(megaptera novaeangliae)de madagascar

Rapport de stage de Master 2
Océanographie, spécialité Biologie Ecologie Marine
Institut Méditerranéen d’Océanologie
Aix- Marseille Université
Campus de Luminy – case 901
13288 Marseille Cedex 9
ANALYSE GENETIQUE DES BALEINES A BOSSE
(MEGAPTERA NOVAEANGLIAE) DE MADAGASCAR
Loriane MENDEZ
Janvier - Juin 2013
Encadrants : Jean-Luc Jung et Eléonore Méheust
Laboratoire BioGeMME
(Biologie et Génétique des Mammifères Marins dans leur Environnement)
Université de Bretagne Occidentale
29200 Brest
©Bryce Groark

SOMMAIRE
Remerciements ............................................................................................................................ 3
Introduction ................................................................................................................................. 4
Matériel et méthodes ................................................................................................................... 9
Collecte des prélèvements .................................................................................................................. 9
Extraction de l'ADN ........................................................................................................................... 11
Sexage moléculaire ........................................................................................................................... 11
Amplification et séquençage de la région de contrôle de l'ADN mitochondrial .............................. 12
Analyse du polymorphisme de la région de contrôle de l’ADN mitochondrial ................................ 13
Amplification des microsatellites ...................................................................................................... 14
Analyse du polymorphisme des microsatellites ............................................................................... 15
Mise en relation avec les formations sociales .................................................................................. 15
Résultats .................................................................................................................................... 16
Echantillonnage ................................................................................................................................. 16
Extraction de l'ADN ........................................................................................................................... 16
Sexage moléculaire ........................................................................................................................... 16
Polymorphisme de la région de contrôle de l'ADN mitochondrial ................................................... 17
Polymorphisme des microsatellites .................................................................................................. 21
Mise en relation avec les formations sociales .................................................................................. 22
Contrôles qualité expérimentaux ..................................................................................................... 23
Discussion .................................................................................................................................. 25
Echantillonnage ................................................................................................................................. 25
Biais du sex-ratio en faveur des mâles .............................................................................................. 25
Diversité génétique élevée ............................................................................................................... 25
Structure génétique d'après la région de contrôle de l'ADN mitochondrial .................................... 27
Pas de structure génétique d'après les microsatellites .................................................................... 28
Fidélité au site de reproduction et flux de gènes ............................................................................. 29
Génétique et structure sociale .......................................................................................................... 30
Conclusion & Perspectives .......................................................................................................... 31
Bibliographie .............................................................................................................................. 33
Résumé ...................................................................................................................................... 38
Abstract ..................................................................................................................................... 38

REMERCIEMENTS
Je tiens à remercier en tout premier lieu Jean-Luc Jung d'avoir eu foi en ma candidature pour intégrer
l'équipe de recherche qu'il dirige. Ce stage m'a énormément appris et restera pour toujours un excellent
souvenir.
Merci à Eléonore, une personne pleine de qualités, qui m'a pris sous son aile à mon arrivée. Je remercie
aussi Eric, roi des marsouins, qui s'est toujours montré disponible pendant la rédaction de sa thèse.
Merci à François-Gilles pour les aspects statistiques.
Cette étude fait partie d'un projet pluridisciplinaire intitulé BaoBab et mené par Olivier Adam (Centre de
Neurosciences, CNRS-Université Paris Sud), auquel participent notamment Laurène Trudelle et Jean-
Benoit Charrassin (LOCEAN UMR 7159, MNHN Université Paris VI), Francois Xavier Mayer (association
Cétamada, Madagascar) et Salvatore Cerchio et Howard Rosenbaum (Wildlife Conservation Society, NY,
USA). Ce projet est basé sur des observations visuelles et acoustiques et des suivis par balise Argos.
Toutes ces données sont complétées par des campagnes de prélèvements de biopsies afin de permettre
des analyses de génétique, menées par le Laboratoire BioGeMME. Je remercie Olivier Adam, à la base du
projet. Merci aussi à Laurène d'être venue une semaine au laboratoire afin de recouper les résultats
génétiques avec les informations comportementales notées sur le terrain. Merci à l'association
Cetamada et l'association SPM Frag'Iles pour les prélèvements.
Merci à Joelle Creff, Cédric Le Maréchal et Claude Ferec de m'avoir accueillie pour les séquençages des
microsatellites.
Merci également à tous les enseignants de la licence "Biologie des Organismes et des Ecosystèmes" de
Nice et du master "Biologie Ecologie Marine" de Marseille. Leurs cours ont renforcé jour après jour ma
volonté de travailler dans la recherche en milieu marin.
Une grande dédicace pour mes collègues stagiaires. Sabrina, je n'oublierai pas nos "tea time" ! Charlène,
pour nos discussions "diététique et sport" et tout simplement pour ta présence et ton soutien pendant
ces 5 mois. Et enfin Maeva, nouvelle source d'énergie et de bonne humeur pour la fin de mon stage !
Une énorme pensée pour toute ma famille. Merci infiniment aux personnes les plus exceptionnelles qu'il
soit : mes parents, qui me soutiennent jour après jour et me permettent de poursuivre mes rêves.
Enfin, merci à mon chéri. Mon parcours ne facilite pas notre relation et pourtant cette dernière est la
plus belle que l'on puisse imaginer.

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INTRODUCTION
Le taux d'extinction actuel des espèces excède largement celui constaté jusqu'alors dans
l'histoire de l'évolution de la planète (Smith et al., 1993). On parle de "sixième extinction
massive" (Leakey & Lewin, 1995). Contrairement aux extinctions précédentes, celle-ci est
principalement due aux activités humaines (IUCN, 2012). Dans un contexte de préservation de la
diversité biologique, l'étude de l'écologie des espèces est alors nécessaire à la mise en place de
mesures de gestion adaptées pour leur conservation. Les études géographiques ciblées
représentent des pièces du puzzle de la compréhension globale de l'écologie des espèces. Elles
permettent de mieux comprendre certains mécanismes à fine échelle et facilitent la
concentration des moyens, permettant le déploiement simultané de différentes approches
scientifiques. La mise en perspective des données complémentaires les unes avec les autres
favorise une meilleure interprétation et compréhension des résultats.
La baleine à bosse Megaptera novaeangliae (Borowski, 1781) est une espèce de cétacés
cosmopolite appartenant au sous-ordre des mysticètes et à la famille des Balaenopteridae
(Gray, 1864). Elle mesure en moyenne 13 à 15 mètres de long (Chittleborough, 1965 ; Mikhalev,
1997) et se distingue par de longues nageoires pectorales, une coloration dorsale sombre, une
face ventrale de la nageoire caudale propre à chaque individu et un chant très élaboré
(Clapham, 2002). Le rostre et la mâchoire inférieure sont couverts de follicules pileux formant
de petites protubérances. La baleine à bosse doit son nom à la manière dont elle arque le dos
avant de plonger, en ne laissant apparaitre que la forme bossue de sa nageoire dorsale. Il s'agit
d'une espèce très mobile qui effectue des migrations annuelles entre les hautes latitudes où elle
se nourrit et les eaux tropicales et subtropicales où elle se reproduit et met bas (Mackintosh,
1942). Lors de ces migrations, elle parcourt des distances considérables pouvant atteindre plus
de 8 000 kilomètres (Stone et al., 1990 ; Stevick et al., 2010). Il semble que les individus
reviennent chaque année sur le site d'alimentation où ils se sont rendus la première année
auprès de leur mère (Clapham & Mayo, 1987). Sur les sites d'alimentation, les individus
semblent privilégier des hot-spots et sont observés seuls ou dans des petits groupes qui se
forment et se dispersent rapidement (Whitehead, 1983 ; Weinrich & Kuhlberg, 1991). Des
comportements de nourrissage collectif sont parfois observés (Sharpe, 2001). Sur les sites de
reproduction, leur comportement est dirigé par un système reproducteur de type "polygynie"

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(Clapham, 1996) où les mâles peuvent s'accoupler avec plusieurs femelles. Celles-ci donnent
naissance à un baleineau tous les 2-3 ans (Chittleborough, 1958), généralement de pères
différents (Clapham & Palsbøll, 1997). Les femelles ne migrent apparemment pas
systématiquement chaque année vers les sites de reproduction (Craig & Herman, 1997). Il en
résulte un sex-ratio en faveur des mâles, qui se retrouvent en compétition pour un accès aux
femelles en nombre limité (Tyack & Whitehead, 1982). En période de reproduction, les baleines
à bosse sont observées dans différents types de groupes pouvant aller de 2 individus (Mobley &
Herman, 1985) à une dizaine d’individus. Les groupes de plus de 2 individus sont constitués
d'une femelle (individu focal) et d'un ou plusieurs mâles qui peuvent entrer en compétition pour
la femelle. L'escorte principale est le mâle le mieux placé auprès de la femelle et les autres sont
les escortes secondaires, appelés challengeurs dès lors qu'ils essaient de prendre la place de
l'escorte principale (Clapham et al., 1992). Toutes les associations (hormis celles des mères et de
leur baleineau) sont temporaires (Mobley & Herman, 1985). Les baleines à bosse d'un
hémisphère ne semblent pas se mélanger avec celles de l'autre hémisphère. Les individus de
l'hémisphère sud se reproduisent dans les eaux tropicales pendant que ceux de l'hémisphère
nord se nourrissent dans les hautes latitudes. La situation inverse est observée 6 mois plus tard
avec le changement de saisons. On parle alors de "distribution antitropicale" (Davies, 1962).
La chasse à la baleine durant le 20ème siècle a réduit la population mondiale de baleines à bosse
à moins de 10 % de sa taille originale (Tønnessen & Johnsen, 1982). Au total, plus de 200 000
individus ont été tués dans l'hémisphère sud (Clapham & Baker, 2002). La Commission
Baleinière Internationale (CBI), établie en 1948 afin de réglementer la chasse à la baleine,
encouragea la chasse industrielle durant ses 30 premières années. Ce n'est qu'en 1966 que la
baleine à bosse fut classée en tant qu'espèce protégée, à la demande de la CBI. En 1985, un
moratoire international interdisant la chasse des grands cétacés à des fins commerciales fut mis
en œuvre. La mise en place par la CBI en 1994 d'un sanctuaire baleinier sur 50 millions de km²
autour de l’Antarctique s'est avérée d’une importance capitale pour le rétablissement des
populations de baleines. En 2008, la baleine à bosse est passée de la catégorie "vulnérable" à
celle de "préoccupation mineure" d'après l'évaluation de l'Union Internationale pour la
Conservation de la Nature (UICN), à l'exception des populations d’Océanie et du golfe Persique.
Malgré un cycle de reproduction long, les baleines à bosse répondent positivement aux mesures
de protection et à l'arrêt de la chasse, et la tendance de la population mondiale est en hausse
(UICN, 2012). Cependant, la population mondiale est encore loin de ses effectifs initiaux et reste