Avis de soutenance - doctorat - Kim EUSTACHE | École Pratique des Hautes Études

Soutenue par Kim EUSTACHE

Etude de l'effect des facteurs génétiques et environnementaux sur le succès reproducteur des requins à pointes noires (Carcharhinus melanopterus)

Une évaluation mondiale (en 2021) a rapporté qu'un tiers (32,6 %, soit 391 sur 1 199 espèces) des espèces de chondrichtyens (requins, raies, chimères) étaient menacées d'extinction. Cette évaluation pourrait avoir été sous-estimée car 12,9 % de ces espèces sont actuellement répertoriées comme ayant des données insuffisantes. Avec 90 % des stocks de poissons téléostéens exploités, les espèces de requins sont la cible la plus lucrative avec l'expansion des marchés d'ailerons de requin. Les connaissances limitées combinées aux déclins considérables de la densité des espèces de requins soulignent l'urgence de mener des études sur les chondrichtyens. Dans cette étude, nous avons étudié une population de requins à pointe noire (Carcharhinus melanopterus) qui a été suivie et échantillonnée au cours de la dernière décennie. Les objectifs étaient d'explorer les variations de densité au fil du temps dans la population de jeunes et leurs origines, puis de reconstruire la généalogie (requins adultes et juvéniles) afin de mettre en lumière la biologie (reproductive) des requins et les facteurs qui influencent leur survie. Depuis 2007, la population de requins à pointe noire de l'île de Moorea (Polynésie française) a été échantillonnée à travers des prélèvements d'ailerons (échantillons de tissus de nageoire dorsale) et des mesures morphométriques dans dix sites autour de l'île, ce qui a fourni une base de données de 1780 individus sur une période de 15 ans. Nous avons modélisé les changements de densité spatiale et temporelle au cours de la dernière décennie (ainsi que la compétition interspécifique avec Negaprion acutidens et la température de l'eau en tant que variables explicatives) dans la population de requins à pointe noire de l'île de Moorea. Nous avons ensuite développé une banque de marqueurs microsatellites spécifiques à l'espèce pour reconstruire la généalogie de la population de requins. La généalogie (premier pedigree très conservateur reconstruit pour une espèce de requin) a été utilisée pour définir les caractéristiques de l'histoire de vie des requins à pointe noire (longévité maximale, maturité sexuelle, taille de portée) et explorer leur comportement (comportement reproducteur des femelles et philopatrie). Une légère tendance négative a été observée dans la condition physique des jeunes requins au fil du temps, avec une variabilité entre les sites, les stades de vie et les familles de requins. Le succès reproducteur était égal pour les mâles et les femelles, et était élevé dans deux sites où un effet négatif significatif sur la condition physique a été constaté, probablement parce que les juvéniles dans ces nurseries étaient fréquemment en capacité à se nourrir seul (i.e., capacité à chasser), ce qui leur permettait de survivre par eux-mêmes et d'atteindre l'âge adulte. Cette recherche a des conséquences pour la gestion et la conservation des populations de requins, car nous avons identifié des zones prioritaires, avec des densités de requins plus élevées au fil du temps et une meilleure survie, et nous avons documenté les caractéristiques de l'histoire de vie et de reproduction.

Unravelling the genetic and environmental factors influencing the reproduction success in blacktip reef sharks (Carcharhinus melanopterus)

A global assessment (in 2021) reported that a third (32.6%, 391 on 1199 species) of chondrichthyan species (sharks, rays, chimaeras) were threatened by extinction. This assessment might have been underestimated as 12.9% of these species are currently listed as data deficient. With 90% of teleost fish stocks being exploited, shark species are the most lucrative target with the expansion of shark fin markets. The scarce knowledge in combination with the tremendous declines in shark species densities highlights the urgency to conduct studies on chondrichthyans. Here, we aimed at studying a blacktip reef shark (Carcharhinus melanopterus) population that was monitored and sampled for fin clips over the last decade. The objectives were to explore the over-time density variations in the juvenile population and their origins, then we reconstructed the genealogy (adult and juvenile sharks) shedding light on the (reproductive) biology of sharks. Since 2007 the blacktip reef shark population of Moorea Island (French Polynesia) has been sampled for fin clips (dorsal fin tissue samples) and morphometrics in ten sites around the island which provided a database of 1780 individuals over a 15-year timespan. We modelled the spatial and temporal density changes over the last decade (together with inter-specific competition with Negaprion acutidens and with water temperature as explanatory variables) in the blacktip reef shark population of Moorea Island and then we developed a species-specific microsatellite markers bank to reconstruct the genealogy of the shark population. The genealogy (first highly conservative pedigree reconstructed for a shark species) was used to define life history traits for blacktip reef sharks (maximal longevity, sexual maturity, litter size, dominant individuals) and explore their behavior (female reproductive behavior and philopatry). A slight negative trend was found in juvenile shark body condition over time together with variability among sites, life stages and shark families. Lifetime reproductive success was equal for males and females and was high in two sites that were found to have a significant negative effect on body condition likely because juveniles in these nurseries frequently reached the independent foraging capacity, allowing them to survive on their own and reach the adult life stage. This research has consequences for the management and conservation of shark populations as we identified priority areas, having higher over-time shark densities and survival, and we documented life history and reproductive traits.

Directeur de thèse :

Serge PLANES

Cotutelle :

Université d'Amsterdam (PAYS-BAS)

Unité de recherche :

Centre de recherches insulaires et observatoire de l'environnement

Membres du jury :

Directeur de thèse : Serge PLANES , Directeur de recherche (EPHE PARIS)
Examinateur : Mireille HARMELIN , Directeur de recherche (Mediterranean Institute of Oceanography (MIO) - CNRS)
Examinateur : Emiel VAN LOON , Associate professor (University of Amsterdam)
Rapporteur : Giacomo BERNARDI , Professeur (Université de Californie à Santa Cruz)
Co-encadrant de thèse : Isabel SMALLEGANGE , Associate professor (University of Newcastle)
Président : Philippe LENFANT , Professeur des universités (Université de Perpignan)
CoDirecteur de thèse : Astrid GROOT , Professeur (Université d'Amsterdam)
Rapporteur : Joey DIBATTISTA , Directeur de recherche (Australian Museum Research Institute)

Diplôme :

Doctorat Systèmes intégrés, environnement et biodiversité

Spécialité de soutenance :

Biodiversité, génétique et évolution