Canopée - bulletin sur l'environnement en Afrique centrale





QUAND LES POISSONS
APPORTENT LEUR PIERRE...
ET LEUR SIGNAUX ELECTRIQUES

 

(Article paru dans Canopée n° 19 - Janvier 2001)

Pour la connaissance de la biodiversité, chaque groupe d'espèces à son mot à dire.
A condition d'être étudié ...

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Sommaire numéro









Le fleuve Ogooué près de la Lopé

Difficiles à observer, et particulièrement méconnus, les poissons d'eau douce, qui constituent pourtant l'un des groupes les plus riches parmi les vertébrés, sont rarement présents au hit parade des espèces à préserver pour la conservation de la biodiversité . De nouvelles espèces de poissons sont régulièrement découvertes et décrites, particulièrement en Afrique centrale (Teugels et Guégan, 1994), contrairement aux mammifères et aux oiseaux dont la découverte de nouvelles espèces constitue un événement exceptionnel. Pourtant l'imparfaite connaissance des espèces de poissons, et l'absence de données sur leur distribution et leur abondance rendent toute prise de décisions difficile pour leur conservation (Lundberg et al, 2000).

Dans cet article, nous espérons attirer l'attention sur un groupe de poissons d'eau douce qui possédait, il y a peu, un nombre surprenant d'espèces encore inconnues; et par là-même, sensibiliser des biologistes qui développent des stratégies pour évaluer et protéger la biodiversité.

L'Afrique centrale est une région connue en tant que "province ichtyofaunique de la Basse-Guinée" et comprend, au Gabon, le système du fleuve Ogooué, le plus grand fleuve entre le Niger et le Congo. Actuellement, il n'existe aucun guide compréhensible pour les poissons de cette région, ou de clé pour les identifier. Par ailleurs, de nombreuses zones demeurent très peu ou pas inventoriées.

Les études scientifiques sur les poissons d'eau douce ont débuté il y a environ 130 ans lorsque les premiers explorateurs américains et européens de la région tels que Paul du Chaillu, R.B.N. Walker, Mary H. Kingsley et Alfred Marche envoyèrent des collections de poissons aux plus grands ichtyologistes de l'époque. Parmi ceux-ci, Théodore Gill de l'Académie des sciences naturelles de Philadelphie, Albert Günther du British Museum de Londres, et H.E. Sauvage du Museum d'histoire naturelle de Paris. Albert Günther estimait que les espèces de poissons du fleuve Ogooué collectées par M. Kingsley doubleraient les 51 espèces connues à l'époque (Günther, 1896 et voir Mary Kingsley).

Un siècle plus tard, les 184 espèces identifiées dans l'Ogooué (CLOFFA, Daget et al., 1984, 1986, 1991) représentent quasiment le double de ce qu'avait prévu Günther. Ce chiffre est encore probablement sous-estimé car la faune aquatique de l'Ogooué demeure moins connue que celle des autres fleuves d'Afrique (Lévêque, 1997). Un récent travail effectué dans les bassins des fleuves Ogooué et Ntem apporte la certitude que plusieurs espèces de poissons restent à découvrir.

Les mormyres utilisent l'électricité
pour localiser et communiquer

Nos recherches ont concerné une étonnante famille de poissons dénommés Mormyridae, ou de façon plus commune, les poissons électriques. Les collectionneurs du XIXe siècle, comme Mary Kingsley, ont trouvé environ huit espèces de mormyres provenant du Gabon; ils n'ont cependant jamais su que ces poissons produisaient de faibles impulsions électriques grâce à des organes musculaires situés dans leur queue. Ce n'est en effet qu'à partir des années 1950 qu'un zoologue de Cambridge, Hans Lissmann, a mis en évidence leurs signaux avec un amplificateur et un oscilloscope (Lissmann, 1951).

Les Mormyridae localisent, par signaux électriques, des objets dans leur environnement, d'abord en générant un courant électrique puis en captant celui-ci grâce à des électrorécepteurs placés sous leur peau. En se déplaçant, ils perçoivent des distorsions dans le champ électrique. La localisation par signaux électriques nécessite une énergie cérébrale considérable; c'est pourquoi le cerveau du poisson électrique est beaucoup plus grand que celui des autres poissons, et est proportionnellement à son poids, plus ou moins semblable à celui de l'homme.

L'électroréception permet aux mormyres de trouver à manger et de naviguer efficacement dans leur environnement aquatique. Ils sont très actifs de nuit, lorsqu'il y a moins de prédateurs. La décharge d'organe électrique, ou DEO, consiste en une petite pulsion d'une durée variant entre 0,5 à 10 millièmes de seconde. Cela se répète à un taux variable, selon le degré d'activité du poisson. On peut considérer que plus le poisson émet de DEO dans une période donnée, plus il acquiert " d'images " de son environnement.

Les Mormyridae utilisent également les décharges et les électrorécepteurs pour la communication sociale. Concernant une espèce, les caractéristiques de variations de DEO sont souvent fixées de façon stéréotypée. Les variations de DEO diffèrent souvent entre les mâles et les femelles; et la durée des DEO entre différentes espèces sympatriques varie souvent considérablement, ainsi que le nombre de phases positives et négatives, et leur durée. En recevant les DEO d'un autre poisson, un mormyre est capable de distinguer le sexe, l'individu et l'espèce de celui qui émet (voir Hopkins, 1986). Cela est très important dans la mesure où de nombreuses espèces partagent souvent le même habitat. Ces poissons utilisent des modulations de DEO pour la parade nuptiale, comme signaux de menace, d'alarme ou toute autre fonction sociale.

C'est un système riche et varié qui rivalise parfaitement avec les moyens de communication chez les autres espèces, à savoir la vision, l'odorat et le son.


Avec les nasses traditionnelles, l'équipe de chercheurs de l'université de Cornell a trouvé un moyen efficace pour capturer les mormyres depuis le bord du fleuve Ogooué, près de Lambaréné.














Un laboratoire de terrain est installé pour enregistrer les signaux électriques des poissons et pour collecter des échantillons de tissus pour les analyses d'ADN ultérieures.

La découverte de nouveaux Mormyridae
et d'un essaim d'espèces

Il a été décrit environ 200 espèces de ces remarquables poissons qui sont endémiques à l'Afrique. A partir du fleuve Ogooué, 22 espèces ont été répertoriées (CLOFFA &endash; Daget et al. 1984, 1986, 1991); mais avec des outils naguère inconnus des premières générations d'ichtyologistes, il est maintenant possible d'effectuer une estimation plus réaliste de la diversité des Mormyridae dans le bassin de l'Ogooué. Lors de la recherche de nouvelles espèces, les DEO des mormyres ont été enregistrés et comparés. En utilisant une technologie basée sur l'ADN et une analyse phylogénétique, le degré de différenciation génétique entre les populations géographiquement isolées a pu être déterminé. Ont également été établis la relation généalogique parmi les espèces, les modèles géographiques d'endémisme, et des éclaircissements ont été apportés dans l'histoire évolutive de leurs organes électriques (Alves-Gomez et Hopkins, 1997 ; Lavoué, 2000; Sullivan, 2000).

L'étude a été axée sur un groupe de Mormyridae du Gabon, appartiennant actuellement au genre Brienomyrus, particulièrement diversifié. Au sein de ce groupe, nos travaux nous ont permis de rassembler ce que nous pensons être 28 nouvelles espèces, sur la base de différents DEO et de différentes morphologies (certaines apparaissent sur la photo page 17). Lorsque ces espèces seront formellement répertoriées, leur nombre aura plus que doublé ! Il s'agit là de ce qui est connu comme un cas d'essaim d'espèces.

La radiation des espèces de Mormyridae dans une zone géographique relativement restreinte nous rappelle les espèces de Cichlidae de la région des Grands Lacs d'Afrique de l'est. Le comment et le pourquoi de la présence des Mormyridae dans cette partie spécifique d'Afrique seront étudiés au cours des années à venir. Actuellement, nous effectuons des recherches sur leur phylogénie à partir de séquences génétiques d'origine nucléaire et mitochondriale. Pour estimer le degré de différenciation génétique entre les populations, un étudiant chercheur, Matthew Arneguard, est en train de développer des indicateurs, et recherchera si certains Brienomyrus sympatriques que l'on ne peut distinguer morphologiquement, mais avec différents DEO, sont des espèces différentes ou simplement des morphes.

Identifier une région importante pour
l'évolution des Mormyridae

Même si les critères phylogénétiques étaient considérés pour l'élaboration des stratégies de conservation (Erwin, 1991; Stiassny, 1992), il manquerait des données phylogénétiques pertinentes pour les poissons et pour d'autres organismes dans des régions comme l'Afrique centrale. Le travail effectué sur les mormyres en est un contre-exemple. Une analyse phylogénétique des Brienomyrus du Gabon révèle que les espèces les plus proches de ces poissons sont celles qui sont endémiques à l'Ogooué-Ivindo et au fleuve Ntem du Cameroun. Ainsi, la région connue comme un centre de diversité pour ce groupe de poissons, pourait vraisemblablement être le centre d'origine. Ce "foyer" de biodiversité pour les mormyres se trouve dans une région dont l'importance a également été reconnue pour l'évolution des cichlidés (Thys Van den Audenaerde, 1966) et pour sa diversité en cyprinidontiformes. La protection de cette région deviendrait nécessaire si de futures études phylogénétiques démontraient l'importance de cette zone pour l'évolution d'autres groupes de poissons.

La grande forêt de Minkébé, que le gouvernement gabonais vient de protéger, est à cheval sur les bassins de ces deux fleuves, exactement au centre de cette région.

Le Brienomyrus démontre l'intérêt des études biotiques et systématiques des poissons en Afrique centrale. La découverte de nouvelles espèces est certes importante, mais il est tout aussi fondamental d'améliorer notre connaissance de la distribution des espèces, et de leur généalogie. Sans ces données de base, nous sommes incapables de jauger l'effet des activités humaines telles que l'introduction d'espèces exotiques ou le déboisement sur l'état de

l'environnement aquatique, et encore moins d'identifier les zones nécessitant des actions de conservation. Le WWF-CARPO à Libreville a tenu en avril 2000 un atelier pour établir les priorités de conservation dans les écorégions d'Afrique centrale, démontrant une prise de conscience du besoin d'inclure les poissons d'eau douce dans la formulation des stratégies de conservation de la biodiversité à long terme.

Nous ne pouvons qu'approuver cette initiative et souhaitons que, dans un proche avenir, des modèles d'endémisme concernant d'autres groupes de poissons, révélés par leur distribution et des données phylogénétiques, soient disponibles pour être pris en considération par les biologistes lors de la définition des priorités pour la conservation.

J. P. Sullivan & C. D. Hopkins
Cornell University
Department of Neurobiology and Behavior USA

email : CDH8@cornell.edu

website : www.nbb.cornell.edu/neurobio/hopkins/mkingsley.html

    Bibliographie

 


Sommaire du Canopée N°19

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L'ARBRE ET LE PIGEON, OU LE PIGEON ET L'ARBRE ? - LA VEGETATION DU PARC NATIONAL DE MONTE ALEN -
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( ECOFAC )