L'exploitation écologique des ouvrages hydrauliques est essentielle à la conservation des ressources halieutiques. On sait que la vitesse du courant influence la ponte des poissons à œufs dérivants. Cette étude vise à explorer, par des expériences en laboratoire, les effets de la stimulation de la vitesse du courant sur la maturation ovarienne et la capacité antioxydante de la carpe herbivore adulte (Ctenopharyngodon idellus), afin de comprendre le mécanisme physiologique sous-jacent à la réponse de la reproduction naturelle aux débits écologiques. Nous avons examiné l'histologie, les concentrations d'hormones sexuelles et de vitellogénine (VTG) dans les ovaires, ainsi que les transcrits de gènes clés de l'axe hypothalamo-hypophyso-gonadique (HHG), et les activités antioxydantes des ovaires et du foie chez la carpe herbivore. Les résultats ont montré que, malgré l'absence de différence notable dans les caractéristiques de développement ovarien de la carpe herbivore sous l'effet de la stimulation par la vitesse du courant, les concentrations d'œstradiol, de testostérone, de progestérone, de 17α,20β-dihydroxy-4-pregnen-3-one (17α,20β-DHP) et de VTG étaient élevées, ce qui était lié à la régulation transcriptionnelle des gènes de l'axe hypothalamo-hypophyso-gonadique (HHG). Les niveaux d'expression des gènes (gnrh2, fshβ, lhβ, cgα, hsd20b, hsd17b3 et vtg) de l'axe HHG étaient significativement augmentés sous l'effet de la stimulation par la vitesse du courant, tandis que ceux de hsd3b1, cyp17a1, cyp19a1a, hsd17b1, star et igf3 étaient diminués. De plus, une stimulation appropriée par la vitesse du courant pourrait améliorer l'état de santé général en augmentant l'activité des enzymes antioxydantes dans les ovaires et le foie. Les résultats de cette étude fournissent les connaissances fondamentales et les données nécessaires à l'exploitation écologique des projets hydroélectriques et à la restauration écologique des rivières.
Introduction
Le barrage des Trois Gorges, situé sur le cours moyen du Yangtsé, est le plus grand projet hydroélectrique au monde et joue un rôle crucial dans la maîtrise et l'exploitation de l'énergie fluviale (Tang et al., 2016). Cependant, son fonctionnement modifie considérablement les processus hydrologiques des rivières et menace les habitats aquatiques en amont et en aval du barrage, contribuant ainsi à la dégradation des écosystèmes fluviaux (Zhang et al., 2021). Plus précisément, la régulation des réservoirs homogénéise les débits des rivières et atténue, voire supprime, les crues naturelles, entraînant ainsi une diminution des populations d'œufs de poissons (She et al., 2023).
L’activité de reproduction des poissons est probablement influencée par divers facteurs environnementaux, notamment la vitesse du courant, la température de l’eau et la concentration d’oxygène dissous. En agissant sur la synthèse et la sécrétion d’hormones, ces facteurs influent sur le développement gonadique des poissons (Liu et al., 2021). En particulier, il a été démontré que la vitesse du courant affecte la reproduction des poissons dérivants dans les rivières (Chen et al., 2021a). Afin d’atténuer les effets néfastes de la construction de barrages sur la reproduction des poissons, il est nécessaire de mettre en place des processus écohydrologiques spécifiques pour la stimuler (Wang et al., 2020).
Les quatre principales carpes chinoises (PMCC), à savoir la carpe noire (Mylopharyngodon piceus), la carpe herbivore (Ctenopharyngodon idellus), la carpe argentée (Hypophthalmichthys molitrix) et la carpe à grosse tête (Hypophthalmichthys nobilis), très sensibles aux processus hydrologiques, représentent les poissons les plus importants économiquement en Chine. La population de PMCC migre vers les frayères et entame la reproduction en réponse aux fortes crues de mars à juin. Or, la construction et l'exploitation du barrage des Trois-Gorges (TGD) modifient le rythme hydrologique naturel et entravent la migration des poissons (Zhang et al., 2023). Par conséquent, l'intégration d'un débit écologique dans le schéma d'exploitation du TGD constituerait une mesure d'atténuation pour protéger la reproduction des PMCC. Il a été démontré que la mise en œuvre de crues artificielles contrôlées dans le cadre de l'exploitation du TGD améliore le succès reproductif des PMCC dans les régions en aval (Xiao et al., 2022). Depuis 2011, plusieurs initiatives ont été mises en œuvre pour favoriser la reproduction du poisson-chat géant (FMCC) et ainsi enrayer son déclin dans le fleuve Yangtsé. Il a été constaté que la vitesse du courant induisant la reproduction du FMCC se situait entre 1,11 et 1,49 m/s (Cao et al., 2022), une vitesse optimale de 1,31 m/s ayant été identifiée pour la reproduction en rivière (Chen et al., 2021a). Bien que la vitesse du courant joue un rôle crucial dans la reproduction du FMCC, les recherches sur les mécanismes physiologiques sous-jacents à la réponse de la reproduction naturelle aux débits écologiques restent remarquablement rares.
Date de publication : 5 août 2024