OFFRE DE STAGE (niveau M2)

Utilisation de l’ADN environnemental pour détecter la présence d’espèces rares :
cas d’étude d’une espèce migratrice l’esturgeon européen Acipenser sturio

Date limite d’envoi des candidatures : 19 décembre 2021

Date ou période de démarrage du stage : Démarrage 1er février 2022
Fin du stage 30 juin 2022
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Contexte du stage
L’esturgeon européen Acipenser sturio, migrateur anadrome et espèce emblématique de grands fleuves européens, est classé en danger critique d’extinction selon les critères de l’UICN (Rosenthal et al., 2007). La dernière population sauvage est issue du bassin de la Gironde avec la dernière reproduction naturelle observée en 1994. Les actions menées historiquement en France depuis les années 90 (Elie, 1997; Rochard, 2002) et dans la première phase du Plan National d’Action (PNA) en faveur de la restauration de l’esturgeon européen 2011-2015 (Ministère de l’écologie du développement durable des transports et du logement, 2011) ont permis d’éviter la disparition de l’espèce. Un stock d’individus captifs a été constitué (Williot et al., 2011); ce dernier a permis de mettre au point une méthode de reproduction assistée (Williot & Chèvre, 2011) afin de produire et de relâcher des jeunes poissons dans le milieu naturel. Le repeuplement de l’espèce en Gironde s’est déroulé régulièrement entre 2007 et 2015 avec au total plus de 1.7 millions de juvéniles lâchés en milieu naturel.

Actuellement, au vu de leur âge et connaissant le cycle de vie de l’espèce, les individus vivent principalement en mer et dans une moindre mesure en estuaire. Si les survies ont été satisfaisantes, on s’attend à un début des retours vers les fleuves des tout premiers géniteurs entre 2019 et 2022 c’est-à-dire à l’âge de première maturation de 12 et 15 ans pour les mâles et les femelles respectivement. Dans ce contexte nous souhaitons mettre au point une méthode de détection peu invasive du retour des individus en fleuve. Il peut s’agir dans un premier temps du retour de très peu d’individus qui peuvent passer inaperçus dans les captures accidentelles et dans les échantillonnages scientifiques. C’est pourquoi nous souhaitons mettre en œuvre une méthode indirecte de détection de leur présence en testant la faisabilité d’utiliser les techniques d’ADN environnemental (ADNe) dans les grands fleuves. Même s’il faut rester précautionneux dans les interprétations (Roussel et al., 2015), l’utilisation de l’ADNe pour détecter leur présence nous semble être une méthode particulièrement prometteuse à tester, celle-ci ayant déjà était développée pour des espèces d’esturgeons en Amérique du Nord (Bergman et al., 2016; Pfleger et al., 2016). A l’aide de cette même méthode nous souhaitons également caractériser le cortège d’espèces piscicoles présent au niveau des frayères à l’échelle du bassin versant.

Au vu du temps d’échantillonnage nécessaire, nous avons choisi de cibler la détection de juvéniles. En effet, comme évoqué plus haut le nombre de géniteurs risque d’être faible au début et nous ne savons pas quelle est leur durée de séjour en eau douce pour la reproduction, ce qui impliquerait un fort effort d’échantillonnage et un risque important de passer à côté de la présence de géniteurs. Par contre, la majorité des juvéniles reste en rivière plusieurs mois après leur naissance avant de migrer vers l’estuaire salé. D’après une étude récente par télémétrie sur des juvéniles repeuplés à trois mois, 82% des juvéniles resteraient dans un rayon de 13 km à l’aval de leur frayère pendant le mois suivant leur lâcher (Carrera-Garcia et al., 2017).
Cette option a également pour avantage d’identifier si une reproduction naturelle a eu lieu et de localiser le secteur des frayères potentiellement fréquentées, les échantillonnages ont donc été réalisés à l’automne autour des frayères historiques (Jego et al., 2002).
Trois années d’échantillonnage en métabarcoding ont été réalisées : 2019, 2020, 2021. Les deux premières années n’ont pas permis de détecter la présence de juvéniles A. sturio ce qui laisse penser qu’aucune reproduction naturelle n’a a eu lieu. Cependant ces échantillonnages ont permis de caractériser le cortège d’espèce en place.

Références :
Bergman, P.S., Schumer, G., Blankenship, S., Campbell, E., 2016. Detection of adult green sturgeon using environmental DNA analysis. PLoS One 11.
Carrera-García, E., Rochard, E., Acolas, M.L., 2017. Effects of rearing practice on post-release young-of-the-year behavior: Acipenser sturio early life in freshwater. Endangered Species Research 34, 269-281.
Elie, P., 1997. Restauration de l’esturgeon européen Acipenser sturio. Contrat Life rapport final du programme d’exécution. Cemagref de Bordeaux, Bordeaux.
Ministère de l’écologie du développement durable des transports et du logement, 2011. Plan national d’actions en faveur de l’esturgeon européen Acipenser sturio 2011-2015. p. 69.
Jego, S., Gazeau, C., Jatteau, P., Elie, P., & Rochard, E., 2002. Les frayères potentielles de l’esturgeon européen Acipenser Sturio L. 1758 dans le bassin Garonne-Dordogne. Méthodes d’investigation, état actuel et perspectives. Bulletin Français de la Pêche et de la Pisciculture, 487–505.
Pfleger, M.O., Rider, S.J., Johnston, C.E., Janosik, A.M., 2016. Saving the doomed: Using eDNA to aid in detection of rare sturgeon for conservation (Acipenseridae). Global Ecology and Conservation 8, 99-107.
Rochard, E., 2002. Restauration de l’esturgeon européen Acipenser sturio. Rapport scientifique contrat LIFE n°B-3200/98/460. Etude Cemagref n°80, groupement de Bordeaux, p. 224.
Roussel, J.-M., Paillisson, J.-M., Treguier, A., & Petit, E., 2015. The downside of eDNA as a survey tool in water bodies. Journal of Applied Ecology, 52, 823.
Rosenthal, H., Bronzi, P., Gessner, J., Moreau, D., Rochard, E., Lasen, C., 2007. Draft action plan for the conservation and restoration of the European sturgeon (Acipenser sturio). Council of Europe, Convention on the conservation of European wildlife and natural habitats, Strasbourg, p. 47.
Williot, P., et P. Chèvre. « Reproduction of the cultured brood fish. » In Biology and conservation of the Atlantic European sturgeon Acipenser sturio L., 1758, édité par P. Williot, E. Rochard, N. Desse-Berset, F. Kirschbaum, et J. Gessner, 43‑48. Springer, 2011.
Williot, P., Rouault, T., Brun, R., Pelard, M., Mercier, C., Jacobs, L., Kirschbaum, F., 2011. Chapter 31. Building a brood stock of Acipenser sturio in France. In In: Williot, P., Rochard, E., Desse-Berset, N., Kirschbaum, F., Gessner, J. (Eds.), Biology and conservation of the Atlantic European sturgeon Acipenser sturio L., 1758. Springer.

Objectifs et missions
Ce stage s’intègre dans le cadre d’un projet intitulé MOMIE (Mouvements Migratoires de l’Esturgeon Européen Acipenser sturio : habitats en mer et retour des géniteurs en fleuves ; projet INRAE/AFB) qui vise à étudier 1) l’utilisation des habitats marins par l’esturgeon européen, 2) l’analyse des trajectoires migratoires entre l’estuaire et la mer via l’utilisation de marques satellites, et 3) le développement d’un protocole basé sur l’ADNe pour documenter la présence de l’espèce en fleuve. L’étudiant.e participera à la réalisation du point 3 ci-dessus. En parallèle le projet Agis (Analyses génétiques in situ ; projet Labex COTE Plate-forme) vise à développer des méthodes d’analyses génétiques rapides in situ. En fonction de l’avancée de ce dernier projet, l’étudiant.e pourra participer au développement technique.
Les objectifs du stage sont les suivants :
1/ Réaliser une étude bibliographique et une analyse synthétique de celle-ci ciblant les avantages/inconvénients de l’utilisation de l’ADN environnemental pour détecter les espèces rares dans les milieux aquatiques suivants : fleuves, estuaires, mer
2/ Analyser les résultats du suivi en métabarcoding des frayères historiques d’esturgeon européen réalisé en 2019, 2020, 2021
-analyse de la richesse spécifique au niveau des frayères, comparaison des sites amont/aval et des 2 fleuves, représentation cartographique
-comparaison au niveau de 2 sites des résultats d’une pêche électrique et d’un échantillonnage ADNe
-analyse critique des résultats, limites d’interprétation
3/ Participer au développement d’une nouvelle méthode de détection rapide d’ADNe in situ
-participation possible aux extractions d’ADN en laboratoire, à la réalisation de tests in situ et à leur interprétation.
Cette participation sera conditionnée par l’état d’avancement du développement en question.
4/ Participer à la mise au point d’un protocole de détection peu invasive de l’espèce.

Profil, dont niveau d’études, et compétences recherchées
Profil recherché : Étudiant.e en Master 2 recherche ou en fin d’études de formation d’ingénieur.e avec volonté de s’orienter vers le domaine de la recherche scientifique.

Connaissances/compétences recherchées : Ecologie aquatique, biologie des populations. Très bonne maitrise de l’anglais pour la partie analyse bibliographique. Des compétences en SIG et en langage R afin de réaliser respectivement les représentations cartographiques et les analyses statistiques seront appréciées.

Aptitudes souhaitées : curiosité scientifique, adaptabilité, rigueur, autonomie, facilité à travailler en équipe.

Lieu du stage
L’étudiant.e sera accueilli.e au sein de l’équipe « Fonctionnement et Restauration des Écosystèmes Estuariens et des populations de Migrateurs Amphihalins (FREEMA) » de l’unité « Écosystèmes Aquatiques et Changements Globaux » (EABX) à Cestas-Gazinet (33) (https://www6.bordeaux-aquitaine.inrae.fr/eabx/EABX). Cette équipe mène des projets de recherche visant à apporter des connaissances, construire de nouvelles méthodes et améliorer les outils pour définir et comprendre le statut et la dynamique des écosystèmes aquatiques continentaux (i.e. estuaires, lacs, rivières) en évaluant la réponse de ces écosystèmes et de leurs espèces clefs (principalement les espèces de poissons migratrices amphihalines et marines-estuariennes opportunistes) face à un contexte multi-stress d’origine anthropique (e.g. surexploitation, dégradation des habitats, fragmentation des milieux naturels, pollution chimique, changement climatique).
Dans le cadre de la mise au point d’une technique d’analyse ADNe rapide in situ, il / elle sera éventuellement amené à se déplacer sur le site INRAE de Cestas-Pierroton pour la partie analyse en laboratoire et sur le terrain (Dordogne ou Garonne) pour la réalisation de quelques tests d’échantillonnage.

L’étudiant.e sera encadré.e par Marie-Laure Acolas et Bertrand Villeneuve (EABX Freema) en collaboration avec Emilie Chancerel et Olivier Lepais (UMR BIOGECO – Plateforme Génome Transcriptome de Bordeaux).

Période et durée du stage
Stage de 5 mois entre le 1er février 2022 et le 30 juin 2022.

Modalités de prise en charge
Gratification mensuelle à raison de 3,90 € par heure de stage effectuée et par jour de présence (soit environ 568.75€ net/mois)
Poste de travail fourni
Frais de missions
Prise en charge possible de l’abonnement transport (domicile-travail) à raison de 50% et sur justificatifs
Restauration collective disponible à un tarif « stagiaire »

Pour postuler
Eléments à fournir : CV et lettre de motivation
Modalités d’envoi : E-mail avec pour objet « Candidature_stage_MOMIE »
Date limite : 19 décembre 2021
Contact
(adresse – tél – @) [email protected]
et [email protected]

Le contenu de cette offre est la responsabilité de ses auteurs. Pour toute question relative à cette offre en particulier (date, lieu, mode de candidature, etc.), merci de les contacter directement. Un email de contact est disponible: [email protected]

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