Actes du IXème Congrès Maghrébin des Sciences de la Mer, Sousse 2014

Item Type Book/Monograph/Conference Proceedings

Publisher INSTM, Institut national des sciences et technologies de la mer

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Link to Item http://hdl.handle.net/1834/15866 Bulletin de l’Institut National des Sciences de la Mer (INSTM Salammbo). Numéro Spécial (18) : Actes du IXème Congrès Maghrébin des Sciences de la Mer Sousse : 2014

BIORESSOURCES AQUATIQUES:

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The use of Ecospace model as a simulation tool for fisheries management plans: case of the Gulf of Gabes

Abdou K.(1), Halouani G.(2), Hattab T.(3), Ben Rais Lasram F.(4), Romdhane M.S.(5), Le Loc’h F.(6)

(1) UR 03AGRO1 Ecosystèmes et Ressources Aquatiques, Institut National Agronomique de Tunisie, 43 Avenue Charles Nicolle, 1082 Tunis, Tunisie. Email: [email protected].

(2) UMR 6539 LEMAR CNRS/UBO/IRD/IFREMER, Institut Universitaire Européen de la Mer, Technopôle Brest- Iroise, Rue Dumont d'Urville, 29280 Plouzané, France. Email: [email protected]

(3) Unité de Recherche Écologie et Dynamique des Systèmes Anthropisés (EDYSAN FRE 3498 CNRS-UPJV), Université de Picardie Jules Verne, Rue des Louvels, 80000 Amiens, France. Email: [email protected]

(4) UR 03AGRO1 Ecosystèmes et Ressources Aquatiques, Institut National Agronomique de Tunisie, 43 Avenue Charles Nicolle, 1082 Tunis, Tunisie. Email: [email protected]

(5) UR 03AGRO1 Ecosystèmes et Ressources Aquatiques, Institut National Agronomique de Tunisie, 43 Avenue Charles Nicolle, 1082 Tunis, Tunisie. Email: [email protected]

(6) UMR 6539 LEMAR CNRS/UBO/IRD/IFREMER, Institut Universitaire Européen de la Mer, Technopôle Brest- Iroise, Rue Dumont d'Urville, 29280 Plouzané, France. Email: [email protected]

Abstract

The Gulf of Gabes is considered as one of the most productive areas of the southern Mediterranean Sea and it plays an important role in Tunisian economy. It is known to be an archetypal ecosystem in which the effects of fisheries are the most pronounced and it is highly exploited. Thereupon, it becomes necessary to establish some adequate measures in order to facilitate the recovery of the marine resources. The most important sets of these measures are the temporal trawl nets closures and the establishment of Marine Protected Areas. However, these management plans should be assessed beforehand, in a way to make sure of the relevance of the measure put in place and its impact on marine resources.

Indeed, modeling may significantly enhance our understanding of the likely impacts of fisheries management plans on groups that are very difficult to study and this approach gives some useful insights at larger spatial scales. We used Ecospace to investigate the potential impacts of several spatial and temporal management scenarios on the ecosystem functioning of the exploited continental shelf of the Gulf of Gabes. The Ecospace model is based on the existing Ecopath model elaborated by Hattab (2013) which includes 41 functional groups and 6 fisheries. In the present study, we simulated several scenarios over a 15-year period, between 1995 and 2010. The management scenarios are divided into two principal sets of fishing restrictions, marine protected areas establishment and the implementation of biological rest-periods.

The results show that under the actual fishing situation, exploited resources will remain depleted. In fact based on the outcomes of the simulations, we can approve that fisheries management plans could have a positive impact on several commercial species and could be extremely effective in improving the current situation of marine resources. Indeed, the biomass of several functional groups showed a significant increase. However, that was not always the case, because the biomass of other groups showed a decrease, which can be explained by the trophic cascade. Moreover, we noticed positive effects of fishery management plans on the harvested biomass for several groups. 2

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Résumé

Face aux nombreuses perturbations engendrées par divers menaces sur les écosystèmes marins, plusieurs stratégies de gestion ont été mises en place afin de remédier à ce problème. Le Golfe de Gabès fait partie des écosystèmes les plus productifs du bassin méditerranéen. C’est un écosystème archétypale au sein duquel se retrouvent de nombreuses perturbations, telles que la surexploitation, la pollution et les invasions des espèces exotiques. Combinés ces enjeux font du Golfe de Gabès un centre d'intérêt pour une étude écosystémique dont la finalité est la gestion durable des ressources halieutiques. Parmi les outils de restauration les plus appropriés pour la conservation des ressources, l'établissement d’Aires Marines Protégées (AMP) et l'instauration des périodes de repos biologique sont parmi les plus utilisées. Néanmoins, il devient nécessaire de s'assurer de l'efficacité de ces mesures avant de les appliquer.

L’intérêt de ce travail est d’analyser la réponse de l’écosystème face à d’éventuelles mesures d’aménagement grâce à un modèle Ecospace. Ce modèle a été développé sur la base du modèle Ecopath du Golfe de Gabès, élaboré auparavant par Hattab et al. (2013), comportant 41 groupes fonctionnels et 6 pêcheries. Ce modèle permet de spatialiser les flux trophique d'Ecopath et la dynamique temporelle d'Ecosim. Suite à la simulation sur 15 ans, de scénarios mettant en œuvre diverses mesures de gestion, les AMP et les périodes de repos biologique ont un effet positif sur plusieurs groupes d'espèces prédatrices, qui augmentent leur biomasse. Par contre ceci n'est pas toujours le cas, puisque d'autres groupes subissent une diminution de biomasse expliquée par la cascade trophique.

ملخص

تتع ّرض األنظمة البحريّة المتواجدة في البحر األبيض المتوسط لضغوط متزايدة من مجموعة متنوعة من التهديدات. من أجل معالجة هذه االضطرابات يمكن إتّباع العديد من االستراتيجيات إلدارة قطاع صيد األسماك. يكمن الهدف الرئيسي وراء هذه الدراسة في اكتشاف حلول بديلة تم ّكن من التوفيق بين االستغالل المستدام للموارد البحرية و المحافظة على الثروة البحرية في خليج ڨابس. ولقد ت ّمت هذه الدراسة ضمن المنهجية اإليكولوجية في الصيد البحري. يعتبر إنشاء المحم ّيات البحرية و مواسم الراحة البيولوجيّة من أكثر اإلستراتيجيات المتّبعة للحفاظ على األنظمة االيكولوجية ولكن النتائج ليست دائما متو ّقعة.

لذلك تر ّكز هذه الدراسة على تقييم استراتيجيّات مختلفة إلنشاء العديد من المحميّات البحريّة وفترات مختلفة للراحة البيولوجيّة التي تستهدف الص ْيد القاعي. قمنا بإنجاز نموذج “Ecospace” على مدة 15 سنة )1995-2010) باالعتماد على نموذج “Ecopath” المبرمج سابقا. و من ث ّم قمنا بتجربة 8 خطط مختلفة إلدارة الصيد البحري ال ّلتي م ّكنتنا من استخراج العديد من المعلومات حول وفرة الموارد البحرية و الكميّات المصطادة. و لقد أظهرت النتائج أ ّن االستغالل الحالي للموارد البحرية سوف يتسبّب في تقلص اإلنتاج البحري كما ا ّنه يمكن ان نعتبر جميع اإلستراتيجيات المقترحة ف ّعالة من أجل تحسين الحالة الراهنة للموارد البحرية وذلك بنسب متفاوتة.

INTRODUCTION

For a long time, fishing has been considered as an ancestral activity in Tunisia, and it plays an important role in the economy of the country. However, all the benefits of this activity come with equally high risks of ecological deterioration through over-fishing and habitat destruction (Pauly et al., 2002). The Gulf of Gabes is one of the most productive areas of the Mediterranean Sea (Papaconstantinou and Farrugio, 2000), this ecosystem is considered to be an archetypal Mediterranean ecosystem, in which the effects of fisheries are the most pronounced. That being said, it becomes necessary to establish adequate management measures to help improving the recovery process of marine resources, and the most important sets of these measures are the establishment of Marine Protected Areas (MPA) which are spatial closures (Demestre, 2008), and the biological rest-period which is a temporal benthic trawl nets closures.

In the present study, we tried to assess the impact of the implementation of several management plans and for that modeling seems to be a relevant tool to help making sure of the effectiveness of the decisions undertaken. For that end, we used Ecospace model, which integrates the trophic and temporal dynamics of Ecopath and 3

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Ecosim and project both over a two-dimension spatial grid with equally-sized homogenous cells, allowing the user to simulate different spatial and temporal management scenarios.

MATERIALS AND METHODS

STUDY AREA

The Gulf of Gabes is located on Tunisia’s east coast and it covers a wide continental shelf area with 35900 km². It extends from Ras Kapudia north, to the Tunisian-Libyan border south, including the islands of Kerkennah and Djerba and the Boughrara lagoon and El Biban. As one of the most productive areas of the Mediterranean Sea, the gulf is also one of the major fishing grounds in Tunisia; therefore, several signs of habitats deterioration were observed due to human activities and pressures (RAC/SPA, 2002). In this study, the area between the isobaths 0 and 20 m were excluded, because of the lack of reliable data.

Figure 1: The study area,(Hattab, 2013)

ECOLOGICAL MODELING

In order to implement an Ecospace model for the Gulf of Gabes, we used the Ecopath model for that region, previously elaborated by Hattab et al. (2013), which creates a static mass-balanced snapshot of energy flows through an ecosystem that is divided up into many functional groups (Christensen and Pauly, 1992), and we also used the Ecosim model developed by Halouani et al. (2013), which allows time dynamic simulations of the relationship of the functional groups (Walters, 1997). The model contain a total of 41 functional groups, and it includes 6 types of fisheries that exists in the study area. Afterwards, an Ecosim model was elaborated to simulate the ecosystem functioning and to predict the evolution of catches, for that the model was fitted with available stock assessment data and statistical data of landings during the period between 1995 and 2009.

First step was the definition of the basemap, so we drawn a mp on grid consisting of 127 rows and 194 columns, each cell have approximately a length of 1.8 km, then, we associated each cell with data of the average depth and the relative primary production value. Afterwards, we defined 9 habitat types based on the bottom type and the depth strata, then we assigned each one of the 41 functional groups to its preferred habitat based on available information about the ecology and biology of species and their depth and bottom types preferences'. The distribution of species among the basemap of the Ecospace model is governed by:

➢ Basic dispersal rates: representing the ability of functional groups to move among the spatial grid of the model.

➢ Relative dispersal rate in bad habitat: outside preferred habitats, species heighten their dispersal rate in order to leave the non-preferred habitats, and return to their preferred ones.

➢ Relative vulnerability to predation in bad habitats: in the model all functional groups are assumed to double their vulnerability to predation in bad habitats.

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➢ Relative feeding rates in bad habitats: species in non-preferred habitats are less likely to consume and to find appropriate food.

FISHERIES MANAGEMENT PLANS

We simulated two different sets of management scenarios, spatial and temporal measures. Concerning the spatial measures, we tested the impacts of the location, the size and the shape of the MPA put in place (Fig. 2). For the temporal part, we assessed the influence of the duration of the biological rest period(Table I).

Figure 2: The spatial management plans tested

Table I: The temporal management plans tested

Jan Feb Mars Apr May Jun Jul Août Sept Oct Nov Déc

Scenario 5

Scenario 6

Scenario 7

Scenario 8

RESULTS AND DISCUSSION

The results of the baseline scenario showed that an important decline of many species biomass will occur over the 15-years of simulation, especially for predators species with high and medium trophic levels are and consequently their prey will be more abundant due to the trophic cascade (Fig. 3).

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Figure 3: Spatial distribution of biomass (t.km-2) of functional groups under the baseline scenario after a 15- year run.

Although, fishery management plans have positive impact on the biomass and the catch of different functional groups, some other groups were negatively impacted (Table II). Concerning the spatial management scenarios, the results of the first two scenarios show that the location of the MPA is a crucial factor in its effectiveness, so the choice of where to implement an MPA should be studied before making the decision. The scenario 3 shows that the benefits of an MPA increases with the size, equally for the catches and the biomass. From the scenario 4, we notice that mosaic of small MPAs is much better that compact network of bigger MPAs, especially for the biomasses. Based on the results gathered from the temporal scenario, we can conclude that the longer the biological rest period the better result we get especially on the catches. At the same time, the biomass of exploited species increases when the rest period is longer, however the total biomass is not influenced because of the trophic cascade.

Table II: the variation of total biomass, biomass of exploited species and total catch under the simulated scenarios (Blue represents an increase, Red represents a decline)

MPAs Biological rest periods

SC1 SC2 SC3-A SC3-B SC3-C SC4-A SC4-B SC5 SC6 SC7 SC8

Total biomass Biomass of exploited species Total catch

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CONCLUSION

The main aim of the present study was to put into place a spatial explicit model Ecospace for an exploited continental shelf ecosystem in the southern Mediterranean Sea, the Gulf of Gabes. Afterwards, we simulated different management plans in order to further understand the impacts of these measures on the ecosystem. The results show that there is no consistent response, some of the measures assessed are beneficial for the ecosystem integrity and for the fishermen, while other scenarios were not so beneficial, so it's necessary to have an insight concerning the potential impacts of the establishment of any management measure. Based on this study, we can conclude that the location and the size of an MPA are of crucial importance, and many small MPAs have better effect on the ecosystem than one big, also the longer the rest period the better result we achieve especially catch-wise.

BIBLIOGRAPHY

Christensen V., Pauly D., 1992. Ecopath II- a software for balancing steady-state ecosystem models and calculating network characteristics. Ecological Modelling 61, 169-185.

Demestre M., De Juan S., Sartor P., Ligas A., 2008. Seasonal closures as a measure of trawling effort control in two Mediterranean trawling grounds: effects on epibenthic communities. Marine Pollution Bulletin. 56, 1765- 1773.

Halouani G., 2013. Simulations tropho-dynamiques de l’impact de la pêche sur le fonctionnement de l’écosystème du golfe de Gabès et analyse de l’efficacité des mesures de gestion. Mémoire de mastère, Institut National Agronomique de Tunisie. 89p.

Hattab T., Ben Rais Lasram F., Albouy C., Romdhane M.S., Jarboui O., Halouani G., Cury P., Le Loc’h F., 2013. An ecosystem model of an exploited southern Mediterranean shelf region (Gulf of Gabes, Tunisia) and a comparison with other Mediterranean ecosystems model properties, Journal of Marine Systems 128, 159-174.

Papaconstantinou C., Farrugio H., 2000. Fisheries in the Mediterranean. Mediterranean Marine Science 1, 5-18.

Pauly D., Christensen V., Guénette S., Pitcher T.J., Sumaila U.R., Walters C.J., Watson R., Zeller D., 2002. Towards sustainability in world fisheries. Nature 418, 689-695.

Regional Activity Centre for Specially Protected Areas. National report on marine and coastal biodiversity in Tunisia. 50p.

Walters C.J., Christensen V., Pauly D., 1997. Structuring dynamic models of exploited ecosystems from trophic mass-balance assessments. Reviews in Fish Biology and Fisheries, 7, 139-172.

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Caractères métriques et massiques de Maja squinado (herbst, 1788) (Decapoda: Majidae), des côtes sud de la Tunisie

BAKLOUTI Sonia, Olfa BEN ABDELLAH-BEN HAJ HMIDA & Othman JARBOUI Institut National des Sciences et Technologies de la Mer (INSTM). BP 1035, 3018 Sfax, Tunisia Fax: +21674497989, Tel: +21696267765, E-mail: [email protected] RESUME Maja squinado, l'araignée de mer, est un gros crabe à la carapace triangulaire épineuse, de la famille des Majidae. Cette espèce ne se rencontre qu'en Méditerranée. La pêche s'effectue au casier et au filet et en tant que prise accessoire au chalutage. Dans le présent travail, nous avons étudié les principaux caractères biométriques de cette espèce dans le golfe de Gabès afin de faciliter l'identification des composantes de la population, de standardiser les mesures de taille et de corréler la longueur à la masse. La comparaison avec les résultats d'autres auteurs, dans différentes régions de la Méditerranée, fait apparaître des différences sans toutefois statuer sur la part due à l'incertitude des mesures et sur celle reflétant une variabilité spatiale, voire temporelle. Des études spécifiques seraient nécessaires pour parvenir à cet objectif. Cette étude a été réalisée suite à un échantillonnage mensuel régulier durant la période située entre septembre 2010 et août 2012. Au total, 770 individus de longueurs totales (LT) comprises entre 22,5 et 87 mm ont été examinés. Les mensurations ont permis d’étudier les relations allométriques globales liant les différents caractères métriques et massiques. Les résultats obtenus ont été vérifiés par l’application du test statistique de Student (t) et ont montré une forte relation liant les caractères linéaires et pondéraux à la longueur. Ainsi, la largeur, l'hauteur et la masse totale croissent avec la même vitesse que la longueur et il y a une proportionnalité entre ces variables puisque les valeurs de b enregistrées sont égales à 1 et les valeurs du test de Student calculées sont inférieurs à celles théoriques (tth =1, 96) pour un seuil de 5%. La croissance des dents marginales est plus rapide, par contre, la croissance allométrique est minorante pour le rapport Fr/L. Mots clés: Maja squinado, côtes Sud de la Tunisie, caractères biométriques ABSTRACT Maja squinado, spider crab, is a big crab with a triangular and spiny carapace, belongs to the family of Majidae. This species is found only in the Mediterranean. In this work, we studied the main biometric characters of this species in the Gulf of Gabes to facilitate identification of segments of the population, for standardize the size measurements and correlate length to weight.This study was carried out following a regular monthly sampling during the period between September 2010 and August 2012. In total, 770 individuals of overall length (LT) ranging between 22.5 and 87 mm were examined. The measurements were used to study allometric relations linking the different characters metric and mass. The results were verified by applying the Student test (t) and showed a strong relationship between linear and weight characters in length. Thus, the width, the height and the total weight increase with the length and there is a proportionality between these variables since the recorded values of b are equal to 1 and the Student test calculated values are less than those theoretical (tth = 1, 96). The growth of the anterolateral edge is rapid, by against, allometric growth is lower bound for the report Fr / L. Keywords: Maja squinado, southern coast of Tunisia, biometric characters

ملخص عنكبوت البحر هو سرطان بحر كبير الحجم له قوقعة ثالثية الشكل و ال يوجد اال في البحر األبيض المتوسط , يتم اصطياده بالفخ والشباك الساحلية و شباك الجر. في هذا العمل قمنا بدراسة أهم الخاصيات البيومترية لهذا النوع بخليج قابس لتسهيل التعرف على مميزات هذا النوع ، لتوحيد قياسات الحجم وربط الطول بالوزن. المقارنة مع نتائج مؤلفين آخرين في مناطق مختلفة من البحر األبيض المتوسط يكشف االختالفات دون اتخاذ قرار بشأن سبب االرتياب في القياس والتغيرات المكانية أو الزمانية التي تعكس. وستكون هناك حاجة لدراسات محددة لتحقيق هذا الهدف. وقد أجريت هذه الدراسة باالعتماد على عينات شهرية منتظمة خال ل الفترة الممتدة ما بين سبتمبر 2010 وأغسطس 2012. والتي بلغ عددها الجملي 770 فرد تتراوح أطوالها الجملية بين 22.5 و 87 مم. استخدمت القياسات لدراسة العالقات البيومترية بين مختلف الخاصيات المترية و الكتلية.و قد تم التحقق من النتائج التي أظهرت وجود عالقة قوية بين الخاصيات المترية والوزن بالنسبة الى الطول. فإن العرض، االرتفاع و الوزن تنمو بنفس السرعة بالنسبة الى الطول وهناك التناسب بين هذه المتغيرات. كلمات مفاتيح: Maja squinado - الساحل الجنوبي لتونس – الخاصيات البيومترية .

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INTRODUCTION Maja squinado (Herbst, 1788) est une espèce endémique de la Méditerranée, elle est benthique, se trouve sur les fonds sableux et rocheux entre la surface et 50 m de fond. Elle a une carapace arrondie et fortement bombée, elle est généralement de grande taille avec des bords latéraux armés de larges épines et une surface dorsale couverte de nombreux tubercules pointus, un rostre composé de deux piquants épais et des péréiopodes longues et fines, la couleur varie du brun-rouge au brun-jaune. Elle se camoufle et attrappe des objets avec ses pinces en les accrochant, sur sa carapace, grâce à ses soies en crochet. La distinction entre mâle et femelle est simple et, comme chez tous les crabes, peut se faire par l'examen rapide de la forme de la languette abdominale. Chez l'araignée mâle elle est étroite et a pratiquement la forme d'un rectangle allongé, chez la femelle elle est large et a une forme ovale. L’objectif de notre travail est l’analyse des caractères métriques de Maja squinado en déterminant la nature de l’allométrie existant entre un caractère de référence et les différentes parties du corps du crabe pour faciliter l’identification des composantes de la population

MATERIEL ET METHODES Au cours de ce travail, 770 spécimens de Maja squinado ont été examinés entre septembre 2010 et août 2012, de longueurs totales (L) variant entre 22,5 et 87 mm réparties en 478 mâles et 292 femelles. Les mensurations nécessaires ont été réalisées respectivement par un pied à coulisse au 1/100mm près et une balance de précision à 0.01g près. Les différents caractères retenus pour chaque individu sont les suivants (Figure 1). • L: Longueur de la carapace, qui va de l’extrémité inférieure de la carapace jusqu’à l’échancrure comprise entre les 2 grandes frontales. • ℓ: largeur de la carapace, c’est la distance entre les deux dernières dents latérales. • H : la hauteur, qui correspond à l’épaisseur du corps du crabe • Fr: la distance entre la première dent gauche et la première dent droite (le front). • Dm: c’est la distance entre la première dent et la dernière dent. • Mt: c’est la masse totale fraîche individuelle.

Front (Fr)

(Dm)

)

Dents marginales

Longueur (L Hauteur (H) Hauteur

Largeur (ℓ) Figure1: Mensurations prises sur Maja squinado (Herbst, 1788)

A partir de ces données, nous avons calculé les indices de proportionnalité (I) des différentes parties du corps : C 100 I= L C : caractère mesuré en mm L: longueur en mm

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D’une façon générale, La vitesse de croissance métrique ou massique des organes d’un individu n’étant pas toujours proportionnelle, la croissance relative permet d’établir des relations allométriques traduisant l’évolution morphologique des individus. La relation exprimant la croissance relative d’un organe ou d’une partie du corps par rapport à un caractère de référence est une fonction puissance qui s’écrit comme suit : Y = aL b Avec : Y: caractère étudié en mm (variable dépendante), X : Caractère de référence (variable indépendante), b: Coefficient d’allométrie ou coefficient de croissance relative. Il représente la pente dans la forme linéaire de l’équation, a : Constante caractéristique de l’espèce. La valeur de la pente b est comparée à la valeur théorique 1 au moyen du test «t» de Student pour un risque de 0,05 (s’il s’agit de relations allométriques liant deux mesures linéaires), ou 3 (s’il s’agit d’un paramètre linéaire et d’un paramètre pondéral).

RESULTATS Dans cette étude, quatre caractères morphométriques ont été pris en considération. Nous avons calculé l’indice de proportionnalité (I) de ces caractères par rapport à la longueur chez les mâles et les femelles pris séparément. Tous les résultats obtenus sont consignés dans le tableau I.

Tableau I: Indice de proportionnalité (I) des différents caractères métriques chez Maja squinado du Golfe de Gabès Mâle Femelle Caractère N I N I Largeur (ℓ) 478 78,506±0,703 292 79,540±0,679 Hauteur (H) 478 41,379±0,398 292 41,163 ±0,352 Front (Fr) 478 33,504±0,386 292 22,637±0,224 Bord antérolatéral (Dm) 478 84,824±0,875 292 81,173±0,853

N : Effectif des individus observés I : Indice de proportionnalité par rapport à la longueur Le crabe Maja squinado du golfe de Gabès est plus large que long. La hauteur constitue à peu près la moitié de la longueur. L’analyse des indices de proportion de ces caractères montre une différence non significative entre ceux des femelles et ceux des mâles. En effet, les valeurs de ces indices n’ont pas été chevauchantes. En outre, nous avons exprimé les relations de ces différents caractères en fonction de la longueur. Ces relations sont représentées graphiquement.

La hauteur et la largeur croissent avec la même vitesse que la longueur et il ya une proportionnalité entre ces deux variables puisque les valeurs de b sont égales à 1 et les valeurs de test de Student calculées respectivement pour les mâles et les femelles (tcal = -0, 58, -0, 23 et tcal = -0, 54, -0, 25) sont inférieures à celles théoriques (1, 96) pour un seuil de 5% (Figure 2).

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Figure 2: Représentations graphiques des relations entre la largeur (ℓ), la hauteur (H) et la longueur (L).

La croissance allométrique est majorante pour le rapport Dm/L chez les mâles et les femelles. La valeur de b est supérieure à 1, et et les valeurs du test de Student calculées (tcal = -2,26 et -0, 37) sont inférieures à celles théoriques tth = 1, 96 pour un seuil de 5% (Figure 3).

Figure 3: Représentations graphiques des relations entre des bords antérolatéraux (Dm) et la longueur (L)

La croissance allomètrique est minorante pour le rapport Fr/L. Les valeurs de b respectivement pour les mâles et les femelles (0.899, 0.693) sont inférieur à 1, et tcal< tth (Figure 4).

Figure 4: Représentations graphiques des relations entre le front (Fr) et la longueur (L) 11

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Chez les mâles, le poids total et la longueur ont la même vitesse, il y a une proportionnalité entre ces deux variables puisque la valeur de b est égale à 3 et la valeur du test de Student calculée (tcal = -3,06) est inférieure à celle théorique (1, 96) pour un seuil de 5%. Pour les femelles, le poids total suit une allomètrie minorante car b < 3 et tcal = -0, 55 < tth (Figure 5).

Figure 5: représentations graphiques des relations entre le poids total (Pt) et la longueur (L)

DISCUSSION ET CONCLUSION Chez Maja squinado, L’hauteur et la largeur croissent avec la même vitesse que la longueur. La croissance allomètrique est majorante pour les dents marginales par rapport à la longueur chez les mâles et les femelles, pour le front, ilya une allomètrie minorante pour les mâles et les femelles, alors que le poids total a le même vitesse avec la longueur chez les mâles et une allomètrie minorante chez les femelles. Des résultats similaires observés par Garcia Cabrera, en 1972, sur les côtes du Sahara (ex-espagnol) dont elle a montré que le poids et la longueur croissent de la même vitesse chez les mâles alors que le poids suit une allomètrie minorante chez les femelles (Tableau II). Brosnan, 1981 a calculé sur la côte ouest d'Irlande, les relations taille-poids chez les deux sexes dont la gamme de taille, rapportée en longueur standard Lc allait de 90 à 195 mm pour les mâles et de 100 à 175 mm pour les femelles et il a montré qu’il existe une alllomètrie minorante (Tableau II). Pour ces dernières, la courbe taille/poids d'Ouest Irlande est peu différente de celle de Manche Ouest, identiques à 120 mm pour les petites tailles, et inférieure (de +19 % pour 90 mm à –23 % pour 180 mm) pour les grandes tailles.

Tableau II : Les paramètres de l’allomètrie des relations taille-poids chez les mâles et les femelles a b W = a*Lc^b -6 Mâles 199*10 3.069 Garcia Cabrera Femelles 445*10-5 2.412 -6 Mâles 1059*10 2.75 Brosnan Femelles 667*10-6 2.83

BIBLIOGRAPHIE BROSNAN D.M. 1981. Studies on the biology, ecology and fishery of the spider crab Maia squinado (Herbst ,1788) of the west coast of Ireland. M. Sc. Thesis. University College, Galway. 134 p. GARCIA CABRERA C. 1972. Estudio biologico pesquero del centollo en aguas del litoral sahariano. Bol. Inst.Español de Oceanografìa 156 : 1-36.

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دراسة منابت اإلسفنج بالشاطئ الليبي من الخمس إلى مصراته [email protected]ضو أبوالقاسم حدود مركز حبوث األحياء البحرية – اتجوراء – طرابلس – ليبيا طارق أبوكريبة مركز حبوث األحياء البحرية – اتجوراء – طرابلس – ليبيا

إيناس الشهراين مركز حبوث األحياء البحرية – اتجوراء – طرابلس – ليبيا

ملخص

يعتبر اإلسفنج التجاري من أهم المنتجات البحرية االقتصادية وتتم زراعته في مناطق عديدة من العالم. أجريت هذه الدراسة لمنابت اإلسفنج بالمنطقة الواقعة من الخمس إلى مصراته سنة 2009 وتهدف إلى التعرف على الحالة البيئية واستكشاف وتحديد أماكن وكثافة منابت اإلسفنج التجاري والتعرف على بعض العوامل البيئية المؤثرة على منابته. وتندرج هذه الدراسة ضمن االهتمامات بتنمية الموارد الطبيعية البحرية بهذه المنطقة.

تم التعرف على أكثر من 30 نوع من اإلسفنج تنتمي إلى 15 عائلة عن طريق الغطس تحت الماء بمنطقة الدراسة الممتدة من المنطقة الواقعة غرب الخمس ) N32 41.780 E14 14.714 ( إلى شرق مصراته )N32 20.419 E15 22.096 ) بين عمق 9 متر و 50 متر ، وجمعت البيانات عن اإلسفنج من 84 محطة خالل شهر أكتوبر 2009، وتم تسجيل نوع واحد فقط من اإلسفنج التجاري وهو نوع كابدجا ) إسفنج الحمام( Spongia officinalis، و29 نوع آخر من أهمها : Spongia ، Cribrochalina vasculum، Suberites domuncula sp.، Ircinia spinosa ، Axinella damicornis، Eunicella cavolini، Hemimycal columella، Mycale rotalis،agaricina Haliclona oculata، Halichondria panicea ، Crambe crambe، Verongia aerophoba، Monanchora ، Oscarella lobularis، Cinachyrella alloclada، Chondrosia reniformis ، Ircinia felix،Verongula gigantea ، Cribrochalina ، Haliclona oculata ، Polycitora driaticus، Halichondria panicea ، Geodia barretti،Petrosia sp Sponge sp، Sponge sp ، Aplysina aerophoba، Spirastrella cunctatrix ، vasculum

صنفت في هذا البحث كل أنواع االسفنج التي عثر عليها وحددت نسب تواجدها في كل منطقةة وقةدمت توصةيات السةتغالل هةذه المنةاطق مسةتقبال . كمةا تةم تسةجيل تواجةد أكثةر مةن 20 إصةابة مرضةية عنةد اإلسةفنج مةن نةوع كابةدجا ) إسةفنج الحمةام( Spongia officinalis واألنةواع األخرى أيضا.

وتعتبر هذه الدراسة رائدة في جرد أنواع اإلسفنج المتواجدة بالشاطئ الليبي، كما تمثل مرجعية هامةة لهةذه األحيةاء القاعيةة وتصةنيفها فةي ليبيا .

Study of The Sponge Species From El-Komus to Musratah in Libya Coast

Daw A.Haddoud. Tarik Abu Kreba and Eins Shahrani Marine Biology Research Centre – Tajura – Tripoli - Libya [email protected]

ABASTRACT Sponges are important species with high commercial value as a marine product from a targeted fishery or from sponge culture which is now developing in various regions of the world. The present study deals with sponge species collected along the Libyan coast in 2009 From El-Komus City (N32 41.780 E14 14.714) To Musratah City (N32 20.419 E15 22.096). More than 30 species not commercial belonging to 15 families were recorded , but only one commercial, Spongia officinalis, was recorded in 100 Km. from 9-50 m depth. Where recorded 22% of sponge collected.29 species from non commercial species recorded, Suberites domuncula , Cribrochalina vasculum, Spongia agaricina, Mycale rotalis, Hemimycal columella, Eunicella cavolini, Axinella damicornis, Ircinia spinosa , Monanchora sp., Verongia aerophoba, Crambe crambe, Halichondria panicea, Haliclona oculata, Verongula gigantea، Ircinia felix ،Chondrosia reniformis ,Cinachyrella alloclada، Oscarella lobularis, Petrosia sp, Geodia barretti , Halichondria panicea , Polycitora driaticus , Haliclona oculata , Cribrochalina vasculum , Spirastrella cunctatrix, Aplysina aerophoba, Calyx (Genus).، Sponge sp. In more 20 station recorded sponge effect by disease in commercial and non commercial sponge. The morphological and

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distributional features of the species that are new to the Libyan marine fauna are presented. In addition, a check- list of the sponge species that have been reported from the coasts of Libya to date is provided.

املقدمة تعد دول جنوب البحر املتوسـط )ليبيا وتونس ومصر و اجلزر اليواننية ( من الدول الرائدة يف إنتاج وجتـارة اسسـجنيف يف العـال مـى مـد القـرن الاـالج Gaino and (Pronzato,1992,Vacelet,1991( ، وكانت طبيعة تكوين الاـاحل الميـ ودئـم ميا ـ ســببا يف ادد ـار منا ـت اسفســجنيف اجليـدة، األمـر الـ س ســا يف رواج جتـارة اسسـجنيف يف أســــواا العامليـــة فـــمل الجـــ ة مـــن ـــا 1860 وحـــ 1960 حيـــا كانـــت تنـــتيف ـــ ب املنا ـــت مـــا ـــ 12 و 18 طنـــا ســـنون مـــن اسســـجنيف س القييـــة التةاريـــة العاليـــة، )مصـــمحة الاــواحل واملصــائد املصــرية ، 1957(. ومبتا عــة إحصــائيات إنتــاج ليبيــا مــن اسســـجنيف فــمل ــ ب الجــ ة الــدب اــد مــ روتــ فــمل الاـــنوات مــن 1950إىل1920 حيــا مــ إ ــا اسنتاج ا 1950 لوحدب ما مقـدارب 129 طنـا مـن اسسـجنيف اجليـد، واحتمـت ـ لل ليبيـا املرتبـة الةالةـة ) عـد إيواليـا واليـوانل( ـ دول البحـر املتوسـط املنتةـة ل سـجنيف ) 1952 ، Serbets، اشوط ، حدود ، امر ، بدالبارس1992 ، حدود وآفرول 2002 (.

تعرضت منا ت اسسجنيف ل صا ة ابألمراض يف معظ دول البحر املتوسط ومنها ليبيا واليوانل وايواليا واسبانيا etal,1992 , Pronzato and (Webster.N. 2007 ، Gaino and Pronzato,1989 ،Geino,1991,Vacelet,1991 ,Riitzler Klaus, 1988( ئأصيبت منا ت الااحل الشراي لميبيا سنة 19871988 حيا انتقل إليها املرض واسوة التيارات البحرية من منا ت اليوانل)كريت( املصا ة ا Castritsi,1998) 1987) ، وأصيبت منا ت منوقة دوارب ا 1987 عد إصا ة منا ت اسسـجنيف خبمييف اا س ) اشوط وآفرول, Vacelet,1991،1992 (.

من فمل نتائيف الدراسـات اليت أجريت مى املخزول الايكي ابملياب الميبيـة سـةل وجـود ماـاحات ةاسـعة مـن منا ـت اسسـجنيف اجليـد ابملنـاطر املدروســة و ات أحةـا كبـ ة دليم مي أهنا ل تاتغل مند 1964 إىل 1985 ومن أمهها منا ت منوقة فمييف سرت نغادس ومصرات )Instrupa,1975( ومنا ت املنوقـة الغر يـة ـ مصـرات وفمـييف اـا س .(Sogreah,1977)

أول الدراسات املاةمة لمشواطم الميبية اامـت هبـا عةـة إيواليـة لمبحـا ـن اسسـجنيف واألبـا و عـء األحيـاد ا اتصـادية األفـر فـمل الاـنوات )-1925 1927( و نشرت النتائيف واسوة (Serbetis 1952 ) , دراسة )مصمحة األبا 1957( واليت حددت األنواع ا اتصادية املنتشرة واليت تاتغل من ابل صيادس األسجنيف .

فــمل الرحمــة العمييــة لمبــافرة Thallasia ستكشــاا البحــر املتوســط عــت عــء العينــات مــن الشــواطم الميبيــة واــدمت نتــائيف ــ ب الدراســة Contrasemix (1967-1975)كيا اامت عةة نابنية تةييع ـدد مـن األبـا والقشـرنت واسسـجنيف ات األمهيـة ا اتصـادية يف ماـي ـرس اـيط لمينوقـة الوااعـة ـ مصـراتة حـ طـرا مس و ةرق تونس مى البافرة ايو ماروا Hoyu maru .

مــى امتــداد ســنيت 93 – 1994 اامــت ســجينة األ ــاا نــور التا عــة ملركــز ــوا األحيــاد البحريــة ابلقيــا اــتة رحــمت اســتهدئت مــن فم ــا القيــا مباــي ــرس مــى طــول الاــاحل الميــ لتقــدير املخــزول الاــيكي وفــمل ــ ب الدراســة عــت عــء األنــواع املتواجــدة ابلشــواطم الميبيــة ألحيــاد القــاع )نو يــا( وســةمت أمــاكن تواجــد أنــواع ااتصــادية مــن األسجنيف واليت عت من فمل مشروع املاا دة الجنية لميصائد سـنة 93/94 مـن ادـدود املصـرية ةـراا حـ ادـدود التوناـية اـجينة األ ـاا ورنـ التا عـة ملركـز ـوا األحيـاد البحريـة وتوئرت عء املعمومات فمل املاي ملنا ت األسجنيف مبنوقة درن وال س نج من ابل مركز البحوا البحرية 2002 )حدود ، اشوط، ، الزاودس والقياطى 2002( .

إل أتث ات الصيد ابجلر القا ي كب ة وتضر كيبة الرواسب القا ية وابلكتمة ادية، واد افترب أتث يميات الصيد ابجلر لمقشرنت واسسجنيف يف البحر املتوسط مى منات البوسيدونيا مى نواق واسع يف اجلنوب ا سباين يف منوقة مايوركا اليت أتوس جزد مهيا من أسوول الصيد ابجلر يف أسبانيا )Jimenez et al, 1997( واد أظهرت ب الدراسات أل يميات الصيد ابجلر تمل املنوقة أدت إىل أتكل وافتجاد اك من 40% من معاةب البوسيدونيا.Posidonia sp وأحياد اا ية أفر ومنها اسسجنيف، كيا أتكدت التأث ات الامبية لمةر من فمل دراسات أجريت يف أجزاد أفر من البحر املتوسط ومنها دراسة أرجعت اسضرار اليت دقت مبنا ت البوسيدونيا يف وسط البحر الت اىن ابلاواحل ا يوالية إىل دندة كرة املياب الناجتة ن أ يال الصيد ابجلر )Ardizzone et al, 2000( .

1.1 اهلدف من هذه الدراسة

ــــو التعــــرا مــــى أمــــاكن وتوديــــع منا ــــت اسســــجنيف التةــــارس و ــــ التةــــارس مبنوقــــة الدراســـــــة وكـــــــ لل التعـــــــرا مـــــــى ادالـــــــة البي يـــــــة مـــــــن فـــــــمل دراســـــــة عـــــــء العوامـــــــل الجيزيوكيييائية .

1. طرق تنفيذ الدراسة شكل 1 . محطات جمع العينات من منطقة الخمس إلى مصراته

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بطريقة الغوس حتت املاد مت ماي املنوقة من رب اخليس من فط طول و رض N32 41.780 E14 14.714 وي احملوة األوىل، إىل ةرق مصرات N32 E15 22.096 20.419 ) أنظر الشكل 1 واجلدول 1 و 2 ( واليت مت تغوية األ ياق ئيها من 9.1 م إىل 45.7 م ) حاب تدرج األ ياق ( من 10 م إىل 50 م وئر جمال عمل الدراسة ) ةكل 1 (.

مت إجراد ماي رس لدراسة ادالة الرا نة ملنا ت اسسجنيف ابملنوقة الوااعة ـ مدينـة مصـرات ةـراا حـ مينـاد اخليـس ـراب إىل مصـرات وريقـة الغوـس حتـت املـاد, ، مود ـة مـى 84 حموـة, وااـع مر ـع )2×2 ميـل ( كـل حموـة فةي يـر 9 - 20 مـ , والةانيـة نـد يـر 20–30 مـ ، والةالةـة نـد 30 – 44.7 مـ ، وكـال الغوـس حتـت املـاد ملـدة نصـ سا ة كل حموة ملاـائة 50 م ا، وكال ارتجاع الغواس ن القاع ماائة مـ ين يـا ككنـ الـرملن ملاـائة 5 أمتـار جهـة الييـ و اـة أفـرس جهـة الياـار ويتعـرا مـى اسسـجنيف اجليـد والاــمي وإحصـاد املــريء منهــا )ماــتويل رضـ 10 أمتــار وطولـ 50 مــ ا( مباـاحت 5000 مــ ا مر عـا كــل حموـة . فـمل يميــات الغوـس حتــت املـاد مت توثيــر الدراسـة ابلصــور الةا تة واملتحركة وحجظت ينات مـن اسسـجنيف يف 5% ئورمالد ايـد و ينـات يف 70% كحـول لمتصـني معيميـا وابسـتعيال أ ـ املراجـع الـيت أجريـت مـى اسسـجنيف ومـن أمههـا دراسـة .) Hooper,and Van Soest 2002( .

نتائج دراسة منابت اإلسفنج

احملوات اليت مت تاةيل تواجد اسسجنيف التةارس هبا ) الشكمل 2 و3( واليت سةمت أ داد ا مبر عات التخريط ، ك لل تب اجلداول )-1 4 ( Spongia officinalis Suberites domuncula Axinella damicornis احملوات اليت مت تاةيل تواجد األسجنيف هبا ونابة تواجد Ircinia spinosa Cinachyrella alloclada others 20 sp. كل نوع املاةمة و ي 33 نوع ، حيا سةل تواجد %12 األسجنيف التةارس يف 23 حموة من 84 حموة . %9 22% %12 سةمت 6 حموات هبا إسجنيف جتارس أما وةرق مدينة 17% اخليس ولكن أب داد اميمة أما اباي احملوات و ي 17 %34 حموة سةل هبا تواجد اسسجنيف التةارس ةرق دلينت ، درير ، وةرق مصرات ) ةكل 5 (. شكل 2. النسبة المئوية ألعداد األسفنج المسجلة من الخمس إلى مصراته

اجلداول ) 1-4 ( تب تواجد األنواع املصنجة و ي 25 نوع من أنواع اسسجنيف املاةمة وحتديد نابة تواجد كل نوع يف 84 حموة األ ياق 9 إىل 44 م ا . ل يت تاةيل أس نوع من اسسجنيف يف 24 حموة من مة 84 حموة استكشاا من اخليس إىل مصرات ) الشكمل 2 و5 ( ومت تاةيل اسسجنيف التةارس نوع Spongia officinalis يف 23 حموة (، وسةل تواجد اسسجنيف الغ التةارس يف 26 حموة من حموات الدراسة ، وكانت أ مى كةائة لتواجد اسسجنيف ا اتصادس م كزة يف احملوت 60 و73 أما مصرات ، ومةمت نابة 52% من جميوع اسسجنيف ا اتصادس املاةل هب ب الدراسة و17% من اسسجنيف سةل يف احملوات 70 ، 11 ، 5 واحملوة 69 وسةل تواجد معظ اسسجنيف ا اتصادس يف أ ياق أكةر من 30 م ا .

ل ياةل وجود إصاابت مرضية ابسسجنيف التةارس ما دا يف حموت )7 و8 ( ومت تاةيل وجود إصاابت مرضية ابسسجنيف س أمهية أال جتارن يف أكةر من 20 حموة ويف معظ أنواع اسسجنيف املتيةمة يف األةكال ) 39و40و41و42و43و44( وتوضي األةكال )3،4،و5( أنواع األسجنيف ا اتصادس و ا اتصادس املاةمة مبنوقة الدراسة واليت سةل هبا يع أنواع اسسجنيف وناب تواجد كل نوع )ةكل 2(.

3. 1 - املنطقة األوىل من اخلمس إىل زلينت

توضي األةكال )3 و4 و 5 ( صور ينات ل سجنيف اجمليعة وتوديعها مبنوقة الدراسة . ويف املنوقة األوىل و ي من اخليس إىل دلينت : N32 30.711 E14 36.658 ) ( N32 41.780 E14 14.714 ئمقد كال دد احملوات يف ب املنوقة 39 حموة داية من رب اخليس إىل دلينت ، حيا سةل هب ب املنوقة دد 6 حموات هبا إسجنيف جتارس نوع كا يديكا ) إسجنيف اديا ( Spongia officinalis وكال دد ا 21 ينة ، سةل يف ب احملوات 22 نوع ول ياةل إ نوع واحد ئقط و و Niphates digitalis

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جدول 1. احملوات اليت سةل هبا تواجد اسسجنيف التةارس نوع Spongia officinalis مبنوقة الدراسة

را احملوة Spongia officinalis فط العرض فط الوول العير / م 32.6 14.2441 32.7131 1 2 44.7 14.31432 32.69335 4 4 43 14.33212 32.68023 6 5 10.7 14.29150 32.65912 2 6 37.2 14.36698 32.65957 5 11 17 14.37163 32.61660 1 13 32.4 14.44963 32.61682 1 18 36.7 14.51356 32.56444 1 23 املنطقة الثانية من زلينت إىل زريق

متثل هذه املنطقة املساحة املائية خلطوط الطول والعرض ( N32 26.934 E14 52.437 : N32 28.165 E14 44.410 ) وسةل هبا اسسجنيف التةارس كا يدكا ) إسجنيف اديا ( Spongia officinalis وكال دد ا 11 ينة سةمت يف 5 حموات جدول ) 2 ( ، حيا سةل مبنوقة الدراسة ، ول ياةل اسسجنيف التةارس يف 8 حموات من جميوع 13 حموة ابملنوقة الةانية ، أما األنواع ا اتصادية واليت ل تاةل هب ب املنوقة ئكانت كاأليت : Cribrochalina vasculum ، Niphates ، Haliclona oculata ، Crambe crambe ، Verongia aerophoba ، Axinella polypoides ، Mycale rotalis Ircinia felix ، digitalis .

جدول 2. احملوات اليت سةل هبا تواجد اسسجنيف التةارس نوع Spongia officinalis مبنوقة الدراسة

Spongia officinalis العير / م فط العرض فط الوول را احملوة 44 14.80680 32.45728 40.5 1 47 14.79916 32.44083 13.6 1 48 14.87372 32.47305 39.2 4 49 14.90692 32.47352 42.8 4 50 14.94050 32.46767 41.7 1 املنطقة الثالثة من زريق إىل مصراته متةمت ب املنوقة يف 20 حموة من الزرير إىل مصرات N32 28.014 E14 58.506 : N32 24.359 E15 16.404 حيا سةل وجود اسسجنيف التةارس كا يدكا ) إسجنيف اديا ( Spongia officinalis يف 8 حموات وكال جميوع اسسجنيف مبر عات التخريط 81 ينة جدول ) 3 ( وسةل مبنوقة الدراسة 5 أنواع ئقط من اسسجنيف التةارس وكال نوع Axinella damicornis األكةر تواجدا ، وكانت أكرب نابة لتواجد اسسجنيف التةارس من نصيب كا يدكا ) إسجنيف اديا ( Spongia officinalis يف احملوت 60 و73 وكانت أ يااهيا 42.7 و 35.6 م ا مى التوا .

جدول 3. احملوات اليت سةل هبا تواجد اسسجنيف التةارس نوع Spongia officinalis مبنوقة الدراسة

Spongia officinalis العير / م فط العرض فط الوول را احملوة 54 14.97510 32.46690 36.8 2 55 15.00658 32.46743 38.1 5 58 15.11013 32.44730 32 1 59 15.07383 32.46350 35 1 60 15.04013 32.46962 42.7 23 68 15.24343 32.42057 40 4 69 15.20932 32.42760 43.4 5 73 15.27340 32.40598 35.6 40 املنطقة الرابعه شرق مصراته

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منوقة الدراسة من مصرات إىل ةرق مصرات واملتيةمة يف فووط الوول والعرض من (: N32 22.701 E15 18.642 ) إىل )32.33450 15.30693 ( ومةمت احملوات من 74إىل 84 حيا سةل مبنوقة الدراسة حموتال ئقط 74 و77 حتونل إسجنيف جتارس مبعدل 3 و4 ينات من اسسجنيف مى التوا (جدول 4 ( ول ياةل وجود اسسجنيف التةارس نوع Spongia officinalis يف 8 حموات مبنوقة الدراسة ول يتواجد أس نوع من اسسجنيف يف 3 حموات ابملنوقة الرا عة ، وتواجد اسسجنيف التةارس يف 7 حموات و كةائة .

جدول 4. احملوات اليت سةل هبا تواجد اسسجنيف التةارس نوع Spongia officinalis مبنوقة الدراسة

Spongia officinalis العير / م فط العرض فط الوول را احملوة 74 15.30693 32.33450 16.9 3 77 15.34302 32.36162 36.7 4

ةكل 3. إسجنيف جتارس نوع Spongia officinalis ةكل 4. أنواع من اسسجنيف الغ جتار

شكل. 5 توزيع األسجنيف التةارس Spongia officinalis

املناقشة

أول دراسة ميية أجريت من ابل مركـز ـوا األحيـاد البحريـة حـول منا ـت اسسـجنيف ابملنوقـة البحريـة ـزوارب واتجـوراد ، نـد ـد متكـن ةـركة يواننيـة فـمل موسـ صـيد اسسجنيف لعا 1988 من صيد كييات وئ ة من اسسجنيف اجليد مى الر من تكرار يميات الغوس حتت املـاد ملـدة تزيـد ـن )123سـا ة ( ومـع ممحظـة أل معظـ اسسـجنيف هبـ ب املنوقــة ســةمت ــ إصــاابت مرضــية )تقريــر الشــركة الوطنيــة لصــيد األبــا راــ 729 تــاري 1-5-1987(، أجريــت ــ ب الدراســة يف ــدد مــن احملوــات والــيت تركــزت مــى اسصــاابت اليت لوحظت تمل املنوقة ومناطر أفرس ابملتوسط ) اشوط و آفرول1992 (.

ضين ا تيامات دراسـة املوارد الوبيعية واليت يعترب اسسجنيف كأحدب ب املوارد ادسو كانت طبيعية أو ماتزر اآلل يف دة مناطر من العال , أجريت دراسة ستكشاا منا ت اسسجنيف الوبيعي ابملنوقة البحرية رأس الت وسوسة, من فمل ا لغوس حتت املاد يف دد 90 حموة مود ة مي دد 26 اوا ا وول املياب البحرية )100ك ( ما ير , 10 و 40 م ا وملدة تزيد ن ) 150 ( سا ة وس حتت املاد فمل الج ة من, 1/6/ 2001 ح 15/9/2001.أوضحت نتائيف ب الدراسـة,حاب اائية األنواع املتحصل ميها, أل ثمثة أنواع جتارية و ي Hippospongia communis, Spongia officinalis adriatica, Spongia zimocca حيا كانت منتشـرة كامل املنوقة البحرية املاتكشـجة و كةائات متجاوتة داية من ير 10 أمتار إىل 50 م، وأل ناـبة احملوات اليت هبا إسجنيف من دم كامل منوقة الدراسـة كانت, 68 %, 32 % مى التوا . وأل حوا 30 % من احملوات املدروسـة هبا إسـجنيف و ايية جتارية ول ياةل سو 6 أنواع جتارية ، كيا سـةل وجود إصاابت مرضية بعء األنواع التةارية يف حو 20 % من احملوات اليت عت منها ينات إسجنيف ) حدود ، وآفرول 2002( .

من نتائيف ب الدراسة واملاوحات البحرية اليت أجريت مى ب املنوقة واملناطر اجملاورة ومن حتميـل الكةـ مـن ينـات اسسـجنيف اجمليعـة ، يتحـدد ةـكل وحةـ اسسـجنيف حاـب يـر املـاد ونو يـة القـاع الـ س يعـيو ميـ ودرجـة تعرضـ لمتيـار املـائي ووئـرة الغـ اد، ئينهـا الـدائرس الشـكل واملتجـرع كالشـةرة و ـا. )Contrasemix, 1977 ; حـدود وآفرول ، Evcen ,A. Ertan M., 2012 ،2002 ( . 17

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مــن فــمل دراســة منا ــت األســجنيف مــن اخليــس إىل مصــرات مت ال كيــز مــى ــع ينــات اسســجنيف التةــارس حيــا ســةل مبنوقــة الدراســة نــوع واحــد جتــارس و ــو إســجنيف اديا Spongia officinalis adriatica، مود ا مى منوقة الدراسة وسةل أكةـر مـن 29 نـوع مـن اسسـجنيف ـ التةـارس وأنـواع كةـ ة منهـا تعتـرب ات أمهيـة طبيـة وصـنا ية )ةـكل 3و4( ومبقارنـة ــ ب الدراسـة ابلدراســت الاـا قت والمتــ اـا هبيــا مركـز ــوا األحيـاد البحريـة )اشــوط و آفـرول 1992 ، حــدود ، وآفـرول 2002( تعتــرب ـ ب املنوقــة ات تنوع يولوجي كب من فمل تاةيل العديد من أنواع اسسجنيف واليت ل تاةل يف الدراسات الاا قة .

ئجي القواع الشراي من مدينة اخليس ابملنوقة الةانية و ك لل املنوقة الرا عة ، ترجع امة األنواع هبا و تدىن التنوع البيولوجي الوحم أو النبايت شكل ا يف ب املنوقة ، نتيةة طبيعة ااع البحر حيا كانت البيت بارة ن رمل فشن و رمل متوسط يايحال نيو الوحالب سواد كال من الناحية الكيجية ) دد األنواع ( أو الكيية )توسع مااحة الغواد النبايت ( ، كيا يشار إىل ائتقار القاع لمعناصر املغ ية اليت تايي نيو النبااتت و توديعها شكل أوسع أو وجود ا يدروكر وانت كييات مرتجعة ) .Borum et al ) 2004

تعيل الريزومات وج ور األ شاب البحرية مى تةبيت واستقرار ال ة وتقمل من آتكل ال ة والشواطم جعل التيارات واألمواج، ويت ا الدور من فمل تقميل حركة املياب جعل املظمة اليت تكوهنا األوراق واسطار ال س تكون الريزومات واجل ور، ئأوراق األ شاب البحرية املجصولة ن املنبت ابب موهتا أو جعل األمواج واأل اص ، وال اكيات اليت تكوهنا مى الشواطم متةل أسمواب أفر تقو من فمل األ شاب البحرية ياية اخلط الااحمي ، ويمعب تواجد األ شاب البحرية يف منو اسسجنيف وياا د مى تواجدب وانتشارب و ا ما مت ممحظت من فمل الدراسة ئإل تواجد الايودوسيا والباسيدونيا وفاصة يف األ ياق الكب ة يتواجد اسسجنيف وفاصة التةارس ، تكين أمهية األ شاب البحرية يف محاية ال ة وتواجد اسسجنيف ومحاية ال ة من ا الراا والتآكل ، ل تمعب دورا أيضا يف تكوين ب ال ة ، ئجي البحر املتوسط مى سبيل املةال ، لمةزي ات املكونة لم ة يف حا ت ديدة أصول يولوجية أتت من قان طحالب اا ي متكماة ومن أجزاد من ياكل ظيية، أصداا أو أةوا ديواانت رية ).Gacia, et al,. 2003(.

سةمت حدوا حا ت إصاابت ل سجنيف يفكة من دول العال اليت هتت ابستغمل ،كحا ت املوت اجليا ي ل سجنيف املتواجد شواطم جزر البا اما وةب انقراض منها فمل امي 1938 و 1939، و حدوا إصاابت يف منا ت إسجنيف البحر املتوسط شواطم مصر ا 1920 و يف منا ت تونس ارب صجااس امي 1920 و 1927وىف Ganio&pronzato,1989 Allemand- Martin 1960,( 1992 ، اشوط وآفرول 1992) .

ويفبالدراسة دلت نتائيف و يميات الغوص لدراسة اسسجنيف وجود إصاابت مرضية ابسسجنيف التةارس يف حموت ومت تاةيل وجود إصاابت مرضية ابسسجنيف س أمهية جتارية يف 6 حموات ةرق مصرات ، ولقد سةمت إصاابت مرضية مبنا ت اسسجنيف التةارس و التةارس يف العديد من مناطر تواجدب ابلعال ، والبحر املتوسط واليت تعترب من الظوا ر الوبيعية وسةمت من ابل العديد من الباحة (VuEiEeviE, V. et 2001 Ganio&pronzato,1989, Gaino, E., Roberto P,. 1989 .,.al (، وجمه وضعوا دة احتيا ت وائ اضات ددوا ب ادالة املرضية عد مشا دهت ا مى الوبيعة مع دممئه الغواس وكانت املمحظات اليت سةمت كاأليت : وجود متزق مى جا اديوال أو قع خمتمجة األلوال واألحةا (Vacelet,1990,1991,1994( .

منفملنتائيف الدراسة امليدانية مبنوقة الدراسة من اخليس إىل مصرات و يميات الغوس لوحظ أل اسسجنيف التةارس ي كز يف األ ياق األكةر من 20 م ولوحظ دمار ملروج األ شاب البحرية ويتضي جميا أل اجلرا كال يف أ ياق أال من 50 ما . ويق ح مراابة ومتا عة منا ت األسجنيف هب ب املنوقة واستكيال اباي املناطر ووضع اخلوط والرباميف لمحجاظ مى استيرارية ب املنا ت الوبيعية .

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Study of same Physiochemical parameters From El- Komus to Musratah in Libya Coast 2009

Haddoud A.DMarine Biology Research Centre Tripoli – Tajura [email protected] Barah M.A.Marine Biology Research Centre Tripoli – Tajura [email protected] Dogdog Z.M Marine Biology Research Centre Tripoli – Tajura [email protected] Shibani, D.EMarine Biology Research Centre Tripoli – Tajura [email protected]

ABASTRACT Marine Fauna and specially benthic fauna effected by Physical and chemical parameters and currents .Nutrients and zooplankton also its has effected on sediment distribution in benthic .The present study deals with sponge species Survey along the Libyan coast in 2009 From El-Komus City (N32 41.780 E14 14.714) To Musratah City (N32 20.419 E15 22.096). from the depth 10-50m.,Where collected sampling of sea water and sediment for analysis ( Nitrates, Oxygen , Nitrates , temperature , Salinity , pH , Ammonia , organic matter in sediment and sediment texture analysis ) from 61 station, and 84 station for sediments texture analysis. The results shows the physiochemical parameters in study area , temperature from 25-28 c and salinity between 36 ‰ – 38.6 ‰ and pH , 80 8.6 and Nutrients in normal range. The aim of study showing status of physiochemical parameters and especially benthic situation due analysis of sediment texture analysis for 100 Km. of Libyan coast .

دراسة بعض العوامل الفيزيوكيميائية لمنطقةالخمس – مصراته 2009

الملخص

األحياء البحرية وخاصة القاعية منها تتأثر بالعديد من العوامل الفيزيوكيميائية ومن أهمها طبيعة القاع و التيارات المائية ، والمغذيات كالنيتريت النيترات ودرجات الملوحة ، وتأثر القاعيات والسوابح الحيوانية وعلي توزيع رسوبيات القاع وعلي خواصها الكيميائية والفيزيائية، والبيولوجية والجيولوجية ، لذا يتوقع أن ينعكس ذلك مباشرة علي وجود مؤشرات من خالل خصائص التوزيع ألقاعي لحبيبات الرمل والتحليل النسيجي لها وذلك بالتعرف على بعض العوامل البيئية ومن أهمها العوامل الفيزيوكيميائية . تم جمع العينات من غرب الخمس وكانت البداية من المربع الذي يقع في خط طول وعرض المحطة األولى N32 41.780 E14 14.714 إلى المربع بشرق مصراته في خط طول وعرض N32 20.419 E15 22.096 والتي تم تغطية األعماق من 10 متر إلى 50 متر وتم تجميع عينات مياه البحر من61 مربع مختار لقياس العوامل الفيزيوكيميائية ) األعماق،التحليل النسيجي للتربة ، درجة الحرارة ، تركيز الملوحة ، األس الهيدروجيني ، النيتريت،النيترات،االمونيا، المواد العضوية بالتربة( من 84 مربع،تم تخريط رواسب القاع في أكتوبر 2009، بتقسيمها إلي مربعات مساحة كل منها نحو 4000*4000 م، وأخذت ما مجموعه 64 عينة ، من 84 محطة حللـت بالتجفيف في الفرن ، ثم نخلت أليا باستعمال عشرة مناخل في أن واحد للتحليل النسيجي لحبيبات الراسب ، ومن النتائجتبين إن هده الرواسب تتكون في معظمها من رمل متعدد األحجام مع نسب بسيطة _ في أغلبها_ من الوحل) غرين + طين ( وتم تحديد كميات المواد العضوية بالتربة. بينت نتائج دراسة المعالم الفيزيوكيميائية والتي تعطي مؤشرات للحالة البيئية في منطقة الدراسة ومن أهمها درجة الحرارة لماء البحر حيث تراوحت ما بين 25و28 درجة مئوية ، والملوحة بين 36.0‰ و 38.6‰ ، واألس الهيدروجيني )pH( بين 8.0 و8.6 ، أما بالنسبة للمواد المغذية )أمونيا- نيتريت – نيترات( فكانت ضمن المعدل الطبيعي لها في مياه البحر، أيضا تركيز األكسجين الذائب لمياه البحر السطحية كان ضمن المعدل الطبيعي وذلك بمقارنتها بدرجات الحرارة و درجات الملوحة. تهدف هده الدراسة إلي التعرف على الحالة البيئية من خالل التعرف على بعض العوامل الفيزيوكيميائية بمنطقة الدراسة ومن أهمها التوزيع ألقاعي ألحجام حبيبات الرواسب والتحليل النسيجي لبعض خصائص وعوامل تصنيف حبيبات التربة، لشواطئ المنطقة البحرية من الخمس إلى مصراته .

1. املقدمة

إن التعرف على العوامل الفيزيو- كيميائية ومنها درجات الحرارة ، الملوحة األكسجين ، النيتريت، النيترات ، العمق ، المواد العضوية بالتربة وكذلك التحليل لنسيج الرواسب )التربة( في البيئات البحرية والذي يعتبر عامال بيئيا مهما يؤخذ في االعتبار وخاصة عند أجراء أي دراسة بيولوجية للكائنات القاعية الحيوانية منها والنباتية ، حيث تتأثر مختلف أنواع الراسبات البحرية بالعوامل الفيزيائية والكيمائية والبيولوجية)فهذه العوامل توتر في خصائص حبيبات الراسب بدرجات متفاوتة كالنحات )التعرية (والنقل والترسيب والتماسك وغيرها . كما إن خصائص الراسب قد تتأثر بالموقع الجغرافي )Marine Research Centre, 1982( . من الدراسات األولى التي أجريت بالساحل الليبي كانت دراسة بحيرة فروه والتي تعتبر من المناطق المهمة في الساحل الغربي لليبيا ، وقد جري دراستها مند حوالي نصف قرن )Scordia.,1937( ، حيث قيست فيها بعض العوامل الفيزيائية عالوة علي توزيع األسماك بها) Fortia, 1977 ( وقد تبعت تلك الدراسة بسنين طويلة دراسات متفرقة شملت التلوث النفطي (Marine Research Centre, 1982, Marine Research Centre, 1981(، والعوالق النباتية )El Ghirani A., 1977( والتلوث الزئبقي في بعض األسماك القاعيات ) Al Ghannudi&Dawid,1986،Kader,1981 (. غير أن دراسة رسوبيات البحيرة درست من خالل مشاريع تخرج ) ( وهي جزء من دراسة بيئية شاملة تغطي الجوانب الفيزيائية والكيميائية والبيولوجية قام بها فريق بحتي خالل األعوام 1983- 1985، من خالل معرفة الخواص العامة للبحيرة وتقييمها ألجل استغاللها كمشروع للزراعات المائية في ذلك الوقت وقدمت على هيئة دراسة إلى الهيئة القومية للبحث العلمي ) ,Ghannudi Gerges and Durgham. 1983،Dawd, 1986(، وتعتبر المعايير الكيميائية والفيزيائية من أهم المبادئ للتعرف على جودة ونوع المياه في نظام مائي ، كذلك تلعب دوراً حيوياً في التنوع البيولوجي البحري من حيث انتشار ووفرة الكائنات الحية .تؤثر درجة حرارة مياه البحر على 20

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الكائنات البحرية عن طريق تغيير معدالت التفاعل داخل خالياهم ، درجة حرارة المياه في المناطق الساحلية تتغير بشكل طبيعي كجزء من الدورات اليومية والموسمية أو نتيجة لألنشطة البشرية )El Melah,et.al.,2006، El Melah,et.al.,2006 (. يتراوح محتوى ماء البحر من األكسجين الذائب بين )0 – 8.5( سنتيمتر مكعب/لتر ويكون أكبر تركيز لألكسجين الذائب عند السطح حيث أن األكسجين الذائب يميل إلى معادلة األكسجين الجوي , يتغير محتوى ماء البحر من األكسجين الذائب وفقاً للتغيرات في درجات الحرارة ودرجات الملوحة ، حيث إن قابلية الماء على امتصاص األكسجين الذائب تعتمد على هذين العاملين ، فالزيادة في هذين العاملين تسبب نقصاً في قيمة درجة التشبع للماء باألكسجين. يمكن لوجود مجاميع من الهوائم النباتية بتركيزات عالية جدا أن تنتج بعمليات البناء الضوئي اكسجيناً يتسبب في تشبع الماء بدرجة عالية مما يعمل على دعم حياة كميات من الهوائم الحيوانية ، ويمكن أن ينزع األكسجين من الماء من خالل تحلل المواد العضوية.) الهوني، .)Canadian Council of Ministers of the Environment. 1999,2005 ارتفاع درجة حرارة المياه بصحبه زيادة في النشاط البيولوجي وزيادة في الطلب على األكسجين الذائب )نجيب ،2000(. األكسجين الذائب عامل حيوي مهم للحياة المائية ويعتبر عامل مفيد لتقييم نوعية البيئة البحرية ،)ElMelah,et.al.,2006(.استهالك ثاني أكسيد الكربون بمعدالت سريعة نتيجة لزيادة الهوائم النباتية يسبب في تحول ايونات البيكربونات إلى ايونات كربونات مما يسبب في زيادة األس الهيدروجيني ، المعدل المرتفع للتنفس الذي عادة ينتج عنه تركيزات عالية من ثاني أكسيد الكربون يعمل على خفض مستويات األس الهيدروجيني إلى ما يقرب من التعادل ، يتراوح مدى األس الهيدروجيني لماء البحر عادة من 7.0-8.5 )الهونى،2005 (. قيم األس الهيدروجيني لمياه البحر عادة تعطى معلومات عن توازن الكربونات فى هذا الوسط)Gieskes (. درجة الملوحة عامل بيئي مهم يسبب تأثيرات مختلفة على حيوية الكائنات الحية البحرية وهى عامل مهم في الحد من انتشار العديد من الكائنات المائية )El-Melah,et.al.,2006(. األمالح المغذية )مثل النيتريت،االمونيا،النيترات،الفوسفيت( يستخلصها النبات من الماء وهى مواد ضرورية للنمو، هذه المواد تعتبر من المكونات الصغرى لمياه البحر وتوجد فقط فى تركيزات منخفضة جداً إال أنها تلعب دوراً مهماً في التحكم في اإلنتاج، يعمل امتصاص المواد المغذية من قبل الهوائم النباتية على خفض تركيزات هذه المواد في الطبقات السطحية، وهذا يحد من إمكانيات زيادة الهوائم النباتية ، وتطلق مرة أخرى في األعماق من خالل أكسدة المواد العضوية ) Faragallahet al,.2009;الهوني,2005). األمالح المغذية يصبح تأثيرها ضار على البيئة البحرية إذا كان تركيزها فوق الحد المسموح به في البيئة البحرية،)ElMelah,et.al.,2006(.زيادة أمالح النيتريت والنيترات تسبب زيادة في نمو بعض األحياء المائية خاصة الهائمات النباتية وهذه ظاهره من ظواهر التلوث وتدعى بظاهرة اإلثراء الغذائي كما أن زيادة هذه األمالح تسبب تأثيرات فسيولوجية عند بعض اإلحياء )السعدى،1986 ( .أكثر صيغ مركبات النيتروجين شيوعاً هي النيتريت والنيترات وهي حاالت من النيتروجين بالغة األكسدة ، أما أكثر الصيغ المختزلة وفره هي األمونيا )عتيق الهونى،2005(. النيترات مركبات قابله للذوبان بشكل كبير تستوعب بسرعة عن طريق النباتات في البروتينات واألحماض النووية المعقدة خالل نموها. النيتريت مركب وسيط في عملية تحويل األمونيا إلى نيترات )النترجة( وفى عملية تحويل النيترات إلى غاز النيتروجين )مركب سام( (ElMelah,etal.,2006(. األمونيا تعتبر مركب بالغ األهمية في دورة النيتروجين، األمونيا غالباً ما تكون المصدر الرئيس للنيتروجين للعوالق النباتية في المناطق قليلة التغذية ،أكثر من نصف النيتروجين الذي تفرزه الكائنات البحرية هو في شكل أمونيا وبالتالي األمونيا ذات أهميه بيولوجيةوكيميائية كبيره للمياه) Yugoslavia ,1972 (. األمونيا أكثر سميه من النيتريت والتي بدورها أكثر سميه من النيترات، التركيز الكلى لألمونيا كنيتروجين يوجد في صورتين متأينة )امونيوم( وغير متأينة )أمونيا( األكثر سميه وهذه الصور تعتمد على األس الهيدروجيني ،درجة الحرارة،الملوحة،األكسجين الذائب، زيادة في األس الهيدروجيني تؤدى إلى زيادة في سمية األمونيا ،النقص فيدرجات الملوحة يؤدى إلى زيادة سمية األمونيا والنيتريت ،النقص في األكسجين الذائب يؤدى إلى زيادة سمية األمونيا والنيتريت، ارتفاع درجات الحرارة يؤدى إلى زيادة سمية األمونيا والنيتريت ) (Schuler,2008). عموماً األمالح المغذية تلعب دوراً مهماً في نوعية وإنتاجية النظم المائية وتدعم السلسلة الغذائية واستدامتها للكائنات المائية .)ElMelah,et.al.,2006(

الهدف من هذه الدراسة

تهدف هذه الدراسة على التعرف على بعض العوامل الفيزيوكيميائية والتوزيع ألقاعي إلحجام حبيبات الرواسب القاعية للمنطقة الساحلية من الخمس إلى مصراته و من خالل دراسة الحالة الراهنة لمنابت اإلسفنج التجاري والغير تجاري بمنطقة الدراسة من الخمس إلى مصراته وتم التعرف على الحالة البيئية من خالل دراسة بعض العوامل الفيزيوكيميائية تمثلت في) تركيز الملوحة ، درجة حرارة المياه ،األس الهيدروجيني ،األعماق ،النيتريت،النيترات،االمونيا( والتعرف على طبيعة القاعة ونوعية التربة ونسبة المواد العضوية بالتربة وكذلك التعرف على توزيع تدرج أعماق منطقة الدراسة حتى عمق 50 متر ) حدود وآخرون 2010 ( .

2 . الطرق ومواد العمل

تم تجميع عينات مياه البحرمن61 موقع لقياس العوامل الفيزيوكيميائية من 84 محطة غطس لمنطقة دراسة منابت اإلسفنج. ُجمعت العينات من أعماق مختلفة باستخدام قنينة نانسين)Nansen bottle ( ، وجمعت عينات المياه المراد إيجاد تركيز المغذيات بها )األمونيا 40

38 Sicily

Siracusa

–النيتريت–النيترات ( في قنينات زجاجيه وأضيف لها مذيب Valletta 36 Tunisia الكلوروفورم ووضعت في المبرد . تم تحليل العينات باستخدام 34 Zwarah Sabratah Tripoli 32 Musrata Benghazi Tubruq

Sirt Zuetina Ajdabiya جهاز) مدى القياس من الصفر( AutoAnalyzer 3 HR ، و Ras Lanuf Libya Marsa El Brega Egypt 30 ُجمعت عينات المياه المراد إيجاد تركيز ) الفوسفيت( بها في 26 24 22 20 18 16 14 12 10 قنينات بالستيكية وأضيف لها مذيب الكلوروفورم ثم وضعت في المبرد وتم تحليل العينات معمليا باستخدام جهاز AutoAnalyzer 3 HR قياس األكسجين الذائبلمياه البحر السطحية باستخدام جهاز HANNA HI 9145 الحقلي كذلك قيس األس الهيدروجيني للعينات باستخدام الجهاز الحقلي HANNA HI 9025 . استخدم لقياس درجة حرارة الماء والهواء بالترمومتر . تم قياس درجة الملوحة بالطريقة اللونية باستخدام نثرات الفضة.شكل 1. المحطات جمع عينات للعوام الفيزيوكيميائية لمحطات الدراسة من الخمس إلى مصراته

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تم استخدام جهاز تحديد األعماق والمربوط بجهاز تحديد الموقع لتخريط قاعي لمنطقة الدراسة حيث تم تسجيل أكثر من 5000 نقطة أعماق وبخط وعرض محدد ووضعت هذه األعماق على خرائط أساسية باستخدام عدة برمجيات حاسوب متخصصة في إنتاج خرائط ذات مواصفات علمية . جمعت 84 عينة للتحليل النسيجي لحبيبات الراسب باستخدام ) Core( للتحليل النسيجي لحبيبات الراسب ولتحديد كميات المواد العضوية بالتربة من محطات الدراسة عن طريق الغطس موزعة على مناطق الدراسة ،التي جمعت منها عينات اإلسفنج وهي 84 مربعا )شكل 1( أخذت عينة من التربة من كل مربع بواسطة الغطس ، وكان ذلك بدفع أنبوب(Core)وهو عبارة عن أنبوب معدني طوله 25 سم وقطره 4 سم . وضعت عينة التربة المجمعة في كيس مرقم من اللدائن ، وتم تحليل عينات التربة وفقا لطريقة :(Folk 1974و Holme&Mclntyre 1971 ( . غسلت كل عينة بالماء المقطر عدة مرات ، ووضعت في أواني مسطحة زجاجية وسخنت في فرن على درجة حرارة 56°م لمدة 24ساعة . بردت العينات بعد ذلك وفردت باليد بعناية لتفتيت حبيبات الراسب عن بعضها البعض .تم وزن 100جرام من كل عينة ونخلت آليا لمدة 15- 20 دقيقة باستخدام عشرة مناخل )غرابيل( في آن واحد ، تتراوح فتحات هذه المناخل ما بين 0.063مم إلى 1مم ) آ ى 1.0-إلى Ø+4.0 ، بفارق Ø1/2 بين المنخل واألخر(. بعد النخل ثم وزن العينات بكل منخل ألقرب 0.01 جم وسجلت النتائج. لخصت نتائج عمليات النخل في جداول ،ومنها رسمت منحنيات النسب المئوية التراكمية . ومن هذه المنحنيات استخلصت قيم الحجم الحبيبي الوسيط والحجم الحبيبي المتوسط . كما استخلصت معامالت التفرطح البياني ، الحيود البياني ومعامل التصنيف )الفرز( البياني الشامل وإليجاد هده المعامالت استخدمت المعادالت التالية ):Folk، 1974 وFriendman& Johnson 1982(.لقياس المواد العضوية تم وزن 10 جرامات من التربة المجففة من كل محطة ووضعت في زجاج البورسلين واخذ ميزانها وأغلقت بورق ألمونيوم ووضعت في الفرن في درجة حرارة 600 درجة مئوية لمدة ساعة ، وتم تبريدها في الهواء الجوي وبعدها اخذ الوزن لمعرفة الفرق ما بين الوزنين وطبقت عليها معادلة لمعرفة نسبة الوزن الجاف (as percentage of dry wt) = 100 x (dry wt – ash wt / dry wt) والجدول جدول 2. يبين تركيز نسبة المواد العضوية بالتربة بمحطات الدراسة.

3 . نتائج دراسة العوامل الفيزيوكيميائية

تراوح تركيز المغذيات )ملغم/لتر( لعينات المياه البحرية للمحطات المدروسة )0.000114 - 0.017018 ( أمونيا )0.000004 - 0.06424 ( نيتريت )0.014392 - 1.201061 ( نيترات )0.000119 - 0.025872 ( فوسفيت على التوالي. أوضحت النتائج المتحصل عليها أن أعلى تركيز األمونيا كان في المحطة رقم 33 وحيث أن المعدل الطبيعي األمونيا في مياهالبحر يكون اقل من 0.1 )جزء في المليون( مع العلم بأن هذا المركب يكون متغيراً عليه فإن تركيز األمونيا لجميع المحطات كان ضمن المعدل الطبيعي له في مياه البحر) شكل 4 ( .

بالنسبة للنيترات أوضحت النتائج المتحصل عليها إن اعلي تركيز للنيترات كان في المحطة رقم 41 وحيث إن المعدل الطبيعي للنيترات في مياه البحر يكون اقل من 0.1 )جزء في المليون( مع العلم بأن هذا المركب يكون متغيراً . وهذا مؤشر على وجود األكسجين الذائب بوفرة وقلة تركيز األمونيا )شكل 4( .بالنسبة للنيتريت أوضحت النتائج المتحصل عليها إن أعلى تركيز للنيتريت كان في المحطة رقم 20 وحيث إن المعدل الطبيعي للنيتريت في مياه البحر يكون اقل من 0.0001 )جزء في المليون( مع العلم بأن هذا المركب يكون متغيراً وتركيز يكون قليالً ألنه مركب وسطى ) شكل 4( . بالنسبة للفوسفيت أوضحت النتائج المتحصل عليها إن اعلي تركيز للفوسفيت كان في المحطة رقم 4 وحيث أن المعدل الطبيعي للفوسفيت في مياه البحر يكون اقل من 0.005 )جزء في المليون( عليه فإن تركيز للفوسفيت لجميع المحطات المدروسة كان ضمن المعدل الطبيعي له في مياه البحر. كانت قيم األس الهيدروجيني المتحصل عليها لجميع المحطات ضمن المعدل الطبيعي لها في مياه البحر. أيضا تركيز األكسجين الذائب لمياه البحر السطحية كانت ضمن المعدل الطبيعي لها وذلك بمقارنتها بدرجات الحرارة ودرجات الملوحة ) شكل 2( .

من خالل النتائج المتحصل عليها وفى )الشكل 3( نجد التالي :-تراوح معدل األس الهيدروجيني للمحطات موضع الدراسة ) 8.08 – 8.6 ( وقد سجلت اعلي معدل لألس الهيدروجيني في المحطات )17 ،27 ،35 ( وهذا قد يكون نتيجة لزيادة الهوائم النباتية في هذه المحطات. عموماً كانت النتائج لمعدالت األس الهيدروجيني ضمن المعدل الطبيعي لها بمياه البحر ) شكل 2 ( .

8.7 pH salinity 45 Temp(water) 8.6 D.O 40 8.5 35 8.4 8.3 30

8.2 pH 25

8.1 20 8 15 7.9 10 7.8 5 7.7

1 5 9 13 17 21 25 29 33 37 41 45 49 53 57 61 69 73 77 81 0

stations 4 6 11 15 20 24 27 29 32 34 37 40 42 44 46 48 50 52 54 56 58 60 63 69 71 73 75 78 80 82 stations

شكل . 2 تركيزالملوحةودرجةالحرارةونسبةاألكسجينالمذابشكل . 3 تركيز األس الهيدروجيني بمحطات الدراسة من الخمس الى مصراته

و تراوح معدل درجات الحرارة للمياه ) 23.5 – 28.0 (درجة مئوية . درجة الحرارة تتأثر بعدد من العوامل منها المناخ وفى هذه الدراسة نالحظ عدم وجود تباينات كبيره في درجات الحرارة لجميع المحطات وذلك ألنها قيست في نفس الظروف تراوحت درجات الملوحة ) 36.0 – 38.6 ( جزء في األلف)شكل 3(. و تراوح تركيز األكسجين الذائب للمحطات موضع الدراسة )7.24 – 8.72 ( ملجم/لتر. سجلت المحطة رقم 19 ادني قيمه لتركيز األكسجين الذائب، بينما ال يوجد تباين واضح بين باقي المحطات وهى جميعاً ضمن المعدل الطبيعي.تراوحت درجات الملوحة ) 36.0 –

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38.6 ( جزء في األلف.ال يوجد تباين كبير في معدل درجات الملوحة بين المحطات التي قيست فيها درجة الملوحة، كذلك نالحظ أن درجات الملوحة ضمن المعدل الطبيعي)شكل 3(.تراوح تركيز األمونيا ،النيتريت ، النيترات على التوالي )0.000114 – 0.017018 ( ،)0.000004 0.018009- (،)0.014392 -1.201061 ( ملجم/لتر.سجلت اعلي قيمه لألمونيا في المحطة )33 ( واعلي قيمه للنيتريت عند المحطة )47 ( والنيترات عند المحطة )41(.

0.07 1.4

0.06 Ammonia 1.2 Nitrite 0.05 1 Nitrate 0.04 0.8

0.03 0.6 0.02 0.4 0.01 0.2

Nitrate conc(ppm) Nitrate 0 0 4 6 11 15 20 24 27 29 32 34 37 40 42 44 46 48 50 52 54 56 58 60 63 70 72 77 79 81 83 Ammonia,Nitrite conc(ppm) Ammonia,Nitrite stations

شكل . 4 تركيز األمونيا ،النيرات والنيتريت بمحطات الدراسة

التحليل النسيجي لحبيبات الراسب دلت نتائج دراسة 64 عينة راسب من 84 محطة من قاع منطقة الخمس إلى مصراته ، علي إن هده الرواسب تتكون في معظمها من رمل متعدد األحجام مع نسب بسيطة – في أغلبها – من الوحل ) غرين + طين ( ، كما تعبر هده بعد رسم المنحنيات التراكمية عن التوزيع العام ألحجام حبيبات الرواسب في كل عينة وعلي ضوء هده المنحنيات تم حساب المتوسط والوسط ومعامالت التصنيف الحيود و التفرطح ) شكل 5(. وقد تميزت أنماط وإحجام الرمل إلي خشن)0.0 إلي Ø ) -1.0 ورمل متوسط ) 1.0 إلي Ø 2.0 ( ورمل ناعم )2.0 إلي Ø 3.0( ، ورمل ناعم جدا ) 3.0 إلي Ø 4.0 ( أما الوحل فقد شكل األحجام التي اكبر من Ø 4.0 وقد ساد تركيب الرمل في معظم العينات ولم يسجل الوحل بنسب قليلة جدا حيث شكلت نسبة الوحل بها اكتر من 4% بالوزن فقط ) عينات ،32 ، 50.34( ، وقد تراوحت نسبة الرمل %100 . أما نسب وجود األنماط المختلفة من الرمل فقد تفاوتت مابين 42.2 % للرمل الخشن ، )27 مربع ( إلي 23.4 % للرمل المتوسط )15 مربعا ( . وقد شكل الرمل الناعم نسبة 20.3 % ) مربع 13( والرمل الناعم جدا نسبة 14 % ) 9 مربعات ( ويوضح شكل 5 تخريطا لقاع منطقة الدراسة وفقا للتمثيل النسبي ألنماط الرمل في عينات الراسب . ومن الشكل يتضح إن الرمل الخشن شكل النسبة الكبرى للقاع وخاصة في المنطقة الشرقية)أمام مصراته وشرقها (، بينما غطي الرمل المتوسط والرمل الناعم نسب متقاربة موزعا على منطقة الدراسة كما انحصر الرمل الناعم جدا في المحطة رقم 82 بالمنطقة الشرقية فى مربع واحد وفي المنطقتين األولى والثانية بأربع مربعات لكل منهما .

شكل 5 . توزيع أنماط الراسب الحجم الحبيبي المتوسط بمنطقة الدراسة 2009

4. المناقشة

ومن نتائج الدراسة يتبين أن المعالم الفيزيو- كيميائية في منطقة الدراسة لم تسجل أي ارتفاع فوق المعدل الطبيعي لها في مياه البحر، حيث كانت درجة الحرارة تراوحت بين 25 و28 درجة مئوية ، والملوحة بين 36.0‰و 38.6‰ ، واألس الهيدروجيني )pH( بين 8.0 و8.6 ، أما بالنسبة للمواد المغذية )أمونيا- نيتريت – نيترات( فكانت ضمن المعدل الطبيعي له في مياه البحر، أيضا تركيز األكسجين الذائب لمياه البحر السطحية كان ضمنالمعدل الطبيعي لها وذلك بمقارنتها بدرجات الحرارة و درجات الملوحة ، وهذا مؤشر على وجود األكسجين الذائب بوفرة وقلة تركيز 23

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األمونيا ومن خالل النتائج تراوح معدل األس الهيدروجيني للمحطات موضع الدراسة ) 8.08 – 8.6 ( وقد سجلت أعلى معدل لألس الهيدروجيني في المحطات )17 ،27 ،35 ( وهذا قد يكون نتيجة لزيادة الهوائم النباتية في هذه المحطات. عموماً كانت النتائج لمعدالت األس الهيدروجيني ضمن المعدل الطبيعة لها بمياه البحر )عتيق الهونى،2005( .عدم وجود قيم منخفضة لألس الهيدروجيني للمحطات موضع الدراسة مؤشر على عدم وجود تلوث بالصرف الصحي)El Melah,et.al.,2006(.انخفاض معدل األس الهيدروجيني يسمح للعناصر السامة لتصبح متاحة أكثر لالمتصاص من قبل النباتات والحيوانات المائية )2009و.et alFaragallah(. ومن خالل النتائج المتحصل عليها تراوح معدل درجات الحرارة للمياه ) 23.5 – 28.0 (درجة مئوية ، وتتأثر درجة الحرارة بعدد من العوامل منها المناخ وفى هذه الدراسة نالحظ عدم وجود تباينات كبيره في درجات الحرارة لجميع المحطات وذلك ألنها قيست في نفس الظروف . تراوحت درجات الملوحة ) 36.0 – 38.6 ( جزء في األلف.ال يوجد تباين كبير في معدل درجات الملوحة بين المحطات التي قيست فيها درجة الملوحة، كذلك نالحظ أن درجات الملوحة ضمن المعدل الطبيعي وال تشير إلى وجود تلوث حيث ان التلوث بمياه الصرف الصحي يؤثر على قيم درجات الملوحة للمياه السطحية )El Melah,et.al.,2006( . تراوح تركيز األكسجين الذائب للمحطات موضع الدراسة )7.24 – 8.72 ( ملجم/لتر. سجلت المحطة رقم 19 أدنى قيمه لتركيز األكسجين الذائب، بينما ال يوجد تباين واضح بين باقي المحطات وهى جميعاً ضمن المعدل الطبيعي )عتيق الهونى،2005(.قد تكون مياه البحر مشبعة أو غير مشبعة باألكسجين وهذا يعتمد على العمليات الكيميائية والفيزيائية والفسيولوجية التي تنتج أو تستهلك األكسجين ) CanadianCouncilof Ministers of the Environment. 1999 (. المياه السطحية تكون فيها قيمة األكسجين الذائب عالية وتنخفض كلما زاد العمق وهذا يكون نتيجة لعوامل عده منها تنفس الكائنات الحية، زيادة تحلل المواد العضوية)Faragallah،et al.2009(. قيم األكسجين المرتفعة في الطبقة السطحية للمياه تكون نتيجة للتفاعل بين الهواء الجوي والطبقةالسطحية)El Melah,et.al.,2006) . تتأثر درجة تشبع المياه باألكسجين بعاملين هما درجة الحرارة ودرجة الملوحة فعند زيادة هذين العاملين تقل درجة تشبع المياه باألكسجين )الهونى،2005 (. تراوح تركيز االمونيا ،النيتريت ، النيترات على التوالي )0.000114– 0.017018( ،)0.018009-0.000004 (،)0.014392 1.201061- ( ملجم/لتر.سجلت أعلى قيمه لألمونيا في المحطة )33 ( وأعلى قيمه للنيتريت عند المحطة )47 ( والنيترات عند المحطة )41 (. قد يعزى ارتفاع قيمة النيتريت في المحطة )41 ( إلى وجود أنشطه زراعيه واستخدام أسمده نيتروجين )Bonanno,2006 ( وبمقارنة نتائج قيم األمونيا المتحصل عليها في هذه الدراسة مع نتائج Bonanno,2006 ( وخصوصا في منطقة زواره والتي بلغت 0.07956 ملجم/لتر نتيجة لوجود صرف صحي ،نجدها ضمن المعدل الطبيعي لها. تتأثر األمونيا بعوامل تزيد من خطورتها في البيئة البحرية من هذه العوامل درجة الملوحة حيث إن النقص في درجات الملوحة يؤدى إلى زيادة سمية األمونيا،األس الهيدروجيني حيث إن الزيادة في األس الهيدروجيني تؤدى إلى زيادة في سمية األمونيا، األكسجين الذائب حيث إن النقص في األكسجين الذائب يؤدى إلى زيادة سمية األمونيا والنيتريت ، ارتفاع درجات الحرارة يؤدى إلى زيادة سمية األمونيا والنيتريت (Schuler,2008 ). انخفاض األمالح المغذية في الطبقات السطحية للمياه قد يكون نتيجة لوجود التركيز العالي للعوالق النباتية والنباتات المائية في هذه الطبقة والتي تقوم باستهالك هذه المغذيات )Faragallah،et al.2009(.

وفي القطاع الشرقي من مدينة الخمس المنطقة الثانية و كذلك المنطقة الرابعة ، يرجع قلة األنواع بها و تدنى التنوع البيولوجي الطحلبي أو النباتي بشكل عام في هذه المنطقة ، نتيجة طبيعة قاع منطقة الدراسة حيث كان غالبية قاع منطقة الدراسة عبارة عن رمل خشن و رمل متوسط ال يسمح بنمو الطحالب سواء كان من الناحية الكيفية )عدد األنواع ( أو الكمية )توسع مساحة الغطاء النباتي ( ، كما يشير إلى افتقار القاع للعناصر المغذية التي تسمح بنمو النباتات و توزيعها بشكل أوسع)Giraud G., 1979(. ال تكمن أهمية األعشاب البحرية في حماية التربة فحسب من االنجراف والتآكل ، بل تلعب دورا أيضاً في تكوين هذه التربة ، ففي البحر المتوسط على سبيل المثال ، للجزيئات المكونة للتربة في حاالت عديدة أصول بيولوجية أتت من بقايا طحالب قاعيه متكلسة ومن أجزاء من هياكل عظمية، أصداف أو أشواك لحيوانات بحرية )Gacia,E.2002(. تتفق العديد من الدراسات بأن العوامل البيئية لها تأثير مباشر على خواص التربة (Weber et al. 1997; Kim et al. 2001( وأوضحت دراسة تخريط منطقة الدراسة فإن يتميز القاع بوجود الرمل ولعل مصادر هده الرمال يرجع إلي نشاط الرياح ونقلها من الكثبان الرملية من المناطق المجاورة )César A., 2001( إلي إن رمال الجرف القاري شرق خليج قابس مصدرها صحراوي ، وهو ما ينطبق معظم شواطئ جنوب المتوسط. . تتوزع الرمال بفعل عوامل بيئية عديدة منها)1( اضطراب الماء ) التغير في سرعة الماء( ، )2( اختالف سرعة استقرار الحبيبات .)3( التهيج الحراري ، وهدا العامل غير ذي أهمية لحبيبات التي يزيد حجمها علي ماكرون واحد ، يضاف إلي تلك العوامل ، عوامل التيارات المائية ، األمواج ، الرياح والنشاط البشري وهده تعمل علي ألتقط حبيبات الرواسب وحملها )César A. 2001(. ولما كان الحجم و التوزيع الحجمي للحبيبات متغيرات شائعة في تعين معظم خواص الرواسب ، لذا فهي مرتبطة بالمفاهيم األساسية لسرعة االستقرار والنقل ، والنفاذية ، والتصنيف ، إلى غير ذلك )Twichellet al, 1985( ووفقا للعوامل الترسيب للتربة قرب الشواطئ فأن األمواج تتكسر على الشاطئ فتترسب الحبيبات الكبيرة أوال بينما تظل الحبيبات األصغر معلقة وتنقل مع األمواج الراجعة نحو البحر ليتم ترسيبها في األعماق، وقد شكل كل من الرمل الخشن أعلى نسبة مقارنة باألنواع األخرى التي أدنى نسبة للرمل المتوسط يليه الرمل الناعم ، وقد يفسر وجود الرمل الناعم في اغلب الجزء الشمالي األوسط من منطقة الدراسة كنتيجة لعدم وجود النباتات بوفرة مثل sp.Posidonia، وsp.Cymodosia التي تعمل كموصدات لترسيب الرمال الناعمة ، كما أنها تعتبر مناطق محمية إلى حد ما مما يقلل من تأثير الرياح عليها.والعامل األخير في اعتقادنا المسبب في ترسيب الرمل المتوسط و الناعم في هذه المناطق راجع إلى ضعف التيارات المائية واألمواج ودورانها في دوامة اما المنطقة الشرقية للدراسة فان التيارات تتجه الى الخليج مما يجعل الرمل الخشن يترسب وتنتقل جزيئات الرمل الناعم مع التيار ) شكل Ezziany,I. Haddoud,D. and Barah,M.,2014(.)5 (. أما وجود الرمل المتوسط في المناطق الشرقية شكل نسبة بسيطة من مجموع العينات حوالي 5% والباقي ساد الرمل الخشن من المحطات 84-53 )والمناطق الشمالية الغربية شكلت 5 محطات بها رمل خشن ) 2،3،4، 48، 49،51( أما باقي المحطاتيسودها الرمل المتوسط ونسبة أقل من الرمل الناعم ، وقد يرجع إلى قلة النباتات بها ، وإلى حركة التيارات البحرية(ELWAKEEL and RILEY, 1957( . تترسب دائما الحبيبات الكبيرة أوال وتنقل الحبيبات الناعمة بعيد أو تعتبر هذه المناطق بحر مفتوح ولخليج سرت تأثير مباشر وتحيط به الكثبان الرملية مما يجعل دور الرياح فعال في نقل وترسيب الرمال (Twichellet al, 1985). إن حبيبات الرواسب في الغالب ال تتوزع على أساس تواجد نمط واحد من مكوناتها – أي متجانسة- ولكن تتمثل كخليط من أحجام مختلفة .وعلى هذا فإن درجة الخلط ألنماط مختلفة من الحبيبات يمكن تمثيلها بمعامل التصنيف (Gray,.2002).وإن أهم العوامل التي تؤثر في التصنيف تتمثل في الحجم ، الشكل والكثافة النوعية للحبيبات ، سرعة التيار،درجة االضطراب ،اللزوجة والكثافة النوعية للعامل الناقل (SANDERS,1968). فالمنطقة المحمية من الرياح القوية ورذاذا األمواج قد تكون تربتها متجانسة ، بينما المناطق المعرضة لألمواج القوية وللعوامل البيولوجية )النشاط الحيوي ( قد تجعل تربتها غير متجانسة، ويعتبر عاملي نشاط األمواج وسرعة التيارات المائية من أهم العوامل التي تحدد توزيع أحجام حبيبات 24

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الرواسب وتحدد معامالت التصنيف في المناطق الشاطئية يزداد محتوي المواد العضوية والبكتريا كلما زادت نعومة الرسوبيات والرمل الخشن قليل المواد العضوية والرمل المتوسط والناعم أكثر مواد عضوية) ZoBell،1946(. وهذا يمهد السبيل ألي استيطان الحيوانات الفوقية وتلك التي تعيش بالراسب وكذلك النباتات القاعية ،والتي احتالل الفراغات البيئية لتكون األجيال الرائدة في هده المناطق الجديدة وقد بين ((Clark, 1996; SANDERS,.1958) بأن كثافة القاعيات الكبيرة بالرواسب مترابطة مع نسبة الطين الموجود في الراسب ومن هنا أقترح (Clark, (1996) بأن الزيادة في المادة العضوية المرتبطة بزيادة تركيب الطين هي المسئولة عن زيادة أعداد القاعيات ولما كانت اتجاه وشدة التيارات المائية وكذلك القاعيات والسوا بح الحيوانية وغيرها تلعب – باإلضافة إلي الرياح – دورا أساسيا في توزيع رسوبيات القاع وفي التأثير علي خواصها العامة ،لذا يتوقع إن ينعكس ذلك مباشرة علي وجود مؤشرات واقعية من خالل خصائص التوزيع ألقاعي لحبيبات الراسب )الرمل (والتحليل النسيجي لها .غير أن حجم الحبيبات يعتمد كثيرا علي قوة التيار في المنطقة المعينة وليس علي بعد أو قرب المسافة التي أتت منها الحبيبات )Folk˒1974( .

ووفقا لذلك ، فإن الرواسب جيدة التصنيف تكون متجانسة وهى دليل واضح على نشاط الموج العالي والتيارات )أي أماكن ذات طاقة عالية (، بينما الرواسب رديئة التصنيف تكون غير متجانسة ، وهى دليل على ضعف نشاط األمواج والتيارات )أي أماكن ذات طاقة ضعيفة(.وقد بينت نتائج (SANDERS, 1958( الدراسة أن متوسط التصنيف لجميع العينات كان 0.83Ø أي تصنيف معتدل ، ويغلب وجوده في مختلف أنحاء قاع المنطقة . وقد يفسر هذا على أن العوامل المؤثرة في تصنيف الحبيبات ليست ثابتة النشاط ، فأحيانا تكون قوية وأحيانا أخرى ضعيفة . كما قد يفسر كذلك على تفاوت أحجام حبيبات الراسب . فحجم الحبيبات الذي يقرب من 0.180مم)2.47Ø( يعتبر فريدا حيث :(1) تتحرك هده الحبيبات بفعل تيارات أضعفمن تلك الحبيبات األصغر أو األكبر منها ، )2( عندما تتحرك ال تحتاج بدرجة كبيرة التعليق في الماء مثلما تحتاجه الحبيبات األصغر )3( يمكن حملها وتعليقها أكبر من الموارد الكبيرة )Kim et al. 2001( . وعلي ذلك فالحبيبات ذات قطر وسيط أكبر أو أصغر من 0.180 مم تكون ذات تصنيف أكتر رداءة )Kim et al. 2001( ولما كان متوسط الحبيبات الذي وجد في رواسب القاع1.0666Ø وهو أكبر من الحجم المذكور سابقا , غير أن هدا الحجم هو متوسط قيم تراوحت ما بين أعلي قيمة 3.80Ø وأدني قيمة 0.46Ø )0.610 مم( لذلك فان التصنيف تفاوت مابين الرديء والمعتدل والجيد – وهو أقلها .

أوضح معامل الحيود البياني الشامل بتفاوت هدا الحيود )0.81-( وهو ما يعبر عنه الحيود معامال حساسا للعمليات الجيولوجية )Friedman&Johnson,1982( فهو يشير إلي مصدر قدوم ونقل الرواسب . ولما كانت منطقة الدراسة استهدفت إلى أعماق 50 متر فقط فإن المتوسط العام الحيود كان شديد الخشونة )0.13-( لدا فان مصدر الرمل قد يكون من الكثبان الرملية القريبة من بالبحر . كما أوضح معامل التفرطح البياني الشامل تعدده من المنبسط جدا إلي المرتفع جدا. غير إن النسبة الكبرى انحصرت في التفرطح العادي . وحيت إن التفرطح يوضح درجة التباعد عن التوزيع االعتيادي )الذي قيمته 1.00( فان الحيود عن هده القيمة )اكبر أو اقل ( يبين عما إذا كان الجزء األوسط من المنحني جيد أو رديء التصنيف بالنسبة لذيلي المنحني .ولقد كانت القيم التي وجدت تراوحت مابين 3.27 كحد اعلي في عينة رقم 42 والتي مثلت الحيود إلى الرمل الناعم .

5 . المراجع

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Comment la pêche affecte-t-elle le spectre trophique ? Une étude comparative entre le golfe de Gabès et quatre autres écosystèmes Méditerranéens

Ghassen Halouania,b, Didier Gascuelc, Tarek Hattaba,d, Frida Ben Rais Lasrama, Marta Colld,e, Konstantinos Tsagarakisf, Chiara Piroddig, Mohamed Salah Romdhanea, François Le Loc’hb

a UR 03AGRO1 Ecosystèmes et Ressources Aquatiques, Institut National Agronomique de Tunisie, 43 Avenue Charles Nicolle, 1082 Tunis, Tunisia b UMR 6539 Laboratoire des Sciences de l'Environnement Marin (CNRS/UBO/IRD/IFREMER), Institut Universitaire Européen de la Mer, Technopôle Brest-Iroise, Rue Dumont d'Urville, 29280 Plouzané, France c UMR 985 Ecologie et Santé des Ecosystèmes (Agrocampus Ouest/INRA), Université Européenne de Bretagne, Agrocampus Ouest, 65 rue de Saint-Brieuc, CS 84215, 35042 Rennes cedex, France d UMR 212 Ecosystèmes Marins Exploités (IRD/IFREMER/UM2) Avenue Jean Monnet, BP 171, 34203 Sète, France

e Institut de Ciències del Mar (ICM-CSIC), Passeig Marítim de la Barcelonesa, 37-49, Barcelona 08003, Spain & Ecopath International Initiative Research Association, Barcelona, Spain. f Hellenic Center for Marine Research, Institute of Marine Biological Resources and Inland Waters, Agios Kosmas, 16610, Elliniko, Athens, Greece g Water Resources Unit, Institute for Environment and Sustainability, European Commission - Joint Research Centre, Via E. Fermi 2749, Ispra 21027, Italy

Ghassen Halouani : [email protected] Didier Gascuel : [email protected] Tarek Hattab : [email protected] Frida Ben Rais Lasram : [email protected] Marta Coll : [email protected] Konstantinos Tsagarakis : [email protected] Chiara Piroddi : [email protected] Mohamed Salah Romdhane : [email protected] François Le Loc’h : [email protected]

RÉSUMÉ :

L'utilisation de modèles trophiques tels qu’Ecopath with Ecosim est un moyen efficace pour décrire la structure et le fonctionnement de l'écosystème. Cependant, la comparaison de plusieurs modèles peut s’avérer une tâche assez délicate lorsqu’ils sont très hétérogènes. Cette étude, s’est basée sur l’approche EcoTroph qui à travers un ensemble d’équations de flux de biomasse permet de comparer le fonctionnement de plusieurs écosystèmes sans expliciter la notion d’espèce. En effet, le modèle EcoTroph a été utilisé pour représenter la structure de cinq écosystèmes méditerranéens à travers la distribution de leurs biomasses en fonction du niveau trophique. En l’appliquant au golfe de Gabès, le sud de la mer Catalane, le nord et le centre de la mer Adriatique, la mer Ionienne et la mer Egée, EcoTroph a permis d’explorer l’impact de la pêche sur le fonctionnement d’écosystèmes ayant des structures trophiques différentes. Le modèle EcoTroph a également été utilisé pour simuler différents niveaux de mortalité par pêche afin d’étudier la réponse de l’écosystème, et ce, à travers l’analyse des spectres trophiques de biomasse et de capture. Cette étude comparative a montré que i) les écosystèmes les plus stables sont ceux qui affichent le plus fort top-down control, ii) les niveaux trophiques moyens sont les moins sensibles à l’intensité de la mortalité par pêche, iii) les écosystèmes méditerranéens sont très affectés par la déplétion des espèces de haut niveau trophique.

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ABSTRACT

The use of trophic models such as Ecopath with Ecosim (EwE) is an effective way to describe the trophic structure and functioning of an ecosystem. But comparison or meta-analysis are often difficult between models built using heterogeneous approaches. In this study, the EcoTroph modeling approach was applied to the Gulf of Gabes and to four other Mediterranean continental shelf ecosystems (i.e. Ionian Sea, North Aegean Sea, Northern and Central Adriatic Sea and South Catalan Sea) to characterize their food webs and investigate ecosystem responses under various simulated fishing scenarios. This study presents a first attempt of using EcoTroph as common framework focused on trophic levels to compare different ecosystems through their trophic spectra of biomass, catch and fishing mortalities in the Mediterranean Sea.

The results highlighted that the highest values of biomass (from trophic level 2) were observed in the Gulf of Gabes due to the high productivity of continental shelves. However, this ecosystem seems to be strongly affected by the depletion of high trophic level organisms, which also appear very sensitive to fishing mortality. This comparative study also showed that fishing impact per trophic level differs between Mediterranean ecosystems according to their trophic structure and exploitation patterns. At the ecosystem scale, different simulations of fishing mortality illustrated trophic cascades through the impact of predator biomass on their prey especially in the Gulf of Gabes, which leads to subsequent biomass increase in lower trophic levels. We also noticed that ecosystems where trophic cascades were reported are less sensitive to a variation of fishing mortality such as the case for the Gulf of Gabes and the North and Central Adriatic Sea. Based on trophic level data, this approach should lead to a better understanding of ecosystem functioning from both an ecological and fisheries perspectives. الملخص

يعتبر إستعمال النماذج الغذائية على غرار Ecopath with Ecosim وسيلة فعالة لدراسة البنية الغذائية للمنظومات البيئية. لكن المقارنة بين نماذج مختلفة للقيام بدراسات واسعة النطاق غالبا ما تكون صعبة حينما تكون النماذج التي تم إنشاؤها غير متجانسة. في هذا العمل تم تطبيق األنموذج EcoTroph لقدرته على القيام بالدراسات المقارنة في المجال البيئي و ذلك في خليج قابس و أربع نظم إيكولوجية في البحر األبيض المتوسط ) البحر األيوني و شمال بحر إيجة و شمال و وسط البحر األدرياتيكي و جنوب البحر الكاتالونية(. و لقد تمت هذه المقارنة عبر وصف الشبكات الغذائية لمختلف النظم اإليكولوجية مع محكاة تغيير مجهود الصيد البحري. مثّل هذا البحث أول محاولة استخدام EcoTroph لمقارنة األنظمة البيئية من خالل دراسة عدة أطياف غذائية منها الطيف الغذائي للكتلة الحيوية و الطيف الغذائي لمنتوج الصيد البحري في البحر األبيض المتوسط.

أبرزت النتائج أن الكتلة الحيوية بخليج قابس ) إبتدأ من مستوى غذائي = 2( مرتفعة بالمقارنة بباقي النظم اإليكولوجية بالبحر األبيض المتوسط .في المقابل تعتبرالكائنات الحية ذات المستويات الغذائية العالية مستغلة بصفة مفرطة ومهددة باالستنزاف لكونها سريعة التأثر بمستوى مجهود الصيد البحري. و مكنت هذه الدراسة كذلك من تبين مفهوم أطياف الغذائية و مدى تأثيرها على توازن النظم البيئية خاصة أنه يبدو أن النظم اإليكولوجية التي لحظنا على مستوها أطياف الغذائية أقل حساسية لترفيع مجهود الصيد البحري على غرار خليج قابس وشمال ووسط البحر األدرياتيكي. استنادا إلى بيانات مستوى التغذية، يؤدي هذا النموذج إلى فهم النظم اإليكولوجية، من كال الجانبين البيئي ووضع استغالل الموارد البحرية. INTRODUCTION

Actuellement, il est reconnu que les impacts de la pêche peuvent affecter directement ou indirectement l’ensemble du réseau trophique (Pauly et al. 2002). Il est donc impératif d’évaluer correctement ces impacts étant donné que l’exploitation des ressources marines agit sur la structure de l’écosystème (e.g. la diversité des espèces, les niveaux trophiques) et sa dynamique (e.g. la stabilité, la résilience) (Daskalov 2002; Travers et al. 2010). L'utilisation des modèles trophiques, comme Ecopath with Ecosim (EwE) (Christensen and Walters 2004) est un moyen efficace pour décrire la structure trophique et le fonctionnement des écosystèmes marins. Ces modèles peuvent fournir une image complète d'un écosystème en prenant en considération la complexité des interactions trophiques.

EcoTroph est un modèle trophique qui exploite les sorties d’autres modèles écosystémiques à l’exemple d’Ecopath afin de représenter la structure de l’écosystème et évaluer l’impact de la pêche à travers la simulation de plusieurs niveaux de mortalité par pêche (Gascuel 2005; Gascuel et al. 2008).

La mer Méditerranée est à la fois la plus grande et la plus profonde mer semi-fermée dans le monde. Malgré le fait qu'elle soit caractérisée par des conditions oligotrophes, elle est considérée comme un point chaud de biodiversité (Bianchi et Morri 2000). Toutefois, les pressions anthropiques se font de plus en plus ressentir et plus particulièrement ceux relatives à l’exploitation des ressources marines (Coll et al. 2012). Afin de mieux comprendre ces impacts, une approche comparative a été mise en place avec l’outil EcoTroph entre cinq 28

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écosystèmes Méditerranéens : le golfe de Gabès, le sud de la mer Catalane, le nord et le centre de la mer Adriatique, la mer Ionienne et le nord de la mer Égée, et ce en se basant sur leurs modèles EwE respectifs (Coll et al. 2006, 2007; Tsagarakis et al. 2010; Piroddi et al. 2011; Hattab et al. 2013). MATÉRIEL ET METHODES

Des sorties du modèle Ecopath ont été utilisées pour construire les spectres trophiques de biomasse et des captures pour le golfe de Gabès, le sud de la mer Catalane, le nord et le centre de la mer Adriatique, la mer Ionienne et le nord de la mer Égée. Pour chaque écosystème des données de niveau trophique, biomasse, production et captures par groupe fonctionnel ont été utilisées pour alimenter le modèle EcoTroph.

EcoTroph est un modèle basé sur le concept de niveaux trophiques (Odum et al. 1975) et un ensemble d’équations de flux. La biomasse générée par l’activité photosynthétique et le recyclage des détritus intègre le réseau au niveau trophique 1. A partir du niveau trophique 2, la biomasse a une distribution continue tout au long de l’axe des niveaux trophiques en raison de la variabilité des régimes alimentaires. La représentation graphique de la distribution de la biomasse en fonction du niveau trophique constitue ainsi le spectre trophique de biomasse. Dans le modèle EcoTroph, le fonctionnement des écosystèmes marins a été modélisé comme un flux continu de biomasse qui transite des bas vers les hauts niveaux trophiques, par les processus de prédation et le développement ontogénique. Chaque particule organique se déplace plus ou moins rapidement au sein du réseau. L’ensemble de ces particules constitue le flux de biomasse qui est caractérisé par deux variables : la quantité du flux (t.année-1) et la vitesse du flux (NT.année-1, c'est-à-dire le nombre de niveaux trophiques traversé par an). A l’état d’équilibre, la biomasse présente dans un niveau trophique est exprimée comme suit :

Φτ Bτ = ∙ ∆τ Κτ

Avec : B휏 la biomasse présente dans la classe [ +, Φ le flux moyen de biomasse passant par cette classe trophique et K휏 la vitesse moyenne du flux dans cette classe trophique.

Le flux de biomasse Φ est une fonction non conservative et décroit en fonction du niveau trophique à cause des mortalités naturelles et mortalités par pêche. Ainsi, le flux de biomasse est exprimé comme suit :

Φ(τ+∆τ ) = Φτ ∙ exp[−(μτ + τ) ∙ ∆τ]

Avec: µ la perte naturelle du flux biomasse et  la perte due à la mortalité par pêche.

La vitesse du flux Kcur, dépend du turnover de la biomasse. RESULTATS ET DISCUSSION

Les valeurs de biomasse les plus élevées ont été observées dans le golfe de Gabès suivi par la mer Catalane et la mer Adriatique (Fig. 1). Ceci pourrait être expliqué par la forte productivité des plateaux continentaux et au gradient sud-est / nord-ouest de productivité (Bosc et al. 2004). On note que pour les cinq écosystèmes la plus forte proportion de biomasse se trouve aux alentours du niveau trophique 3. Ce résultat indique que les petits pélagiques représentent le compartiment principal des pêcheries méditerranéennes (Palomera et al. 2007) suivi des invertébrés benthiques. L’analyse des spectres trophique a montré que les écosystèmes méditerranéens sont très affectés par la déplétion des hauts niveaux trophiques en comparaison à d’autres écosystèmes de l’Atlantique (Gasche et al. 2012; Lassalle et al. 2014). Concernant les spectres trophiques de captures (Fig. 2), il n’y a pas de différences notables entre les écosystèmes étudiés sauf pour la mer Catalane où les captures au niveau trophique 2.9 sont très importantes. Ce pic est du à la nature de la pêcherie qui cible essentiellement les petits pélagique et les juvéniles des espèces démersales.

Des simulations de la mortalité par pêche ont été réalisées afin d’évaluer la sensitivité de chaque écosystème à la pression de la pêche (Fig. 2). La variation du multiplicateur de la mortalité par pêche de 0 à 5 a modifié les spectres trophiques de biomasse. Toutefois, tous les écosystèmes n’ont pas affiché le même type de réponse étant donné qu’ils ont des structures trophiques et des stratégies de pêche différentes. En effet, le golfe de Gabès et la mer Adriatique se sont avérés les plus stables face à une augmentation de l’effort et ce en comparaison à la mer Catalane ou la mer Ionienne dont le spectre de biomasse était très sensible au niveau d’effort. Par ailleurs, à

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l’échelle d’un écosystème, tous les niveaux trophiques n’affichent pas la même sensitivité, tout dépend de leur niveau d’exploitation et du taux du turnover de la biomasse.

Fig. 1 : Les spectres trophiques de biomasse et de captures (à partir du niveau trophique 2)

Fig.2 : Les simulations de spectres de biomasse (multiplicateurs de mortalité par pêche de 0 à 5)

L’impact de la pêche sur les spectres trophiques des captures était encore plus clair lorsque les simulations de captures ont été comparées à l’état actuel (Fig. 3). Les résultats ont montré que pour tous les écosystèmes, les bas et les hauts niveaux trophiques sont les plus sensibles à une augmentation de la mortalité par pêche. En effet, les hauts niveaux trophiques sont déjà surexploités et toute augmentation de l’effort de pêche entraînerait la diminution de leur biomasse et par conséquent la baisse des captures. Cependant, les bas niveaux trophiques, leur rapport production/biomasse relativement élevé, leur permet de compenser rapidement les effets de la pêche. Concernant les niveaux trophiques moyens (entre 3,7 et 4,5), ils ne semblent pas être affectés par l’augmentation de la mortalité par pêche suite à la diminution de leur mortalité par prédation (baisse de la biomasse des prédateurs). Toutefois, cette zone tampon (zone blanche sur la Fig. 3) se décale vers la gauche avec l’augmentation de la mortalité par pêche, ce qui renvoie au phénomène du « Fishing down marine food webs » c'est-à-dire la diminution du niveau trophique des captures avec l’augmentation du niveau d’exploitation des ressources marines (Pauly et al. 1998).

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La comparaison des spectres de biomasse simulés et ceux observés suggère la présence d’une cascade trophique assez marquée dans certains écosystèmes comme le golfe de Gabès et la mer Adriatique (Fig. 4). En effet l’augmentation de la mortalité par pêche a provoqué l’augmentation de la biomasse des bas niveaux trophiques avec la diminution de la proportion des prédateurs. Ce résultat laisse penser qu’un fort « top-down control » pourrait augmenter la stabilité de l’écosystème face à la pression de pêche à l’exemple du golfe de Gabès et la mer Adriatique.

Fig. 3 : Les simulations des captures relatives (multiplicateurs de mortalité par pêche de 2 à 5)

Figure 4 : Les simulations des biomasses relatives (multiplicateurs de mortalité par pêche de 0 à 5)

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CONCLUSION

Le modèle EcoTroph pourrait être considéré comme un outil très pertinent pour la comparaison de la structure trophique de plusieurs écosystèmes et l’analyse de leur fonctionnement en termes de flux. Ce modèle était un moyen pour explorer l’impact de la pêche à l’échelle de l’écosystème en analysant la réponse des spectres trophiques de biomasse et de capture. L’analyse de ces réponses pourrait orienter la politique des gestionnaires afin d’identifier les espèces ayant un fort potentiel d’exploitation mais aussi les stocks soumis à une forte pression de pêche. Cette étude comparative a permis notamment de mieux comprendre certaines propriétés des réseaux trophiques à l’exemple de la relation entre intensité du top-down control et stabilité de l’écosystème. BILIOGRAPHIE

Bianchi, C. and Morri, C. (2000) Marine biodiversity of the Mediterranean Sea: situation, problems and prospects for future research. Marine Pollution Bulletin 40, 367–376.

Bosc, E., Bricaud, A. and Antoine, D. (2004) Seasonal and interannual variability in algal biomass and primary production in the Mediterranean Sea, as derived from 4 years of SeaWiFS observations. Global Biogeochemical Cycles 18, 1005.

Christensen, V. and Walters, C.J. (2004) Ecopath with Ecosim: methods, capabilities and limitations. Ecological Modelling 172, 109–139.

Coll, M., Palomera, I., Tudela, S. and Sardà, F. (2006) Trophic flows, ecosystem structure and fishing impacts in the South Catalan Sea, Northwestern Mediterranean. Journal of Marine Systems 59, 63–96.

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Coll, M., Santojanni, A., Palomera, I., Tudela, S. and Arneri, E. (2007) An ecological model of the Northern and Central Adriatic Sea: Analysis of ecosystem structure and fishing impacts. Journal of Marine Systems 67, 119– 154.

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Gascuel, D. (2005) The trophic-level based model: A theoretical approach of fishing effects on marine ecosystems. Ecological Modelling 189, 315–332.

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Hattab, T., Ben Rais Lasram, F., Albouy, C., et al. (2013) An ecosystem model of an exploited southern Mediterranean shelf region (Gulf of Gabes, Tunisia) and a comparison with other Mediterranean ecosystem model properties. Journal of Marine Systems 128, 159–174.

Lassalle, G., Chouvelon, T., Bustamante, P. and Niquil, N. (2014) An assessment of the trophic structure of the Bay of Biscay continental shelf food web: Comparing estimates derived from an ecosystem model and isotopic data. Progress in Oceanography 120, 205–215.

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Pauly, D., Christensen, V., Dalsgaard, J., Froese, R. and Torres, F. (1998) Fishing Down Marine Food Webs. Science 279, 860–863.

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Travers, M., Watermeyer, K., Shannon, L.J. and Shin, Y.-J. (2010) Changes in food web structure under scenarios of overfishing in the southern Benguela: Comparison of the Ecosim and OSMOSE modelling approaches. Journal of Marine Systems 79, 101–111.

Tsagarakis, K., Coll, M., Giannoulaki, M., Somarakis, S., Papaconstantinou, C. and Machias, A. (2010) Food- web traits of the North Aegean Sea ecosystem (Eastern Mediterranean) and comparison with other Mediterranean ecosystems. Estuarine, Coastal and Shelf Science 88, 233–248.

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Suivi de l’activité de la pêche hauturière du Pageot commun Pagellus erythrinus dans la région de Sfax (golfe de Gabès)

KHALIFA Faten, HAJJI Ferid, Ayadi Habib, GHORBEL Mohamed, JARBOUI Othman Institut National des Sciences et Technologies de la Mer (Centre de Sfax) PB 1035 – 3018 Sfax E-mail : [email protected], [email protected], [email protected], [email protected], [email protected]

RESUME : La Tunisie occupe une position stratégique dans le secteur de la pêche en Méditerranée. En effet, la région de Sfax est considérée comme une zone parmi les plus productives en Tunisie. Dans ce contexte, le port hauturier de Sfax attire un nombre important des chalutiers benthiques. Ce travail représente une contribution à l'étude de l'activité de la pêche hauturière du Pagellus erythrinus dans le gouvernorat de Sfax durant quatre saisons successives. Il consiste à réaliser, grâce à des enquêtes menées au port, deux types d'analyses: une analyse quantitative afin de déterminer les débarquements saisonniers moyens du pageot débarqués par la pêche hauturière et une analyse qualitative pour établir la structure démographique de cette espèce dans la région. L’analyse quantitative montre que la production est variable d’une saison à une autre. La distribution des tailles établie durant toute l’année montre que la plupart des individus débarqués sont matures et que la présence des individus immatures est faible. ABSTRACT Tunisia occupies a strategic position in the Mediterranean in the fisheries sector. Indeed, the region of Sfax is considered an area among the most productive in Tunisia. In this context the deep sea port of Sfax attracts a large number of benthic trawlers. This work is a contribution to the study of Pagellus erythrinus offshore activity in the governorate of Sfax for four successive seasons. It consists in carrying, through surveys conducted in port, two types of analyzes: a quantitative analysis to determine Pageot average seasonal landings by means of deep- sea fishing and a qualitative analysis to determine the landed population structure of this species in this region. Quantitative analysis shows that the production is variable from one season to another. The size distribution established throughout the year shows that most of the landed individuals are mature and the immature individuals are lowly accontedd. الملخص

تحتل البالد تونسيّة موقعا استراتيجيا في قطاع مصائد األسماك في البحر المتوسط. وتعتبر صفاقس من بين المناطق األكثر إنتاجية في تونس. وفي هذا ال ّس ياق، يستقطب الميناء البحري بصفاقس عددا كبيرا من سفن الصيد القاعية. يمثل هذا العمل مساهمة في دراسة نشاط ال ّص يد باألعماق في والية صفاقس لسمك المرجان Pagellus erythrinus لمدة أربعة مواسم متتالية؛ ويتمثل هذا العمل في إجراء أبحاث في ميناء صفاقس من خالل نوعين من الت ّحاليل: تحليل كمي لتحديد متو ّس ط الكميّة الموسمي ّة المن ّزلة من الصيد في األعماق لسمك المرجان ووتحليل نوعي لتحديد الت ّركيبة الدّيمغرافية لهذا ال ّن وع من السمك في هذه المنطقة؛ ويبيّن الت ّحليل الكمي أن اإلنتاج يتغيّر من موسم إلى آخر. أ ّما توزيع األحجام خالل الفصول األربعة فقد بيّن أ ّن معظم العيّنات ناضجة وأ ّن نسبة ضعيفة من العيّنات دون نضج.

INTRODUCTION Le chalutage a été utilisé, depuis longtemps, dans l’opération de pêche des organismes marins. Il est scindé généralement en trois types : Le chalutage pélagique qui cible les espèces pélagiques, le chalutage semi pélagique et le chalutage benthique qui s’intéresse plutôt aux espèces démersales benthiques. En Tunisie, ce dernier type de chalutage est de loin le plus utilisé dans la région sud du pays. La région de Sfax représente l’une des ressources de production halieutique dans le golfe de Gabès et en Tunisie (Bradai et al., 2004). En effet, le port hauturier de Sfax constitue un site d’activité de la pêche hauturière qui attire un nombre important des chalutiers benthiques du golfe de Gabès. La région de Sfax occupe une place de choix dans les pêcheries tunisiennes caractérisées par la pêche des espèces benthiques à haute valeur commerciale telles que la Crevette royale Melicertus kerathurus, le poulpe commun Octopus vulgaris, la Seiche Sepia officinalis, les deux espèces de Rouget Mullus barbatus et Mullus surmeletus, le Pageot commun Pagellus erythrinus, la Marbré Lithognathus mormyrus et la Sole Solea aegyptiaca (Khalifa, 2006), toutes ces espèces sont ciblées par le chalutage benthique. Le présent travail, consiste à analyser par saison, la production moyenne par sortie et par chalutier,du pageot Pagellus erythrinus ainsi que les structures démographiques des prises.

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MATERIELS ET METHODES Ce travail a nécessité notre présence deux à trois fois par semaine dans le port hauturier de Sfax auprès des patrons, de bonne heure juste avant les ventes enchères des débarquements. Les enquêtes nous ont permis de collecter beaucoup d’informations utiles pour des analyses statistiques dont 267 fiches d’enquêtes de suivi de la pêche hauturière ont été réalisés durant une période de 9 mois (de novembre 2004 à juillet 2005). La production moyenne a été calculée selon la formule suivante :

• Pmoy : Production mensuelle moyenne par sortie et par chalutier. • P(i,j) : La production durant la sortie (i) débarquée par le chalutier (j). • nj : Nombre de sorties pour le chalutier j.

Pour étudier qualitativement la structure démographique en taille, nous avons effectué des opérations d’échantillonnage biométrique à l’aide d’un ichtyomètre graduée à 0,5 mm près. Dans ce travail, nous nous sommes basés sur un protocole d’échantillonnage dont la stratification temporelle choisie était le trimestre. Dans la pratique, l’opération consiste, selon la stratification choisie, à regrouper les différentes distributions de fréquences de tailles obtenues au niveau de la zone d’étude. Les élévations au niveau des captures totales se font par le calcul d’un facteur d’extrapolation pour chaque strate. La structure démographique finale des captures serait alors la somme des structures démographiques des captures obtenues au niveau de chacune des strates temporelles. Ceci se traduit mathématiquement comme suit : Pour une strate temporelle choisie, en considérant les annotations suivantes : • Dj: Distribution de fréquence de taille durant le jour (j) • Cij: Nombre d’individus de la classe de taille (i) de la distribution Dj • n: Nombre d’opérations d’échantillonnage Le nombre d’individus mesurés de la classe de taille (i) durant la strate temporelle choisie serait alors :

Ne = Cij1+ + Cij2 + .... + Cijn

Le facteur d’extrapolation (Fer) utilisé lors des élévations au niveau des captures totales s’écrit de la manière suivante : P P : Poids des quantités débarquées F = Qd Qd extr P PQe: Poids des quantités échantillonnées Qe Le nombre d’individus capturés correspondant à la classe de taille (i) pendant la strate spatio-temporelle (ST) est :

CiST = Ne  Fextr

Le nombre total des individus de la classe de taille (i) capturés durant toute l’année dans la zone d’étude serait égal à la somme des individus capturés pendant les quatre trimestres de l’année. Définitivement, on aura donc :

C = C + C + C + C i ST1 ST2 ST3 ST4 RESULTATS ET DISCUSSIONS Production mensuelle moyenne par sortie et par chalutier dans le port de Sfax selon les espèces (novembre 2004-juillet 2005): La production mensuelle moyenne par sortie et par chalutier du Pagellus erythrinus est variable d'une saison à une autre. En effet, elle est irrégulière dans la période hivernale avec un maximum enregistré en décembre (187,5 kg). Pendant la période printanière, les apports moyens par sortie fluctuent entre 163 kg et 217 kg (fig. 1).

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350 300 250 200 150 100

Production Production (Kg) 50 0

Mois

Figure1: Variation de la production mensuelle moyenne par sortie et par chalutier du Pagellus erythrinus dans le port de Sfax (novembre 2004-juillet 2005)

Structures démographiques La structure démographique du pageot débarqué durant la période d’été est répartie sur plusieurs classes de tailles allant de 11 cm à 23,5 cm. Cette structure présente trois modes distincts : le premier mode situé à 14cm et regroupe la majorité des individus; le deuxième moins important situé à 18,5 cm; le troisième de même importance que le deuxième et situé à 22 cm (fig. 2). Ceci montre, la présence dans les débarquements de Pagellus erythrinus au moins de trois cohortes différentes. 77% des individus sont matures, sachant que la taille de première maturité sexuelle est de 14 cm (Ghorbel et al., 1996).

TMS 80 TMS N=636 35 N=147 70 30 60 25 50 20 40

Effectifs 15 Effectifs 30 10 20 5 10 0 0

Classes Classes

Figure 2: Structure démographique du pageot débarqué dans le port Figure 3: Structure démographique du pageot débarqué dans le port de Sfax par la pêche chalutière en été 2004 de Sfax par la pêche chalutière en automne 2004

L'histogramme des fréquences de tailles chez cette espèce en automne montre une structure irrégulière avec quelques classes de tailles non représentées. La taille minimale observée au sein de ces échantillons est de 12 cm et la taille maximale est de 23 cm. Les classes de tailles pleinement représentées sont celles comprises entre 13 et 14,5 cm (fig. 3). Les deux premiers modes remarqués en été existent aussi dans cette structure d’automne. En se basant sur le fait que la taille de la première maturité sexuelle qui est 14 cm (Ghorbel et al., 1996), nous déduisons que 76% des individus sont matures.

30 120 TMS N=219 N=750 25 100

20 80 TMS

15 60 Effectifs 10 40 Effectifs 5 20 0 0

Classes Classes Figure 4: Structure démographique du pageot débarqué dans le port36 Figure 5: Structure démographique du pageot débarqué dans le port de Sfax par la pêche chalutière en hiver 2005 de Sfax par la pêche chalutière au printemps 2005

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Les 219 individus de pageot commun échantillonnés en hiver présentent des tailles comprises entre 12 et 24 cm (fig.4). La structure démographique remarquée en été est respectée. Toutefois, la plupart des individus capturés par le chalut benthique pendant les mois de janvier et février 2005 ont déjà atteint leur taille de maturité sexuelle.

La structure démographique de 750 individus débarqués pendant le printemps couvre les tailles comprises entre 11,5 et 21,5 cm. Les tailles les plus touchées sont celle comprises entre 14 et 18 cm. La classe modale de cette distribution est située à 15 cm (fig. 5). Il est à noter que 93% des individus capturés sont matures puisque leur taille dépasse la taille de première maturité sexuelle (14 cm). CONCLUSION D’après notre étude quantitative chez Pagellus erythrinus, nous remarquons que la production mensuelle moyenne par sortie et par chalutier est variable d’une saison à une autre. Ceci peut être dû à plusieurs facteurs, telles que les conditions climatiques, le lieu de pêche, les caractéristiques techniques des chalutiers et l’effort déployé et surtout le comportement biologique. Il ressort de l’étude des structures des débarquements l’effet négatif de la pêche au chalut sur le stock de Pageot commun. En effet, la présence des individus immatures montre bien que la sélectivité du chalut est assez faible. De plus, les dernières études d’évaluation des stocks menées par l’INSTM (Anonyme, 2002) ont montré que la majorité des espèces benthiques exploitées dans la région du golfe de Gabès sont surexploitées.

BIBLIOGRAPHIE ANONYME, 2002. Projet National de Recherche de l’INSTM : Evaluation des Ressources Halieutiques Tunisiennes (1996- 2002) : volume 2 : Rapport final : espèces démersales, espèces pélagiques et indicateurs socio-économiques, 2, INSTM, 246p. BRADAI M. N., QUIGNARD J. P., BOUAIN A., JARBOUI O., OUANNES-GHORBEL A., BEN ABDALLAH L., ZAOUALI J. & BEN SALEM S. 2004. Ichtyofaune autochtone et exotique des côtes tunisiennes: recensement et biogéographie. Cybium, 28 (4): 315-328. GHORBEL M., 1996 - Le pageot commun Pagellus erythrinus (poisson, sparidae) : Ecobiologie et état d'exploitation dans le golfe de Gabès. Thèse de spécialité, Fac. Sci. Sfax, 170p. Khalifa, F. 2006. Contribution à l’étude de la pêche hauturière dans la région de Sfax. Mastère, Fac.sci.Sfax, 107p.

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Etude des contenus stomacaux de l’ichtyofaune du lac Ichkeul (Tunisie)

SHAIEK M.1, ROMDHANE M.S.1 & LE LOC’H F2.

1Unité de Recherche Ecosystèmes et Ressources Aquatiques (UR13AGRO1), Institut National Agronomique de Tunisie (INAT), 43 Avenue Charles Nicolle, 1082 Tunis Mahrajène, Tunisie. 2Laboratoire des sciences de l’environnement marin (UMR 6539 LEMAR), Institut de Recherche pour le Développement (IRD), Institut Universitaire Européen de la Mer, Technopôle Brest-Iroise - rue Dumont d'Urville, 29280 Plouzané, France. E-mails: [email protected]; [email protected]; [email protected]

Résumé Les contenus stomacaux de 16 espèces de poissons téléostéens (Anguilla anguilla, Aphanius fasciatus, Atherina boyeri, Barbus callensis, Belone belone, Dicentrarchus labrax, Engraulis encrasicolus, Liza aurata, Liza ramada, Liza saliens, Mugil cephalus, Pomatoschistus microps, Solea senegalensis, Syngnathus abaster, Syngnathus acus et Syngnathus typhle) ont été étudiés sur une année, de mars 2011 à avril 2012 afin de déterminer leurs régimes alimentaires. Neuf groupes trophiques ont été mis en évidence. Parmi eux huit groupes sont monospécifiques. L’analyse a montré une prédation spécifique pour les organismes benthophages des écosystèmes tempérés peu profonds à hydrophytes aquatiques. Des groupes tels que les gastéropodes des vasières, les bivalves et les crustacés amphipodes et isopodes ainsi que les végétaux terrestres et les algues des eaux saumâtres apparaissent le plus souvent dans le bol alimentaire de la majorité des espèces. La structure ichtyque du lac Ichkeul pourrait évoluer sous les effets combinés de la raréfaction continue des ressources en eaux douces et la surpêche. Mots-clés : Lac Ichkeul, poissons, contenus stomacaux, groupe trophique, réseau trophique.

Stomach contents study of the ichthyofauna of the Ichkeul Lake (Tunisia) Abstract The stomach contents of 16 osteichthyes species téléostéens (Anguilla anguilla, Aphanius fasciatus, Atherina boyeri, Barbus callensis, Belone belone, Dicentrarchus labrax, Engraulis encrasicolus, Liza aurata, Liza ramada, Liza saliens, Mugil cephalus, Pomatoschistus microps, Solea senegalensis, Syngnathus abaster, Syngnathus acus et Syngnathus typhle) were studied over one year, from march 2011 to april 2012 in order to determine their diets. Nine trophic groups were highlighted. Among them, eight are monospecific. The analysis was also showed a specific predation for benthophagious organisms of shallow water tempered ecosystems with aquatic hydrophytes. Groups such as mudflats gastropods, bivalves and amphipods and isopods and terrestrial plants and brackish water algae most often appear in the food bowl of the majority of species. The fish structure of the Ichkeul Lake could change under combined effects of the contunious scarcity of freshwater resources and overfishing. Keywords: Lake Ichkeul, fish stomach contents, trophic group, food web.

دراسة المحتويات المعدية ألسماك بحيرة إشكل )تونس( لقد قمنا بدراسة المحتويات المعدية لـ16 صنف من األسماك العظمية )Aphanius fasciatus , Atherina boyeri, Anguilla anguilla Liza ,Liza ramada ,Liza aurata ,Engraulis encrasicolus ,Dicentrarchus labrax ,Belone belone ,Barbus callensis Syngnathus acus ,Syngnathus abaster ,Solea senegalensis ,Pomatoschistus microps ,Mugil cephalus ,saliens و Syngnathus typhle( على امتداد الفترة المتراوحة بين شهري مارس 2011 وأفريل 2012. و قد تمكنا من تحديد الطيف الغذائي من حيث الفرائس التي ابتلعت وتطور هذا الطيف لكل صنف سمكي. أظهرت الدراسة وجود تسعة مجموعات غذائية من بينها ثمانية أحادية النوعية. كما أظهرت التحاليل الغذائية لألسماك وجود افتراس خاص للكائنات الحيوانية القاعية لألوساط المائية الضحلة. تميزت مجموعات مثل القويقعات الطينية الصغيرة ذوات الصدفتين القشريات مزدوجات و متماثلة األرجل وكذلك النباتات المائية وطحالب المياه المالحة بتواجدها في معظم األحيان داخل الخليط الغذائي لغالبية األصناف السمكية. إال أن هاته الهيكلة السمكية معرضة للعديد من التغيرات في ظل التأثير المشترك لتواصل ندرة المياه المتدفقة على البحيرة إضافة إلى مخاطر الصيد الجائر ببحيرة إشكل. كلمات مفاتيح : بحيرة إشكل, األسماك, المحتويات المعدية, مجموعة إغتذائية, السلسلة الغذائية INTRODUCTION L’étude du régime alimentaire des poissons informe sur la présence, l’abondance et la disponibilité des proies mais également sur le potentiel trophique du milieu. L’analyse des contenus stomacaux permet l'identification taxonomique des différents groupes et les espèces de la structure d’un réseau trophique et les interactions trophiques au sein des écosystèmes complexes. Ainsi, la connaissance des proies ingérées ainsi que l’étude de leur variabilité spatio-temporelle est essentielle pour comprendre leur adaptation face aux contraintes de cet écosystème. Ceci contribuera à mieux comprendre le fonctionnement de l’écosystème lacustre de l’Ichkeul et à

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apporter de nouveaux éléments essentiels pour la compréhension des liens et des interactions écologiques liant les différentes entités qui constituent la chaine trophique de ce milieu.

MATERIELS ET METHODES Les contenus stomacaux de 16 espèces de poissons téléostéens ont été étudiés sur une année, de mars 2011 à avril 2012 afin de déterminer leurs régimes alimentaires. L’échantillonnage a été réalisé à l’aide de filets trémails, de seine de plage, un filet à alevins, des nasses (capétchades), ainsi qu’une drague à zoobenthos. Des échantillons des poissons commerciaux pêchés au moyen de la pêcherie fixe (bordigue) ont été récupérés à partir des prises de la société Tunisie-Lagunes. Dans la mesure du possible, entre 15 et 20 poissons ont été récoltés pour obtenir 10 estomacs pleins.

1. Traitement des échantillons Les individus échantillonnés ont été préalablement pesés et leur longueur standard (LS) a été mesurée au millimètre près. Dans le laboratoire, chaque estomac a été ouvert dans une boîte de Pétri avant d'être maintenu conservé dans une solution d'éthanol. L'observation du contenu de l'estomac a été réalisée sous un microscope binoculaire. Les proies ont été triées et identifiés au niveau de l'espèce si possible.

2. Méthode d’analyse des contenus stomacaux et expression de résultats Nous avons opté pour la méthode des points (HYNES, 1950 ; FAO, 1974; ROUNSEFELL et EVERHART, 1953). Les pourcentages des volumes (%V) de chaque proie ont été calculés pour chacune des espèces. Les résultats des analyses des contenus stomacaux sont exprimés à l'aide des de l’indice de fréquence (IF) et du coefficient de vacuité Cv (HYNES, 1950 ; FAO, 1974 ; HYSLOP, 1980). Ces index sont calculés selon les formules suivantes; Pourcentage en volume V de proie i (%V) = [nombre de points de proies (i) / (nombre de points pour toutes les proies)] x100. IF = Ni / N x 100, où Ni est le nombre de contenu de l'estomac de l'espèce i et n sont le nombre de non-estomac vide analysé. Cv = Ne/Nt où Nt est le nombre total des estomacs analysés par espèce et Ne le nombre d'estomacs vides analysés.

3. Analyse statistique Les variations de régime ont été étudiées selon le secteur et la saison échantillonnée pour chaque espèce. Les similitudes de régime entre les différentes espèces de poissons ont été évaluées en utilisant l'indice simplifié de Horn-Morisita (HORN, 1966 ; KREBS, 1998). Ce dernier est calculé en utilisant la reconstruction des données de poids à l'aide de la formule suivante : 푆 2 ∑𝑖=1 푃퐴,𝑖 × 푃퐵,𝑖 퐶푚ℎ = 푆 2 푆 2 ∑𝑖=1 푃퐴,𝑖 + ∑𝑖=1 푃퐵,𝑖 où Cmh entre l'espèce de prédateur A et B; S est le nombre total de proies identifiées dans le régime alimentaire des deux prédateurs, PA,i est la proportion du poids moyen reconstitué de la proie i consommée par l’espèces A et PB,i est la proportion du poids moyen reconstitué de la proie i consommée par l’espèces B (POTIER et al., 2007). L'indice de similarité Cmh varie entre 0 (pas de proies en commun) et 1 (similitude complète) pour un seuil de similarité "significative" entre deux espèces, généralement fixée à 0,6 (Zaret et Rand, 1971). Cmh a été calculé à 95% d’intervalle de confiance. Une classification ascendante hiérarchique (CHA, distance euclidienne, lien simple) sur base du Cmh a été réalisée dans le but de dégager les groupes ayant des régimes alimentaires similaires (ZARET et RAND, 1971) (Fig. 1).

RESULTATS Un total de 491 individus appartenant à 16 espèces de poissons ont été analysés au cours de ce travail. L'identification a permis de reconnaître neuf espèces marines (Anguilla anguilla (Linnaeus, 1758),Dicentrarchus labrax (Linnaeus, 1758), Belone belone (Linnaeus, 1761), Solea senegalensis (Kaup, 1858), Engraulis encrasicolus (Linnaeus, 1758), Mugil cephalus (Linnaeus, 1758), Liza ramada (Risso, 1827), Liza aurata (Risso, 1810) et Liza saliens (Risso, 1810)), six espèces sédentaires (Aphanius fasciatus (Valenciennes, 1821), Atherina boyeri (Risso, 1810), Pomatochistus microps (Krøyer, 1838), Syngnathus abaster (Risso, 1827), Syngnathus acus (Linnaeus, 1758) et Syngnathus typhle (Linnaeus, 1758) et une espèce d'eau douce (Barbus callensis (Valenciennes, 1842)). Les échantillons de poissons ont été recueillies sur deux saisons; 256 et 235 estomacs ont été analysés, respectivement pour la saison sèche (de Juin 2011 à Novembre 2011) et la saison humide (de Décembre 2011 à Mai 2012). Le coefficient de vacuité annuelle Cv a varié entre 0% (Liza ramada, Engraulis

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encrasicolus, Pomatoschistus microps, Aphanius fasciatus) à 33% (Anguilla anguilla). Ce dernier indice a révélé une importante variabilité entre les espèces, les secteurs et les saisons (Tableau I).

Tableau I. Coefficients de vacuité Cv (%) chez les poissons du Lac Ichkeul (Moyenne annuelle). Index Ana Dil Sos Beb Muc Lir Lia Lis Ene Pom Apf Atb Syab Syac Syt Bac Nt 63 22 32 24 51 23 46 23 17 13 70 32 12 10 16 37 Ne 21 3 2 3 7 0 3 3 0 0 0 4 2 1 1 3 Cv 33.3 13.6 6.2 12.5 13.7 0.0 6.5 13.0 0.0 0.0 0.0 12.5 16.6 10.0 6.2 8.1

L’analyse stomacale a mise en évidence le spectre trophique en termes de proies ingérées et de fréquence d’appariation dans les contenus stomacaux de chaque espèce. Le V% et le IF ont montré une prédation spécifique pour les gastéropodes, les bivalves, les crustacés amphipodes et isopodes, ainsi que les végétaux, les macrophytes hydrophyte et les algues des eaux saumâtres (Tableau.III). Ces derniers apparaissent le plus souvent dans le bol alimentaire de la majorité des espèces. Il nous a été possible d’identifier le spectre trophique en termes de proies ingérées et fréquence d’appariation dans les contenus stomacaux de chaque espèce (Tableau III). Le Cmh traduit le degré de similarité des régimes alimentaires entre les différentes espèces de poissons du Lac Ichkeul (Tableau II). La CHA (Fig. 2), révèle l’existence de neuf groupes trophiques dont huit groupes sont monospécifiques; Belone belone, Engraulis encrasicolus, Pomatoschistus microps, Syngnathus typhle, Syngnathus acus, Syngnathus abaster, Anguilla anguilla et Dicentrarchus labrax.

Tableau II. Indice de similarité de Horn-Morisita. La valeur de la table de similarité est considérée significative lorsque Cmh > 0,6. Ene Pom Syt Beb Dil Sos Bac Apf Atb Muc Lir Lis Lia Ana Syab Syac Ene 1 Pom 0.84 1 Syt 0.69 0.84 1 Beb 0.02 0.34 0.55 1 Dil 0.14 0.17 0.22 0.45 1 Sos 0.17 0.39 0.63 0.63 0.47 1 Bac 0.16 0.32 0.49 0.55 0.51 0.91 1 Apf 0.29 0.53 0.67 0.53 0.52 0.85 0.71 1 Atb 0.11 0.35 0.67 0.62 0.41 0.86 0.72 0.84 1 Muc 0.29 0.37 0.33 0.15 0.40 0.61 0.75 0.48 0.44 1 Lir 0.32 0.35 0.41 0.19 0.47 0.72 0.85 0.58 0.60 0.89 1 Lis 0.26 0.31 0.38 0.20 0.40 0.70 0.86 0.53 0.59 0.92 0.98 1 Lia 0.23 0.22 0.36 0.21 0.41 0.74 0.87 0.52 0.58 0.80 0.96 0.95 1 Ana 0.12 0.09 0.29 0.27 0.40 0.61 0.78 0.40 0.47 0.52 0.72 0.71 0.80 1 Syab 0.45 0.46 0.53 0.21 0.62 0.62 0.62 0.77 0.67 0.58 0.77 0.68 0.68 0.51 1 Syac 0.75 0.62 0.69 0.14 0.31 0.50 0.56 0.47 0.43 0.54 0.74 0.66 0.73 0.58 0.73 1

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Fig. 1. Classification Hiérarchique Ascendante (CHA) des espèces ichtyques en fonction de leur régime alimentaire. La valeur seuil de la distance de Horn-Morisita retenue pour l'établissement des groupes étant 0,6.

DISCUSSION Les proies comme les insectes, le micro-zoobenthos, les crustacés péracarides et les micro-gastéropodes benthiques des vasières (Hydrobia spp.), toujours présents dans la majorité des contenus stomacaux analysés est une des caractéristiques des écosystèmes littoraux méditerranéens à faible profondeurs (MARIANI, 2004; GIORDANI et al., 2009). Ces proies sont présentes aussi bien dans les vasières (habitats saumâtres), que dans les milieux lacustres ou encore dans les habitats lagunaires. Il s'agit d'écosystèmes euryhalins et eurythermes qui sont souvent caractérisés par une importante biomasse marcophytale (CASAGRANDA et al., 2005; CASAGRANDA et al., 2006; SHILI et al., 2007). Cette biomasse végétale peut expliquer l'omniprésence de la fraction végétale dans les contenus stomacaux de la majorité des espèces ichtyques. Ceci témoigne en outre de l'importance des macrophytes (hydrophytes, Potamogeton pectinatus, Ruppia cirrhosa) des écosystèmes similaires au Lac Ichkeul dans leur fonctionnement trophique et énergétique. En effet, ces macrophytes représente une importante fraction de carbone organique, ce qui leur attribue un rôle principale dans les transferts d'énergétiques au sein de ces écosystèmes aquatiques, mais aussi entre ces écosystèmes d'une part, et les habitats terrestres et lagunaires voisins d'autre part (MANN, 1988; LEVIN et al., 2001; MANCINELLI, 2012).

D'autre part, la composition des régimes alimentaires et les proies ingérées, ainsi que la structure de la chaine alimentaires de l'Ichkeul est très semblable à celles observés dans d'autres lacs et estuaires d'Afrique du nord (GUELORGET et al., 1989; BOUCHEREAU et al., 2000; BAZAIRI et al., 2005). Le fait que ces même proies se trouve dans les contenus stomacaux, aussi bien des poissons prédateur de grande taille (Anguilla anguilla, Barbus callensis, Dicentrarchus labrax) que dans ceux de petite taille (Belone belone, Aphanius fasciatus, Atherina boyeri) reflète plus de la disponibilité de la biomasse en proies et l'important potentiel trophique du milieu, que l'influence directe de la prédation des poissons et la taille des proies. Cette disponibilité en proies au Lac Ichkeul et aux écosystèmes similaires a été déjà confirmée par d'autres auteurs. Ces derniers auraient souligné de grande biomasse d' hydrobies, de crustacés péracarides et de marcophytes (CASAGRNDA et al., 2005; CASAGRNDA et al., 2006; SHILI et al., 2007).

Selon BAZAIRI et al., (2005), l'organisation trophique de tels milieux dépend d'un faible nombre d'espèces proies qui dominent quantitativement les communautés zoobenthiques en particulier les bivalves (Cerastoderma spp., Abra spp., Scrobicularia plana) et les crustacés amphipodes/isopodes, alors que les micro-brouteurs et les herbivores sont rares, excepté certaines espèces spécifiques à larges distributions et valences écologiques telles que hydrobies (CASAGRNDA et al., 2005).

D’autre part, les amphipodes et les isopodes constituent une importante biomasse dans ce milieu (CASAGRANDA et al., 2006; MANCINELLI, 2008; MANCINELLI, 2012) et de leur haute disponibilité peut expliquer leur présence dans les régimes alimentaires des poissons (particulièrement chez les carnivores). D'autres groupes peuvent également faire partie des proies ingérées par les poissons. Ainsi, la méiofaune benthique en particulier les ostracodes et les foraminifères sont régulièrement trouvés dans les contenus stomacaux des poissons benthophages de petites tailles (Syngnathidae, Aphanius fasciatus), les espèces benthophages et carnivores plus grandes (Anguilla anguilla, Dicentrarchus labrax) ainsi que les espèces omnivores à affinité détritivore (Mugilidae, Barbus callensis). Ces proies ingérées accessoirement sont constamment présentes dans presque tous les écosystèmes aquatiques et présentent une importante source alimentaire. (ZAIBI et al., 2011).

Les groupes mono-spécifiques traduisent des catégories trophiques différentes les uns par apports aux autres. Ces derniers peuvent aller de la catégorie des carnivores piscivores (Belone belone, Dicentrarchus labrax), aux carnivores benthopages (Anguilla anguila, Pomatoschistus microps, Solea senegalensis), aux méso-carnivores à différentes affinités (affinité pour les insectes, zooplanctonophages ou zoobenthopages) jusqu’aux omnivores (détritivores) (mugilidae, Barbus callensis) en passant par les zooplanctonophages pures (Engraulis encrasicolus). Cette importante catégorisation trophique ichtyque mise en évidence par les groupements trophiques (Fig.1) et la similarité des régimes alimentaires (Tableau II) reflète aussi le rôle fonctionnel de chaque poisson au niveau de la structure trophique lacustre notamment les espèce à régime alimentaire spécifique telles que les syngnathidae, Dicentrarchus labrax, Anguilla anguilla, Pomatochistus microps, Engraulis encrasicolus et Belone belone (SIBBING et NAGELKERKE, 2001 ; DUMAY et al., 2004 ; VIIEGER et al., 2006).

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Tableau III. Contribution volumétrique en pourcentage (%V) et coefficient de la Fréquence d'occurrence (IF) des différentes proies ingérées par les poissons du Lac Ichkeul.

Espèces d’eau Espèces marines Espèces sédentaires douce Anguilla Dicentrarchus Solea Belone Mugil Engraulis Pomatoschistus Aphanius Atherina Syngnathus Syngnathus Syngnathus Barbus anguilla labrax senegalensis belone cephalus Liza ramada Liza aurata Lisa saliens encrasicolis microps fasciatus boyeri abaster acus typhle callensis Proie ingérée %V IF %V IF %V IF %V IF %V IF %V IF %V IF %V IF %V IF %V IF %V IF %V IF %V IF %V IF %V IF %V IF

Abra alba 25 0.36 0 0.00 0 0.03 0 0.00 1 0.05 0 0.04 2 0.26 2 0.20 0 0.00 0 0.00 0 0.00 0 0.04 0 0.00 0 0.00 0 0.00 0 0.06 Cerastoderma glaucum 3 0.05 0 0.00 2 0.10 0 0.00 1 0.11 1 0.13 1 0.19 2 0.20 0 0.00 0 0.00 0 0.00 0 0.00 0 0.00 0 0.00 0 0.00 4 0.21 Débris de Bivalves 1 0.05 0 0.00 0 0.00 0 0.00 0 0.09 1 0.09 0 0.02 0 0.00 0 0.00 0 0.00 0 0.00 0 0.00 0 0.20 0 0.00 0 0.00 4 0.18 Hydrobia Spp. 1 0.12 0 0.00 4 0.43 0 0.10 11 0.57 11 0.57 8 0.51 13 0.70 0 0.00 3 0.38 1 0.21 17 0.68 9 1.00 5 0.67 5 0.73 4 0.41 Débris de Gastéropodes 0 0.00 1 0.05 0 0.00 0 0.00 0 0.02 0 0.00 0 0.05 0 0.00 0 0.00 0 0.00 0 0.00 0 0.00 0 0.00 0 0.00 0 0.00 0 0.00 Mollusques terrestres 0 0.00 0 0.00 0 0.00 0 0.00 0 0.05 0 0.00 0 0.02 0 0.05 0 0.00 0 0.00 0 0.00 0 0.00 0 0.00 0 0.00 0 0.00 0 0.09 Poissons 8 0.24 31 0.68 3 0.37 15 0.57 4 0.30 3 0.22 2 0.23 3 0.25 0 0.00 0 0.00 0 0.00 0 0.00 0 0.00 0 0.00 0 0.00 5 0.35 Crevettes 1 0.10 1 0.05 2 0.20 0 0.00 0 0.05 0 0.04 0 0.02 0 0.00 0 0.00 0 0.00 8 0.44 0 0.07 0 0.00 0 0.00 0 0.00 1 0.03 Crabes 0 0.02 0 0.00 0 0.03 0 0.00 0 0.00 0 0.00 0 0.00 0 0.00 0 0.00 0 0.00 0 0.00 0 0.00 0 0.00 0 0.00 0 0.00 0 0.06 Débris de péracarides 1 0.05 4 0.11 2 0.27 2 0.19 2 0.11 3 0.13 2 0.21 1 0.10 0 0.00 18 0.77 25 0.91 0 0.00 4 0.90 5 0.78 1 0.47 3 0.15 Idotea_balthica 2 0.12 0 0.00 0 0.00 7 0.33 0 0.00 0 0.00 0 0.00 0 0.00 0 0.00 0 0.00 0 0.00 2 0.25 0 0.00 0 0.00 1 0.13 1 0.09 Sphaeroma hookerisha 2 0.12 0 0.00 14 0.43 14 0.62 0 0.05 1 0.09 1 0.07 1 0.05 0 0.00 0 0.00 0 0.00 9 0.71 0 0.00 0 0.00 2 0.40 4 0.32 Gammarus Spp. 3 0.14 0 0.00 7 0.43 4 0.24 0 0.02 0 0.00 2 0.05 2 0.05 0 0.00 0 0.00 0 0.00 19 0.96 2 0.40 1 0.22 27 1.00 7 0.26 Corophium volutator 1 0.10 0 0.00 3 0.37 14 0.62 0 0.00 0 0.00 1 0.05 1 0.05 0 0.00 0 0.00 0 0.00 7 0.61 0 0.00 0 0.00 6 0.73 2 0.15 Annélides 0 0.00 0 0.00 3 0.27 0 0.00 1 0.16 0 0.04 5 0.14 3 0.10 0 0.00 0 0.00 2 0.37 0 0.00 0 0.00 0 0.00 0 0.00 2 0.12 Plathelminthes 1 0.12 0 0.00 0 0.00 0 0.00 2 0.25 1 0.09 0 0.05 1 0.20 0 0.00 0 0.00 0 0.00 0 0.00 0 0.00 0 0.00 0 0.00 0 0.06 Insectes 1 0.17 6 0.26 2 0.23 29 1.00 1 0.23 1 0.17 0 0.12 1 0.15 0 0.00 3 0.23 1 0.16 0 0.07 0 0.00 0 0.00 0 0.00 7 0.65 Larves de moustiques 1 0.07 6 0.16 0 0.00 2 0.24 0 0.05 0 0.00 0 0.00 0 0.00 0 0.00 0 0.00 1 0.20 1 0.32 1 0.30 0 0.00 1 0.27 0 0.00 Chironomes 0 0.00 0 0.00 2 0.10 2 0.24 0 0.02 0 0.00 0 0.00 0 0.05 0 0.00 5 0.46 1 0.14 0 0.00 2 0.40 1 0.22 2 0.27 1 0.12 Débris animales 4 0.14 26 0.58 9 0.50 2 0.29 6 0.41 9 0.39 5 0.30 5 0.35 0 0.00 0 0.00 23 0.64 18 0.93 31 1.00 3 0.56 2 0.33 5 0.24 Copépodes 0 0.05 1 0.11 0 0.07 0 0.00 3 0.18 2 0.26 1 0.19 1 0.15 11 0.41 0 0.00 0 0.01 0 0.00 4 0.70 7 0.89 10 1.00 0 0.00 Autres zooplancton 1 0.07 3 0.21 3 0.30 0 0.00 5 0.30 7 0.48 3 0.49 4 0.45 63 1.00 16 0.77 10 0.63 3 0.68 14 0.90 31 1.00 27 1.00 2 0.18 Mysidacés* 0 0.00 1 0.05 0 0.07 0 0.00 1 0.09 1 0.13 1 0.14 0 0.00 0 0.00 0 0.00 0 0.00 0 0.00 0 0.00 0 0.11 1 0.27 0 0.00 Cladocères 0 0.05 0 0.05 0 0.00 0 0.00 0 0.02 0 0.00 0 0.12 1 0.10 0 0.00 29 0.85 0 0.09 0 0.00 1 0.30 2 0.44 0 0.07 0 0.00 Ostracodes 1 0.10 0 0.05 4 0.43 1 0.33 8 0.70 6 0.57 7 0.49 9 0.70 12 0.65 15 0.54 11 0.59 4 0.43 4 0.80 4 0.67 4 0.60 3 0.44 Foraminifères 0 0.07 0 0.00 2 0.30 0 0.00 6 0.61 5 0.52 1 0.12 3 0.35 1 0.24 8 0.77 1 0.07 0 0.11 1 0.30 0 0.00 0 0.00 5 0.24 Rhodophyte 0 0.07 0 0.16 0 0.03 1 0.29 1 0.14 0 0.13 0 0.07 0 0.15 0 0.00 0 0.00 2 0.43 5 0.68 5 0.90 5 0.78 2 0.47 0 0.09 Ruppia maritima 2 0.19 2 0.26 1 0.23 1 0.24 1 0.25 2 0.22 0 0.05 1 0.05 4 0.53 0 0.00 0 0.00 0 0.00 0 0.00 0 0.00 0 0.00 1 0.24 Algues vertes 7 0.40 2 0.26 6 0.40 0 0.05 3 0.48 5 0.52 4 0.35 5 0.55 4 0.35 0 0.00 0 0.00 0 0.00 0 0.00 0 0.00 0 0.07 5 0.53 Débris de plante 28 0.79 8 0.63 13 0.87 3 0.29 13 0.84 26 0.96 34 0.88 23 0.90 2 0.29 0 0.00 11 0.64 14 0.96 21 1.00 38 1.00 9 0.73 18 0.79 Graines plantes 0 0.05 0 0.11 0 0.07 0 0.00 1 0.18 0 0.09 0 0.09 0 0.15 0 0.00 0 0.00 0 0.00 0 0.00 0 0.00 0 0.00 0 0.00 1 0.26 (hydrophytes) Microalgues benthiques 0 0.00 0 0.00 0 0.00 0 0.00 0 0.05 0 0.00 1 0.09 0 0.05 0 0.00 0 0.00 0 0.00 0 0.00 0 0.00 0 0.00 0 0.00 0 0.09 Autres 1 0.10 4 0.42 10 0.97 2 0.38 4 0.45 4 0.35 6 0.67 1 0.10 3 0.47 3 0.23 3 0.21 1 0.07 0 0.00 0 0.11 0 0.07 5 0.35 Sédiment 4 0.19 3 0.26 5 0.13 1 0.14 24 0.80 12 0.52 10 0.40 15 0.45 0 0.00 0 0.00 0 0.11 0 0.00 0 0.00 0 0.00 0 0.00 9 0.47 Total 100 - 100 - 100 - 100 - 100 - 100 - 100 - 100 - 100 - 100 - 100 - 100 - 100 - 100 - 100 - 100 -

*ou euphausiacés

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CONCLUSION L'étude du régime alimentaire de l'ensemble de la communauté ichtyque du lac Ichkeul permet d'avoir une bonne connaissance de la composition de leurs bols alimentaires, les proies ingérées ainsi que les similitudes trophiques interspécifiques. L'analyse des contenus stomacaux a mis en évidence les relations trophiques entre invertébrés et poissons et au sein de la communauté de poissons. Il s'agit d'une importante étape dans la caractérisation de la chaine alimentaire du Lac Ichkeul. Le fonctionnement trophique du lac se caractérise par une variabilité intersaisons et inter-secteurs selon les niveaux et les groupes trophique. La structure ichtyque du lac Ichkeul dont la stabilité assure le bon fonctionnement de tout le réseau trophique, reste néanmoins fragile; La raréfaction des ressources en eaux combinée à la surpêche nous interroge sur leurs répercussions sur la conservation et la disponibilité des ressources, ainsi que des impacts directes sur la structure du peuplement ichtyque marquée par la présence d’espèces emblématiques telles que Anguilla anguilla, Dicentrarchus labrax ou encore Barbus callensis.

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Analyse de la variabilité génétique intra-populationnelle de Diplodus puntazzo (sparidés) des côtes tunisiennes

SHILI A., HAMMAMI I., LOUATI M., BEN HASSINE O.K. & BAHRI-SFAR L

Unité de Biologie intégrative et écologie évolutive et fonctionnelle des milieux aquatiques

Faculté des Sciences Tunis, Université Tunis El Manar.

[[email protected]] [[email protected]] [[email protected]] [Kalthoum. [email protected]] [[email protected]]

RESUME

Dans le but d'étudier la diversité génétique de sar à museau pointu le long des côtes tunisiennes, nous nous sommes proposées d’étudier le polymorphisme de marqueurs moléculaires de type ISSR (Inter Simple Sequence Repeat). L’analyse des profils d’amplification obtenus par les dix amorces utilisées au cours de cette étude a permis de recenser un total de 128 bandes au niveau des tous les échantillons analysés. Le taux de bandes polymorphes est égal à 100% sur l’ensemble des 237 individus Diplodus puntazzo. La variabilité génétique de chaque échantillon étudié de Diplodus puntazzo a été estimée en calculant l’indice d’information de Shannon (H’) pour chaque échantillon, par amorce et pour toutes les amorces regroupées. Le calcul de la proportion de la diversité génétique intrapopulationnelle par rapport à la diversité totale (Hpop/Hsp) montre des valeurs qui varient de 0.8077 à 0.8979. Ces résultats montrent que la part de la diversité génétique intrapopulationnelle est plus importante comparée à la diversité génétique interpopulationnelle estimée.

ABSTRACT

In order to study the genetic diversity of sharp snout sea bream along the Tunisian coast, we proposed to study the polymorphism of molecular markers ISSR type (Inter Simple Sequence Repeat). The analysis of amplification profiles obtained by the ten primers used in this study identified a total of 128 bands at all the samples analyzed. The polymorphic bands rate is equal to 100% on all the 237 individuals Diplodus puntazzo The genetic variability of each sample studied Diplodus puntazzo was estimated by calculating the information Shannon index (H ') for each sample, and primer for all primers combined. Calculating the proportion of the intra populationnelle genetic diversity relative to the total diversity (Hpop / Hsp) shows values ranging from 0.8077 to 0.8979. These results show that the part of the intrapopulation genetic diversity is higher compared with the estimated interpopulationnelle genetic diversity.

الملخص

تمتلك معظم أنواع السمك من عائلة Sparidés صباريد قيمة تجارية هامة وهو مايفسر األهمية التي تكتسبهاهذه األصناف في مجال تربية األحياء المائية. من خالل هذا العمل اخترنا دراسة تعدد أشكال الحمض النووي لدى سمك المعزة باستخدام الماركرز ISSR لتسليط الضوء على التمايز الجيني الممكن بين أفراد المجموعة الواحدة على طول الشريط الساحلي التونسي. هذه المعرفة تتيح خيارا أفضل للتربية التي من شأنها أن تغذي المزارع السمكية لدينا وتمكن من وضع برامج جديدة تساهم في اإلدارة السليمة للمخزونات الطبيعية المتوفرة.

من خالل تحليل الصور التي تحصلنا عليها بعد إستخدام عشرة أمرسات )amorces( مع 237 عينة من سمك المعزة التي تم جمعها على طول الساحل التونسي تمكنا من إستخراج 128 شريطة )bandes( بنسبة إختالف تساوي 100%. و قد تمت دراسة التنوع الجيني داخل كل مجموعة عينات عبر احتساب مؤشر المعلومات شانون )H'( مع كل أمرس على حدة عالوة عن كل االمرسات مجتمعة. كما أننا قمنا بحساب نسبة التنوع 45

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الوراثي داخل أفراد المجموعة الواحدة بالنسبة إلى التنوع اإلجمالي)Hpop/Hsp( والذي أبرز نتائج تتراوح بين 0.8077 و 0.8979 حسب األمرسا لمستعملة،لقد استطعنا من خالل هذه الدراسة تبيين أن التنوع بين أفراد المجموعة الواحدة لسمك المعزة هو األهم مقارنة بالتنوع بين المجموعات المختلفة .

INTRODUCTION

La famille des Sparidés représente l’une des familles des Téléostéens les plus importantes en raison de sa grande valeur économique et sa diversité spécifique. Il s’agit de poissons très prisés par les consommateurs, ce qui fait d’eux de très bons candidats pour la pisciculture (FISCHER et al., 1987). D. puntazzo est l'une des espèces de la famille des Sparidés qui suscite un intérêt croissant en aquaculture en Méditerranée et notamment en Tunisie. En effet, elle figure parmi les espèces qui font l’objet de l’élevage expérimental en Méditerranée (SARA et al., 1999; SUQUET et al., 2009; FAO, 2010 et FAO, 2011). La caractérisation génétique des populations de cette espèce s’avère nécessaire afin de mieux choisir les reproducteurs qui alimenteraient nos piscicultures lors de la mise en place de nouveaux programmes d’élevage. De plus, cette caractérisation contribuerait à une gestion rationnelle des stocks naturels.

Dans la présente étude, nous nous sommes intéressées à l’analyse de la variabilité génétique intrapopulationnelle de neuf échantillons de cette espèce provenant des côtes tunisiennes en utilisant comme marqueurs moléculaires les ISSR (Inter Simple Sequence Repeat). Il s’agit de marqueurs non spécifiques, de type dominants, liés aux séquences simples répétées ou microsatellites (SSR) dans le génome. Il s’agit d’un polymorphisme de taille (entre 200 et 2500pb) des espaces inter-microsatellites, amplifiables par une seule amorce de PCR (ZIETKIEWICZ et al., 1994).

MATÉRIEL ET MÉTHODE Echantillonnage:

Un total de 237 individus de Diplodus puntazzo, répartis sur neuf sites différents le long des côtes tunisiennes, a été examiné. Parmi ces échantillons, quatre proviennent du bassin occidental (la Goulette, Bizerte, lagune de Bizerte et lagune de Ghar El Melh). Les autres sont récoltés à partir du bassin oriental (Monastir, Chebba, Zarzis, Bahiret El Biban et Iles de Kerkennah). Ces échantillons appartiennent à deux types de milieux lagunaire et marin (Figure 1).

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Fig. 1: Les sites d’échantillonnage de Diplodus puntazzo

Méthodologie:

L’extraction de l’ADN génomique a été réalisée à partir de muscle de poisson à l’aide du phénol chloroforme.

L’ADN a été amplifié par PCR dans 20 μl de volume réactionnel final contenant 1,2 μl d’ADN génomique, 2 μl de buffer Kcl, 1,5 μl de MgCl2 (2,5mM), 2 μl de chaque amorce, 1,5 µl de dNTP, 0.3 μl de la Taq polymérase et 11,5µl d’eau ultrapure.Dix amorces ISSR ont été utilisées dans la présente étude (Tableau I). Les amplifications ont été réalisées avec un thermocycleur TECHNE TC-412 selon les paramètres suivants: un cycle de 5min à 94°C, 35 cycles de [45s à 94°C (dénaturation), 45s à 54°C (hybridation) et 1min à 72°C (polymérisation)]. Un dernier cycle d’extension de 8min à 72°C a été réalisé.

Les produits des amplifications ont été soumis à une électrophorèse sur gel d’agarose de concentration 1,2% en présence d’un marqueur de taille (100pb-3000pb) afin de réaliser la lecture des profils obtenus.

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Tableau I: Les séquences des amorces utilisées pour amplifier les loci ISSR

Séquence (5’ 3’) GC% SSR 9 5’- ACACACACACACACACYA-3’ 47% SSR 15 5’- CACACACACACACACARG -3’ 52% UBC 841 5’- GAGAGAGAGAGAGAGAYC-3’ 52% UBC 834 5’- AGAGAGAGAGAGAGAGYT-3’ 47% Mane 13 5'-CACACACACACACACAGT-3' 50% Mane 14 5'-CACACACACACACACAAC-3' 50% Mane 15 5'-GTGGTGGTGGTGGC-3' 50% Mane 11 5'-GAGGAGGAGGAGGC-3' 71% Mane 12 5'-AGAGAGAGAGAGAGAGG-3' 52% Mane 16 5'-ACACACACACACACACG-3' 52%

Analyse génétique

Les analyses sont basées uniquement sur des profils lisibles et reproductibles, sans prise en compte l’intensité des bandes obtenues. Chaque fragment amplifié est considéré comme étant un marqueur moléculaire indépendant, marqué qualitativement présent (1) ou absent (0). Ces données binaires sont réunies afin de procéder aux analyses génétiques intra-populationnelles.

Nous avons calculé le taux de polymorphisme P% (le pourcentage des loci polymorphes pour un échantillon donné) ainsi que l’indice d’information de Shannon (H’) (LEWONTIN, 1972) qui est un estimateur de diversité génétique. A partir de cet indice, nous avons estimé la diversité génétique pour chaque échantillon par amorce ensuite pour toutes les amorces regroupées (H’), la diversité génétique totale en regroupant les individus en une seule population (Hsp) et la diversité génétique moyenne des échantillons (Hpop). Le rapport Hpop/Hsp nous a permis d’estimer la part de la variabilité génétique intrapopulationnelle par rapport à la variabilité génétique totale

Ces analyses statistiques ont été réalisées grâce au logiciel Popgene version 3.2. (YEH et al., 1999)

RÉSULTATS ET DISCUSSION

Toutes les bandes révélées, à partir des 10 amorces ISSR utilisées, se sont avérées polymorphes. Le taux de polymorphisme varie de 61.72 % pour l’échantillon de la Goulette, situé dans le secteur nord-est, à 89.84% pour celui de Zarzis, situé dans le secteur sud-est (Tableau II).

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Tableau II: Nombre de bandes polymorphes et taux de polymorphisme des neuf échantillons de Diplodus puntazzo des côtes tunisiennes.

N : nombre d’échantillons ; NBP : nombre de bandes polymorphe ; P% : taux de polymorphisme

Echantillons N NBP P% Goulette (Gou) 23 79 61.72 % Bizerte (Biz) 25 96 75.00 % Lagune de Bizerte (L.Biz) 24 84 65.62 % Lagune de Ghar El Melh (L.GM) 25 89 69.53 % Monastir (Mons) 30 111 86.72 % Chebba (Chebb) 30 98 76.56 % Zarzis 30 115 89.84 % Lagune d’El Biban (L.Bib) 25 104 81.25 % Iles Kerkennah (I.Kerk) 25 83 64.84 % Global 237 128 100%

La diversité génétique a été estimée grâce à l’indice d’information de Shannon. Les valeurs obtenues suggèrent que les deux échantillons de l’extrême sud-est (Zarzis et El Biban) ainsi que celui de Monastir présentent les diversités génétiques les plus élevées, comparées à celles calculées au niveau des échantillons du secteur nord- est. L’analyse de l’indice d’information de Shannon, calculé pour chaque amorce, montre un niveau de diversité plus élevé au niveau de l’amorce 8, qui révèle les valeurs les plus importantes ( Tableau III ).

Tableau III: La diversité génétique dans les échantillons de Diplodus puntazzo par amorce et pour toutes les amorces regroupées moyennant l’indice d’information de Shannon

H’: Diversité génétique pour chaque échantillon; Hsp: Diversité génétique totale en regroupant les individus en une seule population; Hpop: diversité génétique moyenne des échantillons; Hpop/Hsp: La proportion de la diversité génétique intrapopulationnelle par rapport à la diversité totale

Gou Biz L.Biz L.GM Mons Chebb Zarzis L.Bib I.kerk Hsp H pop Hpop/Hsp H'A1 0.34 0.32 0.25 0.29 0.23 0.20 0.30 0.32 0.29 0.37 0.28 0.84 H'A2 0.23 0.32 0.13 0.30 0.45 0.28 0.49 0.40 0.39 0.40 0.34 0.84 H'A3 0.32 0.32 0.47 0.35 0.47 0.42 0.50 0.46 0.19 0.47 0.40 0.84 H'A4 0.20 0.38 0.41 0.31 0.49 0.46 0.50 0.46 0.35 0.47 0.40 0.86 H'A5 0.42 0.43 0.34 0.40 0.49 0.41 0.39 0.51 0.41 0.53 0.43 0.82 H'A6 0.24 0.23 0.29 0.31 0.37 0.43 0.35 0.36 0.32 0.41 0.33 0.81 H'A7 0.42 0.37 0.45 0.50 0.55 0.45 0.33 0.46 0.41 0.54 0.45 0.83 H'A8 0.45 0.36 0.53 0.39 0.52 0.58 0.58 0.53 0.49 0.55 0.50 0.90 H'A9 0.18 0.23 0.20 0.19 0.26 0.14 0.38 0.23 0.16 0.27 0.22 0.83 H'A10 0.29 0.34 0.35 0.28 0.48 0.34 0.46 0.49 0.26 0.44 0.37 0.85 Toutes 0.31 0.33 0.34 0.33 0.43 0.37 0.43 0.42 0.32 0.44 0.37 0.84 amorces

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Ces taux élevés témoignent de la capacité et de l’efficacité de cette technique d’amplification des régions intermicrosatellites (ISSR) pour révéler une importante diversité moléculaire. En effet, différentes études s’accordent sur le fait que ce type de marqueur permet d’analyser la diversité génétique des populations de poissons (Guo et al., 2006; Liu et al., 2006; Maltagliati et al., 2006; Liu et al., 2009; Ying et al., 2011; Kumla et al., 2012 ; Saad et al., 2012 (a) ; 2012 (b) ).

Le calcul de la proportion de la diversité génétique intrapopulationnelle par rapport à la diversité totale (Hpop/Hsp) montre des valeurs qui varient en fonction des amorces de 0,81 à 0,90. Cette proportion est de l’ordre de 0,84 en rassemblant tous les individus en une seule population et considérant toutes les amorces regroupées. Elle montre que la part de la diversité génétique révélée est principalement intrapopulationnelle comparée à la diversité génétique interpopulationnelle estimée

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Etat de conservation et étude de Patella ferruginea Gmelin, 1791 au Parc National de Zembra

ZARROUK A.1,2*, ESPINOSA F.3, ROMDHANE M-S.1

1Unité de recherche Ecosystèmes et Ressources Aquatiques - Institut National Agronomique de Tunisie,- 2 APAL (Agence de Protection et d'Aménagement du Littoral) 3 Laboratoire de Biologie Marine –Département de Zoologie, Université de Séville (Espagne). Emails : [email protected] ; [email protected] ; [email protected]

RESUME Selon la Directive Européenne 92/43/CEE, Patella ferruginea est l'invertébré marin endémique le plus menacée des côtes de la Méditerranée occidentale. L'espèce s'est quasiment éteinte des côtes tunisiennes excepté dans certaines zones comme l'archipel de Zembra. Depuis 2012, un recensement et un suivi écologique de ce gastéropode ont lieu à Zembra, site où persiste encore une population abondante de P. ferruginea. Ainsi, un total de 117 280 individus en 2012, 72 245 individus en 2013 et 88 669 en 2014 ont été inventoriés, avec des densités moyennes allant de 0.1 à 8.5 ind/ m linéaire avec une valeur extrême de 25 ind/m linéaire au nord-est de l’île de Zembra. Ces effectifs constituent la plus grande population de Patella ferruginea de Méditerranée. La taille de la population de ce mollusque est tributaire du taux annuel de recrutement des juvéniles, de l'impact des fortes tempêtes mais principalement de la collecte illicite qui cible les individus de plus de 6 cm. L'étude du sex-ratio a montré que plus de 70% des spécimens deviennent femelles à partir de cette taille. La diminution de ce potentiel reproducteur cause inévitablement un déséquilibre très important dans la population des patelles comme il a été observé dans certains secteurs de Zembra. Même si l'espèce garde un taux de recrutement annuel garantissant sa pérennité, des mesures de gestion importantes et urgentes s'imposent afin d'éviter son extinction et par conséquent la perte irréversible de ce "hot-spot" méditerranéen.

ABSTRACT

Patella ferruginea Gmelin, 1791 is the most endangered marine endemic invertebrate of the western Mediterranean coasts from the European Directive 92/43 /EEC. As, it has disappeared from the most marine areas of Tunisian coasts, we have carried out, since 2012, a Census and ecological monitoring of this gastropoda in the National Park of Zembra Archipelago, where a large population of P. ferruginea still remains. Thus, a total of 117 280 individual in 2012 was sampled, against 72 245 specimens in 2013 and only 88 669 in 2014 have been recorded, with an average densities ranging from 0.1 to 8.5 ind / linear m and even reaching 25 ind / linear m in a part of the north east coast of Zembra island. In this case, Zembra archipelago is the site with the largest population of Patella ferruginea in the Mediterranean sea. The modification in the population size of this mollusk is due to the variation of the annual recruitment rate of juvenile combined with the impact of big storms but mainly to the illegal harvesting of the species. Indeed, this illegal removal target individuals of more than 6 cm and the study of sex ratio showed that over 70% of individuals become females from this size. The loss of reproductive potential inevitably causes a significant imbalance in the population of limpets as observed in some areas of the Zembra archipelago. These results have led to the conclusion that even if the species keeps a good annual recruitment rate that guarantee them thrive for the next few years, important and urgent management measures are needed to prevent its extinction and therefore the irreversible loss of this Mediterranean "hot-spot".

ملخص

Patella ferruginea هي قوقعة بحرية مستوطنة بالبحر األبيض المتوسط و األكثر عرضة لالنقراض بسواحله الشمالية كما ورد بالدليل األوربي CEE/43/92. في هذا اإلطار و نظرا النقراضها من نسبة كبيرة من سواحل البالد التونسية، شرعنا مند سنة 2012 في دراسة

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إيكولوجية لهذه الرخويات بالحديقة الوطنية ألرخبيل زمبرة حيث يتواجد عدد كبير منها. و تمكنا من إحصاء 117280 قوقعة سنة 2012 و 72 245 سنة 2013 و 88669 سنة 2014 مع كثافة تراوحت بين 0.1 و 8.5 نفر/م و بلغت 25 نفر/م بشمال شرق جزيرة زمبرة. هذه األرقام تبين أن أرخبيل زمبرة هو أهم موقع لـPatella ferruginea بالبحر األبيض المتوسط إذ يحتوي أكبر عدد لها. ويعود التفاوت في العدد الجملي لهذه الرخويات باألرخبيل إلى تفاوت نسبة تكاثرها من سنة ألخرى من ناحية و لقسوة العوامل الجوية بالمنطقة وشدة هيجان البحر من ناحية أخرى. أما العامل المؤثر األساسي فهو الصيد الغير القانوني لهاته الكائنات. إذ اعتاد مرتكبو هذه التجاوزات على التقاط القوقعيات التي يفوق حجمها 6 صم. و تبين لنا من خالل دراسة أجناسها أن أكثر من 70% من القوقعيات التي تعادل أو تتجاوز هده األحجام هي أنثى. لذا فللصيد الغير القانوني تأثير سلبي مباشر على التوازن اإليكولوجي و القدرة اإلنجابية لهاته الرخويات. وبينت نتائج هذه الدراسة أن هذه الكائنات في حاجة إلى إحداث خطة تصرف عاجلة لحمايتها من االندثار بالرغم من محافظتها على قدرة إنجابية معتدلة في الوقت الحالي.

INTRODUCTION

Patella ferruginea Gmelin, 1791 est l'invertébré marin endémique le plus menacée des côtes de la Méditerranée occidentale d'après la Directive Européenne 92/43/CEE. Il s'agit en effet d'une espèce endémique de Méditerranée menacée de disparition à échelle régionale (Protégée par la Convention de Barcelone, annexe 2 ; de Berne, annexe 2 et la Directive Habitat, annexe 4). En Tunisie, l’espèce subsiste uniquement sur quelques côtes rocheuses au nord du pays et principalement au parc National de l’archipel de Zembra où elle a été estimée en 2009 à 103 350 individus (ESPINOSA et BAZAIRI, 2009). La population de Zembra est reproductrice dont la conservation est fondamentale pour la pérennité de l’espèce non seulement dans l’archipel mais aussi dans l'ensemble du bassin occidental de la Méditerranée. Nous avons entrepris, depuis 2012, l’étude de la dynamique de la population et de l'habitat de cette espèce à Zembra afin d’identifier les paramètres qui lui ont permis de prospérer et d'évaluer son état de conservation.

MATERIELS ET METHODES

Un recensement annuel de P. ferruginea a eu lieu à l'archipel de Zembra de 2012 à 2014 à la même période (juin) en vue d'évaluer l'évolution de l'état de la population. L'étude a été effectuée suivant la méthodologie de LABOREL-DEGUEN & LABOREL (1991) et de GUERRA-GARCIA et al. (2004) modifiée par ESPINOSA et BAZAIRI, (2009). D'après ESPINOSA et al., (2009a), l’analyse démographique des populations de P. ferruginea s'effectue selon quatre transects linéaires de 100 m placés parallèlement à la côte pour les populations peu abondantes. En revanche, puisque la population de Zembra est assez dense (BOUDOURESQUE & LABOREL-DEGUEN, 1986), ESPINOSA et BAZAIRI (2009) ont utilisé des transects plus serrés (10 m) dans 05 différents secteurs de l'archipel afin de diminuer la variabilité intra-habitat.

Nous avons prospecté un total de 06 stations dans l'archipel, 4 à Zembra (A,B, C et D) et 2 à Zembretta (E et F) (Fig 1). Ces stations ont été choisies pour garantir une meilleure représentativité de la population de Patella ferruginea tenant compte à la fois de la morphologie littorale et des paramètres écologiques et hydrologiques liés à l'habitat de l'espèce. Un repérage systématique à la peinture des stations (nom de la station, le sens à suivre pour les transects et le point de départ) a été fait afin de faciliter le suivi et d'éviter les erreurs de localisation d'une année à l'autre. Au niveau de chaque station et pour les 5 Figure 1 : Localisation des stations prospectées transects de 10 m de long chacun et distant de 10 m l'un à l'archipel de Zembra au cours des mois de juin de l'autre (Fig 2). La position GPS est notée. Puis un (2012- 2014) recensement et une étude morphométrique détaillée sont effectués sur tous les individus de Patella ferrugninea.

Les mesures de la longueur de l’axe antéropostérieur sont réalisées à l’aide d’un pied à coulisse. Aussi, en vue d'estimer la population totale de l'archipel nous avons d'abord calculé les densités moyennes de P. ferruginea 53

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exprimées en nombre d'individus/mètre linéaire et nous les avons extrapolé sur la longueur de la côte de Zembra (11 600 m y compris les îlots de la Cathédrale et l’Antorcho) et de Zembretta (environ 1 400 m). Cependant, comme il s'agit d'un périmètre mesuré sur carte, nous avons pris en compte le facteur de multiplication, évalué à 3 fois par BOUDOURESQUE & LABOREL-DEGUEN (1986). Ces derniers ont appliqué ce facteur afin de tenir compte des indentations de la côte.

De plus, au niveau des mêmes transects, un recensement concomitant pour les congénères P.caerulea et P. rustica a été réalisé. Ces dernières partagent l'habitat et l'aliment de l'espèce menacée P.ferruginea et peuvent doublement la concurrencer sur le plan trophique et territorial. Leur étude simultanée permet de dégager les interactions entre les 3 espèces de patelles.

D'autre part, notre étude de la population de Patella ferruginea a concerné le sex-ratio. En effet, la grande patelle est d'abord mâle mais capable de subir une inversion sexuelle à partir d'une certaine taille. Cette taille est variable selon le lieu géographique. C'est pourquoi il est impératif de déterminer la taille à partir de laquelle les P. ferruginea de Zembra changent de sexe. La maturité sexuelle de la grande patelle est automnale et est atteinte entre septembre et d'octobre (ESPINOSA et al., 2009b et RIVERA-INGRAHAM et al. 2011). Ainsi, lors d'une campagne réalisée en septembre 2013, nous avons déterminé le sex-ratio en se basant sur l'observation de la coloration des gonades chez 105 individus de taille variant de 2 à 9 cm soit 15 échantillons par classe de taille. Pour ce faire, une petite quantité de gonades est prélevée chez chaque individu à l'aide d'une seringue. Cette opération très délicate, est réalisée in-situ avec le plus grand soin et en veillant à ne pas blesser l'animal. Tous les individus ont été systématiquement remis à leur emplacement d'origine à la fin de l'opération.

RESULTATS

Les résultats du recensement des trois années (2012, 2013 et 2014) sont présentés dans la Figure 2 et tableau 1.

Tableau 1: Evolution des densités moyennes et maximales de P. ferruginea de Zembra entre 2012 et 2014.

ANNEE 2012 2013 2014 Densité Moy/Max Zembra (ind/m) 3.00 / 4.34 1.77 / 3.04 2.27 / 5.1 Densité Moy/Max Zembretta (ind/m) 3.07 / 4.48 2.54 / 4.10 2.34 / 3.98 Densité Moy (ind/m) 3.02 2.04 2.14 Taille Moy / Max (cm) 4.9 / 9.2 4.2 / 9.5 4.6 / 10.3

200,00% 117280 120000 180,00% 88669 160,00% 100000 140,00% 72249 80000 120,00% 89,02% 88,89% 100,00% 60000 85,26%

80,00% Nbe d'individus Nbe 40000 60,00% 40,00% 20000 14,74% 10,98% 11,11% 20,00% 0 0,00% 2012 2013 2014

Archipel ZEMBRA ZEMBRETTA

Figure 2 : Variation du nombre d'individus, de la densité des tailles maximales et moyennes de la population de Patella ferruginea à l'archipel de Zembra (2012-2014)

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Ces mêmes recensements analysés par classe de taille donnent les histogrammes de la Figure 3.

200 190 180 170 160 150 140 130

Nbe 120 110 100 2012 90 80 2013

P.ferruginea 70 2014 60 50 40 30 20 10 0 0-1 1-2 2-3 3-4 4-5 5-6 6-7 7-8 8-9 9-10 10-11

Classe de taille (cm)

Figure 3 : Fréquences de taille de Patella ferruginea à l'archipel de Zembra (2012-2014)

D'autre part, la détermination du sex-ratio a révélé que P. ferruginea peut changer de sexe pour devenir femelle à partir de la taille de 4 cm avec plus de 70% d'individus femelles à partir de 7 cm (Fig. 4).

100%

90%

80%

70%

60%

50% Immature 40% Femelle 30% Mâle

20%

10%

0% 2-3 3-4 4-5 5-6 6-7 7-8 8-9

Classe de taille (cm)

Figure 4 : Sex ratio de Patella ferruginea à l'archipel de Zembra

En outre, l'analyse de l'abondance et de la densité de Patella ferruginea, Patella caerulea et Patella rustica au niveau des 6 stations (A, B, D, E et F) a montré peu d'interactions entre ces espèces (Fig. 5).

100% 90% 18 14 141 80% 195 228 195 70% 184 296 448 551 418 60% 1353 50% 203 33 40% 58 284 193 285 30% 80 156 80 20% 120 112 310 10% 110 94 50 149 130 37 6 78 177 0% 1 33 33 2013 2014 2013 2014 2013 2014 2013 2014 2013 2014 2013 2014

A B C D E F Patella ferruginea Patella caerulea Patella rustica

Figure 5 : Répartition des Patelles au Parc National de Zembra (2013-2014) 55

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DISCUSSION

Le travail réalisé sur la grande patelle P. ferruginea de l'Archipel de Zembra a permis de recenser un total de 117 280 individus en 2012 contre seulement 72 245 individus en 2013 et un effectif plus restreint, de 88 669 spécimens en 2014. Ces effectifs font de P. ferruginea de l'archipel de Zembra la population la plus importante de Méditerranée. De précédents inventaires de P.ferruginea ont été effectués à Zembra d'abord par BOUDOURESQUE & LABOREL-DEGUEN en 1986 puis par LIMAM et al en 2004 et enfin par FREE et BAZAIRI en 2009. BOUDOURESQUE & LABOREL-DEGUEN (1986) avaient estimé la population à environ 20 000 individus avec une densité moyenne de 0.7 ind/m lineaire. LIMAM et al., en 2004 ont relevé une densité moyenne de 1,01ind./1600cm². Toutefois il est à rappeler que le travail réalisé par LIMAM et al. (2004) s’est appuyé sur des quadrats au lieu de transects linéaires, ce qui rend difficile d’établir des comparaisons. En effet, ces auteurs comparent leurs données avec ceux de BOUDOURESQUE & LABOREL-DEGUEN (1986), en considérant que ces derniers auteurs, ont utilisé comme unité de mesure des quadrats de 2 m². Cependant, le travail de BOUDOURESQUE & LABOREL-DEGUEN (1986) indique qu'ils ont utilisé des transects linéaires de 2m et non des quadrats. D’autre part, LIMAM et al. (2004) n’ont pas spécifié si les quadrats étaient posés de manière aléatoire ou ciblée. Par ailleurs, l’effort d’échantillonnage était très différent selon les sites, avec des zones où un seul quadrat a été utilisé et des zones avec 30 quadrats. Tout cela rend difficile l’établissement de comparaisons directes avec notre travail et plus particulièrement en ce qui concerne les densités. FREE et BAZAIRI (2009) ont réalisé un effort d'échantillonnage similaire au présent travail (mêmes transects et mêmes stations sauf pour la station F prospectée lors du présent travail) et ont estimé la population à 103 350 individus avec une densité moyenne de 2.65 ind/m. Aussi, bien que la comparaison de nos résultats ne peut être significative qu'avec ceux de FREE et BAZAIRI (2009), il est à indiquer une tendance positive d'accroissement de la population de P.ferruginea de Zembra. Le statut de protection de Zembra en tant Parc National et de réserve de la biosphère depuis 1977 a certainement contribué à de l'accroissement de cette population. En outre, les densités observées à Zembra (entre 3 et 8 ind./m avec 25 ind/m dans certains secteurs) comptent parmi les plus élevées en Méditerranée. Ce constat en fait un ‘hot spot’ si l’on considère les données disponibles dans la littérature : 0,79 ind./m en Corse (LABOREL-DEGUEN & LABOREL, 1991), 0,06 ind./m sur l’île d’Alboran (PARACUELLOS et al., 2003), 0,23 ind./m sur l’îlot de Cala Iris, Parc National d’Al Hoceima - Maroc (BAZAIRI et al., 2004), 0,08-0,14 ind./m dans la baie d’Algésiras, Espagne (ESPINOSA et al., 2005), 3,95 ind./m sur les îles Chafarinas (Adultes uniquement > 3cm) (GUALLART et al., 2006), 5,39 ind./m à Melilla (GONZALEZ-GARCIA et al. in GUALLART et al., 2006), 0,67 ind./m en moyenne à Sebta (GUERRA-GARCIA et al., 2004) avec diverses zones présentant des valeurs de 1,86-6,86 ind./m (ESPINOSA et al., 2009a). Cependant, la baisse d'effectif constatée de 2012 à 2013 est due aux fluctuations du taux annuel de recrutement des juvéniles (Individus < 3 cm) (33.17% en 2012, 33.12 en 2013 et 22.74 en 2014) d'une part, à l'impact des fortes tempêtes d'autre part mais principalement à la collecte illicite de l'espèce. Les fortes tempêtes engendrent des houles qui peuvent causer le décollement de l'animal de la roche. En outre, en période de reproduction, les houles peuvent dévier les larves de leur trajectoire et les emporter vers le large entrainant ainsi des mortalités faute de pouvoir se fixer à un substrat rocheux. Quant à la collecte illicite, elle est celle qui cause le plus de dégâts. Bien que bénéficiant du statut d'Aire Spécialement Protégée d'Intérêt Méditerranéen (ASPIM), l'archipel de Zembra n'est pas à l'abris du braconnage. Ce dernier s'est particulièrement intensifié après 2011 suite au manque de vigilance et contrôle (post-révolution). Les braconniers ciblent surtout les individus de grande taille (> 6 cm). Toutefois, à partir de cette taille les individus sont sexuellement matures et à majorité femelles comme le montre la figure 4. Cette collecte illicite induit inévitablement un déséquilibre au niveau de la population suite à une baisse de la reproduction engendrant par voie de conséquence une chute du taux de recrutement et du nombre d'individus de la population. Les deux stations B et C le démontrent. La figure 6 présente en effet une diminution conséquente aussi bien du nombre total d'individus, des géniteurs (> 4-5 cm) et du recrutement. Seuls quelques individus de grande taille subsistent et cette situation peut engendrer la raréfaction voire la disparition de l'espèce à long terme de ces secteurs de l'archipel. Toutefois, l'occurrence et la persistance des géniteurs de la grande patelle dans certains endroits de l'archipel sont susceptibles de garantir un recrutement adéquat en larves dans les zones où la présence de l'espèce est menacée à condition que les pressions anthropiques soient contrôlées.

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Station B Zembra (2012-2014) Station C Zembra (2012-2014) 60 20

50

40

30 2012 10 2012

20 2013 2013

Nbed'individus Nbed'individus 2014 2014 10

0 0 0-1 1-2 2-3 3-4 4-5 5-6 6-7 7-8 8-9 9-10 10-11 0-1 1-2 2-3 3-4 4-5 5-6 6-7 7-8 8-9 9-10 10-11

Classe de taille (cm) Classe de taille (cm)

Figure 6 : Fréquences de taille de Patella ferruginea dans les stations B et C (2012-2014)

Toutefois, le pourcentage de spécimens dont la taille est < 3 cm reste relativement élevée avec un maximum de 33.17%, soit très proche des 32,75% enregistrés dans les îles Habibas en Algérie et qui avaient été jugées comme un grand potentiel reproducteur (ESPINOSA, 2009). De même, les populations importantes de Patella ferruginea à Sebta au nord est du Maroc présentent des valeurs situées entre 26,96 et 33,89% (ESPINOSA et al., 2009a). Ceci indique que la population de Zembra présente un bon recrutement qui peut garantir la survie à long terme de l’espèce dans les conditions actuelles.

D'autre part, en analysant l'abondance et de la densité de Patella ferruginea, Patella caerulea et Patella rustica au niveau des 6 stations, peu de concurrence se dégagent. En effet, si au niveau des stations A et C (Fig 5), la baisse du nombre de P. ferruginea s'accompagne par une augmentation de celle de P. caerulea et P. rustica, au niveau de la station E, bien que le nombre de P. ferruginea soit resté invariable, celui des deux autres espèces a augmenté. De plus au niveau de la station D nous avons une importante augmentation enregistrée pour les 3 espèces. L'abondance de la nourriture semble être le facteur principal influant le nombre d'individus de la population de ces espèces. Quant à l'espace disponible et le substrat, P. rustica étant une espèce inféodée aux parties supérieures du médio et du supralittoral, elle ne concurrence que très faiblement P. ferruginea.

P. caerulea, a une plage de répartition plus grande que P. ferruginea au niveau du médiolittoral. Cependant, bien qu'elle partage l'habitat de la grande patelle, nous n'avons constaté que peu de cas (station C) où elle profite des espaces perdus par P. ferruginea. En revanche, une étude détaillée du régime alimentaire des 3 espèces de patelles congénères s'impose pour cerner d'éventuelles compétitions trophiques entre ces gastéropodes.

CONCLUSION

Les résultats obtenus permettent de confirmer que l'archipel de Zembra constitue un écosystème favorable aux Patellidae et particulièrement à Patella ferruginea. Nos recherches ont montré qu'il abrite la plus grande population de P. ferruginea de Méditerranée avec des densités remarquables atteignant les 25 ind/m et constituant ainsi un vrai hot-spot pour l'espèce. La population de P. ferruginea a connu une hausse de 1986 à 2012 mais l'impact négatif des tempêtes répétitives et principalement la collecte illicite de ce mollusque ont conduit depuis 2012 à une baisse de sa population. C'est pourquoi il est primordial de poursuivre les suivis et de développer de nouvelles méthodologies de protection de l’espèce ainsi que de mettre en place de nouvelles mesures de gestion afin d'éviter son extinction dans l'archipel de Zembra.

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ECOSYSTEMES ET ENVIRONNEMENTS AQUATIQUES :

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Apport des indices multispectraux pour l’extraction des paramètres physiques du milieu côtier marin

N. BACHARI, M. TCHICHA, A. CHALA, C. LAAMA

Laboratoire Océanographie Spatiale Faculté des Sciences Biologiques Université Houari Boumediene B.P 32 El Alia 16111 Alger Agence Thématique de Recherche en Sciences et Technologie Avenue Pasteur, ENSA, Belfort, B.P Hacene Badi, ElHarrach, Alger

Résumé

Les satellites nous offrent des vues différentes du même espace est cela est due aux conditions de prise d’image, des propriétés du capteur et propriétés de la scène observée. Pour comparer des mesures satellitaires il est important de normaliser les mesures. Cette normalisation est la création de nouveau canaux résultant d’une combinaison mathématique entre les différentes bandes. Dans ce travail nous proposons un ensemble d’indices linéaire et non linéaire. Les indices développés sont appliqués sur des images satellitaires dont l’information in- situ est connue. L’analyse corrélative des indices et les mesures observées nous a montré que des indices sont très sensibles à la turbidité atmosphérique, certains indices peuvent nous informer sur la bathymétrie côtière et légèrement sont sensibles à la nature du fond marin. Aussi des indices sont liés à la charge de l’eau par la matière en suspension et précisément par la densité chlorophyllienne. En utilisant les images thermiques un indice UPWELLING est développé et qui nous a permis de détecter les zones de remontée d’eau prés de la côte Algérienne. Abstract

Satellites offer us different views of the same space it is due to the conditions of image acquisition, sensor properties and the observed scene properties. To compare satellite measurements it is important to standardize the measures. This standardization is the creation of new channels resulting from a mathematical combination of the different bands. In this work we propose a set of linear and nonlinear indices. Developed indices are applied to satellite images whose in-situ information is known. The correlative analysis of indices and observed measurements showed that the indices are very sensitive to atmospheric turbidity, some clues can inform us on the coastal bathymetry and are slightly sensitive to the nature of the seabed. As clues are related to the charge of water by suspended matter and precisely chlorophyll density. Using thermal images upwelling index is developed and that allowed us to detect upwelling areas near the Algerian coast. INTRODUCTION

Le littoral présente un espace d’interaction entre les trois composantes de la terre l’hydrosphère, l’atmosphère et lithosphère. Observer le littoral se résume à observer les mutations d’occupation du sol, la qualité d’eau de mer et la qualité d’air. La qualité des eaux de mer est affectée par les rejets urbains, industriels et naturels des différents déchets dans les eaux de mer. La qualité d’air est affectée par la pollution atmosphérique et les changements des saisons sous l’effet des changements globaux. Les satellites d’observation de la terre ne cessent de se multiplier offrant des observations multi-spectrales et multi-résolution spatiale (Dechambre;2009). Les satellites à faible résolution spatiale nous offrent la possibilité d’observer les changements à l’échelle de toute la côte Algérienne. Les satellites à haute résolution spatiale sont utilisés à une échelle plus précise pour développer des indices bathymétrique et qualité des eaux marines. L’étude se limite à l’échelle de la région Algéroise. Des indices de circulation d’eau de mer à l’échelle de la baie d’Alger sont développés. L’indice de turbidité caractérise la qualité des eaux de mer superficielle. L’étude est justifiée par les résultats expérimentaux sur le terrain et nous permet d’établir des relations mathématiques pour la spatialisation de la charge d’eau côtière et la couverture végétale du sol.

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MODELISATION

La nature numérique des données de télédétection se prête particulièrement bien à des opérations entre canaux. Le principe de ces opérations est d’effectuer pour chaque pixel des opérations mathématiques faisant intervenir les valeurs numériques observées pour ce pixel dans les différentes bandes spectrales. Soit pour un capteur à n canaux c1,c2...... cn. L’indice I est une opération entre k canaux tels que :

2  k  n; I = f (c1,c2,....ck ) (1)

Indices multispectraux Physiquement dans le visible chaque objet est caractérisé par sa signature spectrale qui caractérise son pouvoir de réflexion du spectre solaire. Parfois il est très difficile de distinguer entre les objets entre eux pour certaines longueurs d’onde. Pour cette raison nous effectuons des combinaisons inter-bande pour discerner les objets. Le passage des mesures réelles en mesure calculé s’appelle indices spécifiques selon la nature et les applications (DESCHAMPS, HERMAN ,TANRE ; 1981). Tous les indices créés aspirent à avoir des différentes propriétés. Ils sont classés en deux catégories:

-Indices caractérisés par une pente : RVI (Ratio Vegetation Index), NDVI (Normalized Difference Vegetation Index), SAVI (Soil Adjusted Vegetation Index), TSAVI (Transformed Soil Adjusted Vegetation Index), etc. -Indices caractérisés par une distance : WDVI (Weighted Difference Vegetation Index), PVI (Perpendicular Vegetation Index).

Ces différents indices correspondent généralement à des relations géométriques dans le plan rouge / proche infrarouge (Figure.1). Bien que mathématiquement différents, certains indices véhiculent les mêmes informations et discriminent de manière équivalente les couverts végétaux.

Figure.1 Plan PIR et R 2.2 Indices de charge d’eau de mer Pour la surface des eaux de mer un ensemble d’indices sont mis en application. Ils permettent de transformer l’image satellite en température de surface (SST), la concentration en chlorophylle (Chl) et la matière en suspension (MES). Les images de base sont les images de réflectance dans chaque bande (Ri) (Bachari, Belbachir ;2003).

Tableau.1 Indices des paramètres océanographiques

Temperature de Surface Ts = -261,029+ 0,959R4 + 2,66  (R4 - R5) + 0,57 (R4 - R5)  (sec(f) -1)

Concentration en [chla]=10^ (0.366-3.067R+1.93R2+0.649R3-1.532R4) Chlorophylle Avec R=log10 [MAX (R443, R490, R510)]

Matiére en Suspension MES=46.683Exp(R2/R1)

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APPLICATION ET DISCUSSION

Pour le calcul des indices il est important de transformer les images satellites en image de réflectance. Pour cela nous utilisons le logiciel SDDS (Meharrar and Bachari ;2014). Pour le calcul des indices nous avons utilisé le logiciel PCSATWIN développé par Bachari et al,1997. Les indices développés sont sauvegardés en indiquant leurs utilités Image indice NDVI ET VCI

Les deux indices NDVI et VCI sont souvent utilisés pour caractériser l’occupation d’espace par un végétal. Leurs applications nous donnent les deux figures suivantes :

Figure.2 Image NDVI Figure.3 Image VCI

Nous avons une séparation entre deux types d’eau de même turbidité mais contenant des particules en suspension de nature différente. La partie sombre peut être de la matière en suspension entrainée par un courant de surface venant de l’ouest. Image indice de brillance :

L’indice de brillance nous permet d’obtenir une image en mode monochrome de la baie d’Alger. Cet indice est une combinaison linéaire des canaux. Son application donne la figure suivante.

Figure.4 Indice de Brillance

Il est remarquable de distinguer sur toute la zone côtière la couleur de la surface marine cela présente une carte des isobathes. Nous constatons que cet indice est fortement dépendant des effets atmosphériques mais indépendant de la nature du fond et dépendant de la bathymétrie

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Image indice SAVI et GEMI

L’image indice SAVI présente une certaine ressemblance avec l’image NDVI ceci est normal sachant que c’est une version corrigée des effets du sol. Le commentaire de l’image NDVI reste valable avec en plus la possibilité de distinguer un fond de type sableux pour les surfaces marines de profondeur inférieure à 4 m situées sur la côte est de la baie (Bordj El Kiffan, Alger plage, Bordj El Bahri). Par ailleurs on remarque le manque de netteté de la surface marine due aux effets atmosphériques.

Figure .5 Image SAVI Figure.6 GEMI

Ces deux indices nous permettent de séparer le sol de la mer et il est intéressant pour le suivi le trait de côte et par conséquent l’érosion côtière. Indice thermique (TI) Nous avons transformé les images NOAA en cartes de Température de Surface Marine (TSM). Nous avons calculé la moyenne mensuelle de la TSM le long de la côte Algérienne. Les résultats sont mis dans le tableau suivant.

Tableau.2 Moyenne des températures moyenne le long de la côte Algérienne

Moyenne Regions Ghazaouet Oran Mosta Tenes Alger Bejaia Skikda Annaba distance 15 km 15 km 15 km 15 km 15 km 15 km 15 km 15 km Janvier 14.65 14.81 14.80 14.95 14.52 14.44 14.17 14.15 Fevrier 13.67 13.86 14.42 14.49 13.87 14.12 13.77 13.64 Mars 14.04 14.28 14.79 14.67 13.91 13.97 13.55 13.76 Avril 15.28 15.30 15.06 15.50 15.03 16.36 16.44 16.79 Mai 16.93 16.91 18.11 18.31 16.58 17.49 17.94 17.89 Juin 19.39 19.92 20.26 20.31 19.81 21.57 20.40 20.16 Juillet 21.51 21.83 22.27 22.83 21.66 24.26 22.97 23.17 Août 23.24 22.83 23.06 23.76 24.17 26.03 24.49 24.73 Septembre 22.31 22.32 23.16 23.61 22.75 24.60 24.23 24.27 Octobre 20.66 20.26 21.39 21.80 21.40 21.92 22.21 21.52 Novembre 18.26 17.39 17.54 17.71 18.72 19.43 19.25 18.87 Décembre 16.44 15.18 15.19 14.95 15.67 15.86 16.24 16.30

On remarque que la TSM suit une évolution croissante en allant de l’Ouest à l’Est. Ceci peut être expliqué par le passage de l’eau atlantique modifiée (MAW) froide et peu dense qui circule à la surface tout au long de nos côtes, ainsi les régions de Ghazaouet et Oran sont directement exposés à ce courant pendant que les eaux de la côte Est se rapprochent beaucoup plus aux conditions physiques du bassin méditerranéen, c'est-à-dire des eaux chaudes et denses, ainsi il existe un gradient thermique Ouest/Est.

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Indice UPWELLING

L’indice thermique upwelling est introduit pour déterminer le contraste thermique sur une zone à base d’une série temporelle des images de la Température de Surface de la Mer TS.

T -T UPWELLING = S S min (2) TS max - TS min

Nous avons appliqué cet indice sur les images du satellite NOAA pour le mois de juillet 2013 le long de la côte Algérienne. Les eaux de faible température se trouvent le long de la côte.

Figure.7 Indice UPWELLING

Dans la figure précédente il est remarquable que pendant les mois de Juillet et aout souvent nous avons une remontée d’eau le long de la côte Algérienne. Cette remontée d’eau est bénéfique pour la richesse des eaux superficielles en nutriment. CONCLUSION

La combinaison inter canaux nous a permis de créer des nouveaux canaux appelés indices. Le nombre des combinaisons dépend du nombre des canaux. Nous pouvons dire que chaque indice peut apporter des informations concernant la turbidité d’eau, la bathymétrie et les caractéristiques thermiques de l’eau. Les indices déduites d’une composante linéaire des différents canaux sont les mieux appropriés pour le suivi de la pollution marine et observer le panache des eaux turbides. Certains indices peuvent être utilisés pour séparer le sol des eaux de mer. Aussi d’autres indices peuvent nous informer sur la bathymétrie côtière. Un indice UPWELLING présentant le contraste thermique sur plusieurs dates nous a permis d’observer la remontée d’eau à la surface. Bibliographie

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Etude de la variabilité saisonnière de la circulation dans la Méditerranée Centrale

BEN JABER I.1*, ABDENNADHER J. 1 et BOUKTHIR M.1

1 Université de Tunis, IPEIT, UR11ES88, Montfleury, TUNISIA [email protected]

Résumé : Nous avons mené une étude sur la circulation résiduelle dans la Méditerranée Centrale à l’aide d’une configuration barotrope du modèle ROMS. Pour cela nous avons réalisé trois expériences numériques à haute résolution ; dans la première nous avons forcé le modèle par la marée seulement, dans la deuxième nous avons forcé par la marée et le vent simultanément et dans la troisième nous avons rajouté en plus la pression atmosphérique. Nos résultats ont montré que les courants résiduels induits par le vent suivent d’abord les côtes tunisiennes puis se détachent pour couler entre les isobathes 100 et 200 m et à partir de 13°E ils coulent sous forme d’un courant côtier intense. Les courants dans le chenal de Sfax sont parallèles à la côte alors que la circulation dans le golfe de Gabès est animée par une structure anticyclonique permanente faible ne favorisant ni le renouvellement des eaux ni la dispersion des rejets en mer vers le large. Cette circulation résiduelle est caractérisée par une variabilité saisonnière importante. En effet l’automne et l’été sont caractérisés par une activité tourbillonnaire faible liée essentiellement à l’action du vent, le printemps apparait comme la période la plus calme de l’année alors que l’hiver est caractérisé par des courants très forts par rapport aux autres saisons. La prise en compte de la pression atmosphérique a contribué à l’intensification des courants dans le détroit siculo-tunisien surtout pendant la période estivale.

Abstract: This study aims at analyzing the residual circulation in the central Mediterranean Sea using a barotropic configuration of ROMS model. We made, therefore, three high-resolution experiences; in the first one, we have forced the model by tides, in the second one we have forced by tides and wind simultaneously and in the last one, we have used tides, wind and atmospheric pressure. Our results showed that the residual currents induced by wind follow the Tunisian coast, then they start pouring between 100 and 200 m isobaths and as it reaches 13° E, they flow to the east with a strong coastal current. In the Sfaxian channel the currents are parallel to the coast, while the flow in the Gulf of Gabes is animated by a low permanent anticyclone that hinders the renewal of waters as well as the dispersion of discards to the sea. Our results showed also that this residual flow is characterized by a significant seasonal variability. Indeed, the fall and the summer are characterized by low mesoscale activity related primarily to the wind; the spring appears to be the quietest period of year while the winter is characterized by very strong currents compared to the other seasons. We have found also that the inclusion of atmospheric pressure has contributed to the intensification of currents in the Sicilian-Tunisian strait especially during the summer.

ملخص: يهدف هذا العمل إلى دراسة التيارات المائية الناجمة عن الرياح و الضغط الجوي في وسط البحر األبيض المتوسط و ذلك بواسطة نموذج رقمي ثنائي األبعاد. لذلك قمنا بثالثة تجارب رقمية، في األولى استعملنا المد و الجزر, في الثانية استعملنا المد و الجزر والرياح أما في الثالثة فقد أخذنا في اإلعتبار أيضا الضغط الجوي. أثبتت نتائجنا أن التيارات المائية الناجمة عن الرياح تتبع أوال السواحل التونسية، ثم تجري هذه المياه ما بين عمقي 100 و 200 متر و انطالقا من 13درجة شرقا تتجه نحو الشرق في شكل تيار ساحلي قوي.اتجاه هذه التيارات في قناة صفاقس هو مواز للساحل بينما حركة دوران المياه في خليج قابس تتميز بدوامة مائية على مدار السنة ال تتجاوز سرعة تياراتها 4 صم/ث مما يشكل عائقا أمام تجدد المياه في هذه المنطقة من جهة ومن جهة أخرى ال يسمح بتشتت الفضالت نحو عرض البحراألبيض المتوسط. لقد أظهرت نتائجنا أيضا أن حركة دوران المياه الناجمة عن الرياح تتميز بتباين موسمي هام حيث أن الخريف و أساسا الصيف تنشط فيه دوامات ضعيفة في حين أن الشتاء يعرف بتيارات قوية جدا مقارنة بالمواسم األخرى. واستنتجنا أيضا أن الضغط الجوي يساهم في تكثيف التيارات في مضيق صقلية و خاصة في الصيف. INTRODUCTION Les régions côtières de l’océan mondial subissent de fortes agressions liées essentiellement à l’activité humaine (tourisme, pêche, industrie, urbanisation ports, etc.,…). Il en résulte souvent une pollution majeure dans les océans, que ce soit par les rejets des fleuves, les déversements d’usines à la côte ou encore les dégazages des navires. Les phénomènes naturels (vent, houle, vague, etc,…) et l’intervention humaine participent également à l’apparition de manifestations hydro-sédimentaires telles que le recul des plages, l’engraissement des ports et essentiellement l’érosion des plages et des côtes qui est le problème le plus répandu à l’échelle planétaire 66

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(DHOUIB,F., 2010, PASKOFF, 2001). Dans ce contexte la compréhension de notre environnement marin est devenue un des principaux enjeux socio-économiques. Au-delà même de problématiques liées à l’impact sur le milieu marin côtier, les plateaux continentaux représentent un milieu très complexe encore peu compris. Cette complexité vient du fait que la zone côtière est le siège d’un grand nombre de processus d’échelles spatio- temporelles très différentes (GRASSO, 2009) qui vont de quelques secondes dans le cas des ondes de tempête à la saison pour les ondes piégées à la côte. C’est pour toutes ces raisons que les régions côtières ont connu un intérêt grandissant ces dernières années (AIBEROLA and MILLOT, 2003 ; ABDENNADHER and BOUKTHIR., 2006) et la compréhension de la dynamique de cette zone revient surtout à appréhender les courants qui sont à l’origine du transport sédimentaire et chimique. Ces courants sont les courants induits par les effets météorologiques, appelés souvent courants résiduels. Pour accéder à ces courants nous avons forcé le modèle par la marée d’abord puis par les effets combiné de la marée et les effets météorologiques. Les courants résiduels sont obtenus en retranchant le signal dû à l’action de la marée seule du signal obtenu en forçant la circulation avec tous les forçages.

MATERIELS ET METHODES Nous avons utilisé un modèle hydrodynamique à haute résolution ROMS , développé initialement à l’Université de Rutgers et qui a été adapté par ABDENNADHER et BOUKTHIR (2006) pour tenir compte du potentiel astronomique et de l’effet de charge. Ce modèle est basé sur la résolution numérique des équations primitives. Dans sa configuration barotrope les équations du modèle sont intégrées sur la profondeur instantanée h(t) qui, en tenant compte du potentiel générateur, se réduisent à :

u  b + (u.)u + 2  u = −g( − pot )− + Dhu t h h + (h u)= 0 , t

où u désigne la vitesse barotrope, D hu le terme de diffusion horizontale moyennée sur la profondeur,  désigne l’élévation de la surface,  pot est la dénivellation associée au potentiel générateur et  b est la tension de friction au fond. Notre domaine s’étend de 9.7°E à 17°E et de 32.5°N à 39°N et, la résolution horizontale choisie est de 1/24°. Le modèle a été intégré dans le temps à partir des conditions initiales au repos; le forçage par la marée intervient uniquement au niveau des frontières ouvertes en y imposant les coefficients (amplitude et phase) des composantes les plus importantes dans notre région, à savoir M2, S2, N2, K1 et O1. Pour étudier les courants induits par les effets météorologiques, nous avons réalisé trois expériences numériques: dans la première (E1) le modèle est forcé uniquement par les ondes de marée, dans la deuxième (E2) il est forcé simultanément par la marée et le vent, et finalement dans la troisième (E3) nous rajoutons un troisième forçage, à savoir la pression atmosphérique. Les trois séries seront réalisées dans les mêmes conditions, seuls les forçages changent. RESULTATS ET DISCUSSION Après la validation de notre modèle nous avons abordé la circulation résiduelle induite par les effets météorologiques. Le modèle a été intégré pendant 4 ans, une période suffisante pour avoir un état statiquement stable.

Courants résiduels (induits par le vent) : Nous définissons les courants résiduels comme étant les courants induits par le vent et s’obtiennent en retranchant les courants de marée issus des simulations forcées par la marée uniquement de ceux obtenus en forçant le modèle simultanément par la marée et le vent. Pour étudier la variabilité saisonnière de la circulation résiduelle, nous avons représenté sur la figure 1 les courants en moyenne saisonnière pour l’hiver, le printemps, l’été et l’automne. Globalement, les courants suivent les côtes tunisiennes puis coulent entre les isobathes 100 et 200m pour suivre enfin les côtes libyennes où ils s’intensifient encore plus. Au sud de la Sicile nous notons la présence d’onde piégée à la côte tout au long de l’année qui est générée forcément par le vent. Nous remarquons également la présence de quelques structures tourbillonnaires dont la plupart sont des anticyclones générés pendant l’été et l’automne au niveau des côtes tunisiennes dont un dans le golfe de Hammamet, un deuxième centré sur (12.3°E, 35.2°N) et un troisième centré au niveau de (11.7°E, 33.6°N). Par ailleurs ces tourbillons sont faibles et disparaissent en printemps et en hiver. La circulation dans le golfe de Gabès est animée par des courants très faibles tout au long de l’année avec une circulation anticyclonique en hiver et en automne alors que le chenal de Sfax-Kerkennah est le siège de courants forts parallèles aux côtes sauf en été où ils sont dirigés d’Est vers l’ouest 67

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(autrement vers la côte). Nos résultats montrent aussi que le nord ouest de la Sicile est animé d’une circulation cyclonique permanente. Le printemps apparait donc comme la période la plus calme de l’année alors que l’hiver est caractérisé par des courants très forts par rapport aux autres saisons. En effet, le maximum absolu de courant, de l’ordre de 21.5 cm/s, enregistré en hiver alors que pour les autres saisons il varie de 5 à 9 cm/s. Nous notons également que l’été se présente comme la période de développement de l’activité tourbillonnaire, qui semble être relativement faible. Nous avons montré dans notre étude que cette activité tourbillonnaire est induite par l’action du vent étant donné que toutes les structures identifiées précédemment n’étaient pas présentes en forçant par la marée seule.

Hiver Printemps

Eté Automne

Figure 1 : Courants résiduels en moyenne saisonnière.

Courants induits par les effets météorologiques Après avoir étudié la circulation résiduelle induite par le vent, nous allons maintenant rajouter un deuxième forçage météorologique à savoir la pression atmosphérique. Nos résultats ont montré que les courants obtenus en 68

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moyenne saisonnière en tenant compte des trois forçages ont la même allure que ceux obtenus avec la deuxième expérience. Pour mieux identifier l’effet de l’ajout de la pression atmosphérique sur les courants il est judicieux de retrancher le signal de marée du signal total. Les courants résiduels saisonniers, induits par les effets météorologiques, sont reportés sur la figure 2. Ils sont faibles presque partout et ce pour les quatre saisons sauf sur les côtes tunisiennes où ils sont relativement plus forts. L’allure de ces courants saisonniers présente une légère différence par rapport à ceux obtenus dans la deuxième expérience. En effet la prise en compte de la pression atmosphérique a pour effet d’intensifier les courants principalement dans le détroit de Sicile, pendant la saison estivale. Ceci montrerait que la réponse de la mer aux variations de la pression atmosphérique dans la région d’étude n’est pas tout à fait du type baromètre inverse.

Hiver Printemps

Eté Automne

Figure 2: Courants induits par les effets météorologiques 69

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En moyenne annuelle, les courants résiduels reportés sur la figure 3 sont relativement faibles et le maximum ne dépasse pas 8 cm/s. La distribution spatiale des courants confirme aussi que la circulation dans le golfe de Gabès est anticyclonique. Ces courants faibles ne vont pas participer à un renouvellement rapide des eaux dans le golfe de Gabès. Au contraire, ils favoriseraient une accumulation de polluants sur les côtes. La dénivellation de la surface libre, comme dans le cas d’un forçage combiné de marée et de vent, est positive sur les côtes tunisiennes traduisant à priori un phénomène de surcote qui pourrait accentuer le phénomène d’érosion des côtes.

Figure 3 : Moyenne annuelle des courants et de la dénivellation de la surface libre (cm) induits par les effets météorologiques. CONCLUSION L’étude réalisée à l’aide d’une configuration bidimensionnelle du modèle ROMS nous a permis de conclure que les courants résiduels suivent d’abord les côtes tunisiennes puis s’en détachent pour couler entre les isobathes 100 et 200m et à partir de 13°E. Ils coulent sous forme d’un courant côtier intense. L’automne et surtout l’été sont caractérisés par une activité tourbillonnaire faible liée essentiellement à l’action du vent. La circulation dans le golfe de Gabès est caractérisée par une structure anticyclonique. Les courants y sont relativement faibles ce qui ne favoriserait pas le renouvellement des eaux dans le golfe. Dans le chenal de Kerkennah-Sfax les courants sont orientés essentiellement parallèlement à la côte et parfois vers elle. Cette information pourrait être utile pour les études environnementales dans cette zone. Dans ce contexte nous avons calculé le temps de renouvellement pour un sous domaine incluant le chenal de Sfax et les îles Kerkennah. Pour un vent saisonnier, ce temps varie de 480 jours en hiver à 830 jours au printemps montrant ainsi l’influence du forçage météorologique puisque l’intensité du vent varie selon les saisons. Nous avions aussi calculé le temps de renouvellement pour d’autres sous domaines où les courants sont très faibles et nous avions trouvé qu’il était de l’ordre de quatre ans et même plus. Ainsi si on serait amené à installer des émissaires en mer dans ces régions, il faudrait qu’ils soient suffisamment long (donc le plus loin possible de la côte) pour minimiser le retour des rejets vers la côte et les pousser plutôt vers le large. Nous avions juste voulu montrer ce qu’un modèle hydrodynamique numérique pourrait offrir comme éléments pour aider les décideurs à mieux protéger les côtes et préserver les écosystèmes. BIBLIOGRAPHIE ABDENNADHER, J., and BOUKTHIR, M., 2006: Numerical simulation of the barotropic tides in the Tunisian shelf and the strait of Sicily. Journal of Marine Systems, 63, 162-182. ALBEROLA, C., and MILLOT , C., 2003: Circulation in the french mediterranean coastal zone near Marseilles : the influence of wind and the northern current. Continental Shelf Reasearch, 23, 587-610. DHOUIB, F., 2010 : Modélisation hydrodynamique et évolution du trait de côte : application à la frange côtière de Sfax, mémoire de mastère, Université de Sfax. GRASSO, F., 2009: Modélisation physique de la dynamique hydro-sédimentaire des plages, Thèse de Doctorat, Université Joseph Fourier.

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PASKOFF R., 2001 : L’élévation du niveau de la mer et les espaces côtiers. Institut Océanographique, Collection « Propos », p190.

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Diplodus cervinus (lowe, 1858) (Téleostéen, Sparidae), le nouvel hôte méditerranéen de Lernanthropus brevis richiardi, 1879 (Parasite, Copépode, Siphonostomatoida).

F. HAMZA

Faculté des Sciences Biologiques, USTHB.BP 32, El Alia. Alger. Algérie. E-mail: [email protected]

RÉSUMÉ

Dans la perspective de l’analyse exhaustive de la biodiversité des Copépodes parasites du littoral Algérien, 40 espèces de poissons Téléostéens, appartenant à 25 genres et 17 familles ont été examinées. 18 espèces de copépodes parasites appartenant à 12 genres et 6 familles ont été recensées. Parmi ces espèces Lernanthropus brevis (Lernanthropidae) a été rencontré sur les poissons Sparidae Diplodus puntazzo, Diplodus sargus et Diplodus vulgaris, ainsi que Diplodus cervinus qui apparait comme étant un nouvel hôte méditerranéen. L’étude morphologique du parasite permet par ailleurs de confirmer sa synonymie avec l’espèce Lernanthropus vorax Richiardi, 1879.

ABSTRACT

The analysis of the biodiversity of the parasitic Copepoda off the Algerian coast, allowed us to examine 40 teleost fish species belonging to 25 genera and 17 families were examined. 18 species of parasitic copepods belonging to 12 genera and 6 families were collected. Among these species Lernanthropus brevis (Lernanthropidae) was met on the Sparidae fishes Diplodus cervinus , Diplodus puntazzo, Diplodus sargus and D.vulgaris . Among these hosts Diplodus cervinus appears as a new Mediterranean host. Furthermore the morphological study of the parasite permitted to confirm its synonymy with the other species Lernanthropus vorax Richiardi, 1879.

ملخص

كانت القشريات الطفيلية ألسماك الساحل الجزائري معروفة ببعض األبحاث القديمة..فبغرض استكمال وتحديث هذه المعلومات قمنا ببحث و بدراسة شاملة لهذه الفئة من الطفيليات عند 40 نوعا من األسماك مكتملة العظام، ينتمون إلى 25 جنسا و 17 عائلة. تم جمع 18 نوعا من المجدافيات الطفيلية تنتمي إلى 12 جنسا و 6 أسر. من بينها )Lernanthropus brevis (Lernanthropidae الذي شوهد عند اسماك Sparidae هم ,Diplodus cervinus Diplodus puntazzo, Diplodus sargus, Diplodus vulgaris

من بين النتائج المحصلة عليها قد يظهر المضيف Diplodus cervinus ألول مرة في منطقة البحر األبيض المتوسط إذ لم يعرف للحين إال على السواحل األطلسية.

INTRODUCTION

Les Copépodes parasites de poissons téléostéens du littoral algérien ont fait l’objet de quelques travaux anciens menés par ROSE et VAISSIERE (1952 a et b), DELAMARE DEBOUTEVILLE et NUNES-RUIVO (1952) et NUNES-RUIVO (1954). Des inventaires faunistiques plus récents ont été depuis menés par RAMDANE et TRILLES (2007) et BOUALLEG et al., (2010). Pour une meilleure connaissance de ce groupe faunistique, nous nous sommes intéressées à ces parasites avec pour objectif de réaliser entre autre l’analyse de la biodiversité taxonomique de ce groupe en relation avec celle de leurs hôtes téléostéens (HAMZA et al, 2007 ; HAMZA, 2010). Parmi les parasites recensés figure Lernanthropus brevis Richiardi, 1879 (Copepoda, Siphonostomatoida, Lernanthropidae). Cette espèce nous ait apparue particulièrement intéressante de par sa synonymie avec Lernanthropus vorax (RICHIARDI, 1879) qui n’est toujours établie et sa relation avec les nombreux hôtes sparidés du genre Diplodus auxquels elle est inféodée.

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MATÉRIEL ET MÉTHODE

La recherche des parasites a été réalisée sur des poissons frais, provenant de 3 régions du littoral algérois, la baie d’Alger au centre, Tamentfoust à l’est et la baie de Bouharoun à l’ouest (Fig.1).

Figure.1-Distribution des sites de prélèvements sur le littoral algérois (Google, 2015)

Les poissons acquis dans les ports et les pêcheries ont été acheminés au laboratoire, déterminés (FISHER et al, 1987) puis disséqués. Les branchies ont été ensuite retirées une à une suivant leur ordre d’insertion et déposées dans de l’eau de mer filtrée après que les arcs branchiaux droits et gauches aient été détachés par incisions dorsale et ventrale. Les copépodes présents ont été détachés à l’aide de pinces fines sous la loupe binoculaire, nettoyés et conservés dans de l’alcool 70°. L’étude morphologique des individus (habitus et appendices) réalisée au microscope photonique et à la loupe binoculaire a permis d’établir leur taxonomie (HUYS et BOXSHALL, 1991).

RÉSULTATS ET DISCUSSION

Au cours de notre investigation 18 espèces de copépodes parasites appartenant à 12 genres et 6 familles ont été prélevées. Parmi ces espèces figurait Lernanthropus brevis Richiardi, 1879, recensé chez 4 espèces de Sparidae, Perciformes, Diplodus cervinus , Diplodus puntazzo, Diplodus sargus et Diplodus vulgaris (Tableau I, annexe).

Lernanthropus brevis (Fig.2) est un Copépode parasite méditerranéen. Cette espèce synonyme de Lernanthropus vorax appartient à l’ordre des Siphonostomatoida et à la famille des Lernanthropidae (KABATA, 1979). La femelle, seule parasite mesure de 3 à 5 mm. Elle a le corps formé par le céphalothorax suivi du tronc avec lequel il a partiellement fusionné ; l’abdomen réduit porte les rames caudales. Le corps forme dorsalement avec le quatrième segment thoracique une plaque dorsale caractéristique. Les sacs ovigères sont tubulaires et unisériés. L’antennule est plurisegmenté, l’antenne unciforme, les mandibules dentelées ; les maxillules, les maxilles et les maxillipèdes sont bilobées. Les deux premières paires de pattes thoraciques sont biramées, les troisièmes et quatrièmes paires modifiées, lamellaires. Le mâle plus petit, mesure de 1.5mm à 3mm (RAIBAUT et al, 1971, KABATA, 1979 ; BOXSHALL et HALSEY, 2004 ; HAMZA, 2010).

Cette espèce est un parasite branchial, rencontré habituellement chez les Sparidae Diplodus puntazzo, D.sargus et D.vulgaris où sa présence a été rapportée en Adriatique (VALLE, 1880; RADUJKOVIC et RAIBAUT, 1987), en France (DELAMARE-DEBOUTEVILLE et NUNES-RUIVO, 1952 ), en Italie (RICHIARDI, 1879) et en Tunisie (RAIBAUT et al., 1971 ; BENMANSOUR et BEN HASSINE, 1997) .

En Algérie, nos travaux d’investigation (HAMZA et al., 2007 ; HAMZA, 2010), en complément des travaux menés par ROSE et VAISSIERE (1952 b), ont permis de confirmer la présence du parasite sur le littoral algérien, chez Diplodus puntazoo et Diplodus sargus, ainsi que chez Diplodus vulgaris hôte nouveau pour cette zone.

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Un nouvel hôte a été également recensé (HAMZA, 2010). Il s’agit de Diplodus cervinus (Téléostéen,Sparidae) (TabIeau I, annexe). Ce poisson signalé uniquement en Atlantique (BRIAN, 1924) demeurait jusqu’alors inconnu en Méditerranée.

Figure 2: Lernanthropus brevis ; habitus femelle, habitus mâle et appendices (d’après HAMZA, 2010).

Par conséquent la découverte du couple Diplodus cervinus- Lernanthropus brevis sur les côtes algériennes permet de rapporter pour la première fois, D. cervinus comme hôte Méditerranéen du copépode L.brevis.

L’espèce Lernanthropus brevis a longtemps été considérée comme distincte de Lernanthropus vorax malgré les nombreuses similitudes entre ces deux espèces. L’étude morphologique détaillée des spécimens récoltés sur Diplodus puntazzo, D.sargus et D.vulgaris nous permettent en accord avec les travaux de CABRAL (1983), de confirmer la synonymie de ces deux espèces 74

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BIBLIOGRAPHIE

Benmansour, B. & Ben Hassine, K., 1997. Preliminary analysis of parasitic Copepod species richness among coastal fishes of Tunisia. Ital. J .Zool., 65, Supplement, 341-344. Boualleg, C., Seridi, M ., Kaouachi N., Quiliquini, Y & Bensouillah M., 2010. Les Copépodes parasites de poissons téléostéens du littoral Est-algérien. Bulletin de l’Institut Scientifique, Rabat, section Sciences de la Vie, 2010, n°32 (2), 65-72. Boxshall, G.A. & Halsey, S.H., 2004. An introduction to the diversity of copepods. London; The Ray Society, 966p. Brian A., 1924. Arthropoda (1ère partie) Copepoda. Copépodes commensaux et parasites des côtes mauritaniennes. Parasitologia mauritanica. Bull. Comm. Etud. Hist. Sci. Afr. Occid. Fr., 365-427. Cabral P., 1983. Morphologie, biologie et écologie des copépodes parasites du Loup Dicentrarchus labrax (Linné, 1758) et du Sar rayé Diplodus sargus (Linné, 1758) de la région languedocienne. Thèse 3ème cycle, Univ. Montpellier II: 221 p. Delamare-Deboutteville, C. & Nunes-Ruivo LP., 1952. Copépodes parasites des poissons de Banyuls (2° série). Vie et Milieu, 3 (3): 292-300. Fischer W., Bauchot M L & Schneider M., 1987. Fiche d’identification des espèces pour les besoins de pêche Méditerranée et Mer Noire ; zone de pêche 37 Ed. Organisation des Nations Unies pour l’Alimentation et l’Agriculture. Rome. Volume 2:761-1530. Hamza F. Boxshall G. & Kechemir-Issad N., 2007. A new species of Prohatschekia Nunes-Ruivo, 1954 (Copepoda: Hatschekiidae) parasitic on Scorpaena elongata (Cadenat) off Algeria. Syst Parasitol, 67:119-124. Hamza F., 2010.. Les copépodes parasites de poissons Téléostéens du littoral Algerien.Biodiversité et aspects bio-écologiques du parasitisme .Thèse de doctorat d’Etat en Sciences biologiques. Université des Sciences et de la Technologie Houari Boumediene. Alger : 368 p. Huys, R. & Boxshall , G.A. (1991). Copepod Evolution. London: The Ray Society, 468pp. Kabata Z. 1979. Parasitic Copepoda of British Fishes. The Ray Society, London, 468 p. Nunes-Ruivo, L. P., 1954 . Copépodes parasites de poissons. Résultats Campagne du Pr. Lacaze-Duthiers. I. Algérie 1953. Vie et Milieu, 3 :115-183. Radujkovic B. & Raibaut A., 1987. Copépodes parasites des poissons des côtes du Monténégro (Adriatique Sud). Acta Adriat., 28: 121-142. Raibaut A., Ben Hassine O.K. & Maamouri K., 1971. Copépodes parasites des poissons de Tunisie (première série). Bull. Inst. Océanogr. Pêche, Salammbô, 2:169-197. Richiardi S., 1879. Sopra cinque nuove specie di crostacei parassiti. Proc.Verb.Soc. Tose. Sc. Nat. Pisa., 1-81. Ramdane, Z., & Trilles. J.P. (2007). Pararsitic Copepods (Crustacea : Copepoda) from Algerian marine fishes. Zootaxa, 1574, 49-68. Rose, M., & Vaissiere, R., 1952a. Catalogue préliminaire des Copépodes de l’Afrique du Nord (II). Bull. Soc. Hist. Nat. Afr. Nord, 43, 164-176. Rose, M., & Vaissiere, R., 1952b. Catalogue préliminaire des Copépodes de l’Afrique du Nord (III). Bull. Soc. Hist. Nat. Afr. Nord, 43, 83-99. Valle A., 1880. Crostacei parassiti dei pesci dei mare Adriatico. Bull. Soc. Adriat. Sei. Nat., 6 : 55-90.

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ANNEXE

Tableau I : les poissons hôtes du Copépode parasite Lernanthropus brevis Richiardi, 1879 Genre et espèce Poissons hôtes Caractères distinctifs (d’après FISHER et al, 1987)

corps ovale, trapu ; museau effilé, Diplodus cervinus (Lowe, lèvres épaisses, couleur gris-rosâtre à 1838) reflets dorés avec cinq bandes verticales brun-rougeâtre sur le Synonymes :Sargus cervinus corps ; une dizaine d’incisives et Doderlein, 1891 ; Diplodus plusieurs rangées de petites molaires trifaciatus Lozano rey, 1952 sur chaque mâchoire. (Sar à grosses lèvres) Distribution: Méditerranée Atlantique Est. Diplodus puntazzo (Walbaum, 1792) corps ovale, comprimé ; la bouche en bec à lèvres épaisses, 8 incisives Synonymes :Puntazzo inclinées; couleur gris-argenté à puntazzo (Cetti, 1777) ; reflets dorés, alternance de bandes Charax puntazzo verticales sombres et claires. Valenciennes, 1830 Distribution : Méditerranée, (Sar à museau pointu) Atlantique Est.

corps ovale, 8 incisives sur chaque Diplodus sargus sargus mâchoire et plusieurs rangées de (Linnaeus, 1788) molaires ; couleur grisâtre à reflets

Synonymes : Sargus sargus argentés, à bandes verticales Linné, 1758 ; Sargus rondeleti sombres, une tache noire sur le Valenciennes, 1830 pédoncule caudal. (Sar commun) Distribution : Méditerranée, Atlantique Est, Sud Océan Indien.

corps ovale, comprimé, bouche en Diplodus vulgaris forme de bec avec 8 incisives sur Geoffroy St Hilaire, 1817 chaque mâchoire et plusieurs

Synonymes : Sargus vulgaris rangées de molaires ; couleur gris- Geoffroy st Hilaire, 1817 ; argenté, une tache noire sur la nuque Sargus salviani Valenciennes, et un anneau noir sur le pédoncule 1830 caudal. Distribution : Méditerranée, (Sar à tête noire) Atlantique Est, Sénégal, Angola.

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COUPLAGE SAISONNIER ENTRE L’APPARITION DES LARVES DE BIVALVES ET LA TEMPERATURE DE L’EAU DANS LA LAGUNE DE GHAR EL MELH Ziadi B1, 2., Dhib A1, 2., Turki S2., Aleya L1 1 Université de Franche-Comté, Laboratoire de Chrono-Environnement, UMR CNRS 6249, France. 2 Institut National des Sciences et Technologies de la Mer (INSTM), Centre la Goulette, Tunisie. E-mail: [email protected]; [email protected]; [email protected]; [email protected]. Résumé L’objectif de cette étude est de mettre en évidence les fluctuations du méroplancton (larves de bivalves et autres larves) en fonction de la température de l'eau durant une année d’échantillonnage de février 2011 à janvier 2012 au niveau de 5 stations de la lagune de Ghar El Melh (mer Méditerranée, nord de la Tunisie). Un échantillonnage bimensuel a été effectué. Les échantillons de zooplancton ont été recueillis à l’aide d’un filet à plancton de forme conique (100 µm de vide de maille). 20 litres d'eau de mer ont été filtrés au niveau de chaque station et conservés dans une solution de glutaraldéhyde à 4% pour l'identification et le dénombrement de zooplancton. Selon l'analyse de redondance, une différence significative a été observée dans la distribution des larves entre les saisons (RDA, F = 10,28, p <0,001). L'été et l'automne semble être la période de développement des larves de bivalves. Les modèles additifs généralisés montrent une forte corrélation entre les larves de bivalves et les fortes températures (GAM, F = 23,2, p <0,001). Ce paramètre représente 26% de la déviance de la variabilité de l’abondance des larves. Le processus de développement de plusieurs générations de larves pourrait avoir été prédéterminé par la température. Mots clés: Méroplancton, larves de bivalves, température, lagune de Ghar El Melh. Abstract The purpose of this study was to explore the relationship between the appearance of some meroplanktonic forms and water temperature. Meroplankton abundance (bivalve larvae and other larvae) and water temperature fluctuations were studied from February 2011 to January 2012 at five stations in Ghar El Melh lagoon (Mediterranean Sea, Northern Tunisia). Sampling was carried twice per month at five sampling stations. Zooplankton samples were collected with conical plankton net (mesh size 100 μm). For each sample, 20 liters of sea water were filtered and preserved in 4 % buffered glutaraldehyde seawater for identification and enumeration of zooplankton. According to Redundancy analysis, a significant difference was found in the distribution of larvae among the seasons (RDA, F = 10.28, p < 0.001), summer and autumn seem to be the period of development of bivalve larvae. The Generalized Additive Models show strong correlation of bivalve larvae with high temperature (GAM, F = 23.2; p < 0.001). This environmental parameter accounted for 26 % of the deviance in variability in larvae abundance. The development process of many generations of larvae seems to be predetermined by temperature. Key words: Meroplankton, bivalve larvae, temperature, Ghar El Melh lagoon. ملخص

الهدف من هذه الدراسة هو تسليط الضوء على العالقة بين العوالق في طور اليرقات و حرارة المياه. تمتد دراسة تقلبات وفرة ذو الصدفتين و باقي اليرقات مع درجة حرارة المياه لمدة سنة واحدة من شهر فيفري 2011 الى جانفي 2012 في 5 محطات في بحيرة غار الملح و قد تم اخد العينات مرة كل أسبوعين. تم جمع العينات من العوالق الحيوانية باستخدام شبكة عوالق. تمت تصفية 20 لتر من مياه البحر و تخزينها في gluteraldehyd e ℅ 4 للتعداد. وفقا ل RDA Analys e لوحظ وجود اختالف كبير في توزيع اليرقات عبر الفصول (RDA, F=10.28, p < 0.001) و يكو نe كل من فصل الصيف و الخريف مناسبا لنمو هذا النوع من اليرقات. كما يشير GAM نموذج الى وجود عالقة قوية بين اليرقات و ارتفاع درجات الحرارة (GAM, F=23.2, p<0.001) .

INTRODUCTION En transférant le carbone fixé par le phytoplancton aux niveaux trophiques supérieurs, le zooplancton joue un rôle essentiel dans la structure de la chaîne alimentaire et la santé des écosystèmes (Hughes, 2000a, b; De- Young et al., 2004; Sampey et al., 2007). Le méroplncton, forme larvaire qui ne passent qu'une partie de leur cycle de vie dans le plancton, constitue une composante importante du zooplancton. L’abondance du méroplancton est relative à la période de reproduction des adultes (Williams et Collins, 1986). Constituant une partie majeure de la communauté du zooplancton rencontrée surtout dans les mers oligotrophes comme la Méditerranée (Fulton, 1984; White and Roman 1992; Kouwenberg, 1993); la distribution saisonnière du méroplancton reste mal traitée. En effet, pour de nombreuses espèces benthiques, le pic principal d'éclosion coïncide généralement avec une augmentation de la température de l'eau ce qui implique un temps plus court pour le développement. Aussi, des températures élevées peuvent également améliorer la survie des larves en accélérant le développement et le raccourcissement du temps passé dans le stade planctonique. (Hoegh-Guldberg 77

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and Pearse, 1995; Kirby et al., 2007, 2008; O'Connor et al., 2007). La température semble être un facteur important pour la durée de la reproduction des bivalves (Chicharo et Chicharo, 2001). Une augmentation de la température raccourcit la durée du stade larvaire (Mackie, 1984) et constitue même un facteur important pour le déclanchement du processus de la reproduction chez les bivalves (Van der Gaag et al., 2014; Schütz 1969; Rajagopal et al., 1995; Ram et al., 1996). L'objectif de cette étude est de décrire la saison, la dynamique et la distribution spatiale des larves de bivalves conduites par la température de l'eau dans la lagune de Ghar El Melh (GML). MATERIEL ET METHODES Site d'étude : La lagune de Ghar El Melh est une lagune côtière (37 ° 06 'N ; 10 ° 11' E) située dans la partie nord du golfe de Tunis (Tunisie), entre Ras Tarf (Cap Farina) et l'estuaire de la rivière Medjerda (Fig. 1). La lagune est composée d'un complexe de trois parties: la lagune principale ou El Bhira (26,7 km2), Sebkhet El Ouafi (5,2 km2) dans le sud-est, et Sebkhet Sidi Ali El Mekki (3,7 km2) dans le nord-est (Ayache et al., 2009). La lagune est peu profonde (profondeur maximale= 1,1 m) (Thompson et al., 2009), séparée de la Méditerranée par des bancs de sable et ayant une seule communication avec la mer par l’intermédiaire d’une seule ouverture permanente (70 m de large ; 1,5-2,5 m de profondeur).

Echantillonnage : Un échantillonnage bimensuel a été effectué durant la période allant de février 2011 à janvier 2012 au niveau de cinq stations (S1 à S5) dans la lagune de GML (Fig. 1). S1 est située dans la partie nord-est de la lagune dans une zone peu profonde influencée par un apport en eau douce de «El Ayoune". S2 est en face d’ El Boughaz (Canal de connexion permanent avec le golfe de Tunis). S3 est située dans le sud-est de la lagune au milieu de Sabkhet El Ouafi. S4, au sud-ouest de GML, est affectée par les rejets industriels lourds. S5, située dans la partie nord de la lagune, est affectée par une décharge agricole et urbaine. Figure 1 : Situation géographique de la lagune de Ghar El Melh, S1 à S5 : stations d'échantillonnage. Les mesures des paramètres physiques (température) ont été réalisés in situ à l’aide d’un multi-paramètre (Multi 340 i / SET). La collecte du zooplancton a été faite à l’aide d’un filet à plancton de forme conique (vide de maille=100 µm). 20 litres d'eau de mer ont été filtrés au niveau de chaque station. Les échantillons sont par la suite fixés dans une solution de gluteraldéhyde-eau de mer à 4%. Le dénombrement et l'identification du zooplancton ont été effectué sous une loupe binoculaire et un microscope à lumière transmise LEICA. Les clés d’identification utilisées étaient celles de Rose (1933), Trégouboff et Rose (1957a, b), et Dussart (1967). L’abondance du méroplancton a été exprimée en nombre des individus par mètre (N m-3). L’évaluation de la variabilité de la température de l'eau entre les stations et les mois a été mise en évidence en ayant recours à une analyse unidirectionnelle de la variance (ANOVA) a été utilisée pour évaluer. Une analyse de redondance (RDA) a été réalisée pour définir les effets des stations et des saisons sur l'abondance des larves de lamellibranches. Les modèles additifs généralisés (GAM) (Wood, 2006) ont été utilisés pour évaluer l'effet de la température de l'eau sur la distribution des larves.

RESULTATS Température : La température la plus élevée (27,6 ° C) a été enregistrée en juin 2011 à la station S5 et la plus basse (11,1 ° C) en janvier 2012 à S4. La température moyenne de l'eau a atteint son maximum en été (Fig. 2). En raison de la faible profondeur de la lagune (<2 m), la stratification thermique n'a pas eu lieu. La température variait considérablement d'une saison à une autre (ANOVA, F = 101,27, p <0,001), mais pas au niveau des sites d'échantillonnage (ANOVA, F = 0,08, p = 0,98). La distribution des larves : 30 % du zooplancton total trouvé en GML correspond aux groupes méroplanctoniques (véligères de gastéropodes et larves des bivalves, de polychètes, de cirripèdes, d’échinides, de némertes, de phoronides, de décapodes, de vers plats et de poissons (tableau 1). Les larves de bivalves étaient les plus abondantes avec un pourcentage de 14,88%. L’abondance des larves de bivalves variait de 0 N m-3 au mois de mars à 83,7x 103 N m-3 en juillet à S5. Les pics d’abondance enregistrés coïncidaient avec de fortes températures de l'eau en été et en automne (25 et 21 ° C, respectivement) (Fig. 3).

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Tableau 1. Les abondances saisonniéres moyennes (± écartype) des plus importants groupes méroplanctoniques rencontés dans la GML. Hiver Printemps Eté Automne Méroplancton total (x 104 N m-3) 0.880 ± 0.485 0.363 ± 0.183 2.263 ± 0.963 2.518 ± 0.474 Larves de bivalves (x 104 N m-3) 0.148 ± 0.063 0.221± 0.108 1.200 ± 0.926 1.386 ± 0.403 Véligères de gastéropodes (x 104 N m-3) 0.159 ± 0.067 0.056 ± 0.039 0.011 ± 0.491 0.925 ± 0.398 Larves de polychètes (x 104 N m-3) 0.476 ± 0.52 0.006 ± 0.003 0.045 ± 0.020 0.1468 ± 0.0517 Nauplii de cirripèdes (x 103 N m-3) 0.966 ± 1.233 0.784 ± 0.623 0.066 ± 0.061 0.590 ± 0.444 Larves de poissons (x 102 N m-3) 0 ± 0 0.048 ± 0.034 0.060 ± 0.080 0 ± 0 Larves d’échinides (x 102 N m-3) 0 ± 0 0.042 ± 0.085 0 ± 0 0.040 ± 0.080

Figure 2 : Boxplots représentant les variations saisonnières de la température de l'eau dans la lagune de Ghar El Melh.

Figure 3 : Les variations saisonnières de la température de l’eau de surface et des larves de bivalves dans la lagune de Ghar El Melh.

L’analyse de redondance (RDA) nous a permis de conclure qu’il n’y a pas de différence significative entre les stations d'échantillonnage (RDA, F = 2,09, p = 0,07) alors que, des changements ont été constatés selon les saisons (RDA, F = 10,28, p <0,001; Fig. 4). Cette variabilité temporelle explique 23,4% des changements de l'abondance des larves de bivalves avec un premier axe qui soutient un effet significatif dans cette variabilité (p <0,05). Les larves de bivalves se démarquent avec un RDA à axe 1 positif, indicative des relations étroites avec l'été et l'automne. Le paramètre le plus important dans la distribution de ces larves est la température. Ceci a été confirmé avec le modèle additif généralisé (GAM qui montre une forte corrélation entre les larves de bivalves et les fortes températures (F = 23,2; p <0,001, Fig. 5) qui est de 18,4% de la déviance de la variabilité des larves. Les GAM montrent une corrélation significative.

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Figure 4 : RDA représentant l'association entre les et les saisons au cours de l'échantillonnage dans la lagune de Ghar El Melh. Les valeurs propres des deux premiers axes sont indiquées par ʎ1 et ʎ2. Figure 5 : Modèle additif généralisé illustrant la relation entre les larves de bivalves et la température de l'eau.

DISCUSSION ET CONCLUSION Dans la lagune de Ghar El Melh, la température représente un motif classiquement observé dans les zones semi- arides à arides de l’hémisphère nord, avec un réchauffement au printemps qui atteint son maximum vers la fin du mois de juin et au début de mois d’août, suivi d'un refroidissement durant l’hiver. Il a en effet été montré que l'abondance relative du méroplancton dans les milieux marins fluctue, augmente à certaines périodes de l'année où les larves représentent une grande partie de la communauté du zooplancton total (Highfield et al., 2010). Selon l’étude présente, le méroplancton présentait une partie importante du zooplancton total (30,77%) dans les eaux de la lagune de GML, aussi, les larves de bivalves représentaient 14,88%. Des corrélations significatives entre la température de l'eau et les larves de bivalves ont été observées ainsi qu’un appariement saisonnier clair a été mis en évidence. McKinnon et al. (2005) ont rapporté que l’abondance des larves de bivalves présentait des variations saisonnières dans les eaux côtières de la Great Barrier Reef. En effet, de forte température de l'eau en été et au début de l'automne semble être un facteur déterminant pour l’apparition du premier pic de ces larves. Cette étude a révélé que le développement des larves de bivalves est survenu lorsque la température de l’eau atteint 24,8 ° C en été et 22,9 ° C en automne. De même, Van der Gaag et al. (2014) ont constaté que les premières larves de cette même espèce ont apparu lorsque la température de l'eau est à 14 ° C et que le pic a été enregistré en août avec une température de 20-24 ° C. Verween et al. (2005) ont constaté que la ponte de Mytilopsis leucophaeata commence généralement vers la fin du mois de mai ou au début du mois de juin, lorsque la température de l'eau variait de 16,2 à 19,5 ° C, à ce moment la détection des premiers larves est possible. Schütz (1969), Rajagopal et al. (1995), Ram et al. (1996) ont indiqué, aussi, que la reproduction chez certaines espèces de bivalves commence habituellement à des températures supérieures à 15 ° C, voire 20 ° C. Nos résultats suggèrent que dans la lagune de GML, lorsque les températures augmentent au cours de l'été, les larves de bivalves se développent avec succès. Produire des expériences au laboratoire peut nous aider à mieux comprendre le rôle de la température dans le développement des phases larvaires de ce groupe. La présente étude illustre néanmoins l'importance des interactions entre les stades larvaires et la température de l'eau, qui peut contribuer à une meilleure compréhension du fonctionnement de la lagune de Ghar El Melh. BIBLIOGRAPHIE: Ayache F., Thompson JR., Flower RJ., Boujarra A., Rouatbi F. & Makina H. 2009. Environmental characteristics, landscape history and pressures on three coastal lagoons in the Southern Mediterranean Region: Merja Zerga (Morocco), Ghar El Melh (Tunisia) and Lake Manzala (Egypt). Hydrobiologia 622:15–43. Chícharo LMZC. & Chícharo MA. 2001. Effects of environmental conditions on planktonic abundances, benthic recruitment and growth rates of the bivalve mollusk Ruditapes decussatus in a Portuguese coastal lagoon. Fish Res 53:235–250. De-Young B., Heath M., Werner F., Megrey B. & Monfray P. 2004. Challenges of modeling ocean basin ecosystems. Science 304: 1463–1466. Dussart B. 1967. Les copépodes des eaux continentales d’Europe occidentale. I. Calanoïdes et Harpacticoïdes. Boubée et Cie, Paris. 500 p. Fulton RS.1984. Distribution and community structure of estuarine copepods. Estuaries 7:38–50. Highfield JM., Eloire D., Conway D., Lindeque PK., Attrill MJ. & Somerfield PJ. 2010. Seasonal dynamics of meroplankton assemblages at station L4. J Plankton Res 32:681–691. Hoegh-Guldberg O. & Pearse JS. 1995. Temperature, food availability, and the development of marine invertebrate larvae. Am Zool 35:415– 425. Hughes L. 2000a. Biological consequences of GLOBAL warming are the signal already apparent? Trends Ecol Evol 15:56–62. 80

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Hughes L. 2000b. Biological consequences of GLOBAL warming are the signal already apparent? Trends Ecol Evol 20:337–344. Kirby RR., Beaugrand G. & Lindley JA. 2008. Climate-induced effects on the meroplankton and the benthicpelagic ecology of the North Sea. Limnol Oceanogr 53:1805–1815 Kirby RR., Beaugrand G., Lindley JA., Richardson AJ., EdwardsM., Philip C. & Reid PC. 2007. Climate effects and benthic-pelagic coupling in the North Sea. Mar Ecol Prog Ser 330:31–38. Kouwenberg JHM .1993. Seasonal variation in copepod abundance in relation to other zooplankton groups in the northwestern Mediteranean. Bijdragen tot de Dierkunde 62:215–226. Mackie, GL. 1984. Bivalves. In: Wilbur, K. M., Tompa, A. S., Verdonk, N. H., van den Biggelaar, J. A. M. (Eds.), The Mollusca: reproduction. academic press, London, UK 7: 352–418. McKinnon AD., Duggan S. & De Ath. 2005. Mesozooplankton dynamics in nearshore waters of the Great Barrier Reef. Estuar Coast Shelf Sci 63:497–511. O’Connor MI., Bruno JF., Gaines SD., Halpern BS., Lester SE., Kinlan BP. & Weiss JM. 2007. Temperature control of larval dispersal and the implications for marine ecology, evolution, and conservation. Proc Natl Acad Sci 104:1266–1271. Rajagopal S., Van der Velde G., & Jenner H.A. 1995. Biology and control of brackish water mussel, Mytilopsis leucophaeata in the Velsen and Hemweg power stations. The Netherlands. Part I. Biology. Report KEMA, 1–56. Ram JL., Fong PP. & Garton DW. 1996. Physiological aspects of zebra mussel reproduction: Maturation, spawning and fertilization. Am Zool 36:326–338. Rose M. 1933. Copépodes pélagiques. Faune de France 26, 372. Sampey A., Mckinnon AD.,Meekan MG. & McCormickMI. 2007. Glimpse into guts: Overview of the feeding of larvae of tropical shore fishes. Mar Ecol Prog Ser 339:243–257 Schütz L. 1969. Ökologische untersuchungen über die benthos fauna im Nordostseekanal. III. Autoecologie der vagilen und hemisessilenarten im bewuchs der pfähle: makrofauna. Int Rev Gesamten Hydrobiol 54:553–588. south-western Atlantic Ocean. J Plankton Res 3:236–244. Thompson JR., Flower RJ., Ramdani M., Ayache F., Ahmed MH., Rasmussen EK. & Petersen OS. 2009. Hydrological characteristics of three North African coastal lagoons: insights from the MELMARINA project. Hydrobiologia 622:45–84. Trégouboff G., & Rose M. 1957 a. Manuel de planctonologie méditerranéenne CNRS. I. Planches. 207 p. Trégouboff G., & Rose M. 1957 b. Manuel de planctonologie méditerranéenne CNRS. I. Texte. 587 p. Van der Gaag M., Van der Velde G., Wijnhoven S. & Rajagopal S. 2014. Temperature dependent larval occurrence and spat settlement of the invasive brackish water bivalve Mytilopsis leucophaeata (Conrad, 1831) (Dreissenidae). J Sea Res 87:30–34. Verween A., Vincx M, Mees J. & Degraer S. 2005. Seasonal variability of Mytilopsis leucophaeata larvae in the harbour of Antwerp: Implications for ecologically and economically sound biofouling control. Belg J Zool 135:91–93. White JR. & Roman MR. 1992. Seasonal study of grazing by metazoan zooplankton in the mesohaline Chesapeake Bay. Mar Ecol Prog Ser 86:251–261. Williams R. & Collins NR. 1986. Seasonal composition of meroplankton and holoplankton in the bristol channel. Mar Biol 92:93–1014. Wood SN. 2006. Generalized additive models: an introduction with R. Chapman and Hall/CRC, New York.

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BIOTECHNOLOGIE ET AQUACULTURE

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Antibacterial activity in marine algae from the coast of Mostaganem - Istidia, Algeria BACHIR RAHO GHALEM & BENATTOUCHE ZOUAOUI Department of Biology, University of Mascara, Algeria. [email protected]

Abstract In this study, methanolic extracts of tree marine algae belong to Ulvaceae (Ulva lactuca), Dictyotaceae (Dictyota dichotoma) and Corallinaceae (Corallina elongata) from the coast of Mostaganem-Istidia, Algeria were studied for their antibacterial activity against a Gram-positive bacteria (Staphylococcus aureus ATCC 25923), Gram negative (Escherichia coli ATCC 25922) in vitro by the agar disc diffusion method . The diameter of zones of inhibition was 0 – 10.5 mm. Gram positive S. aureus was more resistant to U. lactuca and D. dichotoma essential oils than gram negative E. coli. The extract from Corallina elongata has shown broader activity spectrum against all the test organisms. The results suggested a potential antibacterial activity of the essential oil of tree marine algae, which may find its application in future research for the food and pharmaceutical industry. Key words: The coast of Mostaganem - Istidia, marine algae, antibacterial activity, S. aureus, E. coli. الملخص يتناول هذا البحث دراسة مدى تأثير المستخلصات الميثالونية لثالثة طحالب بحرية من شواطئ ستيدية بمستغانم الواقعة بالشمال الغربي للجزائر ، ويتعلق األمر بكل من Dictyotaceae) Dictyota dichotoma، (Ulvaceae) Ulva lactuca) وCorallina elongata (Corallinaceae) ضد العنقوديات الذهبية وهي بكتيريا ايجابية الغرام و االشريكية القولونية و هي بكتيريا سلبية الغرام بطريقة االنتشار القرصي. تراوح قطر مناطق التثبيط بين 0 و 10.5 ملم، كما أبدت بكتيريا العنقوديات الذهبية مقاومة لمستخلصات D.dichotomia و U. lactucaأكثر من بكتيريا االشريكية القولونية ، أما مستخلص C. elongataفقد أظهر نشاطا كبيرا ضد كل البكتيريا التي تم اختبارها. من خالل النتائج، يظهر جليا النشاط المضاد للميكروبات الذي تملكه مستخلصات هذه الطحالب البحرية الثالث والتي يمكن استغاللها في الصناعات الغذائية والدوائية. الكلمات المفتاح: شواطئ ستيدية -مستغانم ، مستخلصات طحالب بحرية، العنقوديات الذهبية و االشريكية القولونية ، النشاط المضاد للميكروبات.

INTRODUCTION Resistance of microorganisms to antibiotics has created an immense clinical problem in the treatment of infectious diseases and has complicated the treatment of infectious diseases in immuno-compromised patients and nosocomial infections. This has rekindled the search for novel antibiotics (EZERONYE et al., 2005). Seas comprise an immense diversity of living organisms, still underexplored if compared with terrestrial ones. Seaweeds are part of this diversity, constituting one of the most important groups of organisms, in both number and variety of species. Considering the constant search for new bioactive compounds, seaweeds have attracted scientists’ attention and became the subject of many studies in the last decades (LOPES, 2014). They are rich source of structurally important novel and biologically active metabolites, which have been shown to have a broad range of biological activities such as antibacterial, antifungal, antiviral, antineoplastic, antifouling, anti inflammatory, antitumoric, cytotoxic and antimitotic activities (PUSHPARAJ et al 2014b). Presently seaweeds constitute commercially important marine renewable resources which are providing valuable ideas for the development of new drugs against cancer, microbial infections and inflammations (ABBASSY et al., 2014; SARITHA et al., 2013). Algeria has a privileged geographical location, with a wide coastal area -1622, 48 km- (BOUROUMI, 2014) and a range of temperature and sun exposition propitious to the development of various species of seaweeds. Escherichia coli (E. coli) and Staphylococcus aureus (S. aureus) are two opportunistic pathogens that cause severe and life-threatening infections in immunocompromised patients (LESTARI, 2004). The Gram-positive bacterium S. aureus is mainly responsible for post operative wound infection, toxic shock syndrome and food poisoning. The gram-negative bacterium E. coli is present in human intestine and causes lower urinary tract infection, coleocystis or septicemia (JOSE and JOJI REDDY, 2010). Several studies have documented increasing resistance rates in S. aureus and E. coli to antibiotics (MUBITA et al., 2008 ;CHAMBERS and DELEO, 2009; ARREDONDO-GARCÍA and AMÁBILE-CUEVAS, 2008). The present study was aimed to investigate the antibacterial properties of the methanolic extracts of Ulva lactuca, Dictyota dichotoma and Corallina elongata against E. coli and S. aureus by means of the agar diffusion method.

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MATERIALS AND METHODS Collection, Extraction and Preparation of Seaweed Extracts: Fresh seaweeds, of Ulva lactuca, Dictyota dichotoma and Corallina elongate were collected on April 2011from the coast of Mostaganem-Istidia, northwest of Algeria. The algal species were identified by Dr Bachir Bouiadjra Benabdellah from Department of Marine Sciences and Fisheries, university of Mostaganem. The collected algal samples were brought to the laboratory in plastic bags containing water in order to prevent evaporation, when they were washed with tap water to remove epiphytes and other marine organisms and then washed with distilled water. Samples were dried, powdered and kept in the dark, until preparation of the extracts for analysis. The powder (2g) was dissolved in methanol (75 ml) for 48h, and then filtered through wattman paper. Extracts were concentrated under reduced pressure in a rotavapor and kept deep frozen until test. Microbial strains: The strains used to evaluate the antimicrobial activity were obtained from American Type Culture Collection (ATCC). Staphylococcus aureus ATCC 25923 and Escherichia coli ATCC 25922. Both bacteria were grown (106 cells/ml) in nutrient broth incubated at 37ºC for 24 h. Antimicrobial screening: Antimicrobial activity was evaluated using the agar diffusion technique in Petri dishes. Briefly, sterile filter paper discs, 6 mm in diameter, were loaded with different extracts and air-dried. The discs were placed on Muller Hinton agar (Pasteur institute, Algiers) plates inoculated with each of the previously mentioned microorganisms. Plates were incubated for 24 h at 37°C. Zone of inhibition was recorded in millimeters. RESULTS The antibacterial activity of seaweeds (Ulva lactuca, Dictyota dichotoma and Corallina elongate) using methanol were tested against two human bacterial pathogens (Staphylococcus aureus and Escherichia coli). The results were presented in table and Fig. Among the different species of algae collected from the coast of Mostaganem-Istidia, northwest of Algeria, the methanol extracts of C.elongate were found to be effective against E. coli and S. aureus with diameter zone of inhibition of 9 and 10.5 mm respectively. D. dichotoma extracts exhibited the highest and broadest antibacterial activity against E. coli (10.5 mm), but they have no activity was observed against S. aureus. Whereas U. lactuca extract did not show any inhibitory activity against the two pathogens.

Table . Microbial analysis of selected seaweeds.

Ulva lactuca Dictyota dichotoma Corallina elongata S. aureus - - 10.5 E. coli - 10.5 9

Fig. Antibacterial activity of methanolic extract of selected seaweeds by agar disc diffusion method.

DISCUSSION Many investigations were carried out to discover the antimicrobial effect of these three seaweeds extracts. The results showed that the extracts from C. elongata had an antimicrobial activity against the tested bacteria (Table). While the extracts 84

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from U. lactuca did not show any antimicrobial activity; however D.dichotoma extracts were effective against E. coli. The antimicrobial activity of Ulva lactuca extracts against Staphylococcus aureus and Escherichia coli has been described earlier by several authors. Ours results agree with those found by Pushparaj et al (2014a), who reported no activity of methanolic extract of U. lactuca collected from Thoothukudi seashore, Tamil Nadu, India on S. aureus and E. coli. Kandhasamy and Arunachalam (2008) showed that U. lactuca extract inhibited all of the test organisms – including S. aureus (17 mm IZ)– except E. coli. Whereas, Renukabai et al (2014), indicated that the methanolic extract of U. lactuca had no activity against S. aureus but inhibit the Gram negative bacteria E. coli with diameter zone of 10.7 mm. Águila-Ramírez et al. (2012), reported that methanol extracts of U. lactuca showed weak activity against S. aureus (8.3mm). In contrast, Oumaskour et al (2012) found that methanolic extract of U. lactuca were active against S.aureus. In contrast, to our results, Abirami and Kowsalya (2011) and Saritha et al (2013) reported that methanol extract of Ulva lactuca was active against E.coli, and S.aureus. Moreover, Ibtissam et al (2009) studied the antibacterial activity of methanol extracts of U. lactuca (among 32 marine algae) collected in Ksar-sghir (the Mediterranean coast in the Jebala region of northwest Morocco) in August 2003 and February 2007 against five bacteria. They found an important activity against E.coli and S. aureus by fertile plants of U. lactuca Linnaeus collected in August. Almost no activity was detected from vegetative plants collected in winter. Abd El-Baky et al (2009) reported that dichloromethane/methanol extract of U. lactuca showed activity against S. aureus (8-16 mm). Previous screening studies of antimicrobial activities from D. dichotoma extracts have detected inhibition against at least one or the two tested microbial strains. In the present work, brown species D. dichotoma had shown moderate antibacterial activity against E. coli (10.5 mm) but no effect on S. aureus. These results, however, are in contrast with those of Ambreen et al. (2012), who reported that ethanolic extract of D. dichotoma var. intricata was potently active against all bacteria at all concentrations with zone of inhibition of 9-13 mm against S. aureus, and 8-10 mm against E. coli and those of Taskin et al. (2007), who have shown the methanolic extract of D. dichotoma had moderate bactericidal activity against S. aureus (10.66 mm), but inactive against E. coli and E. coli 0157:H7. In recent study by the same authors, a moderate inhibition zone (14 and 12 mm respectively) against S. aureus, and E. coli 0157:H7 was shown by the methanol extracts of D. dichotoma var. intricate (Taskin et al., 2012). The antibacterial activities of five brown algae that were collected from the lzmir coast of Turkey were assessed against nine of test microorganisms (Demirel et al., 2009). They didn’t found any activity of methanol extracts of D. dichotoma and D. dichotoma var. implexa against S. aureus and E. coli. Salvador et al. (2007) screened 82 species of marine algae for antimicrobial activities and have found the extracts of D. dichotoma var. dichotoma as inactive against E. coli and showed trace activity against S. aureus while the extract prepared from D. dichotoma var. intricate was inactive against both organisms. In the course of studies on chemical constituents of the Japanese alga D. dichotoma, collected at Oshoro Bay, Hokkaido, Enoki et al (1983) became aware that crude methanol extract of this alga showed antimicrobial activity against S. aureus at 500 µg/ml. Ballesteros et al. (1992) screened seventy one species of marine macrophytes from the Central Mediterranean for biological activities but did not find any antibacterial activity of the crude organic extracts of D.dichotoma (Hudson) Lamouroux and D. dichotoma v. intricata (C. Agardh) Greville against E. coli and B. subtilis. Other researchers also reported that aqueous extract of D. dichotoma were inactive against clinical pathogens of S. aureus and E. coli (Christabell et al., 2011). Our study has demonstrated that C. elongata extracted by a methanol solvent showed the greatest inhibition diameters. Results of C. elongata extracts against S.aureus and E.coli found in this study were supported and/or opposed in the data reported in literature. Osman et al. (2012) conducted a study which supports the finding of the present study in which the C. elongata extracts prepared with methanol was able to have inhibitory effects against S.aureus and E.coli with diameter zone inhibition 13.7 and 14.3 mm respectively. Oumaskour et al (2013) screened the antimicrobial activity of the extracts of twenty-three red marine algae collected from Sidi Bouzid coast (Morocco) against fifteen microorganisms and reported that Staphylococcus aureus were susceptible to C. elongata methanol extract with a diameter zone inhibition less than 15 mm, this result is similar to ours (10.5 mm). The methanolic extracts of guava reported by Etahiri et al. (2013) showed significant inhibitory activity against the growth of S.aureus and no effect on the E. coli. Salvador et al. (2007) oppose the findings of the present study in which the methanol-toluene C. elongata extract had no activity against S.aureus and showed a very small zone of inhibition (trace) against E.coli, whereas Ballesteros et al. (1992) found no antibacterial activity of the crude organic extracts of C. elongate against E. coli. 85

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In the present investigation red algae (C. elongata) inhibited most of the pathogen when compared to brown and green algae. These results are in accordance with those of Alghazeer et al. (2013); Vallinayagam et al. (2009); Lavania and Veerappan, (2011), who revealed that red and brown seaweeds had greater antibacterial activity than the green algae. This may be due to active components which are present in plant extracts. However some extracts were unable to exhibit antibacterial activity against tested bacterial strains may have some kind of resistance mechanisms. There have been reports on significant antimicrobial activities of marine macro algae by several researchers which confirm our findings (Alwarsamy and Ravichandran, 2014). Antimicrobial activity of marine algae extracts has usually been attributed to long-chain unsaturated fatty acids (C16-C20), including palmitoleic, oleic, linoleic and linolenic acids, while long chain saturated fatty acids, including palmitic and stearic acids were less effective (Zheng et al., 2005), to phenolic compounds (Cox et al., 2010), or to terpenoid content, which is considered to contribute to antibacterial activity (Fenical and Paul, 1984). CONCLUSION Algae collected from the northwest coast of Algeria have been shown to possess a number of biological activities. In our studies, the most interesting species are that of C. elongata. They possess a broad spectrum of activity against two pathogenic bacteria (S. aureus and E. coli) responsible for the most common bacterial diseases. Furthermore, the encouraging biological activities seen in this study show that the Mediterranean coast of Algeria is a valuable source of variety of marine organisms worthy of further investigation to finding new clinically effective antibacterial compounds. BIBLIOGRAPHIE ABBASSY MA, MARZOUK MA, RABEA EI. & ABD-ELNABI, AD. 2014. Insecticidal and Fungicidal Activity of Ulva lactuca Linnaeus (Chlorophyta) Extracts and their Fractions. Annual Review & Research in Biology, 4(13): 2252 – 2262. ABD EL-BAKY HH, EL BAZ FK & EL BAROTY GS. 2008. Evaluation of Marine Alga Ulva lactuca . as A Source of Natural Preservative Ingredient. American-Eurasian J. Agric. & Environ. Sci., 3 (3): 434-444. ABIRAMI R. G. & KOWSALYA S. 2011. Nutrient and Nutraceutical Potentials of Seaweed Biomass Ulva lactuca and Kappaphycus alvarezii. Journal of Agricultural Science and Technology,5(1): 109-115. ÁGUILA-RAMÍREZ RN, ARENAS-GONZÁLEZ A, HERNÁNDEZ-GUERRERO CJ, GONZÁLEZ-ACOSTA B, BORGES-SOUZA JM, VÉRON B, POPE J & HELLIO C. 2012. Antimicrobial and antifouling activities achieved by extracts of seaweeds from Gulf of California, Mexico. Hidrobiológica, 22 (1): 8-15. ALGHAZEER, R. , WHIDA, F. , ABDUELRHMAN, E. , GAMMOUDI, F. & AZWAI, S. (2013) Screening of antibacterial activity in marine green, red and brown macroalgae from the western coast of Libya. Natural Science, 5, 7-14. ALWARSAMY M & RAVICHANDRAN R. 2014. In-Vitro antibacterial activity of Kappaphycus alvarezii extracts collected from Mandapam Coast, Rameswaram, Tamil Nadu. Int. j. innov. res. sci. eng. technol. 3(1): 8436- 40. AMBREEN, K. HIRA, A. TARIQ, RUQQIA, V. SULTANA & J. ARA. 2012. Evaluation of biochemical component and antimicrobial activity of some seaweeeds occurring at Karachi coast . Pak. J. Bot., 44(5): 1799- 1803. ARREDONDO-GARCÍA JL & AMÁBILE-CUEVAS CF. 2008. High resistance prevalence towards ampicillin, co-trimoxazole and ciprofloxacin among uropathogenic Escherichia coli isolates in Mexico City. J Infect Developing Countries; 2(5): 350-353. BALLESTEROS E, MARTIN D & URIZ M J. 1992. Biological Activity of Extracts from Some Mediterranean Macrophytes. Botanica Marina. 35: 481 -485. BOUROUMI MT. 2014. Le littoral Algérien entre dégradation et protection du patrimoine, cas de la commune côtière d’Ain El Türck. Proceeding Colloque francophone international «Cultures, territoires et développement durable», les 14 e 15 avril 2014, Université Blaise Pascal -ESPE Clermont Auvergne. CHAMBERS HF & DELEO FR. 2009. Waves of resistance: Staphylococcus aureus in the antibiotic era. Nat Rev Microbiol; 7(9):629-641. CHRISTABELL J, LIPTON A P, AISHWARYA M S, SARIKA A R & UDAYAKUMAR, A. 2011. Antibacterial activity of aqueous extract from selected macroalgae of southwest coast of India. Seaweed Research Utilization, 33 (1 & 2): 67-75. COX, S., ABU-GHANNAM, N. & GUPTA, S. 2010. An assessment of the antioxidant and antimicrobial activity of six species of edible Irish seaweeds. International Food Research Journal, 17: 205-220. DEMIREL Z, YILMAZ-KOZ FF, KARABAY-YAVASOGLU UN, OZDEMIR G and SUKATAR A. 2009. Antimicrobial and antioxidant activity of brown algae from the Aegean Sea. J. Serb. Chem. Soc. 74 (6) 619–628. ELNABRIS KJ, ELMANAMA AA & CHIHADEH WN. 2013. Antibacterial activity of four marine seaweeds collected from the coast of Gaza Strip, Palestine. Mesopot. J. Mar. Sci. 28(1): 81 – 92.

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Étude de la composition biochimique en acides gras d’Artemia salina de la saline de Sfax couplée aux facteurs environnementaux

Ladhar C.1-2, Sallemi I.1 , Denis F.2, Tastard E.2, Ayadi H.1

1Faculté des Sciences de Sfax, Département des Sciences de la Vie, Unité de recherche UR11ES72, Biodiversité et Écosystème Aquatiques. 2 Université du Maine, EA2160 Mer, Molécules, Santé, équipe de biologie moléculaire et génétique évolutive, UFR Sciences et Techniques, Le Mans, France E-mail : [email protected]; [email protected]; [email protected]; emmanuelle.tastard@univ- lemans.fr; [email protected]

Résumé Les acides gras (AG) sont des biomarqueurs fiables pour identifier les relations existantes entre les différents maillons de la chaîne trophique. La composition en AG est déterminée par Chromatographie en Phase Gazeuse (CPG) chez les Artemia salina prélevés de la saline de Sfax. Nos résultats montrent la dominance des acides gras saturés totaux (AGS). L'acide palmitique (C16:0) et l'acide stéarique (C18:0) dominent. A. salina constitue, également, une source riche en acides gras monoinsaturés (AGMI) et polyinsaturés (AGPI). Les teneurs en ces AG sont considérées comme un facteur important pour la survie des A. salina à forte salinité (193 psu) et pour un meilleur transfert d'un maillon à l'autre. Cela indique, aussi, que ce phyllopode peut être utilisé comme une source alimentaire pour les larves de poissons et de mollusques en élevage. A. salina est corrélé avec le biomarqueur de carnivorie AGPI/AGS (r = -0.959, p < 0.05). La qualité du régime alimentaire des A. salina de la saline de Sfax semble être liée aux facteurs physico- chimiques et biologiques et à la disponibilité de la nourriture du milieu.

Abstract Fatty acids (FA) were used as biomarker to identify the relations between the various links of the food chain. The biochemical composition was determined by Gas Chromatography in Artemia salina species sampled from Sfax solar saltern (Tunisia). Our results showed the dominance of total saturated fatty acids (SFA). Palmitic acid (C16:0) and stearic acid (C18:0) dominated. A. salina showed a high amounts of total monounsaturated (MUFA) and polyunsaturated fatty acids (PUFA). The composition of these fatty acids is an important factor for the survival of A. salina in highest salinity (193 psu) and for the transfer from this component to high level of food web. The present study suggests that this branchiopod could be employed in hatcheries and used as food source for some aquarium species. A. salina was correlated with a biomarker for carnivory polyunsaturated fatty acids / saturated fatty acids (PUFA / SFA) (r = -0.959, p < 0.05). The dietary quality of A. salina of saltern of Sfax seems to be dependent on physico-chemical parameters and on the food availability in the area.

المل ّخص

يت ّم استخدام األحماض الدهنيّة لتحديد العالقات القائمة بين مختلف مك ّونات السلسلة الغذائيّة. ُحدّدت تركيبة األحماض الدهنيّة عبر الكروماتوكرافيا الغازيّة لدي األرتيميا في مالّحة صفاقس لُوحظ هيمنة األحماض الدهنيّة المشبعة و بالخصوص الحامظ الدهني بلمتيك )16:0( و ستايريك )18:0( لدي األرتيميا. أرتيميا سلينا مصدر غن ّي باألحماض الدهنيّة الغير مشبعة التي تُعتبر عنصر مه ّم لحياة األرتيميا سلينا في وسط شديد الملوحة. يشير هذا إلي إمكانيّة استخدام األرتيميا كمصدر لتغذية األسماك. المؤ ّشر الغذائي الالّحم يرتبط سلبا مع أرتيميا سلينا يبدو أ ّن نوعيّة النظام الغذائي لألرتيميا في مالّحة صفاقس متصل من جهة، بالعوامل الفزيوكميائ ّية و البيولوج ّية، و من جهة أخري، بتو ّفر الغذاء في الوسط المائي INTRODUCTION Pendant longtemps, l’étude des apports alimentaires d'une espèce, passait par l’analyse du contenu stomacal (SCHMIDT et ATKINSON, 2006). L'étude de la composition lipidique (CARAMUJO et al. 2008), apparue ces dernières décennies, est une méthode plus efficace. Les acides gras (AG) sont les constituants de base de la majorité des lipides. Les AG sont utilisés comme des biomarqueurs pour identifier les relations existantes entre les différents maillons de la chaîne trophique (KELLY et SCHEIBLING, 2012). De plus, plusieurs études ont montré que la composition en AG d’un prédateur reflétait, en grande partie, la nature des proies ingérées (Budge et al. 2006 et Iverson, 2009). Les acides gras saturés (AGS) et monoinsaturés (AGMI), au point de vue nutritionnel, sont plus pauvres que les acides gras polyinsaturés (AGPI). Les AGPI des séries ω 3 et ω 6 sont reconnus comme des facteurs nutritionnels primordiaux pour le développement et la condition physiologique de la plupart des espèces aquatiques (Arts et al. 2001). De ce fait, la production et le transfert de ces composés pourraient constituer les facteurs clés déterminant la survie et la croissance des diverses espèces. Les AGPI ont,

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également, un rôle dans les mécanismes de reproduction, de maturation et de croissance du zooplancton (Kanazawa et al.,1988). Les AGPI sont donc considérés comme des molécules « essentielles » (Acides Gras Essentiels : AGE) et indispensables. Alors que les AGS et les AGMI sont considérés comme non indispensables. Ces derniers sont de haute qualité nutritionnelle pour les consommateurs (POMMIER et al. 2012). D'autres acides gras sont dits essentiels de par leurs propriétés structurales et physiologiques déterminantes, il s'agit des acides eicosapentaénoïque (EPA, 20:5(n-3)), docosahexaénoïque (DHA, 22:6(n-3)) et arachidonique (ARA, 20:4(n-6)). Ces AG hautement insaturés (AGHI) agissent sur la croissance des espèces, le succès de la reproduction du zooplancton (PERHAR et al. 2013). Le rôle des AG comme traceurs trophiques des organismes marins et des invertébrés est largement présent dans la littérature, il est maintenant reconnu. En revanche le même aspect n'est pas beaucoup traité dans les milieux extrêmes et plus spécifiquement dans les biotopes hypersalins. Le présent travail comporte l'étude des caractéristiques biochimiques en identifiant la qualité nutritionnelle en terme d’apports en acides gras chez le branchiopode Artemia salina prélevé de la saline de Sfax, cela est indispensable pour une éventuelle exploitation aquacole. MATERIEL ET METHODES Prélèvement et conservation des échantillons : Les échantillons d’A. salina destinés à l'étude des AG sont prélevés de la saline de Sfax du bassin M2 (192 psu) sur un filtre de 80 µm de maille. Étude des facteurs environnementaux : La température et la salinité sont mesurées à l’aide d’un thermomètre et d’un salinomètre, respectivement. L’estimation des matières en suspension est faite par la pesée de la matière retenue sur un filtre GF/C de porosité - - 0,45 μm et séchée à l’étuve. Les concentrations en ions nitrates (NO3 ), ions nitrites (NO2 ), ions ammoniums + 3- (NH4 ) et orthophosphates (PO4 ) sont réalisées par un auto-analyseur de type 3. La moyenne annuelle N:P - - + représente le ratio DIN/DIP où DIN est l'azote inorganique dissous (somme NO2 + NO3 + NH4 ) et DIP est le 3- phosphore inorganique dissous (PO4 ). L’extraction des pigments chlorophylliens (Chlorophylle a et caroténoïdes) est réalisée dans l’acétone. La concentration en chlorophylle est calculée à partir des équations proposées dans le rapport du groupe de travail SCOR-UNESCO (1966) alors que celle des caroténoïdes est calculée suivant l’équation proposée par PARSONS et STRICKLAND (1963). Dosage des acides gras : Le dosage des AG a été effectué selon la méthode de FOLCH et al. (1957) modifié par BLIGH et DYER (1959) L’extraction des lipides totaux est effectuée selon la méthode de Folch et al. (1957) modifié par Bligh et Dyer(1959) alors que la détermination au point de vue qualité et quantité des AG est faite en utilisant la chromatographie en Phase Gazeuse (CPG) après une étape de méthylation (estérification). La teneur en acides gras est exprimée en % des acides gras totaux. Calcul des indices trophiques : Divers ratios alimentaires d'AG ont été calculés et utilisés en tant que biomarqeurs trophiques en se basant sur les travaux d’El-SABAAWI et al. (2009). Le ratio AGPI/AGS (somme des acides gras polyinsaturés / somme des acides gras saturés) peut être utilisé comme indicateur de carnivorie (STEVENS et al. 2004). Un autre indice qui peut être employé pour identifier un régime alimentaire carnivore est le rapport DHA/EPA (DALSGAARD et al. 2003). DHA est fortement conservé dans la chaîne trophique car il s'agit d'un composant stable et quantitativement important des lipides polaires (VEEFKIND, 2003). DHA/EPA permet de discerner la consommation de flagellés par rapport à celle des diatomées puisque les flagellés sont riches en DHA et les diatomées sont riches en EPA (DALSGAARD et al. 2003). Les diatomées sont caractérisées, également, par des fortes proportions en AGMI, 16:1(n-7) (DALSGAARD et al. 2003). Le rapport du marqueur de diatomées (D) sur le marqueur des flagellés (F), D/F est également utilisé pour distinguer l'alimentation (El-SABAAWI et al. 2009). Ces marqueurs, spécifiques des diatomées et des flagellés, sont calculés selon les formules suivantes : D = (16*AGPI) + 16:1(n-7) + 20:5(n-3) et F = (18*AGPI) + 18:2(n- 6)+22:6(n-3)) (El-SABAAWI et al. 2009). Analyse en composantes principales (ACP) : Une Analyse en composantes principales (ACP) normalisée a été effectuée pour voir les relations entre les paramètres physico-chimiques (température, salinité, matière en suspension et nutriments), biologiques (chlorophylle a et caroténoïdes) et biochimiques (AG).

RESULTATS Analyse de la composition lipidique La composition en AG des A. salina figure dans le tableau 1. Les AGS sont les acides 12:0, 14:0, 16:0, 18:0, 20:0, 22:0 et 24:0. Le C16:0 et C18:0 dominent les AGS totaux. La teneur en C16:0 est de 37,69 % chez les femelles et de 41,4 % chez les mâles. Les teneurs en C18:0 sont plus faibles que celles des C16:0, variant entre

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14,4 % et 15,26 % des AG totaux dans A. salina mâle et femelle, respectivement. Les teneurs en AGMI totaux sont plus faibles que celles des AGS et sont composées de : 14:1, 16:1, 17:1, 18:1, 20:1, 22:1 et 24:1. Les AGMI varient entre 21,75 % chez A. salina mâle et 24,18 % chez les femelles. Les AGPI sont : 18:2(n-6), 18:3(n-3), 18:3(n-6), 20:2(n-6), 20:3(n-6), 20:3(n-3), 22:4(n-6), 22:5(n-3). Les AGPI totaux présentent 11,66 % des A. salina femelle. Les AGHI sont : l'ARA, l’EPA et le DHA. Ces AG sont présents en faibles quantités chez les mâles et les femelles (0,24 % et 0,78 %, respectivement).

Tableau I : Composition des acides gras (% des acides gras totaux)

Artemia salina Mâle Femelle C12:0 Acide laurique 1,93 2,08 C14:0 Acide myristique 0,91 0,96 C16:0 Acide palmitique 41,41 37,69 C18:0 Acide stearique 14,43 15,26 C20:0 Acide arachidique 0,08 0,44 C22:0 Acide behenique 0,29 0,56 C24:0 Acide lignocerique 0,06 0,23 AGS totaux 59,11 57,22

C14:1 Acide myristoleique 0,12 0,69 C16:1 Acide palmitoleique 0,67 0,90 C17:1 Acide heptadecenoique 0,76 0,37 C18:1 Acide oleique 19,83 21,62 C20:1 Acide eicosenoique 0,21 0,42 C22:1 Acide erucique 0,11 0,08 C24:1 Acide nervonique 0,05 0,10 AGMI totaux 21,75 24,18

C18:2 Acide linoleique 5,56 7,45 C18:3 Acide linolenique 1,77 2,17 C20:2 Acide licosadienoique 0,16 0,69 C20:3 Acide licosatrienoique 0,55 1,07 C22:4 Acide locosatetraenoique 0,11 0,13 C22:5 Acide docosapentaenoique 0,14 0,11 C22:2 Acide docosadienoique 0,08 0,04 AGPI totaux 8,37 11,66

C20:4 Acide arachidonique 0,06 0,25 C20:5 Acide eicosapentaenoïque 0,10 0,24 C22:6 Acide docosahexaenoïque 0,08 0,29 AGHI totaux 0,24 0,78

La figure 1 présente les principaux indices trophiques : DHA/EPA, 18:2(n-6), AGPI/AGS et D/F. DHA/EPA varie entre 0,8 et 1,21 chez A. salina mâle et femelle, respectivement, alors que l'acide linoléique 18:2(n-6) oscille entre 5,56 % et 7,45 %, respectivement. Le ratio D/F est le même chez les deux sexes (0,86). Analyse statistique Une ACP est effectuée en rassemblant les paramètres environnementaux et les AG. La représentation des descripteurs sur le plan (F1 x F2) expliquent 83,18 % de la variance totale (Figure 2). Autour de l’axe F1, nous 90

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avons retrouvé l’association G1 qui sélectionne positivement la majorité des composés biochimiques : 12:0, 14:0, 16:0, 18:0, 18:2, AGS, AGPI, AGMI, AGHI et autres AG. Nous avons enregistré l’association G2 qui sélectionne négativement et qui regroupe la température, la salinité, les matières en suspension, les nitrites, les orthophosphates, les silicates, les caroténoïdes, l'A. salina, l'acide 18:1 et le ratio AGPI/AGS (Figure 2). Le premier axe décrit un régime alimentaire herbivore, en effet, D/F, qui est un indice d'herbivorie, se trouve dans la partie positive de cet axe. L'AG 18:2 qui est un marqueur d'algues vertes ou bien de détritus terrestres apparaît dans la partie positive de cet axe. Les marqueurs trophiques de carnivorie DHA/EPA et AGPI/AGS sont situés dans la partie négative du deuxième axe. L'ACP montre qu'A. salina est corrélé négativement avec le ratio de carnivorie (AGPI/AGS) (r = -0,959, p < 0,05).

F1 et F2 (83,18 %) 1 C18:1 C18:2 Températue AGMI AGPI/AGS AGPI C14:0 Si(OH)4 A. salina AGHI Matiéres en suspension C16:0 - 0.5 NO2 T-P Caroténoïdes 3- Autres AG AGS PO4 C12:0 C18:0 Salinité 0 Chlorophylle a

F2 F2 %) (38,35 pH

D/F DHA/EPA -0.5 + NH4 T-N/T-P

T-N NO - N:P 3 -1 -1 -0.5 0 0.5 1 F1 (44,83 %)

Figure 1 : Indices trophiques chez les A. Figure 2 : Analyse en Composantes Principales des salina mâles et femelles paramètres environnementaux et des acides gras chez A. salina

DISCUSSION ET CONCLUSION Les résultats montrent que le pourcentage des AGS (principalement C16:0) est important chez A. salina ; cela peut être dû à une alimentation à base de chlorophycées (FARHADIAN et al. 2013). Cela est confirmé par la présence de C14:0 et C16:0 qui sont les AG majeurs caractéristiques des algues vertes consommées et sont présents en forte teneur dans le zooplancton prédateur (BRETT et al. 2006). Généralement, le C14:0 et C16:0 sont connus comme des précurseurs de 20:1(n-6) et de 22:1(n-6). En revanche, ces deux derniers AG ne sont pas détectés dans les échantillons d’A. salina prélevés de la saline de Sfax. Cela peut être dû à la présence d'une lacune dans le système enzymatique d'élongation et de désaturation des AGS (NANTON et CASTELL, 1999). Par certains processus (bioconversions, élongations et désaturations de certains AG) le zooplancton comme certains copépodes sont capables de transformer une chaîne courte d’AG (exemple 18:3) en une chaîne longue polyinsaturée (Nanton et Castell, 1999). Il a été montré que plusieurs espèces de zooplancton étaient capables de synthétiser du 20:5 et du 22:6 à partir du 18:3 provenant de la nourriture (Desvilettes et al., 1997 ; Nanton et Castell, 1998). De même Zhukova et al., (1998) suggèrent que Artemia salina possède une capacité de bioconversion du 20:4 (n-6) en acide linoléique (18:2 (n- 6)). Le zooplancton est incapable de synthétiser des taux considérables d'AGPI. Lorsque l’apport alimentaire en AGPI est insuffisant, la synthèse de ces AGPI et la bioconversion des AG sont inhibées donc la croissance va être ralentie. De ce fait, la synthèse des AGPI avec de faible quantité peut être considérée comme facteur limitant de la croissance du zooplancton (VENGADESHPERUMAL et al. 2010). Dans cette étude on constate qu'A. salina est une source riche en AGMI et AGPI, cela peut être expliqué par la capacité de ce branchiopode d'ajuster les AGMI et les AGPI à des concentrations élevées en sel. En fait, la sélectivité pour tel ou tel AGPI peut être modifiée en réponse à des stimuli extérieurs tels que la salinité (KHERIJI et al. 2003). La présence d'AGPI permet de maintenir la fluidité membranaire des cellules (ELDHO et al. 2003). Ainsi, les membranes cellulaires peuvent maintenir leurs propriétés de perméabilité, d’élasticité, de transport latéral, de protéines transmembranaires (exemple Na+/K+-ATPase), de formation et absorption de vésicules sous une large gamme de conditions externes (WASSALL et al. 2004) et rend par conséquent les organismes bien adaptés aux milieux dans lesquels ils vivent (ALBERS et al. 1996). D'autres AG comme le

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DHA et l’EPA peuvent, chez certaines espèces, provenir directement en partie de la nourriture et chez d'autres espèces de mécanismes de bioconversion du 18:3 (n-3) (BELL et TOCHER, 2009). Par conséquent, la composition en AG chez A. salina résulte de la combinaison des AG d'origine alimentaire et de ceux synthétisés de novo (DESVILETTES et al. 1997). La présence d’un taux important d'acide oléique (18:1 (n-9)) et d'acide linoléique (18:2 (n-6)) chez A. salina montre que l'alimentation de ce groupe zooplanctonique est liée aux cyanobactéries. En effet, les chlorophycées Dunaliella salina et les cyanobactéries sont les deux groupes les plus abondants dans le bassin M2 (KHEMAKHEM et al. 2010). Ces résultats confirment comme l’a observé GUERMAZI et al. (2008) que la composition en AG des A. salina est dérivée de la chlorophycée D. salina et de cyanobactéries. A. salina présente des ratios d'AGPI/AGS importants. Cela montre que ce branchiopode possède un régime alimentaire carnivore (CRIPPS et ATKINSON, 2000). A. salina montrent des taux importants en 18:2 (n-6), cela démontre la présence de détritus terrestres ou d'algues vertes dans l'alimentation du zooplancton (DALSGAARD et al. 2003). Toutefois, le régime alimentaire des A. salina peut être varié (carnivore et herbivore). La distribution des A. salina dans la saline de Sfax semble être directement et indirectement influencée par les paramètres physiques, chimiques, biologiques et biochimiques. Ces paramètres sont potentiellement responsables de la production primaire et ont des conséquences primordiales sur les consommateurs comme les Artemia. Les facteurs de stress et les changements environnementaux déterminent la composition en AG (ARTS et al. 2009) des A. salina. Cela est susceptible d'entraîner différents comportements alimentaires. Les conditions stressantes du milieu étudié reliées surtout à la salinité peuvent être un facteur limitant pour la production phytoplanctonique et par conséquent pour la disponibilité de la nourriture pour le zooplancton de la saline de Sfax. Cela peut également avoir une influence sur la composition des A. salina en AG. Grâce à leurs teneurs en AGHI et AGPI, les Artemia de la saline de Sfax peuvent être utilisés comme une source alimentaire pour les larves de poissons et de mollusques en élevage.

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Caractérisation moléculaire et valorisation de cinq souches marocaines de Dunaliella salina cultivées en saumure

Fatima SAHNOUNI1*, Najat ELKHIATI2, Patricia C. ASSUNÇÃO3, Adelina DE LA JARA3 & Mohammed RAMDANI4 1 Faculté des Sciences de la Vie et de la nature, Université de Mascara, Algérie 2 Faculté des Sciences Aïn Chock. Km 8, Route d'El Jadida. BP 5366, Maarif, Casablanca 3 Departamento de Biotecnología, Instituto Tecnológico de Canarias. Lucía, Canary Islands, Spain 4 Université Mohamed V de Rabat, Institut Scientifique Av. Ibn Batouta, BP 703, Rabat - Maroc

* : Auteur de Correspondance : [email protected] ملخص أسفرت نتائج الدراسة عن انتقاء خمس سالالت مغربية لنوع الطحالب المجهرية الخضراء من نوع Dunaliella salina ، المأخوذة من البحيرات واألماكن المعدة الستخراج الملح على الساحل األطلسي المغربي، وقدرة اثنتان منها على النمو في مستنبت بالمختبر غني بمحلول ملحي، وذلك من أجل كشف أفضل محصول إلنتاج واسع. Dunaliella salina كائن نباتي مجهري منتج لليخضور األكثر تكيفا لمحلول الملوحة من بين الكائنات النووية الحقيقية األخرى حتى اآلن. يبين هذا النوع تكيفا ملحوظا لدرجات الملوحة المتطرفة في البيئات المالحة. تحت الظروف القاسية، مثل إجهاد ملوحة عالية، والمحتويات المنخفضة للنتروجين ، واإلشعاع الشمسي العالي، و تراكم سالالت هذه األنواع كميات كبيرة من الكاروتينات، ويصل محتوى -كاروتين إلى أكثر من 12٪ من الوزن الجاف. يعد هذا النوع أفضل مصدر تجاري طبيعي ل- كاروتين ومصدر مهم ومستحسن للجلسرين. بعد تقييم العديد من العوامل مثل كثافة الخاليا وإنتاج الكاروتين، يبدو من خالل السالالت الستة أن أفضل اإلنتاج واسع النطاق باستخدام محلول ملحي كوسيلة للنمو في المزارع المائية، أن ساللتين فقط يمكن استزراعهما: الساللة المعزولة من أماكن استخراج الملح بسيدي عابد جنوب الجديدة و الساللة المنتقية من أماكن الملح بأصيال جنوب طنجة. كلمات المفتاح: Dunaliella salina : السالالت اإلنتاجية، محلول ملحي، -كاروتين، المغرب

Résumé L'objectif de cette investigation est d'évaluer si les 6 souches marocaines issues des lagunes et des salines du Maroc atlantique, depuis Tarfaya jusqu’à Asilah, sont capables de croître dans un milieu de culture élaboré avec de la saumure et détecter la meilleure souche pour une production à grande échelle d’aquaculture. L’échantillonnage des souches est réalisé en juin 2013 selon la méthodologie utilisée en hydrobiologie, en utilisant un filet à ouverture de maille très fine et à l’aide des bouteilles en plastique à large ouverture. Les expériences d’élevage et d’analyse ont été faites dans le laboratoire de l’Institut de Technologie des Canaries. Dunaliella salina est connu pour être l'organisme photosynthétique le plus halotolérant parmi les eucaryotes identifiés à ce jour. L’espèce montre un degré remarquable d'adaptation aux environnements salins extrêmes. Dans des conditions extrêmes, telles que le stress de salinité élevée, de faibles teneurs en azote, le rayonnement solaire élevé, cette espèce accumule de grandes quantités de carotènes, la teneur étant - carotène de plus de 12% du poids sec. Sa tolérance à la salinité extrême simplifie l'entretien d'une culture uni-algues, relativement libre de ses concurrents, les agents pathogènes et les prédateurs. De nos jours, il est la meilleure source commerciale de - carotène naturel, et il a également été recommandé comme une source importante de glycérol. Après avoir évalué plusieurs paramètres tels que la densité cellulaire et la production en carotènes, il ressort que pour la production à grande échelle à l'aide de saumure comme milieu de culture, deux meilleures souches ont été isolées et caractérisées : celle isolée des salines de Sidi Abed au sud d’El Jadida et la souche isolée des salines d’Asilah au sud de Tanger.

Abstract : Molecular characterization and optimization of six Moroccan strains of Dunaliella salina grown in brine

The purpose of this investigation is to assess whether the five strains from Moroccan Atlantic lagoons and salines are able to grow in the selected culture prepared with brine and to detect the better strain for large scale production of ß-carotene. Sampling is conducted in June 2013. Dunaliella salina shows a remarkable adaptation to extreme saline environments degree. Tolerance to extreme salinity simplifies maintenance of a relatively uni- free culture algae, competitors, pathogens and predators. After evaluating several parameters such as cell density and production of carotenes, it appears that for the large-scale production using brine as a culture medium, two best strains: the isolated strain from the saline of Sidi Abed south of El Jadida and the isolated strain from the saline of Asilah south of Tangier. Keywords : Dunaliella Salina, productive strain, brine, - carotène, Morocco

Introduction

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La présente contribution a pour objectif d’identifier et sélectionner les meilleures souches de la micro-algue chlorophycée unicellulaire Dunaliella salina, pour un essai de production de ß-carotène et d’acides gras sous l’effet du stress de la salinité et de la composition du milieu de culture. Un échantillonnage exhaustif dans toutes les salines côtières et des estuaires de la côte atlantique marocaine a permis de localiser les populations naturelles de cette micro-algue verte et d’isoler les différentes souches rencontrées. Les spécimens sont identifiés à l’aide de la taxonomie traditionnelle et confirmés par l'analyse phylogénétique séquences (ITS2) et caractérisées génétiquement par la PCR (Gonzalez, 2001, Raja, 2004, 2007 et Borowitzka et Siva, 2007). Pour le succès des essais de l’aquaculture de D. salina, il est évident de connaitre l'origine géographique et génétique des souches pour faciliter les conditions de culture et obtenir les meilleurs taux de production de ß-carotène envisagés dans ce travail. En effet, cette chlorophycée typique des habitats salés et sursalés (jusqu’à 350g/l de salinité) accumule le ß-carotène d’origine naturelle, dix fois plus actif que le ß-carotène de synthèse, qui est la source de la vitamine A dans les aliments et les additifs en cosmétologie. Les essais sur les conditions de culture de D. salina pour la production du β-carotène ont fait l’objet de nombreuses investigations notamment sur la salinité (Mouradi et al 2009), la température, l’intensité lumineuse et les nutriments. Ce travail renforce les études antérieures pour sélectionner les souches marocaines susceptibles de produire le - carotène à l’échelle industrielle.

Matériel et méthodes Nous avons effectué un échantillonnage exhaustif de Dunaliella salina en juin 2013 dans les salines côtières de l’Atlantique marocain, ainsi que dans les lagunes et les estuaires, en prélevant des fragments de sels incrustés de couleur rosâtres bordant souvent les bassins des salines. Des bouteilles d’un demi-litre sont utilisées pour échantillonner l’eau. Dans ces conditions, l’algue verte à l’origine, s’enkyste, pour lutter contre la sécheresse excessive. Les prélèvements sont conservés dans des tubes et remis en culture au laboratoire dans un milieu sélectif. L’espèce D. salina tolère des salinités très élevées, ce qui a facilité l’isolement et la purification des échantillons. L’isolement est effectué en utilisant des procédés de dilution suivie par aspiration des cellules sous le microscope. Les souches isolées ont été maintenues en culture pure à la salinité de 120 PSU en utilisant les procédures effectuées en salle de la croissance des algues dans le milieu de culture Semenenko-Abdullaev composé de NaCl (58.44 g) ; Tris (6 g) ; Solution Fe-EDTA (1 ml/l) ; Micronutriments Hunter (1 ml/l) ; pH (7.9 – 8 en rajoutant HCl 35%) ; 25 ml/l des solutions stock de phosphates et de nitrates. La préparation est acidifiée ou neutralisée avec HCl ou NaOH jusqu’à l’obtention d’un pH=7.5. Le tout est complété à 1 litre avec de l’eau distillée et stérilisée à l'autoclave pendant 20 minutes à 121°C. L’incubation est réalisée à lumière constante sous agitation permanente jusqu’à l’apparition des colonies. Chaque colonie est isolée dans une nouvelle boîte de Pétri avec milieu Semenenko solide en répétant l’opération jusqu’à l’obtention d’une culture mono-algale. Le stress salin est obtenu en ajustant le taux de sel à 250 PSU dans chaque milieu de culture pour la production de ß-carotène. Après l’obtention des souches pures de Dunaliella salina, l’ADN a été extrait et la PCR a été performante avec les deux amorces AB28 (5’-GGGATCCGTTTCCGTAGGTGAACCTGC-3’) et TW81 (5’- GGGATCCATATGCTTAAGTTCAGCGGGT-3’) pour amplifier l’Internal Transcibed Spacer 2 (ITS2). L'électrophorèse est utilisée pour visualiser le produit la technique de DGGE (Denaturing Gradient Gel Electrophoresis) pour séparer les bandes de PCR par la taille et la séquence. Les séquences et leur structure secondaire sont analysées avec le logiciel inclus dans base de données de l’ITS2: http://its2.bioapps.biozentrum.uni-wuerzburg.de/. Chaque groupe a été de nouveau amplifié par PCR et séquencé dans un séquenceur Applied Biosystems 3500. Après extraction des pigments à l’acétone 90% (v/v : acétone/eau), les concentrations de la chlorophylle totale et du β-carotène ont été déterminées par spectrophotométrie : Les longueurs d’ondes 663 et 645 nm, correspondent aux maxima d’absorption des chlorophylles (a et b) et 450 nm correspond à la longueur d’onde d’absorption du β-carotène dans l’acétone.

Résultats Soit un total de 36 sites échantillonnés et les prélèvements sont remis en culture au laboratoire, dont seules 16 stations ont montré la présence d’algues vertes unicellulaires (Tableau 1). Sept souches correspondent à Dunaliella salina, 7 souches à D. viridis, une souche à Dunaliella sp et une souche à Chlamydomonas sp. Au laboratoire, les observations et les cultures in vitro ont permis d’isoler et de caractériser les différentes souches de Dunaliella salina.

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Tableau 1 : Identification taxonomique des souches échantillonnées et cultivées

Analyse Souches Stations NCBI BLAST* Accessions numbers phylogénétique MAROC-1 Lac Zima Dunaliella salina Dunaliella salina AAGGGTAGGGGACCTGGCTGGTTCCAGAGGTCGAGTGC MAROC-2 Sidi Abed Dunaliella viridis Dunaliella viridis MAROC-3 Larache Dunaliella viridis Dunaliella viridis MAROC-4 Sidi Abed Dunaliella salina Dunaliella salina TGGGCAAGTGGACCTGGCTGTTCCAAAGCTTGAGTGC MAROC-5 Asilah Dunaliella salina Dunaliella salina AAGGGTAGTGGACCTGGCTGTTCCAGAGGTGGAGTGC MAROC-6 Sidi Abed Dunaliella sp. Dunaliella sp. MAROC-7 Sidi Abed Dunaliella viridis Dunaliella viridis MAROC-8 Sidi Moussa D. Viridis + D. Salina D. Viridis + D. Salina MAROC-9 Asilah Dunaliella viridis Dunaliella viridis MAROC-10 Sidi Abed Dunaliella salina Dunaliella salina TGGGCAAGTGACCTGGCTGTTCCAAAGCTTGAGTGC MAROC-11 Sidi Abed --- Chlamydomonas sp. MAROC-12 Khnifiss Dunaliella viridis Dunaliella viridis MAROC-13 Khnifiss Dunaliella salina Dunaliella salina AAGGGTAGTGGACCTGGCTGTTCCAGAGGTGGAGTGC MAROC-14 Tislatin Dunaliella viridis Dunaliella viridis MAROC-15 Tislatin Dunaliella salina Dunaliella salina TGGCCAAAGTGCACCTGGCTGTTCCAAGCTTGAGTGC MAROC-16 Laayoune Dunaliella viridis Dunaliella viridis http://blast.ncbi.nlm.nih.gov

Discussions Pour évaluer le taux de croissance des 5 principales souches isolées et déterminer leur capacité de croître dans un milieu de culture élaboré avec de la saumure et de vérifier la meilleure performance de la souche productrice de -carotène à grande échelle, des essais de culture au laboratoire pour chaque souche de Daniella salina ont été suivis et les figures 1 à 4 illustrent les différents résultats. Durant la phase rouge produite par les souches stressées, la majorité des pigments analysés sont représentés par les carotènes (Figure 1). Les Trans--carotènes et 9-cis--carotène sont largement dominants sauf pour la souche du lac Zima qui se montre la moins performante. La figure 2 montre le profil des principaux carotènes élaborés par les souches cultivées avec une nette dominance des 3 principaux constituants trans-, cis- et α carotènes. Ces résultats sont conformes avec ceux cités par Markovits et al. (1993) et Olmos et al. (2001). Les valeurs les plus élevés en production de carotènes par cellule sont observés chez la souche issue de la saline de Sidi Abed 1, suivie par celle de Sidi abed 2 et Tislatin dans le Sud marocain.

Figure 1: Profil des pigments produits par les 5 souches de Dunaliella salina durant la phase rouge obtenue après le stress salin (phase de saturation)

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Figure 2: Profil des principaux pigments (carotènes) produits par les 5 souches cultivées au laboratoire

40.0 0h 1/2 Dilution

30.0 1/3 Dilution

20.0

10.0

pg carotènes/cell pg 0.0 Tislatin Lac Zima Sidi Abed1 Sidi Abed2 Asilah Souches

Figure 3: Aspect visuel des différentes souches dans des conditions de caroténogénèse à 0, 24, 48 et 72h. Les cultures ont été diluées avec de la saumure sans éléments nutritifs, à raison de ½ et ⅓).

La figure 3 montre clairement que la souche issue du lac Zima est la moins performante en production de carotène alors que les 4 autres souches montrent des productions assez importante pendant les 3 phases de l’epérience. Des résultats similaires ont été cités parMarkovitz et al (1999) et Riyahi et al 2007.

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Figure 4: caroténogenèse de chaque souche cultivée durant les 10 jours d’expérimentation.

La figure 4 illustre l’évolution de la production des pigments à partir de la deuxième journée de l’experience pour toutes les souches. Elle confirme également la performance des souches issues des salines de Tislatin et d’Asilah qui se montrent les mieux performantes en production des -carotènes.

Il ressort que les souches identifiées et sélectionnées qui ont atteint la concentration cellulaire la plus élevée dans la culture en saumure sont celles issues de la saline de Sidi Abed1 et Sidi Abed2, suivie par celle de Tislatin. Après avoir évalué plusieurs paramètres tels que la densité cellulaire et la production en carotènes, les résultats obtenus indiquent que les meilleures souches performantes pour la production de carotènes en saumure à grande échelle correspondent à celle de Sidi Abed, d’Asilah et de Tislatin. Ces souches sont conservées en milieu gélosé dans des boîtes de Pétri et vérifiées tous les 3 mois afin de les maintenir en vie dans de bonnes conditions.

Conclusion Le rendement de la culture de Dunaliella salina pour la production de β-carotène et de la biomasse est intimement lié à la souche sélectionnée et au stress salin optimum. En effet, parmi les sept souches identifiées et isolées au laboratoire, seules deux souches ont montré une performance de production. Cette production est également influencée par d’autres paramètres tels la lumière, l’agitation et les micronutriments dans le milieu de culture. Dans les bassins de culture, les meilleurs résultats sont obtenus durant la période estivale pour des profondeurs de 5-7 cm. En effet, la totalité de l’énergie lumineuse est absorbée au niveau de la zone photique d’une épaisseur de 3-4 cm. C’est à cette épaisseur superficielle que s’effectuent les échanges gazeux avec l’atmosphère renforçant la production du β-carotène. Cette culture monospécifique dans des bassins où la salinité atteint la saturation est à encourager pour la production de β-carotène, précurseur de la vitamine A.

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POLLUTION, PATHOLOGIE ET ECOTOXICOLOGIE :

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Réponse de la métallothionéine au cours de l’exposition au cadmium et la restauration chez Donax trunculus

MERAD Isma, Amina RABEÏ & Noureddine SOLTANI*

Laboratoire de Biologie Animale Appliquée, Département de Biologie, Faculté des Sciences, Université Badji Mokhtar d’Annaba, 23000-Annaba (Algérie) *[email protected]

Résumé Donax trunculus (Linnaeus, 1758) (Bivalvia, Donacidae) est une espèce abondante et comestible, utilisée depuis plusieurs années dans la biosurveillance du golfe d’Annaba. La présente étude vise à évaluer l’effet sublétal du cadmium chez les mâles et les femelles de cette espèce sur un biomarqueur de la pollution métallique, les métallothionéines (MTs) au niveau des gonades. Les expériences ont été réalisées au cours de la période de reproduction printanière et durant deux phases, une phase d'exposition suivie d'une seconde phase dite de restauration. Les échantillons ont été collectés à El Battah, site éloigné des sources polluantes, et élevés au laboratoire dans des conditions contrôlées. Le cadmium a été additionné à l’eau d’élevage à deux concentrations sublétales (chez les mâles; CL10-96H = 1,15 mg/L et CL25-96H = 2,02 mg/L et chez les femelles; CL10-96H = 0,94 mg/L et CL25-96H = 1,60 mg/L). Et les effets examinés à différents temps d'exposition (0, 24, 48, 72 et 96H) durant les phases d'exposition et de restauration. Nos résultats indiquent que le cadmium, aux doses testées, provoque une induction significative (p<0,05) des taux des MTs chez les deux sexes, mais avec un effet plus marqué chez les femelles. L’analyse de la variance à deux critères de classification (dose et temps) est effectuée pour chaque période et chaque sexe séparément. Les perturbations induites par le cadmium sont rétablies durant la période de restauration plus rapidement chez les mâles comparativement aux femelles. Les données obtenues sont discutées par rapport aux travaux antérieurs.

1. Abstract Donax trunculus (Linnaeus, 1758) (Bivalvia, Donacidae) is an edible and abundant and species used for several years in the biomonitoring of the bay of Annaba. The current study aims to evaluate the subletahl effect of cadmium (CL10 and CL25-96H) on a biomarker of metallic pollution, metallothioneins (MTs) on gonads of males and females of this species. The experiments were conducted during the reproduction period and during two phases, an exposure phase followed by a second phase called recovery. The samples were collected at El Battah site, far from any source of pollution, and reared in the laboratory under controlled conditions. Cadmium was added to the rearing water at two sublethales concentrations (in males; CL10-96H = 1.15 mg/L and CL25-96H = 2.02 mg/L and in females; CL10-96H = 0.94 mg/L and CL25-96H = 1.60 mg/L) and the effects examined at different exposure times (0, 24, 48, 72 and 96H) during the exposure and recovery phases. Our results indicate that cadmium causes a significant induction (p <0.05) of MTs rates in both sexes, but with a marked effect in females. The analysis of variance (two classification criteria dose and time) was performed for each period and each gender separately. The perturbations induced by cadmium were recovered more quickly during the restoration period in males than in females. Data obtained were discussed according to previous studies. الملخص تهدف هذه التجربة الى تقييم تأثير تركيزان للكادميوم شبه مميتان ، تركيز الكادميوم القاتل لعشرة بالمائة من األفراد (CL10-96سا : لدى الذكور تقدر ب 0.94 مغ/ ل و لدى االنات ب 1.15 مغ/ ل ) و القاتل لخمسة و عشرون بالمائة من األفراد(CL25-96سا الذكور تقدر ب 2.02مغ/ ل و لدى االنات ب 1.60مغ/ ل ) ) على نسبة الميتالوتيونين و هو مؤشر حيوي خاص بالمعادن على الغدد التناسلية لكل من ذكور و اناث Donax (trunculus (Linnaeus, 1758) (Bivalvia, Donacida،و هو كائن صالح لألكل و وفير جدا في تلك المنطقة ، و يستعمل منذ عدة سنوات في برامج مراقبة جودة مياه خليج عنابة. انجزت التجارب خالل فترة التكاثر في فصل الربيع (مارس 2014) وعن فترتين، األولى فترة المعالجة بالكادميوم و الثانية فترة النقاهة، تم جمع العينات من منطقة البطاح، ألنها بعيدة عن مصادر الثلوت ، وتمت تربيتها بالمخبر تحت شروط مراقبة. جمعت العينات خالل أوقات مختلفة ( 0، 24، 48، 96 سا) خالل فترتي المعالجة بالكادميوم و النقاهة. تشير نتائجنا أن التراكيز المختبرة من الكادميوم تسبب تحفيز معبر لنسبة الميتالوتيونين لدى الجنسين لكن مع مالحظة تأثير أهم لدى االناث. تم تطبيق التحليل المتعدد العوامل (معيار الجرعة و الوقت ) لكل فترة و على كل جنس على الحياد. يمكن أن تعود االضطرابات الناجمة عن الكادميوم إلى طبيعتها خالل فترة النقاهة فقط عند الذكور. كما تناقش النتائج التي تم الحصول عليها وفق األعمال السابقة.

INTRODUCTION Le golfe d’Annaba est le siège d’une intense activité économique, agricole, et touristique contribuant aux rejets de divers polluants dont les métaux lourds (Abdenour et al., 2000; Beldi, 2007; Soltani et al., 2012) qui peuvent avoir des conséquences néfastes sur les réponses physiologiques des organismes marins comme les Mollusques bivalves (Santovito et al., 2015). Les travaux antérieurs ont mis en évidence une contamination métallique dans cette région notamment par le cadmium. En effet, ce polluant dont la toxicité a été démontré chez les organismes

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marins, en raison de sa persistance et sa bioacumulation (Gaume et al., 2012) a été détecté dans les tissus de Donax trunculus (Bivalvia, Donacidae) (Beldi et al., 2006 ; Drifi & Abdennour, 2010). Cette espèce est utilisée dans la biosurveillance de la qualité des eaux du golfe d’Annaba (Soltani et al., 2012 ; Sifi et al., 2013; Bensouda & Soltani-Mazouni, 2014). D’autre part, des études sont menées au laboratoire sur l’impact physiologique du cadmium chez D. trunculus (Belabed & Soltani, 2013; Merad et al., 2013 ; Merad & Soltani, 2015). L’objectif de la présente étude, en continuité avec les travaux antérieurs, est d’évaluer les effets sublétaux (CL10 et CL25) chez les mâles et les femelles de D. trunculus sur un biomarqueur spécifique aux métaux lourds, les métallothionéines (MTs) au niveau des gonades en période de reproduction printanière, durant une exposition aigüe et une phase de restauration (96H).

MATERIEL ET METHODES Collecte des échantillons et conditions expérimentales Donax trunculus (Linnaeus, 1758) est un petit Mollusque Bivalve d’eau salée, sédentaire et filtreur très répandu dans le golfe d’Annaba (Beldi, 2007). La récolte a été faite au niveau du site El Battah (36°50’ N et 7° 56’ E), caractérisé par son éloignement de toute source de pollution et un régime hydrodynamique important. L’échantillonnage de D. trunculus a été effectué d’une manière aléatoire à l’aide d’un râteau à main lors de la période de reproduction printanière avant la ponte des gamètes (Mars 2014). Les animaux sont transportés au laboratoire dans des bacs en plastique, puis 100 individus de taille moyenne 25 ± 2 mm et dont le sexe est séparé préalablement sont sélectionnés pour l’élevage au laboratoire. La différence entre les deux sexes chez D. trunculus est basée sur la couleur de la gonade durant la période d’activité sexuelle uniquement (Bensouda- Talbi, 2015). Les individus sont élevés dans des aquariums munis de pompes à air (Nirox X5), remplis d’environ 10 cm de sable, et 30L d’eau de mer dont les paramètres physico-chimiques en période d’exposition sont : température 16,20 °C, salinité 34,30 g /L, pH 8,10, oxygène dissous 1,50 mg/L; et en période de restauration: température 16,50 °C, salinité 34,10 g /L, pH 7,82, oxygène dissous 1,33 mg/L. La phase d’acclimatation des individus dure 48h avant d’être traités au chlorure de cadmium (CdCl2, Sigma, USA). Des bioessais préliminaires sur la toxicité du cadmium à l’égard des mâles et des femelles de D. trunculus ont été réalisés durant la période de reproduction afin de déterminer les concentrations sublétales (CL10 et CL25- 96H) (Merad & Soltani, 2015). Les résultats obtenus sont représentés dans le tableau I.

Tableau I. Toxicité du cadmium (mg/L) chez D. trunculus : détermination de la CL10, CL25 (IC: intervalle de confiance) (96H) (Merad & Soltani, 2015).

Traitement Mâles Femelles CL10 (IC) 1,15 (0,89-1,47) 0,94 (0,74-1,18) CL25 (IC) 2,02 (1,57-2,58) 1,60 (1,26-2,01)

Extraction et dosage des métallothionéines Un dosage individuel des métallothionéines est effectué au niveau des gonades prélevées des séries témoins et traitées au cadmium (CL10 et CL25-96H) à différents temps d’exposition et de restauration (0, 24, 48, 72, 96H) par la méthode de Viarengo et al. (1997). Les MTs sont quantifiées en évaluant le contenu en résidus –SH par une méthode spectrophotomètrique utilisant le réactif d’Ellman (DTNB : 5,5-dithiobis 2 acide nitro benzoique). Les résultats sont exprimés sous forme de µg de MTs/mg de protéines. Les concentrations de protéines ont été mesurées selon Bradford (1976). Analyse statistique Les données sont représentées par la moyenne plus ou moins l’écart-type (m ± SD). Elles ont été traitées statistiquement à l'aide du logiciel Minitab Software (Version 16, PA State College, USA). Une analyse de la variance à deux critères de classification (dose et temps) est effectuée pour chaque période et chaque sexe séparément. Les tests t de Student et de Tukey ont été également utilisés. Le niveau de signification est p< 0,05.

RESULTATS Effet du cadmium sur les métallotionéines chez les mâles de D. trunculus En période d’exposition, les teneurs en métallothionéines évaluées au niveau des gonades mâles sont significativement induits avec la concentration la plus élevée (CL25) à partir de 48H (p<0,05), et également après exposition à la CL10 à la fin de l’expérimentation (96H) (p≤ 0,001) (Figure 1 A). L’ANOVA à 2 critères de classification (doses, temps) pour la période d’exposition révèle un effet dose (F2, 47= 28,41; p< 0,001), et temps (F4, 47= 20,14; p<0,001). En période de restauration, le taux de MTs diminue progressivement au cours du temps. A la fin de la période de restauration (96H), il n’y a pas de différence significative (p> 0,05) entre les témoins et les séries traitées (CL25 et la CL10) (Figure 1 B). L’ANOVA à 2 critères de classification (doses, temps) pour la période de restauration révèle un effet dose (F2, 51= 38,82; p< 0,001), et temps (F4, 51= 16,41; p<0,001). 102

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Figure 1. Effet du cadmium sur le taux de métallotionéines au niveau des gonades mâles de D. trunculus (m ± SD, n= 5) (A : en période d’exposition, B : en période de restauration).

Effet du cadmium sur les métallotioneines chez les femelles de D. trunculus Lors de l'exposition au cadmium, on observe chez les femelles de D. trunculus une augmentation des taux de métallothionéines en fonction du temps. Cette induction est significative (p< 0,01) pour les deux concentrations testées à partir de 48H d'exposition (Figure 2 A). L’ANOVA à 2 critères de classification (doses, temps) pour la période d’exposition indique un effet dose (F2, 60= 58,61; p< 0,001), et temps (F4, 60= 240,36; p<0,001). En période de restauration, les teneurs en MTs diminuent légèrement au cours du temps; cependant à la fin de la phase de restauration, les concentrations en MTs restent chez les femelles traités significativement (p≤ 0,001) plus importantes comparativement aux témoins (p>0,05) (Figure 2 B). L’ANOVA à 2 critères de classification (doses, temps) pour la période de restauration montre il y a un effet dose (F2, 60= 241,76; p> 0,001) et temps (F4, 60= 21,76; p> 0,001).

Figure 2. Effet du cadmium sur le taux de métallotionéinesau niveau des gonades femelles de D. trunculus (m ± SD, n= 5) (A : en période d’exposition, B : en période de restauration).

DISCUSSION Les métallothionéines (MTs) sont des protéines non-enzymatiques avec un faible poids moléculaire, ne contenant pas d'acides aminés aromatiques et une ayant bonne stabilité thermique. Les groupes thiol (SH) de résidus de cysteine permettent aux MTs de lier particulièrement les métaux (Fabisiak et al., 1999; Amiard et al., 2006).Il a été démontré que les MTs protègent les cellules de l'organisme des effets toxiques suite à une exposition aux métaux non-essentiels (Klaassen et al., 1999; Park et al., 2007). Les MTs jouent un rôle clé dans l'homéostasie de l'ion métallique et la détoxication des métaux toxiques dans la cellule (Cho et al., 2008). Elles joueraient donc un rôle complémentaire à celui des lysosomes et des granules observés chez les invertébrés (Rainbow, 2002). Les MTs sont impliquées dans la protection contre le stress oxydant (Fabisiak et al., 1999). Viarengo et ses collaborateurs (1999) ont montré que les moules (Mytilus edulis) intoxiquées par le cadmium résistent mieux au stress oxydant que celles qui sont non exposées. Ces auteurs suggèrent que les MTs sont capables de protéger les cellules vis-à-vis du stress oxydant (Andrews, 2000). Nos résultats révèlent une induction des MTs chez les individus de D. trunculus au niveau des gonades mâles et femelles après traitement à

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deux doses sublétales du cadmium. Ceci est en accord avec les travaux de Tlili et al. (2013) qui ont noté une augmentation des taux de MTs de la glande digestive de D. trunculus en période de reproduction dans les régions les plus touchées par la pollution métallique. De même, Gillis et al. (2014) ont rapporté une induction de la synthèse de la MTs au niveau des branchies du Bivalve Lasmigona costata pêché dans des zones touchées par la pollution. Enfin, Gomiero et al. (2015) ont observé une augmentation des valeurs des MTs chez la Moule Mytilus galloprovincialis collectée au niveau d’un site exposé à une importante source de pollution. L'augmentation des concentrations des MTs chez les individus traités au cadmium indique non seulement l'entrée du contaminant dans les organismes, mais aussi que D. trunculus se protège des cations divalents toxiques (Cd++) et tente la séquestration de ce métal, et démontre également une activité accrue des systèmes de défense antioxydants dans les individus victimes du stress métallique (Amiard et al. 2006). L'influence du sexe sur les MTs est expliquée par le rôle joué par ces protéines dans l'homéostasie des métaux essentiels (Isani et al, 2000). Par conséquent, les MTs pourraient intervenir dans la maturité des gamètes et ensuite jouer un rôle important dans la reproduction. Cet effet sexe et où les femelles semblent être plus sensible peut s’expliquer également par le fait qu’une différence dans la demande d'énergie entre les gamètes mâles et femelles. Les bivalves mâles produisent des spermatozoïdes petits avec peu de réserve énérgétique en comparaison avec les femelles qui produisent la vitelline pour le développement des ovocytes (Beninger et al., 2003). En période de restauration, les perturbations induites par le cadmium sont relativement rétablies, ce qui démontre le potentiel de D. trunculus à mettre en ouvre rapidement son système de détoxication (Belabed & Soltani, 2013). Une récente étude s’est intéressé à la capacité de restauration de trois Mollusques Bivalves Ruditapes philippinarum, Mytilus galloprovincialis et Scrobicularia plana après exposition à plusieurs métaux lourds, ils ont démontré que la restauration est efficace pour réduire rapidement le niveau du plomb et le cadmium (Anacleto et al., 2015). A l’avenir, il serait intéressant de compléter ces investigations par l'étude de la réponse de D. trunculus à une exposition au cadmium en période de repos sexuel.

CONCLUSION Nos résultats montrent que l’espèce étudiée révèle des potentialités de réponse spécifique des MTs à l'égard du cadmium. En effet, une induction significative des taux des MTs chez les deux sexes est observée, mais avec un effet plus marqué chez les femelles. Ces effets peuvent être rétablis durant la période de restauration plus rapidement chez les mâles comparativement aux femelles. La différence de la réponse physiologique entre les deux sexes pourrait être corrélée aux besoins métaboliques différents durant cette phase du cycle de reproduction.

REMERCIEMENTS Cette étude a été réalisée dans le cadre du projet CNEPRU (Pr. N. Soltani) et bénéficié d’un financement du Fond National de la Recherche alloué au Laboratoire de Biologie Animale Appliquée (Université Badji Mokhtar, Annaba).

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Bulletin de l’Institut National des Sciences de la Mer (INSTM Salammbo). Numéro Spécial (18) : Actes du IXème Congrès Maghrébin des Sciences de la Mer Sousse : 2014

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