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OTOLITHE –ESPADON - Archimer

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1. ock structure of this species Map of location of swordfi sh samples collected between A Temporal Analysis sugie 2009 and 2014 in the Indian Ocean Each number corres las gladius in the Indian Ocean PLoS ONE ponds to sampling area to see table below nation approaches to unravel the real Muths et al 2013 Multi Genetic Marker Approach There Is a Single Panmictic Population of Swordfish Xip Materials and Methods Images of the whole c ihs were scanned auto Total Sex Sampling year i Ai i i 3 Sampling area Length ad Asi al ntl nett ace Total gt Only mature fish ranging from 71 REC nee reflected gni USNO ine image analy Fj dem Male Female Other 2009 2010 2013 2014 op Nora eng ecm 117 K For each ofolith 99 elliptical Fourier harmo Lune FRS es A anos cm were included in this study Es 2 Mozambique 135 1386 11 10 1 13 1 34 i 34 nics Hi were ext normalised with respect rs 16528798 gi 5410 gui 1 3 to the first harmon OO ones va lie cs rec i i gt 395 swordfish from South Africa to To determine manu aai h TEE require to 4 ol ses Lani 1 20 1 15115 2 Thailand were collected from 2009 E structing OA jae LA PONS SAJE PF ot to 2014 by onboard observers on Sagittal ofolith was caldera for BC PAR al otolith as a ll Pe T er ii eae ui commercial fishing vessels or at lan g i TR Re I nn DA ding measure of th r rebuilt by each I Thailan
2. Le tableau 1 pr sente le bilan global des chantillons analys s dans le cadre de ce projet la figure 1 pr sente leur distribution spatiale Ainsi les espadons ont t p ch s entre 2009 et 2014 entre l Afrique du sud et la Thailande a partir de personnels embarqu s observateurs ou scientifiques ou directement au d barquement des poissons Les donn es biologiques taille sexe et maturit sexuelle ont t dans la mesure du possible syst matiquement collect es Le sexe et la maturit sexuelle ont t d termin s par l analyse macroscopique des gonades La taille LJF longueur entre la m choire inf rieure et la fourche Figure 2 du poisson a t mesur e l aide d un m tre ruban La forme des otolithes pouvant changer avec la maturit sexuelle des individus Cardinale et al 2004 seuls les otolithes sagittaux des individus matures 395 individus LJF 155 0 38 6 cm ont t analys s dans cette tude fremer OTOLITHE ESPADON 8 Mat riel m thodes et principaux r sultats Tableau 1 R partition des otolithes d espadons collect s dans l oc an Indien LJF Lower jaw Fork lenght autre ind termin AFS Afrique du sud ee r LJF cm 201 201 143 0423 0 135 1438 6 165 2429 8 185 936 9 150 4434 2 167 3 5 7 5 98 2 20 3 155 0 38 N WO 98 WO UT N me O N O0 N UW a O EN Ul i i i z
3. 29 54 o 3 195 9896 WEEER 2 Sri Lanka D 8 2 48 23 UULCUEUC NN 98 2 20 3 3 1 Total 155 0438 197 194 94 185 from 2009 to 2014 in the Indian Ocean extracted normalized with respect to the first harmonic The case of Swordfish 46 34 44 9 53 4 190 Sampling Total Sex Sampling year area Male Female Other 2009 2010 2013 2014 The case of Swordfish remet Ifremer A No Only 395 adults Total 107 34 83 20 71 76 4 395 xi lith Symmetry are left and right similar l remer Method e effect vvas tested using Redundancy analysis RDA combined with permutation test lt va Mean otolithe outline shapes formed with reverse Fourier transform of the outline gt perfect shape overlap between right dark grey dash line and left Grey solid line otoliths v No differences between left and right otolith shape va v wry ingen eo d essart Single otolith shape for each fish can be used for this approach i Ifremer Size sex year area effect Method sted using Redundancy analysis RDA combined with permutation tests 0 significant effect of the total length p 0 464 X p 0 121 sampling year p 0 25 nificant effect of sampling area p lt 0 05 Method ar Discriminant Analysis S This analysis showed Sampling area Malagasy Mozambique La R union Rodrigues SriLanka Thailand
4. 1998 Ecological Geography of the Sea Academic Press San Diego 398 PP Megalofonou P 2006 Comparison of otolith growth and morphology with somatic growth and age in young of the year bluefin tuna Journal of Fish Biology 68 1867 1878 M rigot B Letourneur Y and Lecomte Finiger R 2007 Characterization of local populations of the common sole Solea solea Pisces Soleidae in the NW Mediterranean through otolith morphometrics and shape analysis Marine Biology 151 997 1008 Murdoch D J and Chow E D 1996 A graphical display of large correlation matrices The American Statistician 50 178 180 Muths D Le Couls S Evano H Grewe P and Bourjea J 2013 Multi Genetic Marker Approach and Spatio Temporal Analysis Suggest There Is a Single Panmictic Population of Swordfish Xiphias gladius in the Indian Ocean PLoS ONE 8 5 e63558 Northcote T Hendy C Nelson C and Boubee J 1992 Tests for migratory history of the New Zealand common smelt Retropinna retropinna using otolith isotopic composition Ecol Freshwater Fish 1 61 72 Oksanen J Blanchet F G Kindt R Legendre P Minchin P R O Hara R B Simpson G L Solymos P Stevens H M H and Wagner H 2013 vegan Community Ecology Package R package version 2 0 10 fremer OTOLITHE ESPADON Bibliographie 27 Palko B J Beardsley G L and Richards VV J 1981 Synopsis of the biology of the swordfish Xi
5. 2 Il n y a pas d effet de la taille des espadons sur la forme des otolithes En d autres termes bien que l otolithe grandisse en parall le de la croissance du poisson sa forme reste similaire durant toute la vie de l espadon une fois qu il est mature 3 Il n y a pas d effet de l ann e sur la forme de l otolithe En d autres termes il existe une stabilit dans la forme de l otolithe moyenne des espadons adultes d une ann e sur l autre 4 n existe pas d effet de la zone d chantillonnage d origine En d autres termes il n existe pas une structure li e l origine g ographique des espadons dans l oc an Indien Conclusions Perspectives gt Aucune structuration de l espadon en sous populations n est observable sur ta base de la forme des otallthes gt Etendre l tude l oc an Atlantique et l oc an Pacifique gt L analyse des formes des otolithes d espadon fournit les m mes r sultats gt Tester sur d autres esp ces comme le thon Germon que les analyses g n tiques un seul stock dans l oc an Indien Poster r alis en 2015 par S Faur Remerciements tous les partenaires impliqu s dans le projet OSSS Espadon Capfish SA Afrique du Sud et observateurs embarqu s ayant anllart Ine tates d acnnainm Figure 9 Poster de vulgarisation du projet Otolithe Espadon fremer OTOLITHE ESPADON 22 Indicateurs de production 4 Indicateurs de production Synthese des indicate
6. Bedford 1974 sont tr s pratiques lors des chantillonnages et lors du rangement pour conserver des pi ces calcifi es assez volumineuses mais fragiles Ainsi ce syst me est le plus utilis a l Tfremer S assurer que la pi ce calcifi e soit au fond de la pochette Ne jamais utiliser d lastiques qui peuvent casser les otolithes Ne jamais agrafer les enveloppes papier Le r f rence de l chantillon et toutes les informations li es date longueur sexe stade de maturit sexuelle esp ce num ro de trait sont report es sur la pochette avant l introduction de la piece calcifi e L usage de micro tubes n cessite d ins rer ou de coller une tiquette informative Les micro tubes ont l avantage d tre suffisamment rigides pour prot ger efficacement les otolithes des cassures cons cutives la manipulation lors d envoi ou de rangement Les zones de stockage fraiches et obscures sont probablement les meilleures et les otolithes s ch s peuvent ainsi tre conserv s ind finiment Brothers 1987 In Panfili et al 2002 Il est a noter qu une conservation dans un milieu aqueux comme l alcool peut tre utilis Ceci peut tre particuli rement utile pour les otolithes petits et fragiles La concentration de l alcool doit tre de 95 au minimum Panfili et al 2002 Guide de pr l vements des otolithes chez les grands p lagiques Septembre 2014 Pr cautions prendre pour des analyses microch
7. L ensemble de ces analyses num riques a t r alis e l aide du logiciel R R Core Team 2014 en utilisant les packages Vegan Oksanen et al 2013 MASS Venables amp Ripley 2002 CAR Fox amp Weisberg 2011 FactoMineR L et al 2008 HH Heiberger amp Holland 2004 and Ellipse Murdoch amp Chow 1996 fremer OTOLITHE ESPADON 12 Mat riel m thodes et principaux r sultats Les r sultats ont montr que sur les 99 harmoniques extraites pour d crire la forme de l otolithe les 43 premi res permettaient d expliquer 99 99 de ses variations PF 43 Ces 43 harmoniques sont donc d crites par 172 EFDs dont 169 suite a la normalisation ont t utilis es par la suite dans les analyses statistiques 2 3 Analyses statistiques 2 3 1 Asymetrie de forme des otolithes Au vue de la fragilit des otolithes d espadons et donc de la difficult d extraction des paires la question qui se posait dans un premier temps tait de savoir s il existait une diff rence de forme entre les otolithes droit et gauche d un m me individu et donc s il tait possible d inclure indiff remment des otolithes droits et gauches dans l analyse de forme Pour ce faire une image miroir a t r alis e sur l otolithe gauche afin de pouvoir comparer les deux formes droit et gauche puis une analyse de redondance RDA a t r alis
8. e ou la matrice r ponse compos e des coordonn es des individus sur les composantes principales choisies tait contrainte par la variable c t de l otolithe associ e a des tests de permutation afin de tester la significativit de l effet sur 91 paires d otolithes De plus afin de visualiser l effet droite gauche une forme moyenne d otolithe a t reconstitu e pour chacun des c t s Figure 5 Coordinate Y 10 0 5 0 0 0 5 Coordinate X Figure 5 Formes moyennes de l otolithe droit ligne pleine et de l image miroir de l otolithe gauche en pointill de l espadon de l oc an Indien reconstruites en utilisant les 43 Harmoniques de Fourier de 91 paires d otolithes fremer OTOLITHE ESPADON Mat riel m thodes et principaux r sultats 13 EEE Les r sultats de cette analyse montrent qu il n y a pas de diff rence significative de forme entre les otolithes droits et gauches Figure 5 Ce r sultat tr s important a permis l largissement de notre chantillonnage c est dire d utiliser conjointement 304 individus partir des otolithes droits et 91 autres individus avec une image miroir de l otolithe gauche en l absence d otolithes droits intacts soit un total de 395 individus pour r aliser les analyses discriminantes 2 3 2 Evaluation des effets potentiels des variables explicatives Une nouvelle analyse de redondance RDA associ e des tests de permutation a t r alis e
9. 3 000 km en 90 jours et d autres rester dans un rayon de 20 km dans ce m me laps de temps Palko et al 1981 Sedberry amp Loefer 2001 Ce ph nom ne est encore plus complexe dans le cas de l oc an Indien qui est connu pour regrouper un grand nombre d cosyst mes marins tr s diff rents les uns des autres Sherman amp Hempel 2008 et pr senter des caract ristiques oc anographiques particuli res Longhurst 1998 Schott et al 2009 La temp rature et le taux d oxyg ne sont les facteurs environnementaux pr pond rants qui sont connus pour le plus influencer les grands p lagiques Carey 1990 Brill 1994 Prince amp Goodyear 2006 Cependant dans le cas de l espadon 1l a t d montr sa forte tol rance des variations extr mes des temp ratures et des taux d oxyg nes sur les mouvements de cette esp ce Dewar et al 2011 rendant donc difficile d associer le comportement migratoire des cosyst mes oc aniques fremer OTOLITHE ESPADON Synth se des r sultats et recommandations 19 Figure 8 Bilan de l ensemble des marquages recaptures d espadon disponible pour l oc an Indien Un Bourjea et al 2012 Cette etude exploitant la forme des otolithes en tant qu outil pouvant aider dans la d termination de la structure du stock d espadon a permis de confirmer les r sultats mis en vidence par la g n tique Bourjea et al 2012 Muths et al 2013 les espadons de l oc an Indie
10. Canadian Journal of Fisheries and Aquatic Sciences 48 296 302 Chittaro P M Fryer B J and Sale P F 2004 Discrimination of French grunts Haemulon flavolineatum Desmarest 1823 from mangrove and coral reef habitats using otolith microchemistry J Exp Mar Biol Ecol 308 169 183 De Pontual H Lagard re F Troadec H Batel A D saunay Y and Koutsikopoulos C 2000 Otoliths imprinting of sole Solea solea from the Bay of Biscay a tool to discriminate individuals from nursery origins Oceanologica acta 23 497 513 De Vries D A Grimes C B and Prager M H 2002 Using otolith shape analysis to distinguish eastern Gulf of Mexico and Atlantic Ocean stocks of king mackerel Fish Res 57 51 62 Dewar H Prince E D Musyl M K Brill R W Sepulveda C Luo J Foley D Orbesen E S Domeier M L Nasby Lucas N Snodgrass D Laurs R M Hoolihan J P Block B A and McNaughton L 2011 Movements and behaviors of fremer OTOLITHE ESPADON Bibliographie 25 swordfish in the Atlantic and Pacific Oceans examined using pop up satellite archival tags Fisheries Oceanography 20 219 241 Edmonds J S Moran M Caputi N and Morita M 1989 Trace element analysis of fish sagittae as an aid to stock identification Pink Snapper Chrysophrys auratus in western australian waters Can J Fish Aquat Sci 46 50 54 Efron B 1982 The jackknife the bootstrap and others res
11. Legendre et Legendre 2012 pour valuer dans quelle mesure les variables explicatives taille des individus sexe ann e d chantillonnage et zone g ographique ont un effet sur les variations de forme des otolithes analys s Elle a permis de mettre en vidence que les premi res composantes principales d crivaient respectivement 35 9 et 25 2 de la variabilit de la forme des otolithes La m thode dite broken stick a permis ensuite de d terminer que seules les 7 premi res composantes principales avaient une contribution significative sur la description de la forme de l otolithe Les RDA associ es aux tests de permutation ont ensuite permis de conclure que 1 Il n y a pas d effet de la taille LIF de l espadon sur la forme de l otolithe p 0 464 2 Il n y a pas d effet du sexe de l espadon sur la forme de l otolithe p 0 121 3 Il n y a pas d effet de l ann e d chantillonnage sur la forme de l otolithe p 0 755 4 Il y a un effet de la zone de pr l vement de l espadon sur la forme de l otolithe 00 002 Comme l effet taille du poisson n est pas significatif les donn es morphom triques de l otolithe ont t ensuite utilis es pour regarder cet effet La non significativit P 0 315 Figure 6 de la relation entre la taille du poisson et le ratio Longueur otolithe Largeur otolithe montrent que la taille de l otolithe et le rapport longueur largeur de l otolithe ne sont pas d pe
12. an Indien mesures qui auraient pu p naliser la flottille palangri re r unionnaise a F remer OTOLITHE ESPADON 20 Synthese des r sultats et recommandations 3 4 Perspectives Au dela des r sultats de ce projet sur la forme des otolithes d espadon d autres approches pourraient tre mises en place dans les ann es a venir sur les otolithes d espadon L analyse de la composition chimique des otolithes par exemple est l une des m thodes permettant de les utiliser pour retracer l histoire de vie du poisson Cette approche est bas e sur le fait que l otolithe 4 enregistre la composition chimique du milieu dans lequel le poisson volue au cours de sa vie Cette approche microchimique est surtout utilis e dans la diff renciation des individus entre eux Campana 1999 Thresher 1999 Campana et al 2000 Elle a d j t appliqu e avec succ s dans l identification des stocks mais aussi dans la discrimination de populations vivants dans des habitats diff rents Edmonds et al 1989 Northcote et al 1992 Thresher et al 1994 Campana amp Gagn 1995 Gillanders amp Kingsford 1996 Campana 1999 Patterson et al 1999 Jones et al 1999 De Pontual et al 2000 Eldson amp Gillanders 2003 Chittaro et al 2004 Bergenius et al 2004 Patterson et al 2004 Enfin cette tude montre aussi l int r t d exploiter la forme des otolithes en parall le d autres approches comme la g n tique des populations pour
13. boite cr nienne 1l est n cessaire d ouvrir celle ci Chez les grands p lagiques la boite cr nienne tant tr s grosse et tr s dure il faut utiliser du mat riel adapt c est dire un grand couteau dents et une scie de boucher ou quivalent comme une scie m taux 2 Pour le pr l vement des otolithes une pince type Brucelle comme pour les autres esp ces peut tre utilis e car leur taille est quivalente celle de beaucoup d autres esp ces Lorsque les otolithes sont pr lev s il est n cessaire qu ils soient nettoy s lors du pr l vement afin de retirer le mucus et autres d p ts organiques sur la pi ce Des hi otolithes mal nettov s lors du pr l vement peuvent tre inutilisables Les otolithes peuvent tre simplement essuy s dans du papier absorbant imm diatement apr s leur extraction Guide de pr l vements des otolithes chez les grands p lagiques Septembre 2014 Type de Coupe 5 3 Type de Coupe La coupe doit tre r alis e avec pr caution pour viter de sectionner l oreille interne et les otolithes 3 1 Coupe frontale 3 1 1 Exemple chez le thon rouge Thunnus thynnus La t te de thon est d pos e sur le rebord de la table L entaille pour la coupe frontale se fait au couteau thon Puis la coupe se fait la scie m taux selon les photos de la figure 1 te pe we dr S a 7 an me PES Cal g de ge STe iy Figure 1 P
14. mieux comprendre la structure des populations de grands p lagiques l chelle d un bassin oc anique Une telle approche pourrait tre utilis e par exemple dans le cas du thon germon Thunnus alalunga une esp ce importante pour la p cherie r unionnaise la ame jg plus captur e par les palangriers r unionnais dont la biologie et la structure sont encore trop peu connues En effet le statut du stock de germon de l oc an Indien est actuellement une pr occupation majeure de la CTOI et la connaissance sur la structure de cette esp ce est un enjeu majeur venir IOTC SC17 2014 En ce sens un premier projet sur cette esp ce exploitant l approche de g n tique des populations et de microchimie est en court projet GERMON http wwz ifremer fr lareunion Les projets GERMON en cours En fonction des r sultats il pourrait se poursuivre par un projet exploitant la forme des otolithes du thon germon pour fiabiliser les r sultats obtenus par les autres approches 3 5 Vulgarisation des r sultats L ensemble de ce projet a t r sum dans un poster en Fran ais Figure 9 Les r sultats ont d j t pr sent s la Commission des thons de l oc an Indien lors de la derni re session du groupe de travail sur les poissons porte p e ANNEXE 2 Il est galement pr vu dans le cadre de la valorisation des r sultats de r aliser une pr sentation en COREPAM et la Commission Palangre du CRPMEM Ifremer OTOLITHE ESPAD
15. petit possible contenant les otolithes pour faciliter le stockage sur un bateau par exemple l usine ou chez un mareyeur en attendant l extraction des otolithes au laboratoire On proc de plusieurs tapes de coupes successives Fig 4 ap 4 i otk ae RER S NP 7 el Par ie conserve Partie conserver dE de 5 att WA 5 7 e NS at ta 6 Me cn uid Figure 4 Etapes de d coupes successives de la t te d espadon Xiphias gladius pour diminuer au maximum le volume de l chantillon conserver Ce morceau de t te contenant les otolithes doit tre stocker avec un num ro d identifiant Guide de pr l vements des otolithes chez les grands p lagiques Septembre 2014 Extraction des otolithes 8 4 Extraction des otolithes 4 1 Apr s coupe frontale 4 1 1 Exemple chez le thon rouge Thunnus thynnus Apr s avoir ouvert le cr ne et d plac l enc phale les deux plus gros otolithes les sagittae se situent dans les deux logettes telles que l on peut les voir sur les photos de la figure 5 Les otolithes Fig 6 sont pr lev s l aide d une pince en acier inoxydable puis nettoy s rinc s et s ch s avant d tre stock s de se Figure 5 Photos permettant de situer les otolithes de thon rouge Thunnus thynnus T ana me A a F PA a p Guide de pr l vements des otolithes chez les grands p lagiques Septembre 2014 Extracti
16. poisson La qualit de la discrimination a t estim e par le lambda de Wilks Il s agit d un scalaire variant entre 0 et 1 Plus cette valeur est proche de 0 meilleure est la discrimination Everitt amp Dunn 1991 Polit 1996 Le taux de reclassement des individus dans les groupes pr d finis a t d termin par le test de validation crois e de Jackknife Cette m thode non param trique permet d approximer la distribution chantillonn e d une statistique c est a dire d estimer le pourcentage de reclassification correcte d une ou plusieurs observation s dans son leur groupe s d origine Efron 1982 On constate que le pourcentage de succes global de cette classification est relativement bas 30 Tableau 2 Les r sultats indiquent qu il existe des diff rences significatives entre groupes d espadons chantillonn s dans diff rentes zones de l oc an Indien Wilks 0 017 F 1 255 p 0 001 Par contre les mauvaises reclassifications apparaissent de mani re al atoire avec des individus mal reclassifi s qui apparaissent aussi bien dans des zones g ographiques proches que plus loign es Tableau 2 Il n y fremer OTOLITHE ESPADON Mat riel m thodes et principaux r sultats 15 a donc pas de possibilit de classer des grandes zones g ographiques pr sentant des formes diff rentes Tableau 2 Matrice de classification crois e de Jackknife pour les 305 otolithes d espadons entre l
17. structure du stock de cette esp ce dans l oc an Indien 1 2 Concept et objectif du projet Les otolithes sont g n ralement utilis s chez les t l ost ens poissons osseux pour estimer les croissances et l ge des individus Afin de mieux comprendre la structure du stock d espadon et sa dynamique spatiale l chelle de l oc an Indien l otolithom trie 1 e tude de la forme des otolithes peut tre une approche compl mentaire celle de la g n tique des populations En effet les otolithes sont des concr tions calcaires pr sentes dans l oreille interne des t l ost ens intervenant dans le syst me auditif et l quilibration de l animal Ils sont m taboliquement inertes et poss dent une croissance accr tionnelle Campana amp Neilson 1985 Cette caract ristique leur conf re le statut de marqueurs biologiques naturels consid r s comme de v ritables archives d informations permettant de reconstruire l histoire environnementale du poisson En plus d tre inter sp cifique la forme de l otolithe varie galement l chelle intra sp cifique En effet la forme des otolithes change durant l ontog nie H ssy 2008 mais aussi sous des contraintes environnementales tels que la profondeur Gauldie amp Crampton 2002 la temp rature de l eau Cardinale et al 2004 le type de substrat M rigot et al 2007 De nombreuses tudes se sont bas es sur la forme des otolithes entiers pour diff rencie
18. sur une autre espece de grand p lagique temp r qui est le thon Rouge Thunnus thynnus Megalofonou 2006 2 La seconde est qu il n y a pas d effet ontog n tique taille LJF sur la forme de l otolithe d espadon En d autres termes bien que l otolithe grandisse en parall le de la croissance du poisson sa forme reste similaire durant toute la vie de l espadon une fois qu il est mature Ce constat n est pas le m me chez d autres esp ces comme le maquereau Scomber scombrus Castanguay et al 1991 la morue Gadus morhua Campana amp Casselman 1993 Cardinale et al 2004 Capoccioni et al 2011 l glefin Welanogrammus aeglefinus Begg et al 2000 Begg amp Brown 2000 ou encore la sole commune Solea solea Merigot et al 2007 ot il a t mis en vidence un effet important de la croissance des individus sur la forme de l otolithe 3 La troisi me est qu il n y a pas d effet du sexe sur la forme de l otolithe d espadon En d autres termes l otolithe des femelles et des males d individus matures pr senteront des formes similaires On retrouve cette conclusion chez d autres esp ces comme le maquereau Scomber scombrus Castonguay et al 1991 l glefin Melanogramus aeglefinus Begg et al 2000 la truite Salvelinus namaycush Simoneau et al 2000 ou encore la morue Gadus morhua Cardinale et al 2004 Cependant chez d autres esp ces comme le hareng Clupea harengus Bird et al 1986 l hoplo
19. 2014 Otolith shape as a valuable tool to evaluate the stock structure of swordfish Xiphias gladius in the Indian Ocean Poster pr sent au S me congr s International sur l Otolithe 20 24 Octobre 2014 Mallorca Iles Bal ares Espagne ANNEXE 2 Mah K Evano H Mille T and Bourjea J 2014 Otolith shape as a valuable tool to evaluate the stock structre of swordfish Xiphias gladius in the Indian Ocean IOTC WPB12 21 25 octobre 2014 Japon ANNEXE 3 Rapport de mission de K Mah a La R union 02 au 06 d cembre 2013 ANNEXE 4 Guide de pr levement des otolithes chez les grands p lagiques fremer OTOLITHE ESPADON 30 Annexe I Ifremer OTOLITHE ESPADON Listes des annexes able tool to evaluate ESPADON Premer Le Otolith shape as a val E SCLERO the stock structure of swordfish Xiphias gladius cs P EC Rem D In the In o n Ocean 20 24 October 2014 1 K MAHE 1 H EVANO 2 T MILLE 1 J BOURJEA 2 es Islands Swordfish is a highly migratory oceanic species currently fully exploited by several commercial fisheries in the Indian Ocean The levels of catches in the whole Indian Ocean for 2007 2011 are 25 461 tons by year using multi genetic marker suggested there is a single of swordfish in the Indian 2013 A recent study on population geneti approach and spatio temporal analys panmictic population i e a single sto
20. Campana S Recent developpment in Fish Otolith Research University of south Carolina Press Columbia SC 671 691 Campana S E and Neilson J D 1985 Microstructure of fish otoliths Can J Fish Aquat Sci 42 1014 1032 Campana S E 1999 Chemistry and composition of fish otoliths pathways mechanisms and applications Mar Ecol Prog Ser 188 263 297 Campana S Chouinard G Hanson J Fr chet A and Brattey J 2000 Otolith elemental fingerprints as biological tracers of fish stocks Fish Res 46 343 357 Capoccioni F Costa C Aguzzi J Menesatti P Lombarte A and Ciccotti E 2011 Ontogenetic and environmental effects on otolith shape variability in three Mediterranean European eel Anguilla anguilla L populations Journal of Experimental Marine Biology and Ecology 397 1 7 Cardinale M Doerin Arjes P Kastowsky M and Mosegaard H 2004 Effects of sex stock and environment on the shape of known age Atlantic cod Gadus morhua otoliths Canadian Journal of Fisheries and Aquatic Sciences 61 158 167 Carey F G 1990 Further acoustic telemetry observations of swordfish In Planning the Future of Billfishes Research and Management in the 90s and Beyond pp 103 122 Ed by G A Savannah National Coalition for Marine Conservation Castonguay M Simard P and Gagnon P 1991 Usefulness of Fourier analysis of otolithshape for Atlantic mackerel Scomber scombrus stock discrimination
21. D partement Ressources Biologiques et Environnement RBE D l gation Ifremer Oc an Indien DOI Laboratoire Ressources Halieutiques de Boulogne RHBL J r me BOURJEA Tiphaine MILLE 9 E uro pe Hugues EV ANO S 4 O O a K lig MAHE XC i Sikt oe Mai 2015 RST DOI 2015 04 La R union avec le F amp P OTOLITHE SESPADON EVALUATION DE LA STRUCTURE DU STOCK D ESPADON DE L OCEAN INDIEN A PARTIR DES ANALYSES DE FORME DES OTOLITHES Excisura major Rostrum Antirostrum NS VA Postrostrum Imm Excisura minor Dorsal edge Ventral edge Rapport Final PO FEP 2007 2013 be Volet R union Axe 3 Mesure 3 6 Num ro de Convention Libert e galit Fraternit Ref DMSOI 39703 DMSOI 2013 REPUBLIQUE FRAN AISE Ref Ifremer IFR N 13 1210968 F UNION EUROPEENNE OTOLITHE ESPADON Evaluation de la structure du stock d espadon de l oc an Indien a partir des analyses de forme des otolithes Rapport Final Fiche documentaire Num ro d identification du rapport RST DOI 2015 04 date de publication 30 05 2015 Diffusion libre M restreinte O interdite O nombre de pages 29 sans les 4 o Annexes Valide par bibliographie oui David Roos david roos ifremer fr oes Pierre Cresson pierre cresson ifremer fr illustrations oui Magali Duval magali duval ifremer fr langue du rapport Fran ais Titre de Particle Evaluation de la structure du stoc
22. DON Bibliographie dactylopterus bluemouth and Merluccius merluccius European hake in the Northeast Atlantic and Mediterranean ICES Journal of Marine Science 63 504 513 Thresher R E 1999 Elemental composition of otoliths as a stock delineator in fishes Fisheries Research 43 165 204 Thresher R Proctor C Gunn J and Harrowfield I 1994 An evaluation of electron probe microanalysis of otoliths for stock delineation and identification of nursery areas in a southern temperate groundfish Nemadactylus macropterus Cheilodactylidae Fish Bull 92 817 840 Torres G J Lombarte A and Morales Nin B 2000 Sagittal otolith size and shape variability to identify geographical intraspecific differences in three species of genus Merluccius Journal of the Marine Biological Association of the UK 80 333 342 Tracey S R Lyle J M and Duhamel G 2006 Application of elliptical Fourier analysis of otolith form as a tool for stock identification Fisheries Research 77 138 147 Venables W N and Ripley B D 2002 Modern Applied Statistics with S 4th edn Springer New York 498 pp Vignon M and Morat F 2010 Environmental and genetic determinant of otolith shape revealed by a non indigenous tropical fish Marine Ecology Progress Series 411 231 241 fremer OTOLITHE ESPADON Listes des annexes 29 6 Listes des annexes ANNEXE 1 Mah R Evano H Mille T and Bourjea J
23. Les param tres morphom triques longueur et largeur de l otolithe ont aussi t extraits automatiquement par l analyse num rique partir du logiciel TNPC de fa on pouvoir coupler ces donn es avec les ellipses de Fourier fremer OTOLITHE ESPADON Mat riel m thodes et principaux r sultats 11 Dans le cas de ce projet il a donc t r alis e extraction des param tres morphom triques longueur et largeur de chaque otolithe et pour chaque c t e extraction des EFDs des 99 premi res harmoniques Hi Ces derniers ont t normalis s par rapport a la premiere harmonique qui est donc n cessairement supprim e pr alablement aux analyses afin que les formes analys es ne soient pas biais es par la taille de l otolithe son orientation lors de la num risation et par le point de d part du calcul de chaque harmonique Kuhl amp Giardina 1982 Seul DI est conserv pour d crire la premi re harmonique Le calcul de la puissance de Fourier PF permet ensuite de d terminer le nombre d harmoniques n cessaires a la reconstruction de la forme de l otolithe par la formule suivante 2 2 2 2 F ng Ne AxitBHitCHitDHi K LHI 1 2 o k est la valeur cumul e pour la k harmonique Am Bu Cm and Dy sont la HI Harmonique nest le nombre total d Harmoniques L objectif tant que PF nk calcule le nombre d harmoniques et donc d EFDs n cessaire pour expliquer 99 99 de la variance du contou
24. M AONA RE as PR PRE TRE See f k I I L jackknife cross validation Wilk s lambda criteria xvere calculated Mozambique 3 B 8 M i I R TT Re a ee ee accor US UES UE ES CE ES EE eat Ra A i 9 1 9 l l I 2 Sampling area ra s Mozambique a Rodrigues LM Than A WERE P Lens L a Reunion sent ns A El 5 PRET RSR a PRESSE 07 semi a es dE SR OR O SRR PE TL_ __j _0 835 4 0 464 4 ia D 2 immi South Africa 4 3 2 lo 9 1 0 in sex i 2514 i 0121 ll Ps A A JE RO S D South Malagasy ES 19 4 2 9 HD 1 ii Sampling yeari 0 490 i _ 0 725 i Sri Lanka 1 171 NT 1 9 1 N ess et aa RP A ER 1 l I Mozambique 3 2 5 I 9 4 0 15 Re fines 0 002 E E Thailand jd oul ro 2 E o 4 Lo La R union 5 17 16 41 4 2 138 a a shape EUX Total 6 w Mo 36 MU orgues 2 n 8 Bi ms i oiy ficant Cassii ia ala di o clusiering on princi Srilanka 2 12 14 5 2 MM 2 23 DE n m CO 2 0 0 0 0 cation ee eer sik bf is ines gil 5 eucc amp This analysis discrimir nate ackknifed correct classification matrix of the linear function ma s i fish N 395 between sampling areas bas 0 001 ee however each grou Xk The percentages in each row represent ti ed by all by some individual samples from ing area given in columns correct classification in gi ma ia phical areas 4 Conclusion No geographical sub structures are distinguisha ble in the Indian Ocean swordfi
25. Millcich M J Erosile M J and Lunow C 1999 Self recruitment in a coral fish population Nature 402 802 804 Kadagi N I Harris T and Conway N 2011 East Africa billfish Conservation and Research Marlin Sailfish and Swordfish Mark Recapture field studies 12 pp Kristtofersen J B and Magoulas A 2008 Population structure of anchovy Engraulis encrasicolus L in the Mediterranean Sea inferred from multiple methods Fisheries Research 91 187 195 Kuhl F and Giardina C 1982 Elliptic Fourier features of a closed contour Computer Graphics and Image Processing 18 236 258 L S Josse J and Husson F 2008 FactoMineR An R Package for Multivariate Analysis Journal of Statistical Software 25 1 18 Lecouls S and Bourjea J 2010 Bilan de l tat des stocks et des mesures de gestion de l Espadon Xiphias gladius dans les oc an Atlantique Pacifique Indien et en Mer M diterran e Revue Bibliographique RST D l gation R union 2010 03 41p Legendre P and Legendre L F J 2012 Numerical Ecology 2nd edn Elsevier Science 1006 pp Legua J Plaza G P rez D and Arkhipkin A 2013 Otolith shape analysis as a tool forstock identification of the southern blue whiting Micromesistius australis Latin American Journal of Aquatic Research 41 479 489 Lestrel P E 2008 Fourier Descriptors and their Applications in Biology Cambridge University Press Cambridge 484 pp Longhurst A
26. ON Synth se des r sultats et recommandations 21 m E A Tila ra HO IC ne a dal L espadon est un poisson p lagique caract ris par sa capacit r aliser de grandes migrations oc aniques ll est actuellement pleinement exploit dans l oc an Indien par les p cheries hauturi res qui ont captur sur la p riode 2007 2011 plus de 25 000 tonnes par an i Les Mata OCPS 1 A Fe mi CEE Er Une tude r cente exploitant la g n tique des populations a sugg r que les espadons de l oc an Indien formaient une seule et m me population et donc stock mais qu il tait indispensable de confirmer ce r sultat par des tudes compl mentaires utilisant d autres approches scientifiques y d A Corte pr sentant les sites de captures des espadons chontillonnes pour ce projet sur la periode 2009 2014 i Les chiffres indiquent lo correspondance au site voir dessous i Mat riel et M thode se a nn gt 395 espadons ont t chantillonn s entre l Afrique du Sud et la Tha lande entre 2009 et 2014 grace au r seau d observateurs ui gt Les otolithes sagittal droit et gauche ont t extraits de tous les individus ann e Male Femelle autre 2009 2010 2013 2014 Site LIF em Total embarqu s ou directement la d barque 1 LaR union 16308230 38 59 10 61 ra 107 i E f i I t i 1 m
27. PADON Bibliographie 23 Rapport de missions Mah K 2013 Rapport de mission a la D l gation Oc an Indien 02 au 06 D cembre 2013 1p ANNEXE 3 Pr sentation orale Mah K Evano H Mille T and Bourjea J 2014 Otolith shape as a valuable tool to evaluate the stock structure of swordfish Xiphias gladius in the Indian Ocean IOTC WPB 12 21 25 octobre 2014 Japon ANNEXE 2 Poster Mah K Evano H Mille T and Bourjea J 2014 Otolith shape as a valuable tool to evaluate the stock structure of swordfish Xiphias gladius in the Indian Ocean Poster pr sent au 5th international otolith symposium 20 24 Octobre 2014 Mallorca Iles Bal ares Espagne http archimer 1fremer fr doc 00220 33150 ANNEXE 1 5 Bibliographie Ag era A and Brophy D 2011 Use of sagittal otolith shape analysis to discriminate Northeast Atlantic and Western Mediterranean stocks of Atlantic saury Scomberesox saurus saurus Walbaum Fisheries Research 110 465 471 Begg G A and Brown R W 2000 Stock identification of haddock Melanogrammus aeglefinus on Georges Bank based on otolith shape analysis Transactions of the American Fisheries Society 129 935 945 Begg G Overholtz W J and Munroe N J 2000 The use of internal otolith morphometrics for identification of haddock Melanogramus aeglefinus stocks on Georges Bank Fishery Bulletin 99 1 14 Benzinou A Carbini S Nasreddine K Ellebo
28. Thailande Equator Sri Lanka Currents 7 gt La R union Rodrigues Mozambique Figure 1 Distribution spatiale des otolithes collect s dans l oc an Indien Les rectangles indiquent les regroupements d chantillons pour former les zones compar es lors des analyses Les fl ches indiquent les principaux courants dans la zone d apr s Schott ef al 2009 fremer OTOLITHE ESPADON Mat riel m thodes et principaux r sultats 9 Wendy Williams P ches et Oc ans Canada Figure 2 La taille mesur e chez l espadon LJF Lower Jaw Fork longueur entre la m choire inf rieure et la fourche 2 2 Analyses de forme L otolithe d espadon pr sente la caract ristique d avoir une zone dorsale tr s large situ e entre l excisura major et l excisura minor et tr s distincte de l antirostrum Figure 3 Une image calibr e des otolithes droits et gauches de chaque individu a t r alis e en pla ant le sulcus acusticus vers le haut sous lumi re r fl chie partir d un scanner haute r solution de type Epson V750 avec une r solution de 3200 dpi d di et financ par le projet Les analyses d images ont t r alis es l aide du logiciel TNPC Logiciel d analyse d image d di aux pi ces calcifi es version 7 www tnpc fr galement acquis dans le cadre de ce projet La formation des agents de la DOI l utilisation de ce mat riel et du logiciel TNPC a t assur
29. aine a ate bit t ss n a 7 2 2 Analyses dE LOM cecimnatedstteateamtt gene tintesi cita nt easttess datent teen men ti ere dons ci i acosta 9 2 3 Analyses statistiques sise 12 2 3 1 Asym trie de forme des Otolithe ccccccssseseeeeceeeseeeeeeeaeeeeeesaeeeseeeseaeaees 12 2 3 2 Evaluation des effets potentiels des variables explicatives 13 2 3 3 Evaluation de l effet zone g ographique de pr l vement 14 2 3 3 1 Analyses SOUS contraintes sosiesccvcanccowderdancandgarccttwarrbebwedeahantioaaeheiduance eadtedebtandgndientadieh ndeieteaatceaenss 14 299 2 CIASSIICALON RemreDIQUES semi cervadrean ebay nine Net 15 3 Synthese des r sultats et recommandations s nsnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnne 17 Sut PRINCIDALES CONCIUSIONS ERA tree te een an E tie a LA 17 3 2 Existe il un effet de la zone d chantillonnage 7 18 dr CONGIUS sraa A A i 19 SA Per DECIVE S oase e A E lala bee tel dei eds Lee Lite Lu 20 35 MUulgarnsauon AS TeSuMatS em item EE ii 20 4 indicateurs de production ssssssnnsnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnnn nE 22 5 iBIDIOGIa DD Entenent aaa 23 6 Listes GOS annexes sassis e aaa 29 fremer OTOLITHE ESPADON Introduction 5 1 Introduction 1 1 Contexte L espadon Xiphias gladius fait partie des esp ces de poissons rostre les plus exploit es par les p cheries p lagiques En oc an Indien l espadon est une ressource mari
30. ampling plans Society of Industrial and Applied Mathematics CBMS NSF Monographs 38 Elsdon T S and Gillanders B M 2003 Reconstructing migratory patterns of fish based on environmental influences on otolith chemistry Reviews Fish Biol Fish 13 219 235 Evano H M tral L Brisset B Bourjea J Nikolic N and Mah K 2014 Guide de pr l vement des otolithes chez les grands p lagiques V 1 0 15p Everitt B S and Dunn G 1991 Apllied Multivariate Data Analyis Edward Arnold London Pp 219 220 Ferguson G J Ward T M and Gillanders B M 2011 Otolith shape and elemental composition Complementary tools for stock discrimination of mulloway Argyrosomus japonicus in southern Australia Fisheries Research 110 75 83 Fox J and Weisberg S 2011 An R Companion to Applied Regression 2nd edn Thousand Oaks CA Friedland K D and Reddin D G 1994 The use of otolith morphology in stock discriminations of Atlantic salmon Salmo salar L Canadian Journal of Fisheries and Aquatic Science 51 91 98 Galley E A Wright P J and Gibb F M 2006 Combined methods of otolith shape analysis improve identification of spawning areas of Atlantic cod ICES Journal of Marine Science 63 1710 1717 Gauldie R W and Jones J B 2000 Stocks or geographically separated populations of the New Zealand orange roughy Hoplostethus atlanticus in relation to parasite infestation growth rate an
31. cal sampling GBYP report ICCAT Madrid 1 7p Guide de pr l vements des otolithes chez les grands p lagiques Septembre 2014
32. ccscsssccsscaceesscesetetenscessscusdeecseunsstevesvanescoonscdovsevaeessssnsctessevacessseuss 5 3 1 1 Exemple chez le thon rouge Thunnus thynnus LL 5 3 2 COUPE transvers alC sseni oeenn EE RER E aE ERATE 5 3 2 1 Exemple chez le thon germon Thunnus alalunga cooooooessssnneeeseesssseeeenns 5 3 2 2 Exemple chez l espadon Xiphias gladius ccccccccccccnneeeeseeeeeeeecaaassesseeeees 6 4 Extraction des Otolithes wives Gua EE EEE EAE ee EEA 8 AL Apres coupe frontale j siesccosseesassntecsectacecsscancencenneusvnsentdancennnaneneennecuoenmbaerendeetiancueees 8 4 1 1 Exemple chez le thon rouge Thunnus thynnus soooeeeesssssssseeesssssssseerrsssssssse 8 4 2 Apr s COUPE ranSVersale oooomonononononononononsnonsnonsnsnsnsnsnsnsnsnsnsnsnsnonsnonsoonsnsnsnsnsnsnsnes 9 4 2 1 Exemple chez le thon germon Thunnus alalunga ccccccccceteseeeeeeeeeeeeeeaes 9 4 2 2 Exemple chez l espadon Xiphias gladius cccccccccesseeeeeececeeeteeseessseeeeeeeeaaas 10 SC ONS CTV AMON des Otolithes srei a tibia 11 6 Pr cautions prendre pour des analyses microchimiques cccccccccecccccceeeeeeeseees 13 7 Param tres biologiques ASSOCTES 0000sessesssssscccccecccccccccccccccccsassssssssssssececeeeeeceees 15 BUDO OT DIC RE emo mcesiel 15 3 Guide de pr l vements des otolithes chez les grands p lagiques Septembre 2014 1 Contexte Ce guide pr sente les modes et r gles de pr l vemen
33. ches Palangre d rivante 1950 1954 drifting Long line Rj mais a Toutes flottilles All fleets DPMA DMSOI IOTC 100E DOVE UTE DTE DUVE WAIVE 12000 Evano et Bourjea 2012 lit y 1 L gende Legend 27 Tonnage moyen annuel Annual mean in tons Dv AG Vas 3 i Rectangle statistique 5 eae I rez 5 mer A 4 LCR i Statistical 5 square dl s hi a al F Captures totales Total catch moyenne annuelle annual mean wv 4 y LL LA NT T T 1 7 t i lt N DVS Captures d espadon Swordfish catches de 0 250 500 1 000 Milles nautiques D guion oc an eri ifti fj Le alesis Date jat Palangre d rivante 2005 2009 drifting Long line Rep ee Tr er Toutes flottilles All fleets i DPIAA DMSO IOTC Carta SMDOL 201 923 DOVE Q UVE DUCE DUE ICO UTE IDTE 14000 E Evano et Bourjea 2012 Ifre Background Ifremer SC 2013 Status of SWO in the IO and SWIO t of the evidence provided to the WPB indicated le resource in the southwest Indian Ocean is separate genetic stock However this region en subject to localised depletion over the past 2 and biomass remains below the level that oroduce MSY BMSY n IO SWIO is still requested by the mission Further investigation on stock ture of SWO is still needed and requested tdo we know on the stock structure of Ocean Swordfish Background Larg
34. d 1982403 1 3 0 1 ier o 4 harmonic 107 194 i 94 18511901 5 Number of swo otolith samples by year sex e gt Sagittal otoliths were extracted De a De Mit iy ES melle Other no identication of sex and sampling area AHI BHI CHI and DE r paran and nk is the total number Left otolith vs Right otolith 06 yO 3 Hierarchical clustering Analysis In order to compare left and right otolith shapes a The hierarchical 4 mirror image of left otoliths was used analysis 02 Side effect was tested by Redundancy analysis g Ward s hie 0 RDA combined to permutation tests on 91 indivi El algorithm a o2 x dual samples and showed no het nt y AE A he RE CEA in the outline Mi RS s Euclidee Fa iths rix of 43 4 do n s 027 1 A ix of Axis 1 32 5 Fourier harmo TICS The dots with sample names identified three represent individuals N 395 clusters of fishes Linear Discriminant anda Among the 99 Fourier harmonics extracted the first 43 harm nics explained 99 23 906 2 the otolith variation Principal Components Analysis PCA was applied to EFDs of otolith c RIRE a Es i The RDA followed permutation test Sampling area Cluster 1 Cluster Chster3 Total Otolith shape Total fish length TL Sex Sampling year Sampling a South Africa 2 5 3 1 3 0 i hMalagasy I 2 4 7 Linear Discriminant Analysis LDA NM So prie rs sl
35. d otolith shape Bulletin of Marine Science 67 949 971 Gauldie R W and Crampton J S 2002 An eco morphological explanation of individual variability in the shape of the fish otolith comparison of the otolith of Hoplostethus atlanticus with other species by depth J Fish Biol 60 1204 1221 Gillanders B M and Kingsford M J 1996 Elements in otoliths may elucidate the contribution of estuarine recruitment to sustaining coast reef populations of a temperate reef fish Mar Ecol Prog Ser 141 13 20 Gonzalez Salas C and Lenfant P 2007 Interannual variability and intraannual stability of the otolith shape in european anchovy Engraulis encrasicolus L in the Bay of Biscay J Fish Biol 70 35 49 Heiberger R M and Holland B 2004 Statistical Analysis and Data Display An Intermediate Course with Examples in S Plus R and SAS Springer Texts in Statistics Springer Hussy K 2008 Otolith shape in juvenile cod Gadus morhua Ontogenetic and environmental effects Journal of Experimental Marine Biology and Ecology 364 35 41 doi 10 1016 jembe 2008 06 026 fremer OTOLITHE ESPADON Bibliographie IOTC 2008 Report of the Eleventh Session of the Scientific Committee Victoria Seychelles 1 5 December IOTC 2008 SC R E 166 pp IOTC SC17 2014 Rapport de la Dix septi me session du Comit scientifique de la CTOL Seychelles 8 12 d cembre 2014 IOTC 2014 SC17 R F 382 pp Jones G P
36. dations 3 1 Principales conclusions L utilisation de la forme des otolithes est une approche tres interessante explorer dans le cadre de l identification de la structure des populations de poissons marins en lien avec les variabilit s environnementales et la structure g n tique Campana amp Casselman 1993 Cadrin amp Friedland 1999 Torres et al 2000 Cardinale et al 2004 Vignon amp Morat 2010 La m thode des ellipses de Fourier est l approche la plus utilis e et la plus robuste pour explorer les variations de forme de l otolithe Aguera amp Brophy 2011 Capoccioni et al 2011 Fergusson et al 2011 Legua et al 2013 M me si cette approche a fourni des indications importantes sur la structure des populations de poissons d mersaux comme le rouget barbet de roche Mullus surmuletus des eaux du nord de Europe Benzinou et al 2013 elle n avait jamais t explor e dans le cas des grands p lagiques tropicaux Cette tude est donc la premiere du genre qui exploite la forme de l otolithe pour mieux comprendre la structure du stock de l espadon de l oc an Indien Plusieurs conclusions sont ressorties de cette etude 1 La premiere est que les otolithes gauche et droit de espadon pr sentent des formes similaires Il n existe pas de differences significatives entre les 2 otolithes d un m me individu impliquant qu ils peuvent tous les deux tre utilis s pour les analyses de forme On retrouve ce constat
37. e par K Mah lors d une mission d di e en d cembre 2013 Annexe 4 Excisura major Rostrum N Antirostrum A Dorsal edge Ventral edge Postrostrum Excisura minor Figure 3 Caract ristiques de la forme de l otolithe d espadon Xiphias gladius fremer OTOLITHE ESPADON 10 Mat riel m thodes et principaux r sultats La forme de l otolithe a et d crite par l utilisation de la m thode des ellipses de Fourier EFA Lestrel 2008 Cette m thode consiste en une reconstruction du contour de n importe quel objet ferm en deux dimensions l aide d ellipses Figure 3 Chaque ellipse est appel harmonique et est d crite par une somme de fonctions trigonom triques de sinus et cosinus et dont les param tres associ s sont les coefficients ou descripteurs de Fourier EFDs Chaque harmonique est compos e de 4 coefficients A B C et D La premi re harmonique est une simple ellipse mais augmenter le nombre d harmoniques accroit la complexit de la forme et donc la pr cision de sa description Dans notre cas ce sont ces EFDs qui sont utilis s comme variables descriptives de la forme de otolithe Figure 4 Y Analyses de Fourier ssausssesssesss se yoo LL ce Dn Analyses de Fourier A 1 harmonique 3 harmoniques 6 hamopnigues 9 harmonique i Figure 4 Sch ma repr sentatif du principe de la description de la forme des otolithes par l analyse des ellipses de Fourier
38. e scale genetic study 2009 2013 o 1 60 E 80 E 100 E 120 140 E 160 E on 5 x 4 Tropic of Cancer N mi l N ESA ny f 15 t xpe kao J H gt 50 10 N ermanent current aisonal current fas YG Equator q in the IO based on 18 microsat kmarkers shape as a tool to evaluate stock ad Ifremer Elliptical Fourier Analysis EFA 2 Individual image 3 Binarization 4 Otolith constuction by C software s yilt 5 Determination of Harmonics number d E GC ED yilo xilt xilo x t Ja cos jex B sin jet Pourcentage carabin de le petar e de Pouse 2 BE S 8g amp hy ss amp amp g E E 8 EB R E Il 7 Pa X x Y oo Ci Dataset y t SS C cos jat D sn j t Mem bre hare er jel The case of Swordfish temer ti h A b2 Rostrum Excisura major Antirostrum Ventral edge Postrostrum Excisura minor e sagittal otolith Rostrum Excisura major Antirostrum Dorsal edge Ventral edge 1 harmonique 3 harmoniques 6 harmoniques 9 harmoniques Postrostrum Excisura minor Otoliths were scanned automatically using TNPC 99 elliptical Fourier harmonics Hi were Fourier power was individualy calculated PF 43 o Length m La R union 0 38 5 10 6l Mozambique RUES 11 10 18 0 Rodrigues
39. es zones g ographiques d origine En gris les bonnes reclassifications Succ s de classification global 30 Zones South South ae ata a Si Ll i joe Ni i Mozambique R uni Rodrigues us Thailand g ographiques rica alagasy eunion ankKa i aia DESERT Tre d ac PU EEE PT ee ms 1 South Africa AFS i 4 3 2 l 9 1 0 P 20 South Malagasy 5 19 4 2 9 13 1 j 27 Mozambique 3 2 5 ME 9 4 o jn La R union i 5 17 16 Ad 14 13 1 38 Rodrigues 2 12 i 8 i 23 Rd 10 o 34 Sri Lanka 2 12 4 B Rr fF BP 2 28 Tha lande 0 2 1 i o 1 0 S o 2 3 3 2 Classification hi rarchique Enfin une analyse hi rarchique par clusters algorithme hi rarchique de Ward bas sur le carr des distances Euclidiennes a t r alis e pour regrouper les individus ayant des formes d otolithes proches Cette approche permet de regarder la distribution des individus ayant des formes d otolithes proches sans aucune contrainte pr alable Tableau 3 Les r sultats indiquent que les 395 individus forment 3 clusters distincts Figure 7 mais que la distribution de ces clusters au sein des zones g ographiques chantillonn es se fait de mani re homog ne Tableau 3 Une proportion faible d individus entre 9 et 25 est class e au sein du cluster 1 quel que soit le site alors que la majorit des individus appartient au cluster 3 50 65 Il n y a d
40. hotos des tapes lors de la coupe frontale d une t te de thon rouge Thunnus thynnus 3 2 Coupe transversale 3 2 1 Exemple chez le thon germon Thunnus alalunga La premi re coupe Fig 2 coupe n 1 qui s pare les 2 maxillaires permettra d effectuer la seconde coupe Fig 2 coupe n 2 plus facilement Cette coupe n 2 est transversale et passe sur l arri re de ceil Il faut ensuite effectuer une coupe longitudinale de la partie sup rieure Fig 2 coupe n 3 Ne pas h siter effectuer plusieurs coupes pour viter d ab mer les otolithes Fig 2 Guide de pr l vements des otolithes chez les grands p lagiques Septembre 2014 Type de Coupe 6 Figure 2 Photos des tapes lors de la d coupe d une t te de thon germon Thunnus alalunga 3 2 2 Exemple chez l espadon Xiphias gladius Pour ne pas couper les otolithes mais r aliser une coupe proche de ceux ci la distance D2 distance entre l arri re de l oeil et la coupe doit tre sup rieure D1 diam tre de l oeil Fig 3 Localisation des otolithes Coupe Diam tre de ceil Distance entre l arri re de l 1l et la coupe Figure 3 Sch ma explicatif des diff rentes coupes a effectuer de la t te d espadon Xiphias gladius Guide de pr l vements des otolithes chez les grands p lagiques Septembre 2014 Type de Coupe 7 L objectif est de couper un morceau de t te ayant un volume le plus
41. i eee gt L otolithe entier a t scann sous 2 Mozambique 135 1386 11 10 13 Sa ra A 7 lumi re r fl chie partir du logiciel 3 Rodrigues 165 2 298 29 54 0 sie 8 gt Seuls les individus matures dont la taille d acquisition d images de TNPC pour 4 AFS 18598369 fol Tsisia tait comprise entre 71 et 164 cm de Lotolithe sagittal obtenir son image South iat d 4 longueur totale moyenne 117 5 cm ont 5 PS a aj 6 i 2j033 71 t inclus dans cette tude gt Pour reconstruire la forme des 6 srilanka 16738575 8 20 4 2B 88 Tn otolithes la m thode des ellipses de Thailande 9823203 a ii far La FER Ko A i i i gt l otolithe est une pi ce calcifi e Fourier a t utilis e gr ce TNPC Total 15508386 107 194 94 185 190 5 15 385 Cette m thode permet de reconstruire le forme de chaque otolithe via la superposition d ellipses pr sente dans l oreille interne et qui Lie TNPC croit au fur et mesure de la vie du www tnpc fr Premer posson ZSCLERO CHRONO 8 LOGY Nombre d otolithes d espadons chantillonn s par an sexe male femelle et autres non identifi et zone Comparaison de l otolithe Analyse hi rarchique droit et gauche Cette analyse permet de regrouper les individus ayant des formes Pour voir si la forme de l otolithe droit est identique a d otolithe proches et de d terminer leur r partition par zone celle du gauche une comparaison de la f
42. imiques 13 6 Pr cautions prendre pour des analyses microchimiques gt Rincer les saccules avec de l eau milliQ gt Extraire les otolithes l aide des pinces en c ramique et les placer dans un r cipient neutre chimiquement en t flon ou en c ramique gt Les nettoyer avec un ustensile adapt la taille de l otolithe gt Une fois sec placer les otolithes dans 3 gouttes de peroxyde d hydrog ne ultra pure pendant 5 minutes placer les otolithes dans un bain d acide nitrique a 0 1 pendant 5 minutes Arrizabalaga et al 2012 gt Les rincer dans 3 bains successifs d eau milliQ gt Les stocker dans un tube en plastique ouvert sous une hotte flux laminaire pendant 24 heures gt Fermer le tube et le conserver dans un endroit sec l abri de la lumi re et de la chaleur gt 7 Parametres biologiques associes Lorsqu un poisson est chantillonn pour estimer son ge il est n cessaire de noter les param tres biologiques taille et poids individuels sexe stade de maturit et d chantillonnage date lieu Toutes ces donn es et celles li es l ge sont stock es dans un fichier standardis parametres biologiques v7 xls utilisable quel que soit le lieu de pr l vement en mer ou a terre et qui comporte les champs suivants e Navire Engin Code_Espece Description Increment Unite Taille Unite Poids Presentation Maturite Echelle Type PC Preparati
43. k d espadon de l oc an Indien partir des analyses de forme des otolithes Contrat n IFR N 13 1210968 F Rapport interm diaire Ll Rapport d finitif M Auteurs principaux Organisme Direction Service laboratoire J r me BOURJEA Ifremer RBE DOI Tiphaine MILLE Ifremer RBE RHBL Hugues EV ANO Ifremer RBE DOI K lig MAHE Ifremer RBE RHBL Collaborateurs Chris HEINEKEN CAP FISH Afrique du Sud Cadre de la recherche PO FEP 2007 2013 Axe 3 Mesure 3 6 Volet R union Num ro de Convention Ref DMSOI 39703 DMSOV2013 Ref Ifremer IFR N 13 1210968 F Destinataires DMSOL Service instructeur des fonds FEP R union COREPAM La R union R sum L espadon Xiphias gladius de l oc an Indien est actuellement une ressource valu e comme tant pleinement exploit e l chelle de cet oc an avec un risque de surexploitation dans le sud ouest de l oc an Indien Une pr c dente tude a permis de d montrer que les espadons de l oc an Indien ne formaient qu une seule et m me population g n tique conclusion du projet IOSSS ESPADON L objectif de ce projet a t d explorer la forme de 395 otolithes d espadons collect s dans sept zones diff rentes de l oc an Indien pour identifier s 1ls provenaient de stocks diff rents ou non Cette tude a permis de tirer 5 conclusions principales les otolithes gauche et droit de l espadon sont significativement similaires il n y a
44. lyses sur d autres otolithes en particulier thons pour calibrer le scanner Remerciements LISTE DES PERSONNES INSTITUTS A REMERCIER Laurent Virapoull p che avenir Thierry Clot TAAF Graziella Jan Cap Bourbon Francois Leray Sapmer Antoine Riou IRD S bastien Jaquemet Universit La R union Listes des annexes Annexe IV fremer OTOLITHE ESPADON 33 Syst me d Informations Halieutiques Action Param tres biologiques Hugues Evano Luisa M tral S H Blandine Brisset J r me Bourjea Systeme c Natacha Nikolic d Informations Halieutiques R lig Mah Septembre 2014 V 1 1 D l gation Oc an Indien 9 Rue Jean Bertho BP 60 97822 Le Port Cedex 2 Laboratoire Ressources Halieutiques de S te Avenue Jean Monnet CS 30171 34203 Sete Cedex 3 Laboratoire Ressources Halieutiques de Boulogne Centre Manche Mer du Nord 150 Quai Gambetta 62200 Boulogne sur Mer Guide de pr l vements des otolithes chez les grands p lagiques Guide de pr l vements des otolithes chez les grands p lagiques La version informatique de ce document est disponible sur le site Web du SIH http sih ifremer fr Version Date Commentaires 1 0 Septembre 2014 Septembre 2014 sommaire COMORES nee de las reed ete en les tente Ole aa 4 2 Materiel deprelevemenl oasen a E E ATS 4 Type de ope anena EE E E E iat eo ct T 5 3 1 Coupe frontale i cssccc
45. n forment un seul et unique stock 3 3 Conclusion M me si la pression de p che sur cette espece a diminu ces derni res ann es elle reste encore importante et a la limite de la PME prise Maximal quilibr e 31 800t captur es en 2013 MSY 33 200 45 600 IOTC SC17 2014 Voir Le Couls et Bourjea 2010 pour plus de d tails sur la PME Les r sultats du projet IOSSS ESPADON associ s aux r sultats de la pr sente tude ont donc permis au Comit Scientifique de prendre une position officielle sur la pr sence ou non d un sous stock d espadon dans le sud ouest de l oc an Indien IOCT 2014 paragraphe 37 Page 27 le CS A CONVENU qu il n y avait pas de preuve d un stock g n tique s par d espadon dans le sud ouest de l oc an Indien bien que cette r gion ait t sujette a un puisement local au cours de la d cennie coul e Partant de ce constat le r sum ex cutif pour l espadon refl tera cet avis la Commission Ainsi jusqu ce que de nouvelles informations soient disponibles il n est pas n cessaire de r aliser une valuation de stock s par e pour cette r gion Les r sultats du projet IOSSS ESPADON compl t s de ceux du projet OTOLITHE ESPADON ont t d cisifs dans la prise de cette d cision du CS de la CTO une d cision qui carte pour un certain nombre d ann es la mise en place de mesures de gestion concr tes eg Quotas pour cette esp ce dans le sud ouest de l oc
46. ndants de la taille du poisson ce qui corrobore les analyses pr c dentes fremer OTOLITHE ESPADON 14 Mat riel m thodes et principaux r sultats O um oO Oo Q Q CC Figure 6 Relation entre la taille du poisson LJF et le ratio Longueur otolithe Lo Largeur otolithe Lao de 395 otolithes d espadons de l oc an Indien 2 3 3 Evaluation de l effet zone g ographique de prelevement 2 3 3 1 Analyses sous contraintes Afin de comprendre l effet zone g ographique sur la forme des otolithes et de diff rencier les otolithes d espadons provenant des 7 diff rentes zones g ographiques d chantillonnage Tableau 1 une analyse lin aire discriminante LDA associ e un test de pr diction de Jacknifed Rencher amp Christensen 2012 a t appliqu e a la matrice de variation de forme des otolithes utilis e pr c demment Ces analyses font partie des m thodes dites a sous contraintes base de calculs matriciels pour lesquels l objectif est de trouver les combinaisons lin aires des descripteurs qui en maximisent la variance inter groupe et minimisent la variance intra groupe Gonzalez Salas amp Lenfant 2007 Dans notre tude chaque otolithe est caract ris par les coefficients des 7 premieres composantes principales variables quantitatives associ s a un second jeu de variables repr sentant la contrainte qui indique la zone g ographique de capture du
47. ne haute valeur commerciale aussi bien pour la consommation locale que pour l export vers les pays d Europe et d Asie En 2007 plus de 30 000 tonnes d espadons ont t p ch es dans cet oc an essentiellement la palangre d rivante 95 et au filet derivant 5 IOTC 2008 Il a t estim pour l ann e 2007 qu environ 27 000 tonnes d espadons avaient t p ch es dans l oc an Atlantique 15 000 tonnes en mer M diterran e et quelques 26 000 tonnes dans l oc an Pacifique Lecouls ef al 2010 Au total ce sont donc presque 100 000 tonnes d espadons qui ont t captur es dans le monde en 2007 M me si le tonnage de cette esp ce est insignifiant au regard du volume gt 300 000 tonnes en 2012 donn es CTOI et du poids conomique des captures des thons tropicaux dans ces m mes oc ans cette ressource n en reste pas moins fragile et soumise une pression toujours plus forte de la p che artisanale semi industrielle et industrielle Dans le cas de l espadon de l oc an Indien le Groupe de Travail Poissons Porte Ep e GTPE de la Commission des Thons de l Oc an Indien CTOI a conclu en 2008 que le niveau de p che en 2007 environ 30 000 tonnes tait proche du niveau maximum soutenable Le GTPE a galement conclu les ann es suivantes qu il y avait un risque de surexploitation localis important au niveau du sud ouest de l oc an Indien et qu il tait indispensable de d terminer si ce
48. ode R and Mah K 2013 Discriminating stocks of striped red mullet Mullus surmuletus in the Northwest European seas using three automatic shape classification methods Fisheries Research 143 153 160 Bergenius M A J Mapstone B D Begg G A and Murchie C D 2005 The use of otolith chemistry to detremine stock structure of three epinepheline serranid coral reef fishes on the Great Barrier Reef Australia Fish Res 72 253 270 Bird J L Eppler D T and Checkley D M 1986 Comparisons of herring otoliths using Fourier series shape analysis Canadian Journal of Fisheries and Aquatic Sciences 43 1228 1234 fremer OTOLITHE ESPADON Bibliographie Bourjea J Lecouls S Muths D and Evano H 2012 IOSSS ESPADON tude de la structure du stock d espadon de l oc an Indien RST DOI 2012 10 Brill R VV 1994 A review of temperature and oxygen tolerance studies of tunas pertinent to fisheries oceanography movement models and stock assessments Fisheries Oceanography 3 204 216 Cadrin S X and Friedland K D 1999 The utility of image processing techniques for morphometric analysis and stock identification Fisheries Research 43 129 139 Campana S E amp Casselman J M 1993 Stock discrimination using otolith shape analysis Can J Fish Aquat Sci 50 1062 1083 Campana S E and Gagn J 1995 Cod stock discrimination using ICPMS elemental assys of otoliths In Secor D Dean J et
49. of Fourier Methods for the Description of Wing Shape in Mosquitoes Diptera Culicidae Systematic Biology 33 302 317 Sedberry G R and Loefer J F 2001 Satellite telemetry tracking of swordfish Xiphias gladius off the eastern United States Marine Biology 139 355 360 Sherman K and Hempel G 2008 The UNEP Large Marine Ecosystem Report A perspective on changing conditions in LMEs of the world s Regional Seas UNEP Regional Seas Report and Studies No 182 United Nations Environment Programme Nairobi Kenya Simoneau M Casselman J M and Fortin R 2000 Determining the effect of negative allometry length height relationship on variation in otolith shape in lake trout Salvelinus namaycush using Fourier series analysis Canadian Journal of Zoology 78 1597 1603 Stransky C 2005 Geographic variation of golden redfish Sebastes marinus and deep sea redfish S mentella in the North Atlantic based on otolith shape analysis ICES Journal of Marine Science 62 1691 1698 Stransky C Baumann H Fevolden S E Harbitz H H Nedreeas K H Salberg A B and Skartein T H 2008 Separation of Norwegian coastal cod and Northeast Arctic cod by outer otolith shape analysis Fisheries Research 90 26 35 Swan S C Geffen A J Morales Nin B Gordon J D M Shimmield T Sawyer T and Massut E 2006 Otolith chemistry an aid to stock separation of Helicolenus fremer OTOLITHE ESPA
50. on PC Poids PC Cat Date Numero Trait Lieu Zone Taille Poids Sexe AC LC AC AC LPC LPC AC LC AC AC AC AC AC AC AC LPC Guide de pr l vements des otolithes chez les grands p lagiques Septembre 2014 Param tres biologiques associ s 14 Maturite Age Reference Prelevement Reference PC Observations S AC AC AC a Le Les fichiers g n r s par les s ances de pr l vements sont g r s dans une base de donn es qui offre toutes les passerelles vers la base de donn es halieutiques Harmonie Pour tout envoi de pi ces calcifi es il faut n cessairement compl ter un fichier parametres biologiques v5 xls selon le Manuel d utilisation du fichier Parametres biologiques v5 xls Mah et al 2007 et envoyer par mail Guide de pr l vements des otolithes chez les grands p lagiques Septembre 2014 Bibliographie 15 Bibliographie Badts V amp Bertrand J 2012 Guide de la mensuration des esp ces en halieutique poissons mollusques crustac s reptiles marins mammif res marins http archimer ifremer fr doc 00001 6237 Brothers E B 1987 Methodological approaches to the examination of otoliths in ageing studies Jn Summerfelt R C amp Hall G E Eds The age and growth of fish Ames Iowa USA The Iowa State University Pre
51. on des otolithes 9 Otolithe gauche Otolithe droit Figure 6 Otolithes de thon rouge Thunnus thynnus 4 2 Apr s coupe transversale 4 2 1 Exemple chez le thon germon Thunnus alalunga Les otolithes se situent dans les deux logettes telles que l on peut les voir sur les photos de la figure 7 Les otolithes Fig 8 sont pr lev s l aide d une pince en acier inoxydable puis nettoy s rinc s et s ch s avant d tre stock s re Figure 7 Photos permettant de situer les otolithes de thon rouge Thunnus alalunga Guide de pr l vements des otolithes chez les grands p lagiques Septembre 2014 Extraction des otolithes 10 Figure 8 Otolithes de thon germon Thunnus alalunga 4 2 2 Exemple chez l espadon Xiphias gladius Pour pouvoir pr lever les otolithes il est n cessaire d extraire pr alablement les canaux semi circulaires contenant les otolithes Il faut effectuer une coupe longitudinale de la partie sup rieure de la partie conserv e Ne pas h siter a effectuer plusieurs coupes pour viter d abimer les canaux semi circulaires Fig 9 Morceau de t te avant la coupe Les a den AVi k _ Figure 9 Coupe longitudinale de la partie sup rieure de la t te d espadon Xiphias gladius pour atteindre les otolithes Enlever d licatement la graisse avec une spatule A l aide d une pince de pr l vement il faut r cup rer d licatement les canau
52. onc pas de liens entre les 3 clusters identifi s et les zones g ographiques chantillonn es cluster 1 04 cluster 2 SWO NC1 0054 EWN ds D007 D oo 3 on ms ss dj NS SW FB D093 Ri k lt r T gt to i 0 6 1 4 0 2 0 0 0 2 Axis 1 32 54 Figure 7 Repr sentation graphique de la classification hi rarchique avec identification de 3 clusters fremer OTOLITHE ESPADON 16 Mat riel m thodes et principaux r sultats Tableau 3 Matrice de classification hi rarchique avec identification de 3 clusters nombre a et b partir des 395 otolithes d espadons de l oc an Indien a Zones Cluster 1 Cluster 2 Cluster 3 Total g ographiques 3 ll 107 Toa 66 102 2277 395 b gt cone Cluster 1 Cluster 2 Cluster 3 g ographiques South Africa AFS South Malagasy Mozambique La R union 20 71 34 Rodrigues Sri Lanka Thailande Total Sur la base des analyses de forme de l otolithe des espadons chantillonn s il existe donc bien une structuration des individus mais elle n est pas li e l origine g ographique des espadons Cette structure est probablement la cons quence de variations individuelles li es la variabilit de l environnement sur les diff rents habitats exploit s au cours de la vie de l espadon fremer OTOLITHE ESPADON Synthese des r sultats et recommandations 17 3 Synthese des resultats et recomman
53. onnel a l utilisation du logiciel TNPC et au scanner 3 Discuter des futurs projets sur les otolithes et l ge des poissons Bilan de la mission 1 Mise en place d une station d acquisition d images ordinateur reli un scanner haute d finition et a une loupe binoculaire a partir d une cam ra num rique a haute d finition Cette partie a t plus complexe que pr vu le mat riel en place a la DOI n etant pas optimum ordinateur de travail pour le scanner Il sera souhaitable dans un avenir proche d acqu rir un nouvel ordinateur d di cet outil dont les caract ristiques machines correspondent aux besoins de l outil 2 Installation du logiciel TNPC Traitement Num rique des Pi ces Calcifi es et calibration du mat riel 3 Formation du personnel Ifremer a l utilisation de la station d acquisition d images en particulier le scanner et au logiciel TNPC J Bourjea H Evano D Roos N Nikolic et A Nadeau Des personnes ext rieures ont galement t form es S Jaquemet ECOMAR et A Riou IRD 4 Premiers tests et analyses des otolithes d espadons Les premiers r sultats sont concluants m me s il semble que les otolithes d espadon sont plus fragiles que pr vus et se casse tr s facilement lors de la manipulation Il sera indispensable de tester la sym trie des otolithes pour pouvoir exploiter au maximum l ensemble du jeu de donn es disponible pour le projet 5 Essaies d ana
54. orme de 91 d chantillonnage paires d otolithes diff rentes a t r alis e Forme moyenne d un Cette analyse a permis de mettre en mn PEN vidence que les otolithes analys s se N 91 reconstruit partir des sa dama ai da regroupent en 3 grands groupes RE 2 ellipses de Fourier 4 Cette figure montre le chevauchement parfait de l otolithe droit trait en pointill et gauche trait plein Elle a montr galement que l origine des individus composant ces groupes est diverse les espadons viennent de l ensemble des zones chantillonn es Les r sultats ont indiqu que les otolithes droit et gauche d un m me individu ont la m me forme Matrice de r partition des differents groupes par zone d chantillonnage Quels sont les facteurs qui influencent la forme des otolithes wwz ifremer fr lareunion Afin de comprendre quels sont les effets ext rieurs qui influencent la forme des otolithes diff rentes analyses ont t utilis es comme des analyses en composantes principales des analyses lin aires discriminantes L objectif de ces analyses tait de voir dans quelle mesure le sexe l ann e la taille et la zone d chantillonnage avaient un effet sur la forme de l otolithe Les r sultats ont montr que 1 ll n y avait pas d effet du sexe sur la forme des otolithes En d autres termes l otolithe des femelles et des m les d individus matures pr sentent des formes similaires
55. pas d effet de la taille des espadons matures sur la forme de leurs otolithes il n y a pas de dimorphisme sexuel sur la forme des otolithes d espadons matures il n y a pas d effet ou de biais de l ann e d chantillonnage sur la forme de l otolithe d espadon il n existe pas une structure li e l origine g ographique des espadons dans l oc an Indien Cette tude r alis e partir d une analyse de formes des otolithes confirme donc les r sultats pr alablement mis en vidence par l approche g n tique savoir que les espadons de l oc an Indien forment un seul et unique stock Ces r sultats ont permis la Commission des Thons de l Oc an Indien CTOI de consid rer en 2014 et jusqu preuve du contraire qu il n existait qu un seul stock d espadons dans l oc an Indien une d cision qui carte pour un certain nombre d ann es la mise en place de mesures de gestion concr tes eg TAQ pour cette esp ce dans le sud ouest de l oc an Indien mesures qui auraient pu p naliser la flottille palangri re r unionnaise Mots cl s Espadon Xiphias gladius Otolithe descripteur de Fourier stock oc an Indien Forme juillet 2015 4 Introduction sommaire 1 INTFOAUCUON icciidanttamttysditeesttecieteatt tes dt medi i des dis 5 Med COMES GE ca RS il 5 1 2 Concept et objectif du projet sise 6 2 Mat riel m thodes et principaux r sultats 7 21 ECHANUMNOMMAGG La a A citem n
56. phias gladius Linnaeus FAO Fisheries Synopis 127 pp Patterson H M Kingsford M J and McCulloch M T 2004 Elemental signatures of Pomacentrus coelestis otoliths at multiple spatial scales on the Great Barrier Reef Australia Mar Ecol Prog Ser 270 220 239 Patterson H M Thorrold S R and Shenker J M 1999 Analysis of otolith chemistry in Nassau grouper Epinephelus striatus from the Bahamas and Belize using solution based ICP MS Coral Reefs 18 2 171 178 Paul K Oeberst R and Hammer C 2013 Evaluation of otolith shape analysis as a tool for discriminating adults of Baltic cod stocks Journal of Applied Ichthyology 29 743 750 Petursdottir G Begg G A and Marteinsdottir G 2006 Discrimination between Icelandic cod Gadus morhua L populations from adjacent spawning areas based on otolith growth and shape Fisheries Research 80 182 189 Polit D F 1996 Data Analysis and Statistics for Nursing Research Appleton and Lange Stamford Connecticut pp 320 321 Prince E D and Goodyear C P 2006 Hypoxia based habitat compression of tropical pelagic fishes Fisheries Oceanography 15 451 464 R Core Team 2014 R A language and environment for statistical computing R Foundation for Statistical Computing Vienna Austria Rencher A C and Christensen W F 2012 Methods of Multivariate Analysis 3rd edn Wiley New York 800 pp Rohlf F J and Archie J W 1984 A Comparison
57. pp e pour l espadon Evano et al 2014 La petite taille 2 5 mm et la fragilit des otolithes ont impliqu une dissection minutieuse sous loupe binoculaire Au total 303 paires d otolithes gauche et droit et 138 otolithes uniques ont t extraits avec succ s des chantillons collect s par le projet IOSSS ESPADON 2 Un chantillonnage d di pour l Afrique du sud et r alis par Cap Fish En effet sur la base des r sultats du projet IOSSS ESPADON des diff rences dans la structure g n tique de cette esp ce sont apparues dans cette r gion impliquant que cette zone devienne prioritaire pour ce projet Cap Fish est une entreprise priv e qui g re le r seau d observateurs de l Afrique du Sud Ses observateurs sont en activit sur toutes les flottilles semi industrielles ou industrielles voluant dans la Zone Economique Exclusive ZEE de l Afrique du Sud Son r le dans ce projet a ete d assurer la collecte d otolithes d espadons via leur r seau d observateurs embarqu s sur les palangriers sud africains ciblant les espadons et les palangriers taiwanais ciblant les thons L chantillonnage ciblait entre 30 et 50 espadons captur s dans la ZEE de Afrique du Sud Cependant du fait de la complexit de la r cup ration de t tes d espadons grosse taille et de l extraction des otolithes seules 20 paires d otolithes ont pu tre pr lev es dans de bonnes conditions et exploit es pour les analyses
58. r les populations de poissons De Vries et al 2002 Stransky 2005 Begg amp Brown 2006 Galey et al 2006 Pettursdottir et al 2006 Kristoffersen amp Magoulas 2008 Stransky et al 2008 Ag era amp Brophy 2011 Benzinou et al 2013 Ces travaux ont utilis essentiellement les transform es de Fourier pour analyser la forme des otolithes Le pr sent projet ne concerne donc que le volet otolithom trie L objectif a t d observer s il existe des diff rences morphologiques des otolithes d espadons diff rences qui traduiraient l existence de diff rentes populations d espadons dans l oc an Indien et le sud est de l oc an Atlantique Les r sultats permettront donc de confirmer ou r futer les conclusions issues des analyses g n tiques savoir existe t il un ou plusieurs stocks d espadon dans l oc an Indien P Tfremer OTOLITHE ESPADON Mat riel m thodes et principaux r sultats 7 2 Mat riel m thodes et principaux r sultats 2 1 Echantillonnage Les chantillons exploit s dans le cadre de cette pr sente tude proviennent de 2 origines 1 Dans le cadre du projet IOSSS ESPADON 698 saccules contenant les sagittae la paire d otolithes la plus volumineuse des 3 pr sentes dans l oreille interne d espadons ont t collect es dans le sud ouest de l oc an Indien ainsi que dans le nord de l oc an Indien Leurs extractions ont t r alis es partir d une m thode d velo
59. r observ e c est dire que la forme du contour de l otolithe soit reconstruite 99 99 Lestrel 2008 De plus afin de nous assurer de la bonne description de chacune des formes d otolithes pr sentes dans l chantillon la PF a t calcul e pour chacun des otolithes et le nombre maximum d harmoniques a t conserv pour d crire l ensemble de tous les otolithes de l tude Cette approche permet donc l acquisition d une matrice de donn es ou les individus sont en ligne et les EFDs en colonne De plus une analyse en composante principale PCA ACP a t r alis e sur les descripteurs des ellipses de Fourier EFDs afin de diminuer le nombre de variables pour d crire le contour des otolithes et de retirer la colin arit entre les EFDs Rohlf amp Archie 1984 Seules les Composantes Principales significatives ont t retenues Pour identifier ces composantes principales significatives la m thode dite broken stick a t appliqu e Legendre amp Legendre 2012 Ainsi chaque individu est d crit par ses coordonn es dans ce nouvel espace d inertie formant ainsi une nouvelle matrice sur laquelle des analyses discriminantes multivari es ont t r alis es pour expliquer et pr dire l appartenance a des groupes pr d finis zones g ographiques La qualit de la discrimination et le taux de reclassement des individus dans les groupes pr d finis permettent de distinguer ou non diff rentes populations
60. sh stock Shape otolith study to analyse the spatial structure of swordfish among Atlantic Indian Pacific oceans l Europe Es Rivage Aknowldgement All colleagues involved in the South West Indian Ocean Fisheries Project IOSSS the CapFish SA Pty Ltd South Africa team the scientific observers and the crevv of longliners Otolith shape approach corroborates genetic ap proach on the same dataset Listes des annexes Annexe II fremer OTOLITHE ESPADON 31 SP mer l Europe 12TH WORKING PARTY ON BILLFISH WPB12 21 25 October 2014 JAPAN E bihang Falisi a Prone alat avec le FEP REPUMUOUT FRANCAISE lith shape as a valuable tool valuate the stock structure wordfish Xiphias gladius in the Indian Ocean HE Hugues EVANO Tiphaine MILLE Jerome BOURJEA eg OT ee P le de Scl rochronologie de Boulogne sur mer France D l gation Oc an Indien France Tonnage moyen annuel Annual mean in tons 0 25 E 25 50 Dw HAS de a Q 2 i x oi ae y Fi i Ea 50 100 see al i El 100 250 HM 250 500 tae a a le al HB 500 1000 HM 1000 2000 CD ZEE EEZ C Rectangle statistique 5 iovo Statistical 5 square AOON Captures totales Total catch moyenne annuelle annual mean nurs 10 00 S pws d OS ars pons Captures d espadon Swordfish cat
61. si g nificant differences 3 2 1 9 1 20 19 4 20 9 13 27 RESTE among groups el swordfish sampled in different areas of 15 38 a Wilks A 0 017 F 1 255 p 0 001 0 Indian Ocean niffied correct classification matrix correct classification 30 o he o o o me Ifremer Classification of all swordfish 11 20 40 71 20 23 64 107 12 23 48 83 17 17 42 76 66 102 207 395 Axis 2 21 92 Axis 1 32 54 3 groups BUT samplings areas mixed in all clusters Conclusions mmetry of right left otoliths good news sex effects on otolith shape on adults as shown ther species year effects on otolith shape size effect on otolith shape pling Area effect with significant difference groups of swordfish but structure is not due to rather to individual variability and migration eement with what was previously found using genetic markers gt No Spatial Structure of swordfish in north west Indian ocean 32 Annexe III Ifremer OTOLITHE ESPADON Listes des annexes l Europe J f re m e r avec le FEP Rapport de mission Projet OTOLITHE ESPADON RAPPORT DE MISSION Auteur K lig MAHE Participants Noms Organismes R lig MAHE IFREMER Boulogne D roulement de mission Dates Du 02 au 06 12 2013 05 jours Lieu Ifremer D l gation de La R union Objectif s 1 Installer une station d imagerie 2 Former le pers
62. ss 319 330 Mah R Bellail R Dufour J L Boiron Leroy A Dim et J Duhamel E Elleboode R F lix J Grellier P Huet J Labastie J Le Roy D Lizaud O Manten M L Martin S Metral L N delec D V rin Y Badts V 2009 Synth se francaise des proc dures d estimation d ge French summary of age estimation procedures http archimer ifremer fr doc 00000 7294 Mah K Vigneau J amp Badts V 2007 Saisie des param tres biologiques Manuel d utilisation du fichier Parametres biologiques v5 xls 27p Mah K Dufour J L Elleboode R Felix J S vin R amp Badts V 2013 Guide de pr l vements des pi ces calcifi es http archimer ifremer fr doc 00116 22764 Panfili J Pontual H de Troadec H amp Wright P J Eds 2002 Manuel de scl rochronologie des poissons Co dition fremer IRD 464p Simkiss K 1974 Calcium metabolism of fish in relation to ageing In Bagenal T B Eds Ageing of Fish Proceedings of an International Sympopsium Old Working Survey England Unwin Brothers 1 12 Williams T amp Bedford B C 1974 The use of otoliths for age determination n Bagenal T B Eds Ageing of Fish Proceedings of an International Sympopsium Old Working Survey England Unwin Brothers 114 123 Arrizabalaga H Goni N Fraile I Laconcha U Puncher G Rodriguez Marin E amp Medina A 2012 Sampling protocols for the GBYP biologi
63. st the rouge Hoplostethus atlanticus Gauldie amp Jones 2000 ou le merlan bleu du sud Micromesistius australis Legua et al 2013 il a t mis en vidence un dimorphisme de l otolithe en fonction du sexe des individus 4 La quatri me est qu il n y a pas d effet de l ann e de l chantillonnage de l espadon sur la forme de l otolithe En d autres termes 1l existe une stabilit dans la forme de l otolithe moyenne des espadons adultes d une ann e sur l autre Ce m me r sultat a t d montr chez d autres esp ces comme le fremer OTOLITHE ESPADON 18 Synthese des r sultats et recommandations saumon atlantique Salmo salar Friedland amp Reddin 1994 ou encore la morue Gadus morhua Campana amp Casselman 1993 En conclusion l ensemble de ces similitudes permet de s affranchir de ces facteurs de variabilit potentiels et de comparer la forme des otolithes droits ou gauches issus de poissons de taille ou de sexe diff rents et issus de plusieurs campagnes d chantillonnages tal es sur plusieurs ann es de mani re a disposer d un chantillon de taille suffisante 3 2 Existe il un effet de la zone d chantillonnage 2 La question principale laquelle cette tude visait r pondre tait existe t il un effet de la zone d chantillonnage sur la forme de l otolithe ou peut on distinguer des grandes zones g ographiques en fonction de la forme des otolithes Un effe
64. t puis de stockage des otolithes de grands p lagiques thons et espadons Ils ont t mis en place dans le cadre de projets de recherche comme Germon http wwz ifremer fr lareunion Les projets GERMON en cours IOSSS Espadon http wwz ifremer fr lareunion Les projets IOSSS ESPADON et thon rouge ICCAT GBYP set dans le cadre de r seaux de surveillance coordonn s au niveau international en particulier au sein du r glement europ en sur la collecte des donn es halieutiques DCMAP Data Collection Multi Annual Programme Ce guide a pour but de standardiser les pr l vements d otolithes effectu s l Ifremer sur ces grands p lagiques Il reprend et compl te la synth se fran aise des proc dures d estimation d ge Mah et al 2009 le manuel d utilisation du fichier Parametres biologiques v7 xls Mah et al 2007 et le guide de pr l vement des pi ces calcifi es Mah et al 2013 Les proc dures d crites dans ce guide sont conformes aux r f rentiels de la base Harmonie de l Ifremer Pour toutes remarques sur ce document merci d envoyer un mail admsih ifremer fr en pr cisant dans l objet Guide de pr l vements des otolithes chez les grands p lagiques 2 Mat riel de pr l vement Les pr l vements peuvent tre effectu s en mer ou terre sur des poissons entiers ou seulement des t tes fraiches ou congel es cas sp cifique aux grands p lagiques 1 Les otolithes tant dans la
65. t zone a t mis en vidence sur la forme moyenne des otolithes En d autres termes lorsque l on regarde la forme des otolithes en fonction des zones g ographiques on s apercoit qu elle varie Cependant en approfondissant l analyse on s aper oit que cette diff rence ne provient pas r ellement d un effet zone g ographique d origine de capture de l individu car les analyses de classification ne r organisent pas les individus par zone g ographique et ou par zone g ographique proche mais de mani re al atoire sur toutes les zones g ographiques Cette mauvaise classification des individus par zone g ographique peut tre le fait de variabilit s individuelles ou d un effet de la migration Campana amp Casselman 1993 Tracey et al 2006 De la m me mani re une analyse des clusters permet de confirmer que 3 groupes d espadons diff rents sont pr sents sur les 7 sites chantillonn s mais que ces groupes sont compos s d individus provenant de tous les sites chantillonn s sans distinctions Ces r sultats indiquent qu il n existe pas une structure li e l origine g ographique des espadons dans l oc an Indien L espadon est connu pour tre un grand migrateur avec par exemple des individus recaptur s plus de 6 000 km de leur lieu de marquage Kadagi et al 2011 Figure 8 La migration de l espadon est cependant un ph nom ne complexe et mal connue avec des individus pouvant migrer sur plus de
66. tte r gion repr sentait un stock sp cifique ind pendant du reste de l oc an Indien IOTC 2008 Cependant le GTPE galement conclu que 1 la qualit quantit des donn es de p che fournies 2 le manque d informations sur la biologie de l esp ce et 3 la m connaissance de la structure du stock l chelle de l oc an Indien ne permettent pas d obtenir des valuations de stock fiables pour cette esp ce Le GTPE a ainsi clairement recommand aux scientifiques de contribuer une meilleure compr hension de la dynamique reproductive et de la structure du stock de ce grand p lagique dans l oc an Indien C est dans ce contexte que le Projet IOSSS ESPADON Structure du stock d espadon de l oc an Indien Mesure n 3 6 du volet R union du P P FEP 2007 2013 Convention n DAE4 20090164 a t port par la D l gation Ifremer de l Oc an Indien DOI 2008 2012 L objectif principal du projet tait d tudier la structure du stock d espadon dans l ensemble de l oc an Indien et les secteurs proches de ses oc ans voisins sud est Atlantique et sud ouest Pacifique en se basant sur une approche g n tique L objectif final tait de fournir des l ments suppl mentaires aux commissions de gestion pour am liorer la qualit des valuations de stock de cette esp ce et ainsi contribuer son exploitation durable La principale conclusion de ce projet a t Bourjea ef al 2012 Muths et al 2013 s
67. ur la base des marqueurs g n tiques utilis s ADN mitochondrial et microsatellites qu aucune structure n a pu tre mise en vidence l chelle de l oc an Indien Ce r sultat semblerait confirmer l hypoth se de l appartenance des espadons de l oc an Indien une seule et m me population En ce sens un des r sultats important en terme de gestion est que le sud ouest de l oc an Indien n abrite pas de sous population g n tique d espadons le stock de l oc an Indien est clairement isol de celui de l Atlantique avec une zone de brassage dont la structure reste pr ciser au niveau de fremer OTOLITHE ESPADON 6 Mat riel m thodes et principaux r sultats l Afrique du sud Cependant il est important de noter que ces conclusions ne sont issues que d une seule et m me approche la g n tique des populations Dans le cadre de gestion de stocks exploit s 1l est primordial de valider ce type de conclusion par des approches compl mentaires marquage otolithom trie qui permettent de confirmer ou infirmer les r sultats obtenus par une seule approche Ainsi dans le cadre du projet IOSSS ESPADON des otolithes d espadon avaient galement t collect s tout au long de la phase d chantillonnage du projet avec pour objectif de mettre en place une tude compl mentaire le projet OTOLITHE ESPADON exploitant la forme des otolithes l otolithom trie pour conforter la compr hension de la
68. urs de production sur la p riode octobre 2013 mai 2015 Nombre d articles scientifiques document de travail soumis ou en pr paration Nombre de rapports de projet de travail Nombre de rapports de mission Nombre de pr sentations orales N e e e Nombre de poster dont de vulgarisation Articles Scientifiques Mah K Evano H Mille T and Bourjea J accept e Otolith shape as a valuable tool to evaluate the stock structure of swordfish Xiphias gladius in the Indian Ocean ICES Journal of Marine Science en pr paration Mah K Evano H Mille T and Bourjea J 2014 Otolith shape as a valuable tool to evaluate the stock structure of swordfish Xiphias gladius in the Indian Ocean IOTC WPB12 12 12p Evano H M tral L Brisset B Bourjea J Nikolic N Mah K 2014 Guide de pr l vement des otolithes chez les grands p lagiques V 1 0 15p http dx do1 org 10 13155 32318 ANNEXE 4 Rapport de projet ou de travail Bourjea J Mah K Mille T and Evano H 2015 Evaluation de la structure du stock d espadon de l oc an indien partir des otolithes RST D l gation R union 2015 04 27p pr sent rapport Mah K Evano H Mille T and Bourjea J 2014 Otolith shape as a valuable tool to evaluate the stock structure of swordfish Xiphias gladius in the Indian Ocean IOTC WPB12 21 25 octobre 2014 Japon http archimer ifremer fr doc 00269 37980 fremer OTOLITHE ES
69. x semi circulaires contenant les otolithes de chaque c t de la cavit centrale Fig 10 Guide de pr l vements des otolithes chez les grands p lagiques Septembre 2014 Conservation des otolithes 11 Figure 10 Position des canaux semi circulaires dans la t te de l espadon Apres avoir pr lever les canaux semi circulaires l extraction des otolithes s effectue sous une loupe binoculaire Fig 11 Saccule contenant l otolithe Coupe du saccule pour lib rer l otolithe Otolithe Figure 12 Otolithes d espadon Xiphias gladius 5 Conservation des otolithes La meilleure m thode pour conserver les otolithes est de les stocker compl tement sec Apr s nettoyage 1ls sont s ch s par simple exposition l air temp rature ambiante ou dans une tuve basse temp rature Panfili ef al 2002 Guide de pr l vements des otolithes chez les grands p lagiques Septembre 2014 Conservation des otolithes 12 Il y a 2 modes de stockage utilis s a l Ifremer Fig 13 des enveloppes papiers des microtubes de type Eppendorf Figure 13 Pochettes en papier et micro tubes utilis s par le stockage des pi ces calcifi es Les eppendorfs sont n cessaire lorsque les otolithes sont tres petits et ou tr s fragiles comme chez les l espadon par exemple Ces 2 modes de stockage pr sentent des avantages et des inconv nients Les pochettes en papier recommand es par Williams amp

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