Axes de recherche

Aquaculture

Les recherches en aquaculture se focalisent principalement sur les espèces de poissons d'eau douce, à la fois tempérées et tropicales. Parmi les espèces tempérées, les percidés (perche commune Perca fluviatilis et sandre Sander lucioperca) représentent les modèles biologiques principaux. Ces espèces constituent en effet des candidats préférentiels pour une diversification en aquaculture continentale européenne. Les recherches, financées dans le cadre de projets européens et belges (FNRS-FRFC), étudient les mécanismes sous-jacents impliqués dans les interactions entre nutrition des géniteurs, performances de reproduction et qualité des gamètes, avec une attention particulière sur l'influence des rapport entre acides gras essentiels à longue chaîne, dont certains constituent des sources importantes de prostaglandines et de leukotriènes, hormones impliquées dans la maturation des ovocytes. Un second axe de recherche s'intéresse aux relations entre niveau de domestication, réponses physiologiques au stress aigu et chronique des conditions d'élevage et résistance immunitaire des poissons. Des analyses de marqueurs physiologiques et immunologiques sont combinées à des réponses au niveau protéomique et génomique. Ces deux axes de recherchent associent des expérimentations in vivo et des études in vitro.

En milieu tropical, la valorisation de sous-produits d'origine végétale (tourteau de tournesol, de coton ou d'arachide) combinés à l'utilisation de déchets d'origine animale (p.ex. viscères de poulet) est testée en substitution à la farine de poisson chez des espèces siluriformes telles que Clarias gariepinus et Heterobranchus longifilis ou une espèce d'Osteoglossidé Heterotis niloticus. Ces études sont menées en partenariat avec des Universités du Bénin, du Rwanda et du Cameroun, grâce à des financements du CGRI et de la CUD. La sélection de souches d'Oreochromis niloticus adaptées à des conditions tropicales de haute altitude fait également l'objet d'investigation dans le cadre d'un projet CUD-PIC au Nord-Kivu (RDC).

• projets terminés : 16
• doctorats terminés : 1

Biochimie et physiologie comparées (axe cloturé depuis 2007)

• projets terminés : 2

Ecologie des communautés aquatiques et fonctionnement des écosystèmes

Un premier axe de recherche vise à comprendre le fonctionnement naturel et perturbé des écosystèmes aquatiques, avec un accent particulier sur les différents groupes d'organismes du plancton des eaux continentales (bactério-, phyto- et zooplancton) et sur leurs interactions au sein des réseaux trophiques. Ces recherches sont menées en milieu tempéré (grandes rivières et lacs de barrage) et tropical (grands lacs africains). Les connaissances acquises au cours des années 90 sur les interactions entre phyto- et zooplancton nous ont permis dès 2000 de compléter notre compréhension du fonctionnement par l'étude de la boucle microbienne dans les grands fleuves et dans les lacs tempérés et tropicaux. La connaissance du fonctionnement des écosystèmes nous permet d'aboutir à la modélisation mathématique des principaux flux biogéochimiques et des populations clés du fonctionnement. Ces recherches sont menées en collaboration avec le Centre Environnement de l'ULg et avec le CESAME de l'UCL. La modélisation du fonctionnement permet d'étudier les effets passés et futurs des perturbations anthropiques sur le fonctionnement global et les populations des écosystèmes considérés (ex. réchauffement des eaux de la Meuse, projets CLIMLAKE et CLIMFISH sur les effets du réchauffement climatique et des exploitations piscicoles au Lac Tanganyika, projets ECOSYKI et CAKI sur l'introduction d'espèces de poissons zooplanctonophages au lac Kivu, projets B-BLOOMS sur la prédiction des blooms de cyanobactéries dans les étangs et réservoirs en Belgique).

Deux autres projets interuniversitaires (MANSCAPE puis PONDSCAPE) étudient l'impact de l'agriculture sur le fonctionnement biologique des mares et petits plans d'eau de Belgique, avec une approche de l'ensemble des groupes biologiques présents dans ces milieux particuliers jouant un rôle majeur dans le maillage écologique et comme réservoir de biodiversité. Les niveaux de contamination par diverses catégories de xénobiotiques (métaux lourds, PCBs, pesticides, perturbateurs endocriniens) et les effets de ces substances sur quelques groupes animaux cibles sont également investigués.

Un autre axe de recherches sur ce thème est basé sur l'utilisation des organismes aquatiques comme indicateurs de la qualité de leur milieu. Dans ce domaine, les principaux projets récents s'adressent aux diatomées benthiques (ex. le projet européen PAEQANN), aux poissons (ex. les projets européens Life-IBIP et FAME) et au milieu physique des cours d'eau (contrat de rivière Dyle) dans les eaux courantes. Ces recherches relèvent en fait de l'écologie fondamentale (compréhension des relations entre facteurs environnementaux et biocénoses), avec des résultats applicables à la gestion des eaux de surface, au niveau régional (ex. projet interuniversitaire PIRENE), international (Directive Cadre sur l'Eau de la Commission Européenne) ou dans l'aide au développement (ex. projet CGRI-DRI avec l'Algérie).

Les autres projets sont plus appliqués et touchent à divers aspects de l'évaluation de l'état écologique des milieux aquatiques, en vue de leur gestion, de leur aménagement et de leur restauration (études d'impact du GIREA, projet FEDER-RW sur les lacs de l'Eau d'Heure, PIRENE, projet SAUMON 2000, surveillance écologique par les indices diatomées et poissons en relation avec la Directive Cadre sur l'Eau, en support scientifique et technique de la Région wallonne).

• projets en cours : 1
• doctorats en cours : 1
• projets terminés : 41
• doctorats terminés : 12

Ecologie génétique et évolutive (depuis septembre 2007)

Les projets de recherche menés dans cet axe implique des études approfondies de la génétique des populations. En outre, les marqueurs moléculaires ADN les plus polymorphes du type microsatellite et AFLP (amplified fragment length polymorphism) sont utilisés afin d'élucider des phénomènes évolutifs comme l'invasion d'espèces exotiques et la persistance depuis des millions d'années d'organismes asexués. Un autre projet concerne l'étude du parasitisme, du stress et de la dessiccation chez les rotifères bdelloides, organismes asexués anciens. Utilisant les marqueurs moléculaires ADN, développés durant l'étude d'analyse génétique décrite ci-dessus, nous allons tester l'hypothèse concernant la dessiccation comme source de variabilité génétique chez les asexués comme les rotifères bdelloïdes. Par ailleurs, nous voulons vérifier si des rotifères bdelloides exposés au stress, ont développé un mécanisme de défense spécifique, éventuellement un stade métabolique passif comme en dessiccation. Un autre axe de recherche très récemment initié en URBO concerne la génomique. Plus spécifiquement, une collaboration avec le Genoscope (Centre National de Séquençage) a été établie afin de séquencer le génome complet d'un rotifère bdelloide actuellement maintenu en culture par l'URBO. Ce projet permettra d'étudier les effets et retombées au niveau génomique d'une évolution asexuée de longue durée.

Ecophysiologie et écotoxicologie des organismes aquatiques

Initialement focalisées sur les stratégies de reproduction en milieu naturel ainsi que sur le contrôle endocrinien des mécanismes impliqués dans la reproduction et la croissance chez les poissons, les recherches se sont diversifiées depuis 1999 vers les mécanismes d'adaptation des organismes aquatiques vis-à-vis des xénobiotiques. Dans une première phase, les recherches se sont portées sur des aspects écotoxicologiques permettant d'acquérir rapidement des résultats dans un domaine d'actualité, à savoir l'étude des mécanismes d'action des perturbateurs endocriniens sur la physiologie de la reproduction chez les poissons. Parallèlement, de nouveaux thèmes de recherche ont été initiés dans le cadre de plusieurs doctorats, grâce à l'aide des autres unités de recherche du département de biologie (URBC, URBV et URBM). L'obtention de plusieurs financements extérieurs (FRFC, SPO) a permis d'assurer le fonctionnement scientifique tout en renforçant l'équipe de recherche avec l'engagement de plusieurs chercheurs seniors. Les recherches étudient les mécanismes d'action de diverses substances toxiques (pesticides, PCBs, antibiotiques, cyanotoxines) sur la physiologie des organismes, et les mécanismes de résistance et/ou d'adaptation mis en place par ceux-ci, en combinant des approches organismiques et physiologiques (modification histologique dans des organes cibles tels que le foie ou les gonades, régulation de la stéroïdogenèse, activités enzymatiques liées au stress oxydant, etc.) et des études au niveau moléculaire (expression du gène de l'aromatase, mécanismes moléculaires de l'induction de l'intersexe chez les poissons, expression de protéines par l'analyse protéomique, expression de récepteurs spécifiques, modifications épigénétiques). Ces études sont menées sur des modèles biologiques variés (poissons Carassius auratus, Perca fluviatilis, Gobio gobio, Cottus gobio, crustacés Penaeus monodon, amphibiens Xenopus laevis, Rana temporaria), ce qui permettra, à terme, de comparer la diversité des modes d'action dans différents groupes zoologiques. L'identification de biomarqueurs sensibles d'exposition ou de contamination constitue la base scientifique nécessaire au développement de nouveaux outils diagnostics dans le cadre d'application environnementale. C'est pourquoi les recherches se focalisent autant que possible sur des espèces « environnementales » (potentiellement sentinelles) et intègrent des études de terrain, permettant de valider à l'échelle du milieu naturel, les résultats obtenus ou à obtenir en laboratoire. L'expertise acquise par l'URBO durant les précédentes décennies au niveau de la connaissance des milieux aquatiques et des méthodes d'investigation en milieu naturel est ainsi intégrée à ce type de recherche.

• projets terminés : 7
• doctorats terminés : 3