Biologie de reproduction comparée
\ndes anguilles de l’atlantique en déclin.

Peu d’informations sont disponibles sur la biologie de reproduction des deux espèces d’anguilles de
\nl’Atlantique (c.-à-d. les anguilles d’Amérique et d’Europe) même après avoir suscité plus d’un siècle de
\nrecherches scientifiques au sein de la très ancienne famille des Anguillidæ, 19 espèces/sous-espèces étant
\naujourd’hui presque toutes en voie d’extinction ou menacées de l’être. Isolées des espèces de l’Indo-
\nPacifique et de l’Océanie, les anguilles d’Amérique (Anguilla rostrata) et d’Europe (A. anguilla) sont les
\nseules à grandir dans les eaux continentales bordant l’océan Atlantique. Après avoir vécu quelques années
\nà quelques décennies, elles acquièrent, pendant ou vers la fin d’un long et sinueux voyage effectué jusque
\ndans la mer des Sargasses et en étant à jeun, la capacité à se reproduire, puis elles meurent. Mis à part les
\ndifférentes raisons documentées comme ayant contribué au déclin, l’état des géniteurs est considéré avec
\ngrande importance puisqu’il pourrait faire partie des raisons. Or, les connaissances sur la biologie de
\nreproduction se limitent à quelques stades de maturité accessibles par espèce selon l’avancement des
\nmigrateurs, tous immatures, ou à ceux issus de la maturation artificielle en bassin. La présente thèse a
\ndonc entrepris d’améliorer l’état des connaissances sur la biologie de reproduction des migrateurs lors de
\nla dévalaison et en réponse à la maturation induite en utilisant 11 injections intrapéritonéales
\nhebdomadaires (extrait hypophysaire) par le biais d’une approche comparative directe entre des anguilles
\nd’Amérique et d’Europe. Les anguilles de l’Atlantique ont été échantillonnées pendant la période de
\ndévalaison dans le fleuve Saint-Laurent au Québec (2012) et dans l’estuaire de la Gironde et le bassin
\nd’Arcachon en France (2013). Plusieurs acteurs impliqués dans la neuroendocrinologie de l’axe
\ngonadotrope et le développement des ovaires ont été mesurés dans le plasma sanguin (dosages immunoenzymatiques)
\nou via le niveau de la transcription de gènes dans plusieurs tissus (PCR quantitative en
\ntemps réel) : les gonadolibérines cérébrales (gnrh1, gnrh2), les hormones gonadotropes hypophysaires
\n(fshβ, lhβ), la vitellogénine hépatique (vtg1 et vtg2 dosés ensemble), le récepteur nucléaire à estrogène
\n(esr1) des tissus correspondants, et les stéroïdes sexuels plasmatiques majeurs (testostérone (T), 11-
\ncétotestostérone (11KT), 17β-estradiol (E2)). Cette thèse laisse surtout place à la comparaison
\ninterspécifique de ces acteurs, mais elle fait également ressortir l’importance de variables biologiques clés
\ndans le contexte du développement sexuel des anguilles, telles que l’âge des migrateurs, et d’autres
\nvariables biologiques quantifiées aux fins de l’étude : le stade de maturité ovarien (observation
\nhistologique des ovocytes) et la teneur corporelle en lipides totaux (la portion mesurée dans le foie, la
\nmasse musculaire, les ovaires et leur somme). La vue d’ensemble des relations prenant place entre les
\nvariables de l’axe gonadotrope et les autres variables biologiques pendant la maturation sexuelle contribue
\nà caractériser, pour la première fois et de manière directement comparable à la biologie de reproduction de
\nl’anguille d’Europe (ayant déjà été étudiée sous divers angles), celle de l’anguille d’Amérique, pour
\nlaquelle les informations disponibles demeuraient insuffisantes et incomparables avec les autres
\ncongénères. Cette thèse démontre à plusieurs niveaux que l’état des migrateurs de l’anguille d’Amérique
\ndu Saint-Laurent est clairement plus avancé que chez l’anguille d’Europe de Gironde et Arcachon, et qu’il
\nrejoint, pour quelques spécimens, l’état des migrateurs de l’espèce la plus avancée de toutes, l’anguille de
\nNouvelle-Zélande (A. dieffenbachii). Cette thèse avait donc pour défi de mettre en contraste l’espèce la
\nmoins avancée (A. anguilla) à la deuxième plus avancée de toutes (A. rostrata). L’ensemble des résultats
\nsuggère davantage d’implication de la GnRH2 (non pas seulement celle de la GnRH1) dans le
\ndéveloppement sexuel de l’anguille en accord avec un axe GnRH-LH et des rétrocontrôles positifs
\nspécifiques à l’E2 (ESR1). La thèse vient également corroborer l’influence de la 11KT et l’E2 sur le stade
\nde maturité avant/jusqu’à et à partir de la vitellogenèse, respectivement, et elle s’ajoute aux études
\ns’intéressant à l’élaboration d’outils minimalement invasifs pour identifier les géniteurs potentiels en vue
\nde la reproduction artificielle. S’ajoutant à la littérature existante au sein les Anguillidæ, les résultats
\nsuggèrent que l’âge et la condition (indice de « rondeur »/« bien-être ») des anguilles soient des
\ncaractéristiques d’histoire de vie clés pour ces deux périodes développementales, respectivement. La
\ncomparaison de la biologie de reproduction des anguilles de l’Atlantique à l’étude est un défi en partie dû
\nà leur différence de taille et d’âge, et possiblement en lien, à la différence dans le stade de maturité atteint
\nlors de la migration de dévalaison et après une maturation artificielle de même durée (11 semaines de
\ntraitement). Cette thèse pourra servir de référence pour élaborer des études à plus grande échelle chez
\nl’anguille d’Amérique ou chez d’autres espèces en vue de suivre les géniteurs potentiels et mieux évaluer
\nl’état des stocks d’anguilles en déclin. <br /><br /> Little is known on the reproductive biology of the two Atlantic eel species (i. e. American and European
\neels), even after more than a century of scientific research among the ancient Anguillidæ family, 19
\nspecies/subspecies being almost all endangered or threatened. Isolated from other Indo-Pacific and
\nOceania species, only American (Anguilla rostrata) and European (A. anguilla) eels inhabit continental
\nwaters ashore off the Atlantic Ocean. Eels of both species, after having grown for years or decades in their
\nhabitat, reach puberty during or at the end of a long and sinuous journey up to the Sargasso Sea where
\nthey reproduce and die. Furthermore, the state of the spawners is thought to be one of many reasons why
\neel populations have declined. Yet, knowledge on their reproductive biology is limited to the few available
\nstages of maturity depending on species and state of ovary in downstream migrants, all immature, or to
\nthose derived from controlled artificial maturation. This thesis has undertaken to improve the state of
\nknowledge on reproductive biology in downstream migrants as well as in response to induced maturation
\nwith 11 weekly intraperitoneal injections (pituitary extract) through a direct comparative approach
\nbetween American and European eels. Atlantic eels were sampled during their downstream migration
\nalong the St. Lawrence River in Quebec (2012) and in the Gironde Estuary and Arcachon Lagoon in
\nFrance (2013). Several actors involved in gonadotropic axis neuroendocrinology and ovary development
\nwere measured in blood plasma (enzyme immunoassays) or through transcript level of genes in various
\ntissues (quantitative real-time PCR): brain gonadotropin-releasing hormones (gnrh1, gnrh2), pituitary
\ngonadotropic hormones (fshβ, lhβ), liver vitellogenin (vtg1 and vtg2 assayed as one), nuclear estrogen
\nreceptor (esr1) in the corresponding tissues, and major plasma sex steroids (testosterone (Y), 11-
\nketotestosterone (11KT), estradiol-17β (E2)). This thesis mainly articulates interspecific comparisons of
\nthe latter actors, but in the context of eel sexual development, it also focuses on key biological variables
\nsuch as age of migrants and additional biological variables quantified for the purpose of this study:
\novarian stage of maturity (histological observation of oocytes) and body content in total lipids (from liver,
\nmuscle mass, ovary and their sum). Overview of relationships taking place between gonadotropic axis
\nvariables and other biological variables during sexual maturation helps to characterize, for the first time
\nand in a comparable manner to the reproductive biology of the European eel (that was studied from
\nvarious angles before), that of the American eel, for which the available information was still insufficient
\nand incomparable to other congeners. This thesis demonstrates at several levels that the state of St.
\nLawrence American eel migrants was clearly more advanced than in European eels from Gironde and
\nArcachon, and that it reached, for a few specimens, that in migrants of the most advanced species of all,
\nthe New-Zealand eel (A. dieffenbachii). This thesis had therefore to rise to the challenge of contrasting the
\nleast advanced species (A. anguilla) to the second most advanced species of all (A. rostrata). Overall
\nresults suggest GnRH2 (and not only GnRH1) as more involved in eel sexual development, in agreement
\nwith a GnRH-LH axis and positive E2-specific feedbacks (ESR1). The thesis also corroborates the
\ninfluence of 11KT and E2 on stage of maturity prior/up to and from vitellogenesis, respectively, and adds
\nup to studies interested in finding minimally invasive tools towards identification of potential spawners for
\nartificial reproduction. Adding to the existing body of literature on Anguillidæ eels, the results suggest age
\nand condition (an index of “plumpness”/“well-being”) as key life history characteristics for the two
\ndevelopmental periods, respectively. Comparing the reproductive biology of Atlantic eels under study is a
\nchallenge partly due to their differing size and age, and possibly related, to their c

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