Ministère de l'Enseignement Supérieur REPUBLIQUE DE COTE D'IVOIRE Union-Discipline-Travail Année académique 2012-2013 l '.":l''EHSll E NANGCIABROGOUA UFR des Sciences de la Nature Laboratoire de Biologie et Cytologie Animales MEMOIRE DE DIPLOME D'ETUDE APPROFONDIE EN GESTION ET VALORISATION DES RESSOURCES NATURELLES Option : Biologie et Production Animales Thème: DIVERSITE GENETIQUE DE TROIS ESPECES DE CLUPEIDAE: Ethmalosa fimbriata (Bowdich, 1825), Sardine/la aurita (Valencienne, 1847) ET Sardine/la maderensis (Lowe, 1839) EN LAGUNE EBRIE (COTE D'IVOIRE). Présenté par KOUAME Akoua Michèle Soutenu le 24 Octobre 2012, devant le jury composé de : Monsieur N'Da Konan, Maître de Conférences Président Madame Adépo-Gourène Béatrice, Maître de Conférences Directeur scientifique Madame N'Dri Aya Lydie, Maitre- Assistant Examinateur Monsieur Zoro Bi Arsène, Professeur Titulaire Rapporteur TABLE DES MATIERES Pages DEDICACE , : i REMERCIEMENTS ii . LISTE DES TABLEAUX iv LISTE DES FIGURES·······:··············································································· V LISTE DES ABRE VIA TI ONS vi RESUME vii INTRODUCTION : , 1 I GENERALITES 3 1.1 Milieu d'étude : : 3 1.2 Espèces étudiées 3 1.2.1 Ethmalosafimbriata 3 1.2.1.1 Systématique et distribution 3 1.2.1.2 Biologie et écologie 5 1.2.1.3 Génétique d'Ethmalosafimbriata 6 1.2.2 Sardinella aurita et Sardine/la maderensis 6 1.2.2.1 Systématique et distribution 7 1.2.2.2 Biologie et écologie ; 9 1.2.2.3 Génétique des Sardinelles .....................•........................................ 10 1.2.3 Importance socioéconomique des poissons étudiés 10 II MATERIEL ET METHODES 12 2.1 Matériel 12 2. 1. 1 Matériel biologique 12 2.1.2 Matériel technique , 13 2.2 Méthodes 14 2.2.1 Echantillonnage des tissus .. _ 14 2.2.2 Technique de l'électrophorèse enzymatique'. 14 2.2.2.1 Préparation des extraits enzymatiques 15 2.2.2.2 Préparation des tampons et du gel 16 2.2.2.3 Migration électrophorétique 17 2.2.2.4 Révélation des électrophorégrarnmes 17 2.2.2.5 Lecture des électrophorégrammes 18 2.2.3 Traitement des données 18 2.2.3.1 Mesure de la variabilité génétique 18 2.2.3 .2 Divergence génétique 20 - D.i stance gè' nè' ti. que . .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. .. 2. 0 - Analyse factorielle de correspondances (AFC) 20 - Arbre phylogénétique 20 III RESULTATS ET DISCUSSION 22 3 .1 Résultats 22 3.1.1 Diversité génétique : 22 3 .1.1.1 Description du polymorphisme enzymatique 22 3.1.1.2 Evaluation de la diversité génétique 25 3 .1.2 Di vergence génétique., : 2 6 3.1.2.1 Distance génétique : : 26 3.1.2.2 Répartition des individus par l'AFC 26 3.1.2.3 Structure phylogénétique 27 3.2 Discussion : :··············· 29 CONCLUSION ET PERSPECTIVES 31 REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES _. 32 ANNEXES .- ; 38 DEDICACE Je dédie ce mémoire au DIEU TOUT PUISSANT qui m'a soutenue, fortifiée et affermie durant ce travail. QUE L'HONNEUR ET LA GLOIRE LUI SOIENT RENDUS A JAMAIS. A mes très chers parents qui m'ont soutenue et qui ont su canaliser mon avenir, même dans les moments les plus difficiles. Que DIEU leur accorde une longue vie afin qu'ils bénéficient des fruits de leurs efforts. REMERCIEMENTS L'élaboration de ce mémoire a certes requis des efforts personnels, mais sa réalisation n'a été possible que grâce au dévouement et à la disponibilité de certaines personnes. Il m'est donc particulièrement agréable de leur adresser mes remerciements. Je remercie le Professeur Germain GOURENE, Directeur du Laboratoire <l'Environnement et de Biologie Aquatique (LEBA) de m'avoir acceptée dans son laboratoire. Son attention et sa rigueur scientifique font de lui un modèle. Je voudrais exprimer mes sincères remerciements au Professeur Béatrice ADEPO-GOURENE, Directeur de ce mémoire; non seulement pour m'avoir accueillie au sein de son équipe de recherche, mais également pour son encadrement et l'intérêt particulier qu'elle a porté à ce travail en m'initiant patiemment à la génétique des populations. J'exprime ma profonde gratitude au Professeur Konan N'DA pour avoir accepté de présider le jury de la soutenance de ce mémoire. Je remercie le Professeur Arsène ZORO BI pour avoir accepté d'être rapporteur et membre du jury de ce mémoire. Sa lecture critique et ses suggestions ont permis d'améliorer ce travail. Je remercie infiniment le Docteur Lydie N'DRI pour avoir accepté de juger ce travail. J'exprime toute ma reconnaissance au Professeur Alassane OUA TIA RA Enseignant-Chercheur à l 'UFR des Sciences et Gestion de l'Environnement de l'Université d' Abobo-Adiamé ; chef du Laboratoire <l'Environnement et de Biologie Aquatique (LEBA) pour ses conseils et sa rigueur dans le travail. J'adresse mes vifs remerciements au Professeur Agathe F ANTODJI pour ses conseils et ses encouragements, ii Mes remerciements vont aussi à l'endroit de tous les Docteurs du Laboratoire de Biologie et Cytologie Animales pour leurs conseils et leurs encouragements. Je remercie également tous les Docteurs du Laboratoire <l'Environnement et de Biologie Aquatique (LEBA) pour leurs encouragements. Je suis très reconnaissante envers tous les étudiants du Laboratoire <l'Environnement et de Biologie Aquatique (LEBA) qui, d'une manière ou d'une autre, m'ont aidé à la réalisation de ce travail. Je n'oublie pas tous ceux qui de près ou de loin ont contribué à la réalisation de ce travail. iii LISTE DES TABLEAUX Tableau I : Nombre de spécimens par espèce étudiée 12 Tableau II : Systèmes enzymatiques, tissus et tampons utilisés dans l'étude du polymorphisme enzymatique des trois espèces étudiées 16 Tableau m: Fréquences alléliques des locus dans les trois espèces étudiées 23 Tableau IV : Allèles spécifiques aux genres Ethmalosa et Sardinella 24 Tableau V : Valeurs des différents indices de diversité génétique des trois espe' ces e' tu dt.e' es . 25 Tableau VI: Distances génétiques de Nei (1978) entre les espèces étudiées 26 iv LISTE DES FIGURES Figure 1 : Spécimen de Ethmalosafimbriata 5 Figure 2 : Spécimen de Sardine/la aurita 7 Figure 3 : Spécimen de Sardine/la maderensis 8 Figure 4: Localisation du site d'échantillonnage des espèces étudiées dans la lagune Ebrié 13 Figure 5 : Déroulement schématique d'une séance d'élèctrophorèse des proté,m. es enzymati· ques . 15 Figure 6: Analyse factorielle des correspondances des échantillons à partir des génotypes des individus aux locus considérés 27 Figure 7: Arbre phylogénétique des échantillons des trois espèces de Clupéidés étudiées, construit à partir des distances génétiques de Nei (1978) .... 28 V LISTE DES ABREVIATIONS AA T : Aspartate Aminotransférase IDH : Isocitrate Déshydrogénase LDH : Lactate Déshydrogénase LS : Longueur Standard· MDH : Malate Déshydrogénase PGM : Phosphoglucomutase SOD : Superoxyde Dismutase vi RESUME La diversité génétique de trois espèces de Clupeidae, Ethmalosa fimbriata, Sardine/la aurita et Sardine/la maderensis, a été analysée par électrophorèse enzymatique en vue de déterminer les relations génétiques entre ces espèces. Six systèmes enzymatiques codant pour douze locus ont été analysés au cours de cette étude. Tous les locus analysés se sont révélés polymorphes entre les espèces. Ces poissons se caractérisent par une faible diversité génétique. Les douze locus analysés sont diagnostiques entre E. fimbriata et S. maderensis, tandis que neuf le sont entre E. fimbriata et S. aurita. S. maderensis quant à elle, se différencie de S. aurita par deux locus diagnostiques. Les deux espèces du genre Sardine/la sont proches l'une de l'autre et éloignées de E. fimbriata. Les résultats de cette étude pourraient être utilisés pour l'établissement d'un programme de gestion de ces espèces en particulier et des ressources halieutiques en général. Mots clés: Clupeidae / Ethmalosa fimbriata / Sardine/la aurita / Sardine/la maderensis / diversité génétique/ lagune Ebrié. vii INTRODUCTION Les clupéiformes constituent un groupe de poissons d'une grande importance économique (Conand, 1978). Ils comptent 402 espèces regroupées en 5 familles : les Denticipitidae, les Pristigasteridae, les Engraulidae, les Chirocentridae et les Clupeidae (Li & Orti , 2007). Cette dernière famille a été signalée par Albaret (1994) dans la lagune Ebrié. Elle renferme 66 genres dont les genres Ethmalosa et Sardinella (Grande, 1985). Le genre Ethmalosa est monospécifique tandis que le genre Sardinella renferme plusieurs espèces (Whitehead, 1985) dont trois sont présentes en Afrique occidentale (Gourène & Teugels, 2003). Il s'agit de Sardinella aurita, Sardinella maderensis et Sardinella rouxi. E. fimbriata représente 75% des captures en lagune Ebrié (Ecoutin et al., 1994) et serait l'espèce la plus exploitée par la pêcherie artisanale (Durand & Skubich, 1982). S. aurita et S. maderensis représentent 80% des captures de la pêche artisanale maritime et lagunaire (FAO, 2008). Plusieurs travaux ont contribué à la connaissance de la systématique (Gourène & Teugels, 2003; Teugels, 2007), de la biologie et de l'écologie (Albaret & Gerlotto, 1976; Charles-Dominique, 1982; Boely, 1979; Boely et al., 1982; Charles-Dominique & Albaret, 2003) de ces espèces. Des recherches en génétique ont également contribué à la connaissance de ces espèces (Baron, 1971 ; Kinsey et al., 1994 ; Gourène et al., 1993. Chikhi, 1995 ; Chikhi et al., 1998 ; Adépo-Gourène, 2008). Cependant, les relations de phylogénie au sein de cette famille font l'objet de controverse (Li & Orti, 2007; Lavoué et al, 2007). Selon Agnèse (1989) la phylogénie est importante pour une meilleure classification des espèces. L'objectif général de ce travail est d'étudier les relations phylogéniques entre E. fimbriata, S. aurita et S. maderensis. Il vise spécifiquement à caractériser la diversité génétique de chacune de ces espèces, puis à déterminer les relations de parenté entre ces dernières. Le présent mémoire s'articule autour de trois parties. La première 1 partie comporte les généralités sur le milieu d'étude et les espèces étudiées. La seconde présente le matériel et les méthodes utilisés dans cette étude. La troisième partie est consacrée aux résultats obtenus et à la discussion. Ce mémoire s'achève par une conclusion et des perspectives.