# Sensibilité à la température des différentes étapes de la reproduction chez la truite arc-en-ciel

Roland Billard, Bernard Breton

► To cite this version:

Roland Billard, Bernard Breton. Sensibilité à la température des différentes étapes de la reproduction chez la truite arc-en-ciel. Cahiers du Laboratoire d'Hydrobiologie de Montereau, 1977, 5, pp.5-24. hal-01600707

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Submitted on 2 Jun 2020

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# Sensibilité à la température des différentes étapes de la reproduction chez la Truite Arc-en-ciel

R. BILLARD et B. BRETON*

## INTRODUCTION

Dans un environnement naturel les différentes étapes de la reproduction des Salmonidés se déroulent à des températures très différentes. La gamétogenèse a lieu en été, entre juin-juillet et septembre-octobre pour la Truite Arc-en-ciel, période pendant laquelle la température des eaux est maximale. Au contraire, la fécondation et le développement embryonnaire se déroulent en hiver lorsque les températures sont plus basses. Ainsi l'environnement thermique va varier au cours du cycle sexuel et la présente étude s'attache à définir les températures maximales que peuvent supporter divers stades de la reproduction.

## MATERIEL ET METHODES

Le matériel animal est constitué de géniteurs âgés de 2 à 4 ans provenant de piscicultures privées de la région parisienne et introduits au laboratoire au début des expériences. L'expéri-mentation a consisté à tester les effets de plusieurs régimes thermiques sur diverses étapes de la reproduction : gamétogenèse proprement dite, spermiation, gamètes et fécondation.

Les effets des traitements ont été appréciés par plusieurs critères : quantification de la spermatogenèse niveaux gonadotropes circulants, production de spermatozoïdes, pouvoir fécondant du sperme et aptitude à la fécondation des ovules (dans le cas d'expériences in vivo et in vitro).

### A - Effet de la température appliquée pendant la période de gamétogenèse (intéraction avec la photopériode)

Du fait d'une possibilité d'interaction température-régime lumineux dans le déterminisme du cycle reproducteur annuel, les expériences se sont déroulées en conditions de photopériode controlée.

Les expériences ont eu lieu à contre saison (entre février et juillet) en eau thermorégulée, recyclée après épuration sur filtre biologique (Petit, 1973) et sous photopériode définie constante ou variable (croissante ou décroissante). La température de l'eau est contrôlée à 0,1°C près grâce à un régulateur électronique (Fayard, 1975). La lumière (1200 lux à la surface-de l'eau) est produite par des tubes fluorescents Phillips : 2 tubes "blanc super" + 1 tube "bleu" par pièce. Deux expériences différant à la fois dans les niveaux thermiques et le rythme photopériodique ont été réalisées.

<footnote>* Laboratoire de Physiologie des Poissons, INRA, 78350 Jouy-en-Josas</footnote>
## Expérience I (cf. tableau 1)

Entre le 4 mars et le 2 juillet les animaux des deux sexes sont placés à 3 niveaux thermiques constants : 8, 13 et 18°C et sous 3 rythmes photopériodiques :

- une photopériode croissante 8 à 16 heures de lumière par jour (8L → 16L)

- un rythme décroissant inverse du précédent (16L → 8L) ;

- un cycle annuel contracté sur 6 mois (8L → 16L → 8L) soit : 8L → 16L entre fin février et fin avril puis 16L → 8L entre début mai et début juillet.

<table><caption>Tableau 1</caption><caption>Schéma expérimental mis en oeuvre dans les expériences I et II destiné à mesurer les effets de diverses combinaisons température-photopériode sur la gamétogenèse de la truite Arc-en-ciel.</caption><thead><tr><th>Exp.</th><th>Niveau thermique °C (constant)</th><th>8L→16L</th><th>16L→D8L</th><th>8L→I6LD→8L</th></tr></thead><tbody><tr><td rowspan="3">I</td><td>8</td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><td>13</td><td></td><td>10 ♂</td><td></td></tr><tr><td>18</td><td></td><td>10 ♀</td><td></td></tr></tbody></table>

<table><thead><tr><th>Exp.</th><th>Niveau thermique °C (constant)</th><th>I6L (JL)</th><th>16L→8L</th><th>8L (JC)</th></tr></thead><tbody><tr><td rowspan="2">II</td><td>8</td><td></td><td>10 ♂</td><td></td></tr><tr><td>16</td><td></td><td>10 ♀</td><td></td></tr></tbody></table>

Pendant la même période un lot témoin est laissé en conditions de température et de photopériode naturelles. Au total 18 groupes (placés en bassins de 300 l) comportant au début de l'expérience 10 mâles et 10 femelles ont été suivis. Le poids moyen des animaux était de 400 g pour les mâles et d'au moins 500 g pour les femelles au début de l'expérience. Les animaux sont mis en expérience après la reproduction. Les femelles et les mâles engagent leur 3ème cycle-reproducteur. Le sang périphérique de chaque individu est prélevé par ponce- tion cardiaque deux fois par mois sur seringue héparinée et le plasma recueilli après centrifugation (3000 tours.mn à 4°C) est stocké à -20°C avant dosage. Lors du sacrifice les animaux sont pesés ainsi que les gonades. Les testicules fixés en vue d'analyse histologique et le diamètre moyen de la classe d'ovocyte la plus avancée dans l'ovaire sont mesurés, ainsi que le nombre total d'ovocytes de diamètre supérieur à 500 µm présents dans la gonade.

## Expérience II (cf. tableau 1)

Dans cette expérience deux niveaux thermiques maintenus constants (8 et 16°C) ont été associés à trois régimes photopériodiques. Des régimes expérimentés dans l'expérience précédente, seule la photopériode décroissante 16L→8L a été retenue et comparée à deux autres régimes où la photopériode est maintenue constante reproduisant des jours longs (JL) 16L 8N, et des jours courts (JC) 8L 16N. L'expérimentation est conduite dans le même dis-
positif que pour l'expérience I. Elle débute le 1er février et s'achève le 19 juin. Au début de l'expérience, les animaux sont pris dans un environnement naturel et progressivement adaptés aux conditions expérimentales lesquelles sont réunies le 17 février. Les animaux mis en expérience sont, comme dans l'expérience I, pris immédiatement après la saison de reproduction. Les mâles sont jeunes (2+) et engagent leur 2ème cycle reproducteur et les femelles adultes leur 3ème

Dans tous les groupes le régime lumineux débute le matin à 7 h 30 et s'achève 8 ou 16 h plus tard. Il faut ajouter que le personnel assurant l'entretien quitte la pisciculture à 17 h 30 et qu'ainsi toute activité importante cesse à cette heure-ci dans les environs immédiats des cases expérimentales. Les mêmes prélèvements que dans l'expérience I sont pratiqués. En outre, lors du sacrifice les hypophyses sont prélevées, pesées et stockées à - 20°C avant mesure des teneurs en t-GTH. Cette dernière est dosée par radioimmunologie (Breton et al., 1971 ; Breton et Billard, 1977). L'analyse quantitative de la spermatogenèse est pratiquée selon Billard et al. (1974). Une partie des résultats de cette expérience a été exposée précédemment (Breton et Billard, 1977).

## B – Effets de la température d'élevage appliquée pendant la période de spermiation

### 1) Expériences à niveaux thermiques constants

Les expériences se sont déroulées en novembre, décembre et janvier, mois pendant lesquels a lieu la spermiation. Les mâles adultes pris avant que ne débute la spermiation sont progressivement adaptés (1°C/jour) à trois niveaux thermiques différents à partir du 22 octobre : 10, 15 et 18°C, température constante et sous photopériode ajustée chaque semaine à la photopériode naturelle. Des prélèvements de sperme sont pratiqués périodiquement. Le spermatocrite est mesuré et le pouvoir fécondant est testé sur des lots de 200 ovules dans les conditions déjà définies (Billard et al., 1973). Des prélèvements de sang permettent en outre de mesurer le taux de t-GTH périphérique. Le nombre d'animaux par groupe est de 20 à 10°C et de 15 à 15° et 18°C. La même expérience a été répétée à 10 et 15°C sur de jeunes mâles (2 ans, 1er cycle reproducteur, originaires de la pisciculture Forgeot) dont on sait que les performances concernant le rendement de la spermiation sont différentes des mâles adultes (Billard, 1974). Dans cette expérience, chaque groupe est constitué de 15 mâles. Dans une expérience complémentaire, des jeunes mâles (pisciculture Forgeot) élevés à une température constante de 10°C ont été soumis à trois régimes photopériodiques différents : JC (8L-16N), JL (16L-8N), et 24 h de lumière/jour (24L-ON). L'expérience a débuté alors que les mâles étaient en spermiation (décembre). Un groupe témoin est constitué par des mâles placés dans un environnement naturel et soumis aux variations thermiques ambiantes.

### 2) Expérience avec chocs thermiques

Deux groupes de jeunes mâles (n = 10) ont été placés le 4 novembre à 10°C dans les mêmes conditions que ci-dessus. Un prélèvement de sang et de sperme intervient à J₆. Un groupe reçoit alors un choc thermique (passage de 10 à 18°C en 24 h). Les prélèvements suivants ont été pratiqués à J₁₂, J₂₀ et J₃₄. Les effets du choc thermique ont été recherchés au niveau de la production de sperme et des teneurs en t-GTH.

## C – Exposition de femelles ovulées à deux températures d'élevage différentes et conservation de l'aptitude à la fécondation des ovules

Deux lots de 5 femelles ovulées depuis moins de 4 jours et maintenues antérieurement en bassin d'élevage (température 8°C) sont progressivement adaptés (1°C/h) à 10 et 18°C. Sur chaque femelle une aliquote d'environ 200 ovules est prélevée avant passage aux tempé-
ratures expérimentales et à intervalles croissants ensuite : 4, 8, 20, 70 et 110 h. A ces mêmes périodes 0,5 ml de sperme est prélevé sur un groupe de 5 mâles. Les spermes sont mélangés et serviront à l'insémination des ovules. L'aptitude à la fécondation de ces derniers est mesurée par le pourcentage d'œufs embryonnés à 100 degrés-jours.

## D – Effets sur les gamètes (expérimentation *in vitro*)

Le principe de l'expérimentation consiste à exposer les gamètes dilués aux températures expérimentales comprises entre 1 et 25°C pendant 40 mn et de procéder ensuite à l'insémination proprement dite après les avoir ramené à la température initiale. Les effets sont appréciés par le pourcentage d'œufs embryonnés à 100 degrés-jours, ce qui représente une estimation approchée du pourcentage de fécondation.

### Le sperme

Le sperme est dilué dans le MMLS (Billard et Jalabert, 1974) qui a la propriété, grâce à une concentration élevée en potassium, d'empêcher la mise en mouvement des spermatozoïdes lors de la dilution. La dilution est faite au $1/10 (10^{-1})$, $1/100 (10^{-2})$, $1/1000 (10^{-3})$ et $1/10.000 (10^{-4})$. L'insémination est pratiquée sur ovules frais.

### Les ovules

Les ovules sont dilués dans le dilueur d'insémination (Billard, 1976) (environ 200 ovules d'ans 10 ml) et progressivement adaptés (en 20 mm) aux températures expérimentales. L'insémination est pratiquée avec du sperme frais (dilution $10^{-3}$). Dans une autre expérience, l'évolution de la fertilité des œufs a été suivie à 18°C pendant 8 heures pour 7 femelles prises individuellement.

### Effets sur l'efficacité de l'insémination

Les gamètes sont adaptés progressivement (en 20 mn) sans dilution préalable aux températures expérimentales (comprises entre 1 et 25°C). L'insémination est alors pratiquée à l'aide de dilueur d'insémination préalablement amené lui aussi à la même température que les gamètes. Après insémination, le mélange gamètes-dilueur est laissé à température ambiante (10°C) pendant 20 mn puis transféré en incubateur dont la température de l'eau est de 10°C.

## E – Influence de la température sur la rapidité de pénétration du spermatozoïde dans l'ovule

Les gamètes sont mis en présence dans le dilueur d'insémination (lots d'environ 200 ovules, 10 ml de dilueur, 10 µl de sperme) à plusieurs températures : 0, 5, 10, 15, 20°C. Ensuite, à intervalles réguliers (5 ou 10 secondes) et pour chaque température, un lot est immergé dans un grand volume d'eau (200 l) (amené à la même température). Dans un tel volume d'eau, la dilution du sperme devient très grande et l'activité des spermatozoïdes est immédiatement stoppée. Il est ainsi possible d'estimer la dynamique de pénétration du sperme dans l'ovule.
# RESULTATS

## A – Effet de la température appliquée pendant la période de gamétogenèse

### **Expérience I**

Les résultats sont reportés dans les figures 1, 2 et les tableaux 2 et 3. La mortalité a été particulièrement importante dans certains groupes (surtout chez les femelles) et totale dans le groupe $18°C/16L \to 8L$ du fait d'un incident technique.

**Action sur les niveaux circulants de t-GTH (Fig. 1)**

Quel que soit le régime photopériodique, il y a dans les deux sexes un pic de sécrétion gonadotrope dans l'hypophyse qui intervient très rapidement après le début de l'expérience dans les groupes à $13°C$ et qui est légèrement différé dans les groupes à $8°C$. A $13°C$, il y a tendance à une diminution progressive des taux de t-GTH circulante (chez les mâles). Chez les témoins maintenus dans un environnement naturel, les variations de t-GTH sont moins importantes.

<figure><img src="image_2.png" /><figcaption>Figure 1 – Evolution des niveaux gonadotropes circulants chez la Truite Arc-en-ciel (mâle et femelle) soumise à différentes combinaisons lumière température (Exp. I).</figcaption></figure>
<caption>Tableau 2</caption>

Rapport gonadosomatique (RGS) des mâles élevés sous trois régimes photopériodiques et trois niveaux thermiques différents (Exp. I). RGS±SD ( ) : nombre d'animaux survivants en fin d'expérience. L'analyse quantitative de la spermatogenèse de ces mâles est rapportée dans la figure 2 (analyse de variance P < 0,01)

<table><caption>Tableau 3</caption><thead><tr><th>Température</th><th>8L→16L</th><th>16L→8L</th><th>8L→16L→8L</th><th>Photopériode naturelle (Fév. → Juillet)</th></tr></thead><tbody><tr><td>8</td><td>0,59 ± 0,33 (5)</td><td>4,60 ± 2,5 (4)</td><td>2,08 ± 0,55 (6)</td><td></td></tr><tr><td>13</td><td>0,40 ± 0,02 (5)</td><td>7,84 ± 0,85 (5)</td><td>9,52 ± 2,39 (4)</td><td></td></tr><tr><td>18</td><td>2,30 (1)</td><td></td><td>7,72 (6,2 - 9,2) (2)</td><td></td></tr><tr><td>variable</td><td></td><td></td><td></td><td>0,29 ± 0,17 (15)</td></tr></tbody></table>

Etat de l'ovogenèse de la Truite Arc-en-ciel après manipulation de la photopériode pour des températures d'élevage de 8 et 13°C (Valeur ±SD)

<table><thead><tr><th rowspan="2">Traitement photopériode entre février et juillet</th><th rowspan="2">Température d'élevage</th><th colspan="4">Appréciation de l'avancement de l'ovogenèse</th></tr><tr><th>N°♀</th><th>RGS</th><th>diamètre des ovocytes (mm)</th><th>Nbre total d'ovocytes</th></tr></thead><tbody><tr><td>Témoin (photo-période naturelle)</td><td>variable</td><td>18</td><td>0,96 ± 0,31 (0,59-1,53</td><td>1,43 ± 0,23</td><td>4303 ± 1019</td></tr><tr><td rowspan="2">Photopériode croissante 8L→16L</td><td>8°C</td><td>1</td><td>0,88</td><td>1,39</td><td>4 197</td></tr><tr><td>13°C</td><td>5</td><td>1,08 ± 0,41</td><td>1,17 ± 0,54</td><td>4 425</td></tr><tr><td rowspan="2">Photopériode décroissante 16L→8L</td><td>8°C</td><td>3</td><td>1,60 ± 0,77</td><td>1,97 ± 0,24</td><td>3400 ± 1823</td></tr><tr><td>13°C</td><td>3</td><td>9,03 ± 2,91</td><td>3,78 ± 0,75</td><td>3890 ± 1460</td></tr><tr><td>Cycle photopériodique contracté</td><td>8°C</td><td>4</td><td>1,71 ± 0,40</td><td>1,82 ± 0,47</td><td>3767 ± 1485</td></tr><tr><td>8L → 16L → 8L</td><td>13°C</td><td>2</td><td>3,40</td><td>3,32</td><td>1335</td></tr></tbody></table>
Action sur la gamétogenèse (Fig. 2, tableau 2)

La spermatogenèse est complète (c'est-à-dire que des spermatozoïdes sont présents dans les testicules en fin d'expérience) aux trois températures expérimentales, mais seulement en condition de photopériode décroissante 16L → 8L ou en cycle contracté. En jours croissants 8L → 16L, il n'y a pas de stimulation notable de la spermatogenèse pour les niveaux thermiques constants 8, 13 et 18°C et le cycle thermique normal (témoin). On note seulement l'apparition des spermatogonies B avec quelques images de méiose observées à 8°C. L'importance quantitative des divers types cellulaires diffère selon les températures d'élevage suggérant que l'efficacité de la spermatogenèse est meilleure à 13 et 18°C qu'à 8°C (voir aussi tableau 2).

<figure><img src="image_3.png" /><figcaption>Figure 2 — Effet de diverses combinaisons température photopériode sur la spermatogenèse de la Truite.</figcaption></figure>

Les données recueillies en fin d'expérience et concernant l'ovogenèse apparaissent dans le tableau 3. L'importance des RGS et le diamètre des ovocytes montrent que l'ovogenèse (vitellogenèse) est plus avancée à 13°C qu'à 8°C. Comme dans le cas du mâle, seules les photopériodes décroissantes ou contractées sont capables de stimuler notablement l'ovogenèse. La stimulation est plus forte dans le cas des régimes 16L → 8L mais il faut noter que la période d'exposition à la photopériode décroissante est plus longue que sous le régime 8L → 16L → 8L. Chez les témoins et les groupes en photopériode croissante, il n'y a aucune stimulation de l'ovaire.
## Expérience II

### Les niveaux de t-GTH circulante (Fig. 3)

Chez la femelle (Fig. 3) les taux de t-GTH augmentent significativement entre le début et la fin de l'expérience sous photopériode décroissante et aux deux températures expérimentales. Il n'y a pas ou peu de variations dans les groupes maintenus sous photopériode constante que ce soit JC ou JL (voir les comparaisons statistiques faites par paires - tableau 4 -). Des résultats similaires ont été observés chez le mâle

<table><caption>Tableau 4</caption><caption>Comparaison statistique (analyse de variance) entre les niveaux gonadotropes circulants de divers groupes de mâles et femelles soumis à des régimes photopériodiques différents.<br>* : P < 0.05 ; ** : P < 0.01 ; *** : P < 0.001 ; NS : non significatif</caption><thead><tr><th rowspan="2"></th><th rowspan="2"></th><th rowspan="2">Paires de groupes comparées</th><th rowspan="2">Sexe</th><th colspan="10">Dates de prélèvements</th></tr><tr><th>25.2</th><th>10.3</th><th>27.3</th><th>7.4</th><th>21.4</th><th>5.5</th><th>20.5</th><th>2.6</th><th>12.6</th><th>19.6</th></tr></thead><tbody><tr><td rowspan="4">8°C</td><td>JL</td><td>16L 8N</td><td>♀</td><td>NS</td><td>NS</td><td>NS</td><td>NS</td><td>NS</td><td>NS</td><td>*</td><td>*</td><td>*</td></tr><tr><td>JN</td><td>16L 8L</td><td>♂</td><td>NS</td><td>NS</td><td>NS</td><td>NS</td><td>NS</td><td>***</td><td>NS</td><td>**</td><td>**</td></tr><tr><td>JL</td><td>16L 8N</td><td>♀</td><td>NS</td><td>NS</td><td>NS</td><td>NS</td><td>NS</td><td>NS</td><td>NS</td><td>*</td><td>NS</td></tr><tr><td>JC</td><td>8L 16N</td><td>♂</td><td>NS</td><td>NS</td><td>NS</td><td>NS</td><td>NS</td><td>NS</td><td>NS</td><td>NS</td><td>NS</td></tr><tr><td rowspan="4">16°C</td><td>JC</td><td>8L 16N</td><td>♀</td><td>NS</td><td>NS</td><td>NS</td><td>NS</td><td>NS</td><td>***</td><td>***</td><td>***</td><td>***</td></tr><tr><td>JN</td><td>16L 8L</td><td>♂</td><td>NS</td><td>NS</td><td>NS</td><td>NS</td><td>NS</td><td>NS</td><td>***</td><td>***</td><td>***</td></tr><tr><td>JL</td><td>16L 8N</td><td>♀</td><td>*</td><td>NS</td><td>NS</td><td>NS</td><td>NS</td><td>NS</td><td>**</td><td>NS</td><td>NS</td></tr><tr><td>JN</td><td>16L 8L</td><td>♂</td><td>NS</td><td>NS</td><td>NS</td><td>NS</td><td>NS</td><td>NS</td><td>NS</td><td>***</td><td>*</td></tr><tr><td rowspan="4">16°C</td><td>JL</td><td>16L 8N</td><td>♀</td><td>NS</td><td>NS</td><td>NS</td><td>NS</td><td>NS</td><td>NS</td><td>NS</td><td>NS</td><td>NS</td></tr><tr><td>JC</td><td>8L 16N</td><td>♂</td><td>NS</td><td>NS</td><td>NS</td><td>NS</td><td>NS</td><td>NS</td><td>NS</td><td>NS</td><td>*</td></tr><tr><td>JC</td><td>8L 16N</td><td>♀</td><td>NS</td><td>NS</td><td>NS</td><td>NS</td><td>NS</td><td>**</td><td>*</td><td>NS</td><td>*</td></tr><tr><td>JN</td><td>16L 8L</td><td>♂</td><td>NS</td><td>NS</td><td>NS</td><td>NS</td><td>NS</td><td>NS</td><td>NS</td><td>***</td><td>***</td></tr></tbody></table>

### Les teneurs hypophysaires en t-GTH en fin d'expériences (Fig. 4)

A basse température (8°C) le contenu hypophysaire en gonadostimuline est plus élevé qu'à 16°C (P < 0.05) chez le mâle, mais il n'y a pas de différence notable chez la femelle. En jours courts, chez le mâle la charge hypophysaire en gonadostimuline est curieusement beaucoup plus élevée à 8 qu'à 16°C. Les charges les plus importantes sont observées en photopériode décroissante.

### Les effets sur la gamétogenèse

Les valeurs du RGS enregistrées en fin d'expérience (Fig. 5) montrent que le poids des gonades est fortement augmenté en photopériode décroissante. La stimulation est plus forte chez le mâle que chez la femelle. L'analyse quantitative de la spermatogenèse montre que tous les stades cellulaires sont présents dans les testicules des mâles en photopériode décroissante (tableau 4), de sorte que la spermatogenèse est complète. La stimulation est beaucoup plus forte à 16 qu'à 8°C. En outre, la plupart des mâles sont en spermiation. Par contre, dans les groupes soumis à des photopériodes constantes, soit en jours courts, soit en jours longs, il n'y a pas de stimulation importante de la spermatogenèse (Tableau 6). Il y a cependant forma-
<figure><img src="image_4.png" /></figure>

Figure 3 – Evolution des niveaux gonadotropes circulants chez la Truite Arc-en-ciel femelle soumise à diverses combinaisons lumière température (Exp. II).

<figure><img src="image_5.png" /></figure>

Figure 4 – Teneur en t-GTH de l'hypophyse de Truites Arc-en-ciel mâles et femelles élevées sous divers régimes photopériode température. ( ) nombre d'animaux expérimentaux en fin d'expérience.
<figure><img src="image_6.png" /><figcaption>Figure 5 – Rapport gonadosomatique observé en fin de l'expérience II (même nombre d'animaux que dans la figure 4).</figcaption></figure>

<figure><img src="image_7.png" /><figcaption>Figure 6 – Evolution des taux de t-GTH circulante et du volume de sperme recueilli sur des mâles élevés à trois températures différentes pendant la période de spermiation. (Expérience sur mâles adultes âgés de 3 ans et plus – plus de 2 cycle reproducteurs –)</figcaption></figure>
tion de quelques spermatozoïdes en particulier à 8°C. A cette température les spermatogonies B (G<sub>B</sub>) sont plus abondants (P < 0.05) qu'à 16°C. Il en est de même pour les pycnoses. La stimulation semble plus importante en jours longs (nombre significativement plus élevé de spermatocytes - P < 0.01 -). Il faut remarquer que les premiers stades de la spermatogenèse se déroulent dans les conditions naturelles sous photopériode relativement longue.

<table><caption>Effet de la température sur la spermatogenèse de la Truite Arc-en-ciel sous photopériode décroissante 16L-8L
Unité : Volume cellulaire (mm³)/g de poids corporel</caption><thead><tr><th></th><th>Conjonctif</th><th>Sertoli</th><th>G<sub>A</sub></th><th>G<sub>B</sub></th><th>Spocytes</th><th>Spides</th><th>Spz</th><th>Pycnoses</th><th>Lumière</th></tr></thead><tbody><tr><td>8°C</td><td>1.32 ± 0.47</td><td>1.47 ± 0.43</td><td>0.33 ± 0.11</td><td>4.55 ± 1.47</td><td>20.92 ± 7.06</td><td>3.01 ± 1.59</td><td>3.95 ± 2.84</td><td>0.19 ± 0.21</td><td>3.11 ± 1.54</td></tr><tr><td>16°C</td><td>1.54 ± 1.17</td><td>2.14 ± 1.93</td><td>0.20 ± 0.22</td><td>1.2 ± 1.29</td><td>17.66 ± 16.50</td><td>4.28 ± 2.90</td><td>29.36 ± 20.03</td><td>0.06 ± 0.29</td><td>7.49 ± 5.92</td></tr><tr><td></td><td></td><td></td><td></td><td>***</td><td></td><td></td><td>***</td><td></td><td></td></tr></tbody></table>

<caption>Tableau 5</caption>

<table><caption>Effet de phoropériodes fixes sur le déroulement de la gamétogenèse à 8 et 16°C
Unité : volume cellulaire (mm³)/g de poids corporel</caption><thead><tr><th></th><th></th><th>Conjonctif</th><th>Sertoli</th><th>G<sub>A</sub></th><th>G<sub>B</sub></th><th>Spcytes</th><th>Spides</th><th>Spz</th><th>Pycnoses</th><th>Lumière</th></tr></thead><tbody><tr><td rowspan="2">8°C</td><td>16L-8N</td><td>1.02 ± 0.35</td><td>0.94 ± 0.32</td><td>0.23 ± 0.05</td><td>1.25 ± 0.32<br>***</td><td>4.13 ± 2.32<br>***</td><td>0.52 ± 0.36<br>*</td><td>1.80 ± 0.8</td><td>0.10 ± 0.06<br>*</td><td>0.74 ± 0.36</td></tr><tr><td>8L-16N</td><td>1.05 ± 0.47</td><td>0.74 ± 0.18</td><td>0.30 ± 1.2</td><td>1.35 ± 0.19</td><td>0.24 ± 0.16</td><td>0.03 ± 0.02</td><td>1.50 ± 1.06</td><td>0.19 ± 0.20</td><td>3.11 ± 1.53</td></tr><tr><td rowspan="2">16°C</td><td>16L-8N</td><td>0.54 ± 0.44</td><td>0.51 ± 0.33</td><td>0.27 ± 0.36</td><td>0.81 ± 0.73</td><td>1.85 ± 2.07</td><td>0.41 ± 0.59</td><td>0.99 ± 1.90<br>*</td><td>0.02 ± 0.05</td><td>0.35 ± 0.44</td></tr><tr><td>8L-16N</td><td>0.70 ± 0.33</td><td>0.44 ± 0.15</td><td>0.32 ± 0.11</td><td>0.46 ± 0.33</td><td>0.70 ± 1.72</td><td>0.12 ± 0.21</td><td>0.14 ± 0.14</td><td>0.02 ± 0.02</td><td>0.20 ± 0.15</td></tr></tbody></table>

<caption>Tableau 6</caption>

## B – Effets de la température d'élevage pendant la période de spermiation

### Expérience à niveaux thermiques constants

#### Mâles adultes

* Evolution des taux de t-GTH circulante pendant la durée de l'expérience (Fig. 6)

Après adaptation aux températures expérimentales les niveaux gonadotropes restent stationnaires, puis augmentent alors que débute la spermiation. A 15°C l'augmentation présente d'abord une forte variabilité, devient significativement plus élevée qu'aux autres températures le 18 novembre, puis reste stationnaire. A 18°C l'augmentation n'est pas significative. A 10°C, la t-GTH circulante augmente considérablement à la fin de la période expérimentale (P < 0.01).

* Données quantitatives sur l'état des gonades en fin d'expérience et la production spermatogénétique

La quantité de sperme produite augmente progressivement à 18°C et plus rapidement qu'aux autres températures (P < 0.05 le 18/11) (Fig. 6) ; elle ne dépasse pas 5 ml/ prélèvement, puis diminue ensuite pour devenir presque nulle le 21 janvier. A 15°C, l'évolution de la production est similaire, alors qu'à 10°C il y a une montée très rapide et significative (P < 0.001) en fin d'expérience. La production spermatogénétique totale (tableau 7) diminue significativement (P < 0.05) lorsque la température augmente. Il n'y a pas de variation notable dans le spermatocyte pour les diverses températures. Le RGS est plus faible à 18 qu'à 10°C, mais les différences ne sont pas significatives (tableau 7).

* Pouvoir fécondant du sperme

Le pouvoir fécondant du sperme recueilli les 2/12, 15/12 et 12/1 a été testé sur un mélange d'ovules prélevés sur plusieurs femelles ovulées depuis moins de 8 jours. L'expérience a été faite en double. Les résultats (Fig. 7) exprimés en pourcentage par rapport aux témoins élevés à 10°C montrent que le pouvoir fécondant du sperme n'est pas affecté par la température d'élevage.
## Jeunes mâles (premier cycle reproducteur) (Fig. 8, tableau 7)

Les résultats sont semblables aux précédents : faible pic de sécrétion, légèrement plus élevé à 15 qu'à 10°C, au moment où la spermiation débute de façon importante. Ultérieurement, la sécrétion gonadotrope devient plus importante à 10 qu'à 15°C. Il en est de même pour le volume de sperme produit.

<table><caption>Tableau 7</caption><thead><tr><th rowspan="2">Température d'élevage</th><th colspan="4">Mâles adultes<br>(plus de 2 cycles reproducteurs)</th><th colspan="3">Jeunes mâles<br>(1er cycle reproducteur)</th></tr><tr><th>10°C</th><th>15°C</th><th>18°C</th><th>F</th><th>10°C</th><th>15°C</th><th>F</th></tr></thead><tbody><tr><td>Nombre de mâles<br>survivants le 21/1</td><td>5</td><td>5</td><td>5</td><td></td><td>9</td><td>5</td><td></td></tr><tr><td>RGS ± SD</td><td>3,47<br>± 0,93</td><td>3,35<br>± 0,60</td><td>2,73<br>± 0,72</td><td>NS</td><td>3,73 ±<br>± 0,27</td><td>3,32<br>± 0,35</td><td>NS</td></tr><tr><td>Volume total de sperme<br>(V) en ml ± SD</td><td>43,88<br>± 14,7</td><td>26,30<br>± 5,5</td><td>13,96<br>± 4,9</td><td>*</td><td>9,57<br>± 3,07</td><td>4,29<br>± 1,5</td><td>*</td></tr><tr><td>V x 100<br>Poids du corps éviscéré</td><td>5,34</td><td>4,12</td><td>2,13</td><td></td><td>3,99</td><td>2,08</td><td></td></tr><tr><td>Spermatocrite (%)</td><td>26,5<br>± 5,4</td><td>34,0<br>± 8,9</td><td>25,1<br>± 8,5</td><td>NS</td><td>32,6<br>± 9,2</td><td>29,6<br>± 15</td><td></td></tr></tbody></table>

Quelques caractéristiques de la spermiation chez la Truite Arc en ciel mâle élevée à différentes températures.

Les moyennes portent sur la somme des productions individuelles des mâles survivants en fin d'expérience (* : Significatif à P < 0,05, NS : non significatif.

## Expérience avec choc thermique (Fig. 9)

Une élévation relativement rapide de la température d'élevage (8°C en 2 jours) provoque une augmentation significative (P < 0.001) des niveaux gonadotropes circulants, mais elle n'est pas suivie par une élévation concomitante du volume de sperme recueilli. Au contraire, en fin d'expérience le volume est plus faible (P < 0,01) dans le groupe ayant subi le choc que chez les témoins.

## Expérience avec variation de la photopériode (Fig. 10)

Les photopériodes courtes induisent les taux de t-GTH les plus élevés. Chez les témoins, les valeurs sont plus faibles mais pas significativement différentes. Les taux sont significativement plus faibles (P < 0.01) à 16L-8N et en lumière continue. Dans tous les cas, des fluctuations importantes ont été observées.
<figure><img src="image_8.png" /></figure>

Figure 7 - Pouvoir fécondant du sperme prélevé sur des mâles élevés depuis le 29 octobre à 15 et 20°C. Les pourcentages de fécondation (pourcentage d'œufs embryonnés à 100 degrés-jour) sont exprimés par rapport aux témoins élevés à 10°C.

<figure><img src="image_9.png" /></figure>

Figure 8 - Evolution de la t-GTH circulante et du volume de sperme recueilli sur des mâles élevés à 10 et 15°C depuis le 29/10 (jeunes âgés de 2 ans à leur premier cycle reproducteur).

<figure><img src="image_10.png" /></figure>

Figure 9 - Effet d'un choc thermique de 8°C appliqué en 2 jours sur le taux de t-GTH circulante (en haut) et le volume de sperme recueilli à chaque prélèvement. ** = P < 0.01 ; *** = P < 0.001
<figure><img src="image_11.png" /><figcaption>Figure 10. Effets de diverses photopériodes appliquées après le début de la spermiation sur de jeunes Truites Arc-en-ciel mâles élevées à la température de 10°C sur le taux circulant de t-GTH. La température d'élevage des témoins élevés dans un environnement naturel varié entre 11 et 8°C.</figcaption></figure>

## C – Effets de la température d'élevage sur la fertilité des femelles après ovulation

La conservation de l'aptitude à la fécondation des ovules dans deux groupes de femelles exposées à 10 et 20°C est rapportée dans la figure 11. Pendant 70 h la fécondabilité des ovules est bien conservée dans les deux groupes, mais chute fortement après 110 h d'exposition à 20°C (P < 0.001 par rapport à 10°C). La mortalité est nulle à 10°C et une femelle est morte après 24 h à 20°C.

<figure><img src="image_12.png" /><figcaption>Figure 11 – Conservation *in vivo* de l'aptitude à la fécondation des ovules laissés dans la cavité abdominale après ovulation chez des truites Arc-en-ciel élevées à 10 et 20°C.</figcaption></figure>
## D – Effets de la température sur les gamètes (expérimentation *in vitro*)

L'expérience rapportée dans le tableau 8 montre clairement, bien que le niveau de fertilité du mélange d'ovules utilisé soit faible, que le sperme fortement dilué ($10^{-3}$) est beaucoup plus sensible aux températures élevées (20-25°C) que le sperme faiblement dilué ($10^{-1}$). En ce qui concerne les ovules, l'aptitude à la fécondation n'est pas modifiée entre 5 et 20°C, mais devient nulle à 25°C, température à laquelle le pouvoir fécondant du sperme restait maximum au moins aux faibles dilutions. Les ovules apparaissent donc plus sensibles que le sperme aux hautes températures.

La température à laquelle est pratiquée l'insémination ne modifie pas notablement le taux de fécondation dans la même gamme de températures (5 à 25°C-tableau 8). Par contre, dans d'autres expériences le pourcentage de fécondation chute au-delà de 15°C (Fig. 11) et même de 10°C (tableau 8), montrant ainsi la grande variabilité des réponses observées au cours de nombreuses expériences similaires. Cette variabilité dans la réponse au traitement thermique apparaît nettement dans la figure 12 où la fertilité des ovules de 7 femelles conservés non dilués et séparément à 18°C évolue très différemment. Certaines femelles ont au départ des ovules de fertilité très médiocre, d'autres conservent leur fertilité initiale pendant 1 ou 2 heures, d'autres pendant au moins 8 heures.

<caption>Tableau 8</caption>

Effets de la température sur la survie des gamètes et sur la fécondation chez la Truite Arc-en-ciel.
Les résultats sont exprimés en pourcentage de fécondation (% d'embryonnation à 10 j à 12°C)

<table><thead><tr><th colspan="10">Effets sur la conservation :</th></tr><tr><th colspan="2">Des ovules</th><th colspan="4">Du sperme</th><th colspan="4">Effet sur la fécondation</th></tr><tr><th>Dilution</th><th>10<sup>-3</sup></th><th>10<sup>-1</sup></th><th>10<sup>-2</sup></th><th>10<sup>-3</sup></th><th>F</th><th>10<sup>-2</sup></th><th>10<sup>-3</sup></th><th>10<sup>-4</sup></th><th>F</th></tr></thead><tbody><tr><th>Température (°C)</th><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td><td></td></tr><tr><th>5</th><td>33,9</td><td>40,1</td><td>46,6</td><td>37,0</td><td>1,659<br>NS</td><td>53,6</td><td>52,9</td><td>48,5</td><td>0,429<br>NS</td></tr><tr><th>10</th><td>31,4</td><td>40,8</td><td>47,5</td><td>35,0</td><td>5,711<br>P &lt; 0,05</td><td>48,0</td><td>46,5</td><td>43,8</td><td>1,876<br>NS</td></tr><tr><th>15</th><td>34,1</td><td>40,2</td><td>40,6</td><td>35,0</td><td>1,071<br>NS</td><td>50,3</td><td>48,9</td><td>42,5</td><td>2,886<br>NS</td></tr><tr><th>20</th><td>34,2</td><td>39,2</td><td>44,4</td><td>23,0</td><td>6,000<br>P &lt; 0,05</td><td>42</td><td>47,0</td><td>35,5</td><td>4,695<br>NS</td></tr><tr><th>25</th><td>0</td><td>52,2</td><td>31,4</td><td>19,6</td><td>10,338<br>P &lt; 0,05)</td><td>51,6</td><td>35,4</td><td>40,7</td><td>4,098</td></tr><tr><th>F</th><td>*</td><td>2,251<br>NS</td><td>2,294<br>NS</td><td>4,758<br>P &lt; 0,05)</td><td>—</td><td>2,107<br>NS</td><td>3,429<br>P = 0,05)</td><td>3,076<br>NS</td><td>—</td></tr></tbody><tfoot><tr><td colspan="10">* Test de comparaison de pourcentages</td></tr></tfoot></table>

## E – Influence de la température sur la rapidité de pénétration du spermatozoïde dans l'ovule (Fig. 13)

Une augmentation rapide du pourcentage de fécondation est observée dans les 30 secondes qui suivent l'insémination. Les niveaux de fécondation ainsi atteints au bout d'une durée de
<figure><img src="image_13.png" /><figcaption>Figure 12 – Relation entre la température à laquelle est pratiquée l'insémination et le pourcentage de fécondation établi à 100 degrés-jour pour quatre taux de dilution</figcaption></figure>

<figure><img src="image_14.png" /><figcaption>Figure 13 – Evolution de l'aptitude à la fécondation d'ovules de 7 femelles (Truite Arc-en-ciel), conservés à 18°C pendant 8 h</figcaption></figure>

<figure><img src="image_15.png" /><figcaption>Figure 14 – Evolution du pourcentage de fécondation en fonction de la durée de mise en présence des gamètes à plusieurs températures.</figcaption></figure>
mise en présence des gamètes sont de 30 secondes à 0°C, 15 secondes à 5°C et 10 secondes à 10°C. Ensuite, le taux de fécondation continue d'augmenter mais très lentement.

A 15 et 20°C les taux de fécondation sont plus bas et cela est probablement dû à une sensibilité des ovules eux-mêmes et du sperme dilué à ces températures.

## DISCUSSION ET CONCLUSION

Les résultats de cette étude montrent que des régimes thermiques relativement élevés pour les salmonidés (18°C) n'ont pas une influence défavorable sur la gamétogenèse de la Truite Arc-en-ciel. Des températures d'élevage constantes (16 ou 18°C) semblent même améliorer l'efficacité de la gamétogenèse par rapport à des températures plus basses (8°C par exemple), ce qui correspond aux résultats obtenus sur *Salvelinus fontinalis*, Hokanson et al 1973, (Henderson, 1963). Par contre, la photopériode est le facteur déterminant pour le déroulement des dernières phases de la gamétogenèse, ce qui confirme les données actuellement disponibles dans la littérature concernant les Salmonidés (Hoover et Hubbard, 1937 ; Allison, 1951 ; Hazard et Eddy, 1951 ; Corson, 1955 ; Combs et al., 1959 ; Nomura, 1962 ; Goriczko, 1972) (Revue plus générale par De Vlaming, 1972, 1974 ; Sundararaj et Vasal, 1976). Il semble dès lors que, au moins chez le mâle, la spermatogenèse puisse se dérouler complètement à température constante et relativement élevée avec initiation de la spermiation ce qui éliminerait pour la Truite Arc-en-ciel l'hypothèse d'exigence thermique spécifique à certains stades de la gamétogenèse comme cela a été fait pour d'autres goupes (Ahsan, 1965 ; Harrington, 1959 ; Loft et al, 1968). L'exposition des mâles à des températures de 18°C avant et pendant la période de spermiation n'empêche pas l'initiation de la spermiation, mais réduit le volume de sperme recueilli. Par exemple, la forte augmentation de production de sperme observée en fin d'expérience à 10°C ne se produit pas à 18°C. La température de 18°C semble donc avoir un effet inhibiteur sur la spermiation. Le RGS enregistré en fin d'expérience est plus élevé à 10 qu'à 18°C, mais entre les RGS correspondant à ces deux températures les différences sont à la limite de la signification (5 %). Cette tendance à la diminution du poids testiculaire à 18°C pourrait être attribuée à une élimination plus rapide des spermatozoïdes à cette température comme l'ont montré Hokanson et al. (1973) chez *Salvelinus fontinalis*, mais comme le volume de sperme recueilli était plus faible l'hypothèse d'une résorption plus rapide des spermatozoïdes à différents niveaux du tractus génital – cellules de Sertoli – (Billard et al., 1972) et des canaux déférents n'est pas à exclure. Il est possible également que des émissions de sperme spontanées soient intervenues entre les prélèvements dont la fréquence était relative-ment espacée.

Il faut d'autre part noter que le passage à température plus élevée stimule légèrement la sécrétion gonadotrope hypophysaire. Cette stimulation est temporaire à 15 et 18°C (comme l'est d'ailleurs la production de sperme) et en fin d'expérience la sécrétion gonadotrope est, comme la production de sperme, plus élevée à 10 qu'à 18°C (cf. Fig. 6).

En ce qui concerne les effets de la température sur la survie *in vivo* des ovules dans des femelles ovulées, les résultats montrent que l'aptitude à la fécondation peut être conservée à son niveau initial pendant 70 h à 20°C, alors que *in vitro* des survies de moins de 8 h ont été observées sur certaines femelles et que des ovules dilués voient leur fertilité diminuer fortement au-delà de 20 mn (Billard et Gillet, 1975).

Les mortalités observées dans les présentes expériences ne sont pas toutes directement imputables à la température d'élevage. Quelques incidents techniques, tels que des arrêts de pompage entraînant des arrêts temporaires d'alimentation en eau ont provoqué des mortalités plus importantes dans les lots élevés aux plus fortes températures et plus particulièrement dans les bassins les plus chargés (cas des femelles).
D'après l'expérimentation *in vitro* les gamètes une fois extraits de la cavité générale pour les ovules et du tractus génital mâle pour les spermatozoïdes apparaissent plus sensibles à la température, mais des facteurs comme la dilution doivent être pris en considération. Cependant, la forte variabilité dans la qualité des gamètes observée entre individus signifie que la démonstration rigoureuse d'une susceptibilité à la température plus forte *in vitro* (exposition directe des gamètes) qu' *in vivo* (exposition des parents) doit porter sur des gamètes issus de mêmes animaux. La température à laquelle l'insémination est pratiquée est susceptible d'affecter aussi le pourcentage de fécondation. Les résultats dépendent comme précédemment de la qualité des gamètes et du taux de dilution du sperme (voir aussi Billard et Gillet, 1975). Il semble que des températures supérieures à 15°C provoquent dans la majorité des cas une chute du pourcentage d'œufs embryonnés à 100 degrés-jour. Dans certains cas des chutes de fertilité se produisent au delà de 10°C (cf. tableau 8). Il reste d'autre part à poursuivre l'expérimentation jusqu'à l'éclosion afin d'identifier des répercussions éventuelles de ces manipulations thermiques des gamètes lors de l'insémination sur la fin de l'ovogenèse. Les exigences thermiques du développement embryonnaire sont encore plus strictes chez la Truite Arc-en-ciel (7-10°C) (Kwain, 1975). Des résultats analogues (montrant que les exigences thermiques des diverses phases de la reproduction sont très différentes) ont été déjà signalés par Hokanson et al. (1973) chez *Salvelinus fontinalis*.

REMERCIEMENTS

Ce travail a été réalisé dans le cadre de contrats de recherche EDF (convention n° 8375) et CEE (convention n° 045-74-1-ENV F), et a bénéficié de l'assistance de A.M. Escafre et M. Sanchez-Rodriguez pour les prélèvements et de P. Reinaud pour les dosages radioimmuno-logiques. L'illustration est due à R. Masson et C. Briand, et la présentation dactylographique à J. Marcel.

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