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Conditionnement de carpes communes (cyprinus carpio) à la détection olfactive des composés aromatiques de décomposition de viande de porc par imprégnation des œufs et des larves


par Soniel MERCIUS
Université de Liège / Université de Namur - Master Complémentaire en Aquaculture  2015
  

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UNIVERSITE DE LIEGE
UNIVERSITE DE NAMUR

 

Septembre 2015

Centre de formation et de recherche en Aquaculture (CEFRA)
Unité de Biologie du Comportement (UBC)

« Conditionnement de carpes communes (Cyprinus carpio) à la détection
olfactive des composés aromatiques de décomposition de viande de porc par
imprégnation des oeufs et des larves »

Travail de Fin d'études présenté par

Soniel MERCIUS

Pour l'obtention du diplôme de Master Complémentaire en Aquaculture

Sous la direction de :

Dr. Carole ROUGEOT et Prof. Pascal PONCIN

Remerciements

Tout d'abord, je tiens à remercier Dr Carole Rougeot de m'avoir guidé au cours de ce travail de recherche, pour sa patience et son professionnalisme. Ensuite le Professeur Pacal Poncin d'avoir été l'un de mes promoteurs. Au professeur Charles Mélard pour ses conseils et ses supervisions à la longueur des journées.

Je remercie également les équipes du Centre de formation et de recherche en Aquaculture (CEFRA) et de l'Unité de Biologie du Comportement (UBC) de l'Université de liège, pour avoir facilité les expérimentations pour la réalisation de ce travail.

Merci à Dr Brian Wade Jamandre, Post doctorant au laboratoire de l'UBC/Ulg pour ses conseils et surtout son infatigable support dans la réalisation des multiples tests, traitement et analyses des données.

Merci à Christian Prignon d'avoir été un encadreur patient et toujours disponible pour moindre problème et souci.

Je remercie mes camarades de promotion en Master Complémentaire en Aquaculture 20142015 pour leur fraternité et leur amitié.

Merci à ma famille en Haïti spécialement ma maman, à ma copine, à mes amis et collègues haïtiens de la Belgique et d'Haïti pour leur support.

Merci à mon fils Ralph Cédric Mercius d'avoir supporté mon absence pendant ce temps d'absence.

Enfin merci à tous ceux qui d'une façon ou d'une autre ont contribué à la réalisation de ce

travail.

Merci !!

« Conditionnement de carpes communes (Cyprinus carpio) à la détection olfactive des composés aromatiques de

décomposition de viande de porc par imprégnation des oeufs et des larves », Ulg/Septembre 2015 i

Résumé

Ce présent travail est la continuité d'un ensemble de travaux déjà réalisés sur la carpe commune (Cyprinus carpio) en vue de la conditionner comme biodétecteurs de cadavres humains en milieu aquatique lors des catastrophes naturelles. Il entre dans la cadre du projet « Developpement of a methodology for cadaver search using new biodetectors adapted to aquatic and terrestrial environnements» de l'Ulg (Université de Liège). Beaucoup d'études mettent en évidence la capacité d'apprentissage des poissons, notamment la carpe commune. Des recherches sur le conditionnement auditif et visuel abondent le répertoire scientifique, et les résultats sont de plus en plus concluants. Cependant, peu d'études s'intéressent au conditionnement précoce et encore moins par imprégnation, c'est-à-dire par pénétration des oeufs ou par bain précoce des larves fraichement écloses avec des substances (composés) odorantes. Ainsi, ce travail vise pour sa part à tester plusieurs techniques de conditionnement précoces afin de déterminer laquelle est mieux adaptée dans le cadre de ce grand projet.

Pour des raisons sanitaires, culturelles et éthiques, la solution de cadavre d'humain a été substituée par une solution de viande de porc (SVP), Sus scrofa domesticus, se rapprochant plus ou moins de celle d'un humain mort et contenant probablement des composés aromatiques de cadavres notamment la cadaverine, la putrescine et l'histamine. L'espèce carpe commune, Cyprinus carpio a été utilisée en raison de sa grande taille, sa longévité moyenne de 20 ans, son poids maximal de 40 kg, son adaptabilité à des écosystèmes diverses, d'être omnivore, mais aussi et surtout le fait d'avoir un système chimiosensoriel (olfactif et gustatif) très développé. Ainsi, 3 techniques (traitements) de conditionnement ont été utilisées en plusieurs doses sur une même ponte de carpe. Les lots 1 et 2 (Incubation à dose 1 et 2) ont été imprégnés de la fécondation jusqu'à la résorption de la vésicule vitelline à la (SVP) à respectivement (0,4ml/l et 0,8 m l/l). Les lots 3 et 4 (Bain 1 et 2) ont subi aux mêmes doses que les précédents, un conditionnement classique de type appétitif pendant 35 jours post-éclosion (JPE) où la (SVP) a été utilisée comme stimulant conditionnel (SC) et l'aliment comme stimulant inconditionnel (SI). Le lot 5 (nourrissage) a été nourri normalement du gemma micro jusqu'à 16ème JPE. A partir du 17ème JPE, il a été soumis à un aliment fabriqué à la solution de viande de porc (SVP) dans une sorte de conditionnement classique simultané. Le témoin a été nourri au Gemma micro 150 et 300 microns jusqu'à 35 JPE.

Les variables de déplacement (pénétration) des alevins vers des compartiments où la SVP et l'eau sont versées et le temps passé à proximité des compartiments servent à déterminer l'effet de la technique d'imprégnation sur le comportement des alevins et en conséquence de conclure sur le possible conditionnement ou non des différents lots. Aucune différence significative n'a pu être mise en évidence pour les différents traitements sauf le lot 1 (incubation 0,4ml/l) qui passe préférentiellement plus de temps à proximité du compartiment où la SVP est versée. La comparaison des différents tests entre eux ne révèle non plus aucune différence significative. Ainsi, les résultats obtenus renforcent des hypothèses émises par Joseph (2014) à savoir l'imperméabilité de l'oeuf de carpe, le retard du développement du système olfactif des carpes, l'effet répulsif de la solution de viande de porc, mais aussi, la possible toxicité de certains composés dans la solution. Cependant, numériquement, certaines données laissent entrevoir un début de conditionnement notamment chez les lots en bain. Ainsi, il serait envisageable dans une prochaine étude de prolonger le temps d'expérimentation afin que la période de réponse acquise aux stimuli d'odeurs alimentaires coïncide au plus près avec celle de l'expérience, d'éviter si possible, au moment de la reproduction, tout produit servant à renforcer la rigidité et l'imperméabilité de l'oeuf (tanin), de réaliser des analyses des différents constituants de la SVP afin d'identifier ceux qui sont répulsifs, toxiques... pour la carpe.

Mots clés : Cyprinus carpio, conditionnement, Cadaverine, putrescine

« Conditionnement de carpes communes (Cyprinus carpio) à la détection olfactive des composés aromatiques de

décomposition de viande de porc par imprégnation des oeufs et des larves », Ulg/Septembre 2015 ii

Table des matières

Remerciements i

Résumé ii

Table des matières iii

Liste des figures v

Liste des tableaux vi

Liste des annexes vii

I.- INTRODUCTION 1

1.1.- Généralités 1

1.1.- Généralités 1

1.2.- Objectifs 2

1.2.1.- Objectif global 2

1.3.- La carpe commune et ses organes de sens 2

1.4.- Système olfactif des poissons 3

1.5.- La décomposition d'un corps en milieu aquatique 5

1.5.1- Les amines Biogènes 5

1.5.1.1- La putrescine 6

1.5.1.2 - L'histamine 6

1.5.1. 3- La cadaverine 6

1.6.- Le conditionnement 6

1.6.1.- Conditionnement olfactif des poissons par imprégnation 7

II.- MATERIELS ET METHODE 9

2.1.- Matériels 9

2.1.1.- Matériels biologiques 9

2.2.- Méthode 9

2.2.1.- Reproduction et fécondation 9

2.2.1.6. - Incubation 9

2.2.2.- Le conditionnement et élevage larvaire 10

2.2.2.1.- Solution de viande de porc 10

2.2.2.2.- Procédure expérimentale 11

2.2.3.- Méthode d'observation 11

2.2.3.1.- Structure expérimentale 11

2.2.4.- Réalisation des tests 12

2.2.5.- Analyse statistique 12

III.- RESULTATS 13

« Conditionnement de carpes communes (Cyprinus carpio) à la détection olfactive des composés aromatiques de

décomposition de viande de porc par imprégnation des oeufs et des larves », Ulg/Septembre 2015 iii

3.1.- Les paramètres physiques au cours de l'expérience 13

3.2.- Taux de fécondation 13

3.3.- Suivi de croissance 13

3.4.- Déplacement des larves et temps moyens passé à proximité 13

3.4.1.- Témoins (zéro solution de viande de porc) 13

3.4.2.- Incubation doses 1 et 2 (0,4ml/l et 0,8ml/l) 14

3.4.4.- Nourrissage à l'aliment SVP 17

IV.- DISCUSSIONS 18

V.- CONCLUSION 23

REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES 24

ANNEXES I

« Conditionnement de carpes communes (Cyprinus carpio) à la détection olfactive des composés aromatiques de

décomposition de viande de porc par imprégnation des oeufs et des larves », Ulg/Septembre 2015 iv

Liste des figures

Figure 1: Système olfactif des poisons (Kermen et al., 2013) 5

Figure 2: Schéma du conditionnement de type I (Pavlov) 7

Figure 3 : Les oeufs en incubation 9

Figure 4 : Schéma du dispositif expérimental 10

Figure 5: Schéma du déroulement de l'expérience par phase et par dose 11

Figure 6 : a) Croquis reprenant la dimension de la structure expérimentale d'étude de comportement b)

Photo de la structure expérimentale 12

Figure 7: Comparaison de croissance au cours de l'expérience 13

Figure 8: Comparaison du déplacement moyen vers les compartiments ou les solutions sont versées (SVP et

eau) pour le lot à zéro solution de viande de porc (témoin) 14
Figure 9 : Comparaison du temps moyen (secondes, +ET) vers les compartiments ou les solutions sont

versées (SVP et eau) pour le lot à zéro solution de viande de porc (témoin). 14
Figure 10: Comparaison du déplacement (% d'individu) vers les compartiments où les solutions sont

versées (SVP et eau) pour les lots incubés à la solution de viande de porc dose 1 et 2 (0.4ml/l et 0,8ml/l) 15
Figure 11: Comparaison du temps moyen (secondes) passé à proximité des compartiments ou les solutions sont versées (SVP et eau) pour les lots incubés à la solution de viande de porc dose 1 et 2 (0.4ml/l et 0,8ml/l)

15
Figure 12: Comparaison du déplacement (% d'individu) vers les compartiments où les solutions sont

versées (SVP et eau) pour les lots en bain quotidien à la SVP dose 1 et 2 (0.4ml/l et 0,8ml/l) 16
Figure 13: Comparaison du temps moyen (secondes) passé à proximité des compartiments ou les solutions

sont versées (SVP et eau) pour les lots en bain quotidien à la SVP dose 1 et 2 (0.4ml/l et 0,8ml/l) 16
Figure 14: Comparaison du déplacement moyen vers les compartiments ou les solutions sont versées (SVP

et eau) pour le lot nourrit à l'aliment SVP 17
Figure 15: Comparaison du temps moyen (secondes, +ET) vers les compartiments ou les solutions sont

versées (SVP et eau) pour le lot nourrit à l'aliment SVP 17

« Conditionnement de carpes communes (Cyprinus carpio) à la détection olfactive des composés aromatiques de

décomposition de viande de porc par imprégnation des oeufs et des larves », Ulg/Septembre 2015 V

Liste des tableaux

Tableau 1 : Comparaison des résultats obtenus avec ceux obtenus par Joseph (2013) 19

Tableau 2: Analyses statistique (Student) du taux de fécondation pour le lot éclos à la solution de viande de

porc et sans la solution de viande de porc V

Tableau 3: Les taux de fécondation enregistrés V

Tableau 4: Test de student pour le taux de fécondation V

Tableau 5: Sommaire des données sur les croissances enregistrées au cours de l'étude V

Tableau 6: ANOVA de Fischer pour les croissances enregistrées V

Tableau 7: Les déplacements enregistrés pour incubation dose 0,4ml/l V

Tableau 8: Test de Wilcoxon pour échantillons appariés pour les déplacements pour incubation dose 0,4ml/l

(dose 1) VI

Tableau 9: Les déplacements enregistrés pour incubation dose 0,8ml/l VI

Tableau 10: Test de Wilcoxon pour échantillons appariés pour les déplacements pour incubation dose 0,8ml/l

VI

Tableau 11: Les déplacements enregistrés pour les dose 0,4ml/l VI

Tableau 12: Test de Wilcoxon pour échantillons appariés pour les déplacements pour Bain dose 0,4ml/l VI

Tableau 13: Les déplacements enregistrés pour les dose 0,8ml/l VI

Tableau 14: Test de Wilcoxon pour échantillons appariés pour les déplacements pour Bain dose 0,8ml/l VII

Tableau 15: Les déplacements enregistrés pour le lot nourrissage à l'aliment SVP VII

Tableau 16: Test de Wilcoxon pour échantillons appariés pour les déplacements pour les ASVP VII

Tableau 17: Les déplacements enregistrés pour les Témoins (control) VII

Tableau 18: Test de Wilcoxon pour échantillons appariés pour les déplacements des témoins VII

Tableau 19: Les temps moyens passés à proximité des 2 compartiments enregistrés pour incubation dose

0,4ml/l VII
Tableau 20: Test-t pour échantillons appariés pour les temps moyens passés à proximité des 2 compartiments

enregistrés pour incubation à la SVP dose 1 (0,4ml/l) VIII
Tableau 21: Les temps moyens passés à proximité des compartiments enregistrés pour incubation dose

0,8ml/l VIII
Tableau 22: Test-t pour échantillons appariés pour les temps moyens passés à proximité des 2 compartiments

enregistrés pour incubation à la solution de SVP dose 2 (0,8ml/l) VIII
Tableau 23: Les temps moyens passés à proximité des compartiments enregistrés pour bain dose 1 (0,4ml/l)

VIII

Tableau 24: Test-t pour échantillons appariés pour les temps moyens passés à proximité des 2 compartiments

enregistrés pour bain à la solution de viande de porc dose 1 (0,4ml/l) VIII
Tableau 25: Les temps moyens passés à proximité des compartiments enregistrés pour bain dose 2 (0,8ml/l) IX Tableau 26: Test-t pour échantillons appariés pour les temps moyens passés à proximité des 2 compartiments

enregistrés pour bain à la solution de viande de porc dose 2 (0,8ml/l) IX
Tableau 27: Les temps moyens passés à proximité des compartiments enregistrés pour nourrissage à

l'aliment à la SVP IX
Tableau 28: Test-t pour échantillons appariés pour les temps moyens passés à proximité des 2 compartiments

enregistrés pour nourrissage à l'aliment à la SVP IX

Tableau 29: Les temps moyens passés à proximité des compartiments enregistrés pour les témoins IX

Tableau 30: Test-t pour échantillons appariés pour les temps moyens passés à proximité des 2 compartiments

enregistrés pour les témoins (Control) X

Tableau 31: Comparaison de tous les traitements pris ensemble, test de Friedman X

« Conditionnement de carpes communes (Cyprinus carpio) à la détection olfactive des composés aromatiques de

décomposition de viande de porc par imprégnation des oeufs et des larves », Ulg/Septembre 2015 VI

Liste des annexes

Annexe 1: Formulation d'aliment a la cadaverine I

Annexe 2: Taux d'oeuf oeillés (Taux de fécondation) II

Annexe 3: Prise des poids (gramme) hebdomadaire après la mise en charge II

Annexe 4: Paramètres physique (Oxygène et température) enregistrés au cours de l'étude III

Annexe 6: Analyses statistiques (ANOVA) pour la croissance des différents lots V

Annexe 7: Analyses statistiques (Student) pour les différents déplacements vers les deux compartiments où les

solutions sont versées V
Annexe 8: Analyses statistiques (Student) pour les différents temps moyens passés près des deux

compartiments où les solutions sont versées VII

« Conditionnement de carpes communes (Cyprinus carpio) à la détection olfactive des composés aromatiques de

décomposition de viande de porc par imprégnation des oeufs et des larves », Ulg/Septembre 2015 VII

I.- INTRODUCTION

1.1.- Généralités 1.1.- Généralités

Tout organisme vivant est en interaction constante avec son milieu de vie. Ainsi, il peut se mouvoir, déplacer et réagir en fonction des stimulations du milieu extérieur et de sa perception interne. Les systèmes nerveux et endocrinien constituent les deux grands moyens de communication intercellulaire. Ainsi, des cellules du système nerveux se différencient en récepteurs sensoriels, capables d'interpréter les messages renseignant l'organisme sur les variations des paramètres physico-chimiques de l'environnement. La somme des impressions provenant des organes sensoriels entraîne une sensation, qui, interprétée en fonction de l'expérience de l'organisme, constitue la perception (Stecey et al., 2002). Ainsi, plus que tout autre groupe de vertébrés, les poissons possèdent un champ énormément varié et fascinant d'adaptations de leur système sensoriel afin de survivre à des variations extrêmes de leur complexe milieu de vie. Ils peuvent être des proies ou des prédateurs ; l'eau dans laquelle ils vivent peut être claire ou turbide, chaude ou froide, douce ou salée, stagnante ou coulante... Bref, le milieu peut être très diversifié. Ce qui occasionne souvent d'énormes efforts d'adaptations et de développement des systèmes sensoriels (Marshall, J. 2006).

Le poisson possède de bonnes capacités d'apprentissage. Plusieurs études mettent en évidence cette hypothèse et des résultats intéressants sont perçus notamment chez le poisson rouge (Carassius auratus) où des études sur l'apprentissage acoustique ont été menées (Yan and Popper, 2000). Les systèmes sensoriels sont notamment les meilleurs moyens de communication du poisson avec son milieu. Ce sont les systèmes ; auditif, visuel, électro et mécano-sensoriel, mais aussi et surtout le système chimiosensoriel (olfactif et gustatif). Ainsi, ces systèmes varient d'une espèce à autre (Tine Valentinic, 2004). Certains avancent même que les poissons représentent la superclasse chez laquelle les problèmes liés à la chémoréception ont été les plus étudiés (Saglio, 1979). Ainsi, plusieurs études ont été réalisées afin de conditionner les animaux en exploitant leurs systèmes sensoriels. Des études notamment sur le conditionnement du saumon afin qu'il puisse regagner son cours d'eau de naissance pour la reproduction ont été concluantes (Yamamoto et al., 2010). Cependant, jusqu'à aujourd'hui, peu de chercheurs s'intéressent au conditionnement olfactif et encore moins le conditionnement par imprégnation. La majeure partie des recherches sur le conditionnement a été réalisée sur les systèmes auditif et visuel (Laberge et Hara, 2001). De là, après s'être longtemps consacrées à l'étude presque exclusive de la vision, les recherches en psychologie sensorielle se sont attachées plus particulièrement depuis quelques années à déterminer le rôle chimiosensoriel (olfaction et gustation essentiellement) dans les comportements fondamentaux des animaux (Saglio, 1979).Citons comme exemple, les récentes recherches de Xhardez, 2013, Sepcha, 2013 et de Joseph, 2014 sur le conditionnement olfactif de la carpe commune pour lesquelles des résultats prometteurs ont été obtenus et des perspectives importantes ont été formulées.

C'est dans ce souci de continuité que notre étude vise à déterminer parmi des techniques proposées, lesquelles sont les mieux appropriées et adaptées pour conditionner la carpe commune à la détection olfactive des composés aromatiques de décomposition de viande de porc par imprégnation des oeufs et des larves.

« Conditionnement de carpes communes (Cyprinus carpio) à la détection olfactive des composés aromatiques de

décomposition de viande de porc par imprégnation des oeufs et des larves », Ulg/Septembre 2015 1

1.2.- Objectifs

1.2.1.- Objectif global

Ce mémoire entre dans le cadre d'un projet de L'Unité de Biologie de Comportement de l'Université de Liège (UBC/Ulg) « Developpement of a methodology for cadaver search using new biodetectors adapted to aquatic and terrestrial environnements ». Il vise à conditionner la carpe commune (Cyprinus carpio) comme bio-détecteurs de cadavres dans le milieu naturel. Ce travail est entre autre la continuité d'un ensemble de travaux de recherches déjà effectué à ce sujet à l'UBC/Ulg, notamment le travail de Joseph, 2014 qui visait particulièrement à conditionner des oeufs et des larves par imprégnation s'appuyant surtout sur l'apprentissage précoce des carpes. Cependant, les résultats ont montrés peu d'attirance par rapport à l'odeur de viande de porc décomposée utilisée à cet effet, ce qui signifiait probablement que les oeufs n'ont pas été imprégnés et les laves non conditionnées. C'est pourquoi le protocole et les conditions expérimentales ont été revus, modifiés et implémentés par rapport à celui de Joseph, 2014 notamment le nourrissage à partir d'aliment fabriqué à base de solution de viande porc, afin de poursuivre les recherches autour d'une technique de conditionnement mixte, autre que celles utilisées préalablement. Ainsi, l'objectif de cette présente étude est d'identifier les techniques les mieux appropriées et adaptées à la méthode de conditionnement de la carpe commune par imprégnation des oeufs et des larves. Le protocole a été validé par le comité d'éthique de l'Ulg et le numéro de dossier 1684 lui a été attribué.

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"Entre deux mots il faut choisir le moindre"   Paul Valery