L'impact de facteurs abiotiques sélectionnés sur le processus d'éclosion d'Artemia à travers des

Dec 19, 2023

Rapports scientifiques volume 13, Numéro d'article : 6370 (2023) Citer cet article

735 accès

1 Altmétrique

Détails des métriques

Les études actuelles sur les impacts abiotiques sur Artemia, un crustacé largement utilisé en aquaculture, et en écotoxicologie, se concentrent souvent sur l'analyse des paramètres (par exemple, taux d'éclosion, survie). Ici, nous démontrons qu’une compréhension mécaniste peut être obtenue grâce à la mesure de la consommation d’oxygène en temps réel sur une période prolongée dans une plateforme microfluidique. La plateforme permet un contrôle de haut niveau du microenvironnement et une observation directe des changements morphologiques. À titre de démonstration, la température et la salinité sont choisies pour représenter des paramètres abiotiques critiques également menacés par le changement climatique. Le processus d’éclosion d’Artemia comprend quatre étapes différentes : l’hydratation, la différenciation, l’émergence et l’éclosion. Il a été démontré que différentes températures (20, 35 et 30 °C) et salinités (0, 25, 50 et 75 ppt) modifient considérablement la durée des étapes d'éclosion, les taux métaboliques et l'éclosion. Plus précisément, la reprise métabolique des kystes d’Artemia dormants était significativement améliorée à des températures plus élevées et à une salinité modérée. Cependant, le temps nécessaire à cette reprise ne dépendait que de températures plus élevées. La capacité d'éclosion était inversement proportionnelle à la durée de l'étape de différenciation de l'éclosion, qui persistait plus longtemps à des températures et des salinités plus basses. L'approche actuelle d'investigation du métabolisme et des changements physiques correspondants peut être utilisée pour étudier les processus d'éclosion d'autres espèces aquatiques, même celles ayant un faible taux métabolique.

La concentration croissante de gaz à effet de serre provoquée par l’activité anthropique modifie le climat mondial, avec pour conséquence immédiate une hausse de la température ambiante1,2,3. Les océans du monde entier, agissant comme des puits de chaleur, absorbent la majeure partie de cette chaleur4,5. L’expansion thermique des océans résultant de l’augmentation du contenu thermique, ainsi que de la fonte des glaciers, produit une augmentation du volume des océans, ce qui a un effet direct sur la salinité de l’eau des océans6,7, qui est encore exacerbé par les changements dans le cycle mondial de l’eau8,9. . Les effets des variations de ces paramètres sur la reproduction et la santé peuvent influencer l'abondance et la répartition des différentes espèces aquatiques. Les mécanismes d'action précis de différents facteurs environnementaux changeants, tels que les facteurs abiotiques10,11 et les substances toxiques environnementales12,13, sur la réponse phénotypique de diverses espèces ont été étudiés. Ici, nous visons à obtenir une compréhension mécaniste des impacts des changements dans l’environnement abiotique sur le processus d’éclosion d’Artemia, communément appelé artémia, grâce à une surveillance en temps réel. L'artémia est un aliment vivant populaire utilisé en aquaculture en raison de sa densité nutritionnelle élevée, de sa facilité de culture et de sa taille relativement petite, ce qui rend cette espèce optimale pour faciliter l'alimentation des larves marines avec une petite ouverture buccale14,15. Il est également largement utilisé comme organisme modèle dans les études biochimiques, physiologiques, génétiques, écologiques et écotoxicologiques16,17,18. Malgré le fait que les Artemia vivent dans un environnement hypersalin qui constitue leur seul mécanisme de défense contre les prédateurs19,20, la compréhension mécaniste des effets des facteurs abiotiques sur le processus d'éclosion des Artemia peut potentiellement fournir un aperçu des effets de la modification de la température et de la salinité sur l'environnement. éclosion d'autres crustacés largement répandus dans le milieu marin, tels que les copépodes.

Les femelles Artemia développent un kyste de diapause sans activité métabolique détectable pendant le mode de reproduction par oviparité (diapause endogène)21. À ce stade de dormance, les kystes peuvent être déshydratés par séchage à l’air ou par élimination de l’eau osmotique, auquel cas les kystes sont au repos et peuvent survivre jusqu’à 28 ans22. Le métabolisme des kystes peut reprendre - et l'éclosion peut être initiée - lorsque les conditions environnementales sont favorables23, les principaux paramètres environnementaux abiotiques affectant l'éclosion étant la température et la salinité de l'eau17,24,25. Un certain nombre d'études antérieures ont étudié l'impact de ces paramètres environnementaux abiotiques sur l'éclosion d'Artemia26,27,28,29,30,31. Cependant, l'évaluation s'est limitée à la mesure du taux d'éclosion au point final de l'expérience. Par exemple, Kumar et al. ont observé que les performances d'éclosion optimales d'Artemia se produisaient à 29 ° C et à une salinité de 29 parties pour mille (ppt)26 tandis que Sharahi et al. ont trouvé que les conditions optimales étaient respectivement de 27 à 28 °C et 35 ppt30. Hasan et coll. ont montré que la proportion maximale d'Artemia éclosait lorsque la salinité et la température étaient respectivement de 30 ppt et 24 °C, et que le taux d'éclosion diminuait à mesure que la température augmentait de 24 à 32 °C tandis que la salinité se situait entre 20 et 40 ppt27. Ahmed et coll. rapporté que la salinité optimale pour l'éclosion est de 20 ppt31. Dans une autre étude réalisée par Bahr et al. Concernant l'influence de la salinité sur l'éclosion, l'éclosion optimale a été trouvée à des salinités de 60 ppt et des températures autour de 30 °C28. La variation des paramètres optimaux pourrait être due à des différences dans les paramètres de test (par exemple, exposition à la lumière25,30,32) ou à une variation des conditions environnementales (taille du conteneur, gradients de température/salinité dans les milieux en vrac).