de dépôt :	21 juin 2022 16:04
Dernière modification :	21 juin 2022 16:04
URI :	https://semaphore.uqar.ca/id/eprint/2050

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