Anatomie externe Trois parties - la tête : de l’extrémité du museau jusqu’au bord postérieur de l’opercule ; - le tronc qui s’étend jusqu’à l’anus ; - la queue. La forme des poissons est un bon indicateur de leur mode de vie et de leur aptitude au déplacement. Source : http://educ.csmv.qc.ca/mgrparent/vieanimale/bio/poisson/ae.htm Les nageoires Les nageoires assurent la nage et la stabilité du corps. Il existe des nageoires impaires et paires. Les impaires ont pour origine un repli cutané médian partant de l’arrière de la tête pour rejoindre l’orifice anal et sont sous-tendues par des rayons mous ou des rayons épineux. Les différentes nageoires ont généralement un rôle bien défini : - Les nageoires pectorales assurent la nage lente des poissons ou le renouvellement de l'eau autour d'eux. Le poisson peut aussi renverser le mouvement ou freiner brusquement ; - Les nageoires ventrales ou pelviennes ont surtout un rôle de stabilisation. Elles servent aussi à tourner et à freiner ; - Les nageoires dorsale et anale servent aussi à stabiliser le poisson (rôle de quille). Certaines espèces comme la perche et le sandre possèdent deux nageoires dorsales. D’autres en possèdent trois comme les poissons de mer (le cabillaud). Les salmonidés possèdent une nageoire adipeuse non soutenue par des rayons et sans rôle apparent. - La nageoire caudale est l'appareil locomoteur essentiel et sert de gouvernail. Les nageoires pectorales et ventrales correspondent aux membres antérieurs et postérieurs des mammifères. Les poissons aux nageoires échancrées et au pédoncule caudal mince sont d’excellents nageurs. La nageoire caudale ne possède pas nécessairement des lobes égaux. Ceux-ci peuvent être dissymétriques comme chez les requins ou les esturgeons. La peau et les écailles La peau est recouverte d'une substance muqueuse, le mucus, sécrétée par l'épiderme. Les écailles se recouvrent comme les tuiles d'un toit, de l'avant vers l'arrière. Les écailles sont logées dans des poches du derme. Elles forment des rangées régulières longitudinales, obliques et transversales dont le nombre reste constant toute la vie du poisson. Certains poissons ont des écailles à bords lisses et arrondis (écailles cycloïdes). D'autres possèdent au contraire des écailles rugueuses, parsemées de petites épines (écailles cténoïdes). Les alevins ne possèdent pas d'écailles. Le nombre d'écailles ne change pas au fil des années. Il est possible de déterminer l'âge d'un poisson par l'examen de ses écailles. Une écaille, mise sous la loupe, montre des zones de croissance comparables à celles des arbres. La teinte généralement argentée des poissons est due au reflet de la lumière sur les écailles (présence de cristaux de guanine) et à la présence de pigments contenus dans des cellules spéciales reliées aux nerfs (chromatophores). Dans chaque chromatophore relié à une terminaison nerveuse, le pigment s’étale (aspect sombre) ou se concentre (aspect clair). Cela peut expliquer le changement de couleur de certains poissons selon leur humeur. La carpe cuir est une variété de poisson dont la peau est épaissie et sans écailles. Anatomie interne Le squelette est formé par les os et les arêtes. La chair des poissons équivaut à leur musculature. Le squelette interne osseux de la plupart des poissons se compose d'un crâne portant les mâchoires, d'une colonne vertébrale, des côtes et une série d'os qui soutiennent les nageoires. De petits os sont souvent répartis dans les muscles : ce sont les arêtes. L'appareil digestif L'appareil digestif comporte un tube reliant la bouche à l'anus ainsi qu'un certain nombre de glandes digestives (foie, pancréas). On distingue la bouche suivie du pharynx, de l’œsophage, de l’estomac (qui n’est pas toujours présent mais présente souvent une forme de U) et l'intestin. Source : http://educ.csmv.qc.ca/mgrparent/vieanimale/bio/poisson/sque.htm La vessie natatoire La vessie natatoire est un organe d'équilibre mais qui possède aussi d'autres fonctions (respiration, organe des sens, production de sons). Remplie d'air, elle permet au poisson d'équilibrer sa pression interne. Plus la profondeur de l'eau est grande, plus la pression que subit le poisson est forte. Lorsque le poisson nage près de la surface, sa vessie natatoire se remplit. Au contraire, lorsqu'il approche du fond, elle se vide. Certaines familles de poissons comme le chabot n'ont pas de vessie natatoire. La régulation de la vessie natatoire s’effectue par voie réflexe. Lors de la naissance des alevins, la vessie natatoire ne contient pas d'air. Peu après, les jeunes alevins montent en surface et remplissent leur vessie natatoire par la bouche. Si un poisson est remonté rapidement d'une grande profondeur, l'air de la vessie natatoire se dilate à cause de la brusque baisse de pression à tel point qu'il arrive parfois que l'intestin soit poussé hors de la bouche ! Certains poissons sont capables de produire des sons à partir de leur vessie natatoire, reliée à l’oreille interne via les osselets de Weber. Chez les salmonidés et les cyprinidés, la vessie natatoire est en connexion avec l’œsophage via un canal pneumatique. Chez d’autres comme les percidés, la vessie natatoire est close et la régulation de son contenu en air est assurée par le sang. La respiration et la circulation Mécanisme de la respiration Les branchies sont des lamelles remplies de sang, recouvertes d'une peau fine et placées sur des arcs branchiaux (os) rigides. Les branchies sont recouvertes par l'opercule, sorte de couvercle osseux qui se soulève et s'abaisse. La bouche aspire l'eau puis se referme. Le sang se charge d'oxygène au contact des branchies et perd son gaz carbonique. L'eau ressort ensuite par les opercules qui se soulèvent. C'est la raison pour laquelle la bouche des poissons s'ouvre et se referme sans cesse. En plus de la respiration normale par les branchies, beaucoup de poissons absorbent de l'oxygène et rejettent du gaz carbonique à travers la peau. Circulation sanguine Le sang est envoyé par le cœur aux artères qui irriguent les différentes branchies : ce sont les artères branchiales afférentes. Le sang repart des branchies par des artères branchiales efférentes qui vont distribuer le sang oxygéné aux organes. Le cœur est situé en arrière des branchies. Il comprend quatre cavités successives : le sinus veineux, l’atrium, le ventricule et le bulbe. Le sang oxygéné dans les branchies irrigue l'ensemble du corps et revient ensuite au cœur par les veines. Chez certaines espèces qui se nourrissent de plancton, les arcs branchiaux portent des branchiospines qui filtrent l’eau tout en retenant les animalcules. L'excrétion Les reins sont des glandes brunes allongées qui s'étendent de la partie arrière de la tête à la queue. Ils donnent naissance à deux uretères qui véhiculent l'urine jusqu’à l'orifice urinaire situé juste en arrière de l'anus. Les organes des sens La vue Les conditions de visibilité dans l'eau et dans l'air sont bien différentes. A 10 mètres de profondeur, 50 % de la lumière s'est éteint. Les rayons rouges s’éteignent d’abord, suivis par les rayons verts et violets. L'œil du poisson fonctionne mieux que l'œil humain lorsque la lumière est faible. L'œil est dépourvu de paupières. Il fonctionne selon le principe du télescope (le cristallin est mobile par rapport à la rétine). L'iris est très souvent coloré. Pour chaque œil, le champ de vision est de 160 à 170 ° horizontalement et de 150 ° verticalement. Vers l'avant, un angle de 20 à 30 ° est couvert par les deux yeux, ce qui améliore encore la vision du poisson dans cette zone. La ligne latérale Chez la plupart des poissons, une ligne bien marquée, la ligne latérale, formée d'écailles perforées, s'étend de l'opercule à la queue. Un mince canal, en communication avec les nerfs et situé sous cette rangée d'écailles, est en contact avec l'extérieur. La ligne latérale est une sorte de radar qui détecte la moindre vibration ou onde de pression. Les vibrations sont enregistrées par les cellules sensorielles ; l’information est transmise au cerveau via les nerfs. Le poisson situe les objets qui l'entourent, les corps en mouvement (distance, sens et rapidité du déplacement). Un brochet, même aveuglé, peut continuer à capturer ses proies grâce à sa ligne latérale. Les poissons sont aussi sensibles à des courants électriques très faibles. L'odorat Les narines mènent chacune à une fossette olfactive tapissée de détecteurs. Chez la plupart des poissons, chaque narine est divisée en une ouverture pour l'entrée d'eau et une ouverture pour la sortie. L'eau traverse ainsi les narines durant la nage ou par pompage actif. Le goût Les poissons sont très sensibles aux goûts qui sont détectés par les barbillons ou d'autres parties du corps sur lesquelles se trouvent des récepteurs. Les poissons peuvent reconnaître l'espèce à laquelle appartient un autre poisson ou parfois même reconnaître certains congénères ! On peut se demander s’il est possible de distinguer le goût de l’odorat, les molécules étant dissoutes dans l’eau. La distinction porte néanmoins sur les récepteurs situés à des endroits différents. Le toucher Toute la surface du corps est sans doute sensible au toucher mais les zones réceptrices sont surtout présentes en certains endroits comme les barbillons. L'audition Le son est transmis plus rapidement dans l'eau que dans l'air. Les poissons ont une excellente audition. Ils ne possèdent cependant pas d'oreille externe ; les ouïes étant seulement les opercules qui recouvrent les branchies. L'oreille interne est contenue à l'arrière du crâne. Elle comporte notamment des pièces osseuses ou otolithes posées sur des coussins de poils sensoriels. Ces otolithes, formées de calcaire, forment des anneaux annuels de croissance et peuvent aussi être utilisées pour connaître l'âge des poissons. Les deux otolithes inférieures réagissent aux ondes sonores. L’otolithe supérieure sert, quant à elle, à l’équilibre. Ordre des SALMONIFORMES – Famille des SALMONIDES Les salmonidés ont un corps fusiforme et une grande bouche garnie de dents. Ils possèdent une nageoire adipeuse dépourvue de rayons. Leurs écailles sont plutôt petites. Les différentes espèces ont une forte propension à former des races locales. La Truite Fario ou truite de rivière (Salmo trutta Fario) Caractéristiques La truite Fario possède un corps fusiforme parsemé de points rouges ; son ventre est jaunâtre et sa queue presque droite sans taches noires ; sa mâchoire supérieure dépasse l'aplomb de l'œil. Elle peut mesurer jusqu'à plus de 50 cm. La truite saumonée n’est pas une espèce distincte mais bien une truite dont l’alimentation en pigments caroténoïdes (notamment contenu dans les gammares) confère à la chair une coloration rose. Habitat La truite Fario est un poisson d’eaux vives bien oxygénées (au moins 7 mg O2/l). On la rencontre aussi dans certains lacs. Elle possède un territoire déterminé où elle se met à l’abri du courant et à l’affût de sa nourriture. La truite craint la pleine lumière et est généralement crépusculaire. Nourriture La truite est un poisson carnivore au comportement solitaire : vers, mollusques, crustacés, insectes (larves et imagos), larves de trichoptères aussi appelées porte-bois, vairons, chabots (voir ci-dessous) et grenouilles, pour les plus grandes, figurent à son menu. Reproduction En période de reproduction, les truites remontent les rivières et les ruisseaux. La femelle dépose ses œufs dans le gravier, en creusant une petite cavité, de novembre à février. Ceux-ci sont ensuite fécondés par les mâles. 410 degrés jours sont nécessaires à l’éclosion des œufs, soit un peu moins de deux mois dans une eau à 7 °C. La reproduction en lac ne peut avoir lieu que si le poisson a la possibilité de remonter dans des tributaires. La truite Fario est très sensible au colmatage du gravier des ruisseaux frayères et aux obstacles à la remontée (barrages, tuyaux en béton sous les passages routiers, chablis infranchissables…). Les populations naturelles de truites Fario sont précaires et n’existent plus guère qu’à l’état de sanctuaires. D’ailleurs, les effectifs sont renforcés par dépôt de boîtes contenant des œufs fécondés (boîtes Vibert), par alevinage ou par déversement de truites « portions ». Ordre des truites Fario aux taches rouges caractéristiques. Photo B. Sottiaux Ordre des SCORPANEIFORMES - Famille des COTTIDES Le chabot (Cottus gobio) Le chabot est un petit poisson de fond avec une grande tête plate. La bouche est fendue jusqu’à la limite antérieure de l’œil. Ses écailles sont très petites. Il possède une épine au bord du pré-opercule. Deux nageoires dorsales contiguës sont séparées par une simple échancrure. Les nageoires pectorales sont larges et rayonnées ce qui lui permet de prendre appui sur le fond. Le rayon interne de la nageoire ventrale est plus long que la moitié des plus longs rayons. Habitat et moeurs Le chabot préfère les rivières pierreuses peu profondes (zone à truites). Il s’y tient caché sous les pierres. Ses mœurs sont surtout nocturnes. Il se nourrit de la faune du fond : gammares et larves diverses. Reproduction La ponte s’effectue en mars-avril ; les œufs sont déposés en amas à la face inférieure des pierres plates. Photo : B. Sottiaux Règle des pentes définie par Huet (1949) ZONATIONS PISCICOLES DE HUET : La règle des pentes postule que : « dans une zone biogéographique déterminée, des eaux courantes de même importance et possédant des pentes comparables ont des caractères biologiques et spécialement des populations piscicoles analogues ». La zone à truite La zone à truite correspond aux ruisseaux à courant violent, avec des rapides et des cascades, alternant avec des calmes. Ces ruisseaux sont le plus souvent rencontrés, en relief accidenté, en « tête de bassin ». L’eau est froide et riche en oxygène ; le fond est couvert de graviers et de cailloux. La végétation est quasi absente. La profondeur est généralement réduite mais des gouffres sont présents. La petite faune aquatique est surtout composée de larves de trichoptères (ou phryganes), de larves de perles et de larves d’éphémères. Quelques crustacés ou mollusques s’y ajoutent. Les espèces piscicoles sont la truite Fario, le chabot, le vairon, la loche franche et la petite lamproie. La zone à ombre Le ruisseau a grossi et est devenu une petite rivière. Des zones à courant rapide (radiers) alternent avec des zones à courant lent. L’eau est encore bien oxygénée mais sa température est plus élevée que dans la zone à truite. Le fond est garni de cailloux ou de graviers, voire sableux. La profondeur est généralement plus importante. La végétation aquatique est parfois abondante. La truite et l’ombre comptent jusqu’à 70 % de la biomasse. Le chevesne, le goujon, le vairon, le hotu et la loche franche complètent le lot d’espèces. La faune d’invertébrés comprend de nombreuses larves d’insectes ainsi que des mollusques. La zone à barbeau La zone à barbeau correspond aux rivières assez larges qui présentent une alternance de radiers et de calmes plus étendus. Les eaux s’y réchauffent plus vite que dans les zones précédentes et la température estivale peut dépasser 20 °C. La profondeur peut être importante, particulièrement dans les zones calmes. Les plantes aquatiques sont parfois abondantes comme, par exemple, la renoncule aquatique en Semois. La faune d’invertébrés comprend de nombreuses larves d’insectes ainsi que des mollusques. La zone à barbeau est le royaume des cyprins d’eaux vives : barbeaux, chevesnes, hotus, vandoises, ablettes spirlin. Les salmonidés (truites, ombres) sont présents en faible quantité. Des voraces d’accompagnement (brochet, perche et anguille) augmentent le nombre d’espèces. La zone à brème Cette dernière zone comprend les rivières et les fleuves de plaine ainsi que les canaux qui y sont assimilés. L’eau s’y réchauffe fort, à la bonne saison ; la profondeur est importante, de même que la turbidité. La flore aquatique est normalement bien développée mais est souvent entravée par la navigation, voire les travaux de curage. La petite faune aquatique comprend de nombreux mollusques, crustacés et vers (ver de vase ou larve de chironome). Le plancton est abondant. La zone à brème est surtout peuplée de cyprins d’eaux calmes parmi lesquels: brème commune, gardon, rotengle, tanche, carpe, ide, goujon, ablette commune. Brochets, perches, sandres, anguilles et plus récemment silures s’y ajoutent. L’écrevisse, et en particulier, l’écrevisse américaine (Orconectes limosus) est parfois abondante et résiste à une qualité d’eau souvent médiocre. Les gammares Les gammares ou crevettes d’eau douce sont des amphipodes qui mesurent de 10 à 20 mm ; leur corps est aplati latéralement. Ces animaux se rencontrent en abondance dans les débris végétaux immergés. Les gammares confèrent aux truites leur coloration saumonée car ils contiennent des pigments caroténoïdes. Les écrevisses L’écrevisse à pieds rouges (Astacus astacus) est en voie de disparition en Région wallonne, principalement à cause de la peste de l’écrevisse provoquée par un champignon (Aphanomyces astaci), importé des EtatsUnis en 1860 en même temps que l’écrevisse américaine. Porteuses saines de la maladie, ces écrevisses américaines ont contribué au déclin de l’écrevisse indigène. La pollution des cours d’eau n’a non plus rien arrangé… Tant et si bien que l’écrevisse à pieds rouges n’existe plus que dans de rares étangs. Il ne faut pas confondre l’écrevisse à pieds rouges avec l’écrevisse signal ou écrevisse de Californie (Pacifastacus leniusculus) qui, possèdent également de larges pinces rouges mais présente une tache blanche bien visible à leur jonction. Cette espèce est bien plus répandue que la précédente. L’écrevisse américaine (Orconectes limosus) est, quant à elle, la plus répandue dans nos grands cours d’eau et canaux. Sa coloration est brunâtre avec des taches brunes caractéristiques sur chaque segment de l’abdomen. L’écrevisse à pattes grêles ou écrevisse turque (Astacus leptodactylus), aux pinces étroites, effilées, en lames de ciseaux, se rencontre également dans certains étangs. Trichoptères ou phryganes Les insectes de l’ordre des trichoptères ou phryganes possèdent deux paires d’ailes en forme de toit au repos. Les antennes sont longues et étroites ; les pattes minces avec de grands éperons. Les insectes imagos se rencontrent surtout au crépuscule. Les larves ont un abdomen allongé et trois paires de pattes. L’extrémité de l’abdomen possède une paire de fausses pattes ornées d’une griffe. De nombreuses espèces construisent un fourreau protecteur avec les matériaux de l’endroit (fragments caillouteux, débris végétaux…) agglomérés par une soie produite par les glandes salivaires. Les larves se nourrissent de divers débris végétaux. D’autres espèces, qui ne fabriquent pas de fourreau, vivent fixées sur les pierres ou autre support. Ces dernières sont des prédateurs. Enfin, d’autres espèces vivent dans des filets fabriqués par elles sur différents supports et se nourrissent de plancton et autres matières organiques. La détermination des genres et des espèces reste une affaire de spécialistes. Dans leur jargon, les pêcheurs parlent de caset ou de portebois. Comme leur nom l’indique, les éphémères à l’état adulte vivent seulement quelques heures à quelques jours tout au plus. A l’arrière de l’abdomen, ils possèdent de longs filaments ou cerques. Les éphémères possèdent deux paires d’ailes, à la verticale au repos. Les ailes antérieures sont grandes, de forme triangulaire tandis que les ailes postérieures sont plus petites. Les larves d’éphémères possèdent trois cerques à l’extrémité de leur abdomen et des lamelles branchiales. Les éphémères sont les insectes qui subissent le plus grand nombre de mues, jusqu’à plus de 20 ! En fin de mue, les éphémères passent par le stade de subimago qui n’a pas encore les caractères de l’imago. Perles Les plécoptères ou perles possèdent deux longues antennes, deux cerques et deux paires d’ailes étroites, à plat sur l’abdomen au repos. Elles ont un vol médiocre, seulement par beau temps, tôt le matin ou tard le soir. Les larves vivent en eaux courantes. Elles se reconnaissent à la présence de deux long cerques. Elles ont des pattes vigoureuses, armées de griffes. Elles rampent sur le fond des cours d’eau mais ne peuvent pas nager. Elles respirent au moyen de branchies. Evaluation biologique de la qualité des eaux ou indices biotiques La qualité des eaux peut être évaluée par une méthode biologique basée sur l’analyse des communautés d’invertébrés. L’analyse et le dénombrement des invertébrés fournissent des indications sur la qualité du milieu. Deux principes d’application la méthode des « indices biotiques » » sont : - moins une eau est polluée, plus elle contient une grande diversité d’invertébrés ; - les groupes d’invertébrés peuvent se classer selon leur degré de résistance à la pollution. On récolte pendant un temps déterminé un échantillon d’invertébrés qui vivent en une station du cours d’eau. Pour ce, on utilise un filet troubleau avec lequel on prospecte les différentes « niches écologiques » de la rivière (graviers, cailloux, sables, plantes aquatiques…). On pose l’armature du filet sur le fond et on remue le gravier ou le limon avec les pieds pour y déloger les animaux qui seront retenus par la poche du filet. On déverse ensuite le contenu de la récolte dans un bac blanc ; on veille à ne récolter qu’un sujet de chaque sorte. Les invertébrés récoltés sont ensuite déterminés à l’aide de clefs de détermination jusqu’à la limite de l’unité systématique (genre ou famille). Le tableau standard de détermination de l’indice biotique comporte deux entrées : - verticalement, le nombre total d’unités systématiques de l’échantillon ; - horizontalement, le groupe faunistique le moins résistant à la pollution. L’indice biotique se détermine par un chiffre de 1 à 10 en croisant ces données. On considère qu’il y a pollution lorsque la valeur de l’indice est inférieure à 5 (trait gras dans le tableau). GROUPE NUMERO UN a et b (le plus sensible à la pollution) Méthode d’inventaire l’électricité » d’un tronçon de rivière par Recherche piscicole Poisson attiré par pôle positif (anode) courant électrique Générateur courant continu : 200 à 300 V, 10 A « pêche à Anode (+) : cercle métallique (30 à 50 cm) sur manche en bois – mobile avec opérateur Fuite au bord du champ électrique puis rayon attraction anode Cathode (-) : grillage métallique fixe Poisson réagit à différence potentiel de la tête à la queue (+ grand + grande réaction) Echantillonnage tronçons rivières (250 à 300 m) en 2 passages (80 % poissons capturés). Opérateurs anode + épuisettes + bassines : remontent le courant Poissons anesthésiés, mesurés et pesés, prise éventuelle écailles Poissons remis à l’eau après deux passages Doit régler générateur selon type eau (conductivité) Efficace en rivière peu profonde (pas 2 m) Possibilité de calculer la biomasse par espèce et biomasse totale/ha. Se pratique pour inventaires ou expertises (après pollution).