# Les possibilités de contrôle de la reproduction chez les poissons par modulation des facteurs de l'environnement et manipulations hormonales

Roland Billard

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Roland Billard. Les possibilités de contrôle de la reproduction chez les poissons par modulation des facteurs de l'environnement et manipulations hormonales. Cahiers du Laboratoire d'Hydrobiologie de Montereau, 1980, 6 (10), pp.11-32. hal-01601244

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# Les possibilités de contrôle de la reproduction chez les poissons par modulation des facteurs de l'environnement et manipulations hormonales

R. BILLARD*

## 1. — INTRODUCTION

Toute activité rationalisée d'élevage suppose la maîtrise de la plupart des phases du cycle vital dont la reproduction. Il est certes possible de concevoir une cueillette de juvéniles dans la nature comme dans le cas de la conchyliculture, de l'élevage de crevettes ou de certains poissons, mais ce système ne permet pas de s'affranchir des aléas de la production naturelle. En outre, la plupart des espèces intéressantes présentent une reproduction saisonnière très marquée et il peut être intéressant dans une exploitation d'aquiculture d'étaler la disponibilité des jeunes tout au long de l'année. Il est donc indispensable de disposer de géniteurs que l'on peut sélectionner et dont il faut bien définir les conditions d'exploitation : élevage, nutrition, obtention des gamètes et insémination. En ce qui concerne la reproduction des poissons et sa maîtrise, il faut disposer d'une gamme de techniques dont le choix va dépendre de l'espèce considérée, de conditions locales et du type d'aquiculture (aquiculture intensive avec technologie avancée et concernant des espèces chères, ou aquiculture plus extensive visant à une meilleure utilisation des plans d'eau naturels). En dehors des problèmes d'induction de la fraie et des choix de la période de reproduction, les enseignements qui résultent de la pratique de la pisciculture traditionnelle de poissons d'eau douce ou des premiers essais d'élevage de poissons marins ont révélé d'autres problèmes importants comme la qualité des gamètes et les mortalités embryonnaires et post-embryonnaires. Nous allons examiner quelques uns de ces problèmes, leurs causes et leurs perspectives de solution.

## 2. — LE ROLE DES FACTEURS DE L'ENVIRONNEMENT SUR LA REPRODUCTION

Le mode de vie, et plus particulièrement le cycle reproducteur des poissons des régions tempérées sont étroitement inféodés aux variations climatiques saisonnières. Parmi les facteurs du milieu, la température (limite physiologique extrême et thermopériodisme), la photopériode, les facteurs sociaux et nutritionnels apparaissent les plus importants et seront développés ici.

Cependant d'autres facteurs sont aussi susceptibles d'agir sur certaines phases du cycle reproducteur comme la pression atmosphérique, le régime des pluies et l'environnement physique et biologique (composition de l'eau, végétaux, régime des eaux, Kostarev, 1973).

<footnote>* Laboratoire de Physiologie des Poissons — Institut National de la Recherche Agronomique — 78350 Jouy-en-Josas.</footnote>
A. — Les effets de la lumière et de la température.

1) Les données d'observation

En établissant les relations entre les cycles sexuels naturels et les facteurs externes, Thibault (1969) a pu distinguer trois groupes de poissons d'après leur période de reproduction et les variations saisonnières de la gamétogenèse.

• 1er Groupe : La gamétogenèse se déroule en totalité en jours et température croissants ; c'est le cas par exemple de la Brême *Abramis brama* (Papadodol, 1962) et du Merlan *Gadus merlangus* (Gokale, 1957). Les gonades sont vidées pendant l'hiver et la gamétogenèse démarre en fin d'hiver et au début du printemps ; la spermiation et l'ovulation ont lieu à la fin du printemps.

• 2e Groupe : Le développement de la gamétogenèse s'arrête à la fin de l'automne et se trouve bloqué pendant tout l'hiver.

C'est le cas du Gardon (Fig. 1) : les spermatogonies B ($G_B$) commencent à se multiplier dès le mois de septembre, ce qui se traduit par une augmentation du RGS. La croissance du RGS est stoppée entre novembre et février, époque à laquelle le développement spermatogénétique reprend (apparition des spermatocytes puis des spermatides et des spermatozoïdes).

• 3ème Groupe : La gamétogenèse se déroule en totalité en jour et température décroissants.

A ce groupe se rattache la Truite et probablement tous les autres salmonidés. La gaméto-
genèse se développe de façon explosive en juillet. Dans le cas de la spermatogenèse, les sperma-
togonies B, les spermatocytes et même les spermatides apparaissent presque simultanément en

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Figure 1 — Evolution de la spermatogenèse du Gardon au cours d'un cycle reproducteur. Les composantes spermatogenèse et RGS (rapport gonado-somatique) sont mises en parallèle avec certains paramètres de l'environnement (nombre d'heures d'ensoleillement et de lumière par jour, température de l'eau). $G_A$ et $G_B$ = spermatogonies A et B, Scyt : spermatocytes, Spt : spermatides, Spz : spermatozoïdes. (D'après Escaffre et Billard 1976 *Cah. Mont.* 343-46).
juillet. En novembre-décembre, la spermatogenèse est achevée (Fig. 2) ; la situation est identique chez la femelle, mais dans ce cas le cycle ne se réfère qu'aux changements macroscopiquement décelables (vitellogenèse) sans préjuger de l'époque à laquelle se fait le recrutement des classes d'ovocytes qui vont entrer en vitellogenèse.

Ce recrutement semble en effet se faire immédiatement après l'ovulation du cycle précédent. Ces observations ne permettent cependant pas de dissocier les effets des divers facteurs de l'environnement et seules des données expérimentales vont permettre une analyse plus fine.

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Figure 2 -*Evolution de la spermatogenèse de la Truite Arc-en-ciel*. L'analyse quantitative de la spermatogenèse porte sur des coupes orthogonales de lobules testiculaires : la quantité de spermatozoïdes est exprimée par la surface de lumière qu'ils occupent et les autres catégories de cellules germinales sont exprimées en nombre de cystes par coupe orthogonale de lobule (même abréviations que pour le Gardon, d'après Billard, 1973).

## 2) Modifications expérimentales

### a) Les problèmes d'interaction

Les résultats rapportés dans la littérature sont nombreux, de valeur inégale, et souvent contradictoires (cf. Revues de Pickford et Atz, 1957 ; Harrington, 1959a ; de Vlaming, 1972a, 1974). Il ressort cependant que les deux facteurs les plus importants –lumière et température– peuvent agir en interaction. Les nombreuses difficultés d'interprétation rencontrées par les auteurs résultent du fait que les niveaux d'intervention de ces deux facteurs sont différents : la lumière agit sur le système nerveux central tandis que la température affecte l'organisme entier. Chez les Poecilothermes toutes les fonctions physiologiques sont en effet températures-dépendantes.

En toute rigueur, il faudrait placer les animaux expérimentaux au niveau thermique le plus favorable avant de procéder aux manipulations photopériodiques. En réalité de nombreux résultats suggèrent l'existence d'une interaction photopériode-température, ce qui suppose d'ana-
lyser factoriellement ces deux paramètres. Par exemple, en hiver les gonades d'épinoches élevées à basse température se développent lentement quelle que soit la photopériode. A haute température et longue photopériode, la maturation des gonades est fortement accélérée tandis qu'une photopériode courte associée à des températures élevées arrête la gamétogenèse (Schneidér, 1969).

Une telle situation n'est pas pour surprendre, et on peut aisément imaginer qu'aux modifications physiologiques sollicitées par l'élévation de la température (activité métabolique et gamétogenétique accrues) le complexe hypothalamo-hypophysaire encore insensible et privé de stimulations ne puisse répondre et libérer des gonadotropines.

## b) La température

### α) température et gamétogenèse

Cet effet facilitant de la température trouve son expression dans l'existence d'un préférendum thermique corporel. Chez les poissons à reproduction continue comme le Guppy, il a été montré que le rendement maximum de la spermatogenèse était précisément observé à la température du préférendum thermique corporel (Billard, 1969). Chez les poissons à cycle reproduiteur annuel un certain nombre d'informations issues de la littérature semblent indiquer que les niveaux optimum de température nécessaires au déroulement de la gamétogenèse ne sont pas les mêmes pour les diverses types de cellules germinales. C'est ainsi que chez *Couesuis plumbeus* mâle (cyprinidés) des basses températures favorisent la méiose alors qu'il faut des températures plus élevées pour les multiplications spermatogoniales et la spermiation (Ahsan, 1966). Chez des cyprinodontidés comme Fundulus, les basses températures favorisent les premiers stades de la gamétogenèse et des températures plus élevées sont nécessaires au stade final (Matthews, 1939 ; Harrington, 1959b). La même observation a été faite chez *Enneacanthus obesus* par Harrington, 1956. Lofts et al. (1968) ont montré que la température avait une action directe sur les multiplications spermatogoniales chez *Fundulus*. Il est vraisemblable que pour chacune des étapes les besoins en température soient plus ou moins stricts et que l'amplitude des variations limites tolérables soit variable. En outre l'oscillation circadienne de la température autour d'une moyenne constitue une variable physiologiquement importante qui n'a pas toujours été prise en considération dans de nombreuses expériences où les niveaux thermiques restaient fixés durant le nycthémère (cf. de Vlaming, 1972b). Les techniques de culture *in vitro* ou d'incubation de gonades devraient aisément permettre de définir les limites de température entre lesquelles les gonades peuvent se développer normalement. Malheureusement de telles études sont peu nombreuses. On sait cependant que la température optimum pour la maturation ovocytaire *in vitro* est de 10 °C (extrême 5-15) pour la truite arc-en-ciel, 25 °C pour la Carassin et le Tilapia (Jalabert). Ces données sont susceptibles de varier selon les espèces, les souches, l'histoire des individus et, nous l'avons vu, avec le stade de la gamétogenèse. Dans certains groupes la gamétogenèse semble seulement dépendante de la température et non de la photopériode : *Gambusia affinis* (Melden, 1951), *Couesius plumbeus* (Ahsan, 1966). L'existence d'un cycle endogène a été suggéré dans ces espèces (voir aussi Bullough, 1940). Chez *Lepomis cyanellus* Kaya (1973a) a montré que la réponse des gonades à des supplémentations hormonales était fortement modifiée par la température.

### β) Température et sexualité

Dans un certain nombre d'espèces animales, il est apparu que la température était capable de modifier le rapport des sexes. L'influence de la température sur l'expression de phénotype sexuel signalé chez les Amphibiens (Witschi, 1929) et chez les Insectes (Dobzhansky, 1930) a été retrouvée chez des crustacés (Bulnheim, 1967 ; Ginsburger-Vogel, 1974), et aussi chez les reptiles (Piau, 1972, 1974) et le poisson *Rivulus marmoratus* (Harrington, 1967). Dans cette espèce qui est un hermaphrodite parfait, le sexe peut être modifié dans un sens mâle à la suite de l'élevage des animaux à basse température (20°C) pendant la période de différenciation
sexuelle. Ces observations sont du plus haut intérêt et devraient conduire à rechercher les possibilités de contrôle du sexe par cette voie dans les espèces exploitables en pisciculture.

### c) La photopériode

#### α) Les faits expérimentaux et les photopériodes favorables

De l'ensemble des expériences, il ressort que certaines espèces sont beaucoup plus inféodées que d'autres aux rythmes photopériodiques. C'est par exemple le cas des Salmonidés.

Les premiers travaux de Hoover et Hubbard, 1937, montraient déjà qu'un raccourcissement expérimental du cycle photopériodique annuel induisait une reproduction précoce chez *Salvelinus fontinalis*. Combs et al. (1959), Nomura (1962), Henderson (1963), puis Shiraishi et Fukuda (1966) ont confirmé que les photopériodes 8L/16N étaient les plus favorables chez les Salmonidés. Dans cette famille l'accélération de la première maturation sexuelle a été obtenue par l'emploi de photopériodes favorables (Carlson et Hale, 1973). Selon Kuo (1974a) des photopériodes plus courtes (6L/18N) sont les plus favorables chez le Mulet. L'Anchois serait également une espèce dont la gamétogenèse est favorisée par les photopériodes courtes (6L/18N) (Leong, 1971). Dans d'autres espèces des photopériodes longues (généralement associées à de hautes températures) se sont révélées les plus favorables : *Lepomis cyanellus* (centrarchidé, Kaya et Hasler, 1972 ; Kaya, 1973b), *Enneacanthus obestus* (percidés, Harrington, 1956), *Bairdiella* (Sciaenidé, Haydock, 1971), *Cymatogaster aggregata* mâle (percidé, Weibe, 1968). Dans cette dernière espèce, les besoins thermiques et photopériodiques semblent être différents chez le mâle et la femelle dont la gamétogenèse se déroule à des périodes de l'année différente. Une réponse aux facteurs de l'environnement différente selon les espèces a aussi été signalée dans d'autres espèces de poissons (Haydock, 1971 ; de Vlaming, 1972a, 1972b).

L'utilisation de photopériodes favorables a déjà permis d'obtenir, quelquefois en association avec des supplémentations hormonales, un étalement de la période de production à des fins pratiques (Lasker, 1974).

#### β) Les hypothèses et les possibilités d'application

Il faut considérer les effets de la lumière dans ses variations nycthémérales (succession d'une nuit et d'un jour) et annuelles (i.e le photopériodisme qui est la succession de photopériodes claires croissantes pendant 6 mois, puis décroissantes).

Des travaux conduits chez les poissons mais surtout chez d'autres animaux ou végétaux permettent actuellement de formuler un certain nombre d'hypothèses pour expliquer comment la photopériode peut affecter la reproduction. L'une de ces hypothèses les plus prometteuses dérive des travaux de Bünning (1960) sur les plantes et postule l'existence d'un rythme biologique interne dit rythme circadien dont la durée serait d'environ 24 heures. Ce rythme comporterait une phase de photoréceptivité (ou phase photoinductible) négative suivie d'une phase de photoréceptivité positive (Fig.3). Chez les poissons les résultats des expériences de Baggerman (1972) sur l'Epinoche peuvent se replacer dans le cadre de cette théorie (Fig. 3A et B). La position du rythme circadien dans le nycthémère peut varier au cours de l'année, ce qui explique que la réceptivité de certaines espèces à une photopériode donnée ne se manifeste qu'à une époque seulement de l'année. Les rythmes circadiens pourraient ainsi être impliqués dans d'autres rythmes de plus grande amplitude, comme le rythme circannuel. La succession des périodes claires et sombres a vraisemblablement une signification biologique profonde et Thibault (1974) suggère que le passage en jour court –nécessaire au recouvrement de la photosensibilité– permet la reconstitution du stock pigmentaire photosensible au niveau du système nerveux central. Chez les poecilothermes il est également possible que les oscillations thermiques quotidiennes interviennent aussi dans cette physiologie pigmentaire, en favorisant certains métabolismes ou réactions.
<figure><img src="image_4.png" /><figcaption>Figure 3A – Données expérimentales (d'après Baggerman, 1972) sur le pourcentage d'épinoches atteignant leur maturité sexuelle après exposition à des photopériodes de 6 heures de lumière suivies par des "flashes" supplémentaire de 2 heures à des périodes variables de la période sombre.</figcaption></figure>

B – Interprétation de cette expérience selon la théorie du rythme circadien et la coincidence entre la période claire et la phase de photo-réceptivité positive

C – Changement de position du cycle circadien au cours du nycthémère pendant le cycle photopériodique annuel montrant que la phase de photoréceptivité positive peut se trouver ou non en phase avec un nycthémère 12 L 12 N.

Les développements et les applications pratiques susceptibles de résulter de ces expérimentations et hypothèses actuelles sont évidentes. Pour chaque espèce susceptible d'exploitation en aquiculture, la définition des photopériodes les plus favorables et l'étude des possibilités de synchroniser le stimulus conditionné lumineux ou autre avec le rythme interne pendant lequel l'animal est photosensible, vont constituer les axes de recherches des années à venir en vue de proposer à terme une méthodologie solide pour maîtriser la reproduction.

## B. – Les effets des facteurs alimentaires

### 1) Relations entre niveaux nutritionnels et gamétogenèse

Chez les oiseaux et les mammifères sauvages on sait que les variations saisonnières de l'alimentation peuvent interférer avec la reproduction. Ces variations dans la disponibilité des sources alimentaires correspondent en fait à une composante des facteurs climatiques. Cependant le problème des relations nutrition-reproduction reste posé chez les animaux élevés en captivité et recevant un apport régulier de nourriture. En effet, chez les poissons téléostéens, les réserves nécessaires au développement des embryons sont accumulées par la femelle pendant la phase de vitellogenèse. Il s'ensuit des besoins nutritionnels importants du point de vue quantitatif et qualitatif.

L'évolution du RGS (rapport gonado-somatique – poids des gonades exprimé en % du poids du corps) au cours du cycle sexuel traduit bien l'aspect quantitatif de ces besoins (Fig. 4). Généralement le RGS représente chez les salmonidés 5 à 10 % du poids du corps chez le mâle et plus de 20 % chez la femelle. L'augmentation de poids des gonades est très rapide et s'effectue en quelques mois. Préalablement au développement des gonades les réserves sont accumulées dans le foie et sous forme de graisses associées aux viscères (Fig. 4). Les relations entre RGS,
<figure><img src="image_5.png" /></figure>

<figure><img src="image_6.png" /><figcaption>Figure 4 — Evolution du rapport gonado-somatique (RGS) chez la Truite fario, mâle A et femelle B, au cours de leur 2ᵉ et 3ᵉ années. Comparaison avec le rapport viscères/poids du corps (RVS) et foie/poids du corps (RHS). (D'après Billard et Hill, 1974).</figcaption></figure>
RHS et autres organes ont été discutées dans de nombreuses espèces (Postel, 1953 ; Nomura, 1963 ; Mc Kinnon, 1972 ; Grauman, 1972 ; Turuk, 1972).

Chez le Saumon le problème de l'accumulation des réserves est encore plus crucial du fait des migrations pendant lesquelles le poisson ne se nourrit pas (cf. Fontaine et Olivereau 1963).

Les niveaux nutritionnels affectent la fertilité des femelles et la taille des oeufs. D'une façon générale, la fertilité est améliorée par une suralimentation dans tous les cas rapportés : chez les salmonidés (Scott, 1962 ; Bagenal, 1969A), l'épinoche (Wootton, 1973), le guppy (Hester, 1964).

Si le nombre d'oeufs produits est plus important chez la Truite fario suralimentée, leur taille (poids sec) est plus faible (Bagenal, 1969a). Cependant les autres auteurs ne notent pas dans les autres espèces des différences dans la taille des oeufs, mais Hester (1964) trouve une réduction de la fécondabilité des ovules chez le Guppy sous alimenté. D'autres données expérimentales dues à de Vlaming (1971) montrent qu'un jeûne de 23 jours entraîne chez *Gillichthys mirabilis* une régression des gonades au début de la saison de reproduction.

D'autres paramètres régulent aussi les processus d'accumulation de vitellus dans l'ovaire comme les niveaux hormonaux (gonadostimulines et estrogènes) et la température ; Kuo et al. (1974a) ont fait une observation intéressante chez le Mullet : à 17°C le dépôt de vitellus est moins important qu'à 21°C et les oeufs obtenus après ovulation provoquée et fécondation ne dépassaient pas le stade blastula. Il apparaît donc que l'histoire de l'oeuf peut influencer le développement embryonnaire.

## 2) Relation entre la qualité de l'oeuf et la qualité de l'alevin

Il a fréquemment été signalé que la croissance des alevins et le taux de mortalité embryonnaire et post embryonnaire était en relation avec la taille des oeufs. Chez les salmonidés il est bien connu que la première génération d'ovule est de petite taille avec des pourcentages d'éclosion faibles (Gall, 1974), si bien que les pisciculteurs n'utilisent jamais les pontes du premier cycle sexuel. Dés 1918-19, Dahl développait l'idée que les plus gros oeufs produisaient les plus gros alevins et Bagenal (1969b) montrait que des alevins de truite fario provenant de gros oeufs survivent plus longtemps à un jeûne complet et colonisent mieux les territoires de la frayère après émergence que les individus issus d'oeufs plus petits.

La taille des oeufs pourrait aussi affecter la différenciation des myomères chez l'embryon (Garside et Fry, 1959). Chez le Saumon chinock, si les alevins issus des oeufs les plus gros bénéficient d'une croissance plus forte, ils présentent en revanche le taux de mortalité embryonnaire le plus élevé (Fowler, 1959).

Des travaux préliminaires obtenus au laboratoire sur des truites arc-en-ciel et fario sugèrent que les oeufs de taille extrême présentent les mortalités les plus élevées (Fig. 5). Il faut aussi ajouter que le poids corporel maximum de l'alevin est atteint plus tard lorsque l'oeuf dont il provient est plus gros (Smith, 1958). En outre Yazbeck-Chemayel (1974) a montré un effet maternel important sur la croissance des alevins de truite arc-en-ciel au cours des deux premiers mois. Dans les espèces où les oeufs sont de taille plus faibles, mais sont plus nombreux que chez les salmonidés le pourcentage de mortalité embryonnaire et post embryonnaire est très important. Quelques informations de Blaxter et Hempel (1966) indiquent que chez le Hareng les oeufs de grande taille produisent des alevins plus gros qui peuvent survivre plus longtemps en l'absence d'apport exogène de nourriture. La taille des oeufs est cependant sujette à des variations saisonnières importantes chez les poissons marins (Aboussouan, 1964 ; De Ciechomski, 1973), variations qui ont été mises sur le compte de la nutrition (Simpson, 1959 ; Bagenal, 1971), de l'âge (Cushing, 1967), de la température (Fish, 1928).

La qualité de l'oeuf peut aussi être affectée par des phénomènes de vieillissement liés par exemple à la rétention d'oeufs dans l'abdomen de la femelle après ovulation (Fig. 6).
<figure><img src="image_7.png" /><figcaption>Figure 5 — Répartition de la taille des oeufs de Truite Arc-en-ciel et fario (lots de 2.500 oeufs provenant de plusieurs femelles) comparée à la mortalité embryonnaire (● ○) observée entre le stade d'apparition des oeufs et l'éclosion (d'après Jalabert et Barthelemy)</figcaption></figure>

<figure><img src="image_8.png" /><figcaption>Figure 6 — Evolution du pourcentage de fécondation d'ovules de Truite Arc-en-ciel prélevés à différentes périodes après l'ovulation en fonction du taux de dilution du sperme. (d'après Petit, non publié)</figcaption></figure>
### 3) Conclusions

Cet ensemble d'informations tend à montrer que l'importance qualitative et quantitative des réserves accumulées dans le vitellus peut conditionner le succès du développement embryonnaire, le taux de survie, la croissance et les caractéristiques physiologiques de l'alevin. Il semble dès lors nécessaire de concentrer son attention sur l'âge des animaux, les niveaux alimentaires et aussi hormonaux, eux-mêmes dépendant de facteurs génétiques, et des autres facteurs de l'environnement. La question est d'importance car cette voie d'approche peut contribuer à limiter la mortalité embryonnaire qui est souvent catastrophique dans les espèces que l'on désire exploiter.

### C. — Les facteurs sociaux

On a peu à peu découvert que les facteurs psycho-sociaux avaient une influence considérable sur l'activité sexuelle des mammifères. Si on ne dispose encore que de rares informations chez les poissons, il y a tout lieu de penser que l'environnement social affecte profondément la biologie de ce groupe de vertébrés. Les faits susceptibles d'être retenus en regard d'une exploitation domestique sont :

* **Les effets de la densité de peuplement sur la croissance**

Brown (1964) avait noté qu'il existait une densité de peuplement optimum lorsque de jeunes alevins de truite de mer étaient élevés en bassins de pisciculture. Rousseaux (1974) a retrouvé la même tendance chez la Truite Arc-en-ciel. Le fait important est que la croissance optimum ne correspond jamais à la densité minimum. Les densités les plus élevées ne sont cependant pas les meilleures. Il y a donc des comportements du type compétition alimentaire qui peuvent être mis à profit pour optimiser la production piscicole.

* **Le problème du "crowding factor"**

Ce terme désigne des substances émises par des organismes aquatiques lorsque leur concentration devient trop importante dans leur milieu et qui inhibent leur croissance et leur reproduction. Il s'agit vraisemblablement là de l'un des mécanismes que les sociétés animales mettent en oeuvre pour limiter les expansions (Wynne-Edwards, 1962).

Chez les poissons un facteur de ce type a été mis en évidence par Greene (1970) chez le Poisson rouge et Yu et Perlemuter (1970) chez le Brachydanio et le Gourami. Ce facteur inhibiteur provoque une réduction des rythmes cardiaques, de la croissance, de la reproduction (gamétogenèse et fraye), une mortalité des embryons et une réduction de la durée de vie des adultes. La purification et l'isolement de ce facteur ont été poussés plus avant par Pfuderer et al. (1974) en utilisant un test biologique basé sur la dépression du rythme cardiaque. L'activité est localisée principalement dans la fraction lipides neutres. La densité de poisson dans un élevage, en particulier pour les géniteurs, doit donc être contrôlée.

* **Phéromones et migrations**

On tend actuellement à admettre l'existence de phéromones chez les poissons qui seraient responsables des interactions entre individus (le crowding factor peut d'ailleurs se rattacher à ce groupe). Certaines phases de la migration des poissons peuvent faire intervenir ces substances ainsi que l'ont suggéré Nordeng (1971) et Solomon (1973). Après avoir implanté des oeufs de saumons dans une rivière dépourvue de populations adultes depuis de nombreuses années, les aménagistes ont constaté pendant l'été suivant une remontée de saumons adultes, dont certains avaient été marqués dans des rivières voisines. Selon l'hypothèse avancée, les saumons adultes se seraient "ajustés" sur la présence de la population jeune nouvellement implantée. Il y aurait donc une attraction qui se manifeste à distance par l'émission de substances (dans les régions
où les populations de saumons sont naturellement abondante sur les côtes ou après libération de géniteurs élevés en cages en mer, cette technique peut être mise à profit pour repeupler des rivières désertées).

## Facteurs sociaux et sexualité

La hiérarchie sociale pendant la saison de reproduction qui conditionne le succès de la reproduction chez des Amphibiens (Crews, 1974) semble aussi avoir une importance non négligeable chez certains poissons comme le Pomacentridé *Dascyllus*. En effet selon Fricke et Holzberg (1974) l'existence de groupes sociaux très hiérarchisés dans cette espèce pourrait conduire à une inversion sexuelle et des hermaphrodites.

## D. – Conclusion

L'une des voies des plus prometteuses pour contrôler la reproduction est évidemment la reconstitution pour l'élevage des géniteurs d'un microenvironnement favorable avec des niveaux ou des combinaisons optimum de photo et thermopériodes. Nous avons vu que le contrôle rigoureux de plusieurs paramètres de l'environnement pouvait permettre non seulement le contrôle de la reproduction (synchronisation des pontes, étalement de la période de fraie), mais aussi une amélioration quantitative et surtout qualitative de la production de gamètes. Cette amélioration qualitative semble particulièrement importante dans les espèces où les oeufs sont de petite taille et conditionnnera le succès du développement embryonnaire. Dans les années qui vont venir, les recherches vont consister à définir avec précision les conditions d'élevage les plus favorables (environnement physique, densité alimentaire). Le contrôle de tous ces paramètres dans une unité de production peut sembler lourd quant aux moyens matériels à mettre en oeuvre, mais du fait de la prolificité de la plupart des espèces des poissons, quelques couples de géniteurs qu'il sera possible de sélectionner peuvent assurer la production d'un nombre considérable de larves.

## 3. – MAITRISE DE LA REPRODUCTION PAR DES MANIPULATIONS HORMONALES

Les manipulations hormonales sont pratiquées depuis longtemps et même si elles sont criticables elles n'en constituent pas moins un outil encore indispensable pour le développement de l'aquiculture. Le traitement s'applique aux espèces qui ne frayent pas spontanément en captivité (Carpes herbivores, Mullet). Elles peuvent aussi venir en complément des manipulations photo et thermopériodiques qui sont efficaces seulement pour induire la vitellogenesis, mais ne peuvent pas, au moins dans certaines espèces, provoquer la maturation et l'ovulation (Kuo et al., 1974a).

### A. – Administration d'hormones gonadotropes exogènes (Hypophysation)

L'injection d'hormone exogène peut répondre à plusieurs objectifs différents :

1) Induction de la totalité de la gamétogenèse par injection répétées d'hormones pendant plusieurs semaines ou plusieurs mois, dans le but de produire des gamètes. Les tentatives ont porté sur des espèces comme l'Anguille dont la reproduction naturelle n'a jamais été observée (Fontaine, 1936 ; Fontaine et al., 1964 ; Oliverau, 1961 ; Yamamoto et Yamauchi, 1974), ou sur des individus immatures pour obtenir des reproductions plus préco-
ces (Schmidt et al., 1965 ; Robertson et Rinfret, 1957 ; Donaldson et al., 1972 ; Funk et al., 1973). Dans tous les cas, les résultats furent positifs chez les mâles, mais décevant chez les femelles, même après 9 mois de traitement (Funk et al., 1973). Les différences selons les sexes sont à rapprocher de la durée de la gamétogenèse qui est brève chez le mâle (1 à 2 mois), et vraisemblablement de l'ordre de une année chez la femelle (Billard et Hill, 1975) où viennent aussi se superposer les problèmes de vitellogenèse. D'autres tentatives de supplémentations hormonales prolongées, pratiquées en particulier avec des stéroïdes, n'ont pas conduit aux résultats espérés.

2) Induction de la phase finale de la gamétogenèse : (maturation ovocytaire-ovulation et spermiation).

C'est cet objectif qui a été le plus souvent recherché. Les interventions sont pratiquées depuis longtemps selon la technique dite d'hypophysation..

Cette technique d'hypophysation consistait initialement à injecter des préparations d'hypophyses, généralement de poissons, brutes, fraîches ou séchées après passage dans l'alcool ou l'acétone ; le nombre d'essais rapporté dans la littérature est considérable, cf. Revue de Pickford et Atz, (1957). L'inconvénient d'un tel procédé était d'injecter une quantité considérable de protéines étrangères et d'autres hormones pas nécessairement souhaitables pour la reproduction. En outre la teneur en gonadotropine peut varier selon l'époque de collecte (fig. 10). Plus récemment après mise au point de techniques plus sophistiquées, il est possible de disposer d'hormones gonadotropes de poissons très purifiées : Carpe (Bruzawa-Gerard. 1971 ; Breton, 1975), Saumon (Donaldson et al., 1972), Truite (Breton, 1975). Malheureusement ces hormones qui sont d'un prix de revient très élevé ne sont encore disponibles qu'en faible quantité et seulement utilisées expérimentalement en laboratoire.

Les hormones mammaliennes qui sont commercialement disponibles ont très souvent été utilisées. D'une façon générale les hormones non hypophysaires HCG et PMSG apparaissent plus efficaces que LH et FSH, mais les hormones d'origine mammaliennes sont moins efficaces que les gonadotropines de poissons, et n'agissent en général que sur l'induction de l'ovulation ou la spermiation (Tabl. I) mais rarement sur la gamétogenèse (Billard, Escaffre, 1973). Il semble cependant que les hormones mammaliennes LH et STH puissent agir en synergie chez Fundulus (Pickford et al., 1972). Même à l'intérieur du groupe de poissons, des travaux récents ont montré qu'il existait une spécificité zoologique très étroite (déjà signalée par Johnson et Riddle, 1939). Chez le Poisson rouge hypophysectomisé la spermatogenèse est maintenue et même stimulée par des préparations brutes d'hypophyses de Carpe, alors qu'une préparation identique provenant de truite à un effet beaucoup plus faible (Breton et al., 1973). Cette spécificité a aussi été observée avec les tests de maturation in vitro des ovocytes de truite (Jalabert et al., 1974), ou d'activité adénylcyclasique de l'ovaire de Carassin (Fontaine et al., 1972).

Cette notion de spécificité explique la nécessité d'injecter de fortes doses pour obtenir des réponses. On sait en effet, au moins chez les cyprinidés, que le pic de gonadotropines qui se produit lors de l'ovulation est élevé (5 à 10 fois le niveau de base) (Breton et al., 1972). Les fortes doses injectées peuvent d'ailleurs induire une décharge gonadotrope endogène puisque les animaux traités possèdent leur propre hypophyse. Tout laisse supposer que l'hypophyse est fortement chargée en gonadotropines pendant la période de reproduction (données cytologique Ball et Baker 1969), biologique (Barr et Hobson 1964) et figure 10 (radioimmunologiques Weil et Breton, données non publiées). Un expérience rapportée par Kuo et al., 1974b, montre que l'hypophyse reste fonctionnelle ; l'augmentation de la taille des ovocytes provoquée après injection de PMSG à des Mullets élevés à 24°C a pu être reproduite en ramenant simplement les animaux à 17°C. Il est possible que la variation de température ait entraîné une décharge endogène ou bien que l'action de la gonadotropine soit favorisée à 17°C.

Du fait des difficultés d'obtention d'hormones, des problèmes de spécificité zoologique, la technique d'hypophysation reste d'un maniement lourd et onéreux. D'autres solutions ont été envisagées depuis quelques années.
<caption>Tableau 1 – Induction de la spermiation chez le Carassin par injection d'hormones ou préparations diverses.</caption>

Le traitement est administré par voie intrapéritonéale 24 h après hypophysectomie. Le contrôle de la spermiation (émission du sperme après pression abdominale) est réalisé 24 h plus tard. Chaque lot comporte 10 animaux.

H⁺ animaux intacts, H⁻ animaux hypophysectomisés

Poids moyen des mâles ≈ 50 g

<table><thead><tr><th>Traitement</th><th>Dose par<br>gramme de<br>poids vif</th><th>% d'animaux<br>en spermiation*</th></tr></thead><tbody><tr><td>H⁺</td><td>0</td><td>0</td></tr><tr><td>H⁺ + Albumine</td><td>100 µg</td><td>50</td></tr><tr><td>H⁺ + Extraits hypothalamique<br>de Carpes</td><td>10 µg<br>100 µg</td><td>50<br>100</td></tr><tr><td>H⁺ + Dexamethasone<br>(Dexacortancyl)</td><td>250 µg</td><td>75</td></tr><tr><td>H⁻</td><td>0</td><td>0</td></tr><tr><td>H⁻ + Hypophyse de Mouton<br>(Extrait total acétonique)</td><td>50 µg<br>200 µg</td><td>0<br>50</td></tr><tr><td>H⁻ + Prolactine</td><td>5 µg<br>100 µg</td><td>0<br>50</td></tr><tr><td>H⁻ + Hypophyse de Carpe<br>(Extrait total acétonique)</td><td>10 µg</td><td>100</td></tr><tr><td>H⁻ + Progestérone</td><td>10 µg</td><td>100</td></tr><tr><td>H⁻ + Propionate testostérone</td><td>10 µg</td><td>50</td></tr><tr><td>H⁻ + o-LH</td><td>10 µg</td><td>0</td></tr><tr><td>H⁻ + o-FSH</td><td>100 µg</td><td>0</td></tr><tr><td>H⁻ + HCG</td><td>10 µg</td><td>100</td></tr></tbody></table>

## B. – Induction d'une décharge endogène

Les manipulations consistent alors à obtenir une décharge de la propre hypophyse de l'animal, préalablement chargée par un blocage temporaire ou une stimulation de la synthèse. Deux méthodes ont été jusqu'alors expérimentées :

### 1) Administration de neurohormones (LH/FSH-RH et extraits hypothalamiques de poissons)

Des neurohormones de poissons induisant la décharge hypophysaire de gonadostimulines ont été mises en évidence (Breton et al., 1972). Ces facteurs ne sont pas aussi spécifiques que les gonadostimulines puisqu'ils sont capables d'induire une libération de LH, à partir d'hypophyse de Bélier (Breton et al., 1973). Inversement des facteurs hypothalamiques ovins ou synthétiques (LH/FSH RH) sont capables de provoquer la libération de gonadotropines de Carpe (c-GtH). Les données de la figure 7 montrent que les pics de décharge après administration *in vivo* sont importants, mais de faible durée et sont, en l'état, incapables d'induire une ovulation complète. Cette technique n'est pas encore opérationnelle et nécessitera la mise en oeuvre d'artifice destiné à obtenir une charge hypophysaire importante avant initiation de la libération.

<footnote>* sont considérés en spermiation les mâles dont la quantité de sperme émis est supérieure à 5 µl</footnote>
<figure><img src="image_9.png" /></figure>

Figure 7 - Induction expérimentale *in vivo* d'une décharge de gonadostimuline hypophysaire plasmatique c-GtH (mesurée par RIA) chez la Carpe après injection de LH/FSH/RH (aimablement fourni par le Dr. Geiger-Hoechst.) à la dose de 250 ng/kg de poids vif. △—△ ou d'extraits acétique d'hypothalamus de Carpe (1 γ/kg) ○—○. Les témoins ayant reçu le solvant (NaCl 8 p. mille, pH 7.5, tampon phosphate, p.o = 280 mosm), ●—● n'ont pas montré de réaction. Injection au temps 0. Les injections intracardiaques ont été faites sous faible volume (0,1 ml) (D'après Weil et al. 1972 IRCS (73-8) 5-11).

## 2) Blocage temporaire de la sécrétion par le clomiphène

Cette technique suggérée par Pandey et Hoar (1972) a été développée par Breton et Bil-
lard (1974). Les résultats obtenus, résumés dans la figure 8, montrent que les décharges de
gonadostimulines importantes enregistrées atteignent l'ampleur d'une décharge ovulante na-
turelle (Breton et al., 1972).

## 3) Induction de décharge de gonadostimulines hypophysaires par des stéroïdes

L'administration intrapéritonéale de stéroïdes (oestrogènes et méthyltestostérone) provo-
que indifféremment chez le mâle et la femelle des décharges d'hormones gonadotropes impor-
tantes (Fig. 9).

## 4) Choix de la période d'intervention la plus favorable

On peut donc raisonnablement considérer que nous sommes en possession de substituts va-
lables à la technique d'hypophysation. Comme dans le cas de cette technique le problème du
choix du moment le plus favorable pour intervenir se pose. Parmi les nombreuses recettes pro-
posées pour apprécier le stade d'intervention, l'une des plus prometteuses est la technique de
prélèvement d'ovocytes par cathétérisation intraovarienne et examen microscopique ou mesure
du diamètre des ovocytes (Shehadeh et al., 1973).

Il semble cependant préférable d'y substituer un critère plus physiologique comme par exemple la position de la vésicule germinale dont la position périphérique est caractéristique de l'état de pré-maturation (Jalabert et al., 1973). Dans certaines espèces de poissons (groupe as-synchronique, selon Marza, 1938) comme le poisson rouge (Yamamoto et Yamazaki, 1961) et les poissons plats marins (Lahaye, 1972) où les ovules sont émis sur des périodes prolongées,
<figure><img src="image_10.png" /><figcaption>Figure 8 – Induction expérimentale d'une décharge *in vivo* de gonadostimuline hypophysaire dans le plasma après injection intrapéritonéale de clomiphène chez la Carpe.</figcaption></figure>

<figure><img src="image_11.png" /></figure>

(D'après Breton et al. 1975 Gen.Comp.Endocrinol 25 300-404).

<figure><img src="image_12.png" /><figcaption>Figure 9 – Induction expérimentale *in vivo* d'une décharge de gonadostimuline hypophysaire dans le plasma après injection intrapéritonéale de stéroïdes (androgène et oestrogène) chez la Carpe mâle et femelle.</figcaption></figure>

<figure><img src="image_13.png" /></figure>
<figure><img src="image_14.png" /><figcaption>Figure 10 — Teneur en gonadostimuline hypophysaire chez la Truite Arc-en-ciel pendant le cycle sexuel. Dosages selon le test de la maturation *in vüro* de l'oeuf de truite (Jalabert et al.). Les histogrammes correspondent aux valeurs moyennes x ± ESM. Les résultats sont exprimés en équivalent d'une préparation standard (EPM-73) par mg d'hypophyse fraîche (D'après Jalabert et al., données non publiées). Blanc : mâles, gris : femelles.</figcaption></figure>

l'induction d'ovulations reste encore problématique, faute de connaissances sur les niveaux hormonaux divers lors de l'ovulation naturelle et de pouvoir contrôler avec précision l'intensité de la décharge expérimentale.

## C. — CONCLUSION

Il existe actuellement des possibilités de contrôle de la reproduction assez variées. Cependant, la plupart des techniques disponibles n'ont pas encore été expérimentées à grande échelle en aquiculture et en sont encore au stade du laboratoire. Dans les années qui vont venir et parallèlement à la recherche d'amélioration ou de mise au point de nouvelles méthodes, un effort important devra être fait en vue de tester en vraie grandeur les possibilités d'emploi des recettes existantes.

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