Département Ecologie et évolution des poissons

En Europe, les centrales hydrauliques sont encore très rarement équipées de dispositifs de franchissement vers l'aval qui détournent efficacement les poissons des turbines et leur évitent ainsi d'être endommagés. Une équipe interdisciplinaire d'ingénieur∙e∙s de l'ETHZ et d'ichtyobiologistes de l'Eawag a maintenant mis au point une grille qui indique aux poissons le chemin à prendre pour gagner l'exutoire salvateur par des signaux basés sur des différences de pression et de courant. Ce système qui influence le comportement des poissons a prouvé son efficacité en conditions de laboratoire pour les jeunes saumons et les cyprinidés.

Une fiche d'information de l'Académie des sciences naturelles montre : Des quantités excessives d'azote et de phosphore sont rejetés dans l'environnement suisse. Là, ils portent un grave préjudice à la biodiversité, aux forêts et aux masses d'eau, exacerbent le changement climatique et affectent la santé humaine. Les causes sont effectivement connues.

La chercheuse Juliane Hollender et les chercheurs Ole Seehausen, Bernhard Truffer et Urs von Gunten de l’Institut de recherche sur l’eau Eawag font partie des «highly cited researchers 2020» (scientifiques les plus cités de 2020).

Une équipe de l'Eawag, l'institut des sciences et technologies de l'eau, et de l'université de Berne présente dans la revue scientifique ZooKeys sept espèces de corégones endémiques des lacs de l'Oberland bernois, dont quatre n'avaient encore jamais été décrites scientifiquement et deux n'ont été reconnues comme espèces à part entière que dernièrement. Le complexe lac de Thoune-lac de Brienz présente ainsi une diversité exceptionnelle de corégones qui, en Suisse, ne trouve d'égale, s'il en est, qu'au lac des Quatre-Cantons … et ces lacs profonds pourraient bien encore réserver quelques surprises.

L’exploration et l’exploitation des ressources maritimes mondiales sont inégalement réparties. Bien qu’un grand nombre de ces ressources proviennent de l’hémisphère sud, elles sont explorées essentiellement par un petit nombre de pays de l’hémisphère nord. En conséquence, malgré la Convention sur la diversité biologique, la plupart des bénéfices et des profits y circulent également. C’est ce que montre une analyse des publications scientifiques des 50 dernières années.

A travers une étude menée avec d'autres chercheurs d'Australie, d'Angleterre, de Tanzanie, d'Ouganda et des USA et basée sur l'analyse du génome de 100 espèces de Cichlidés africains, une équipe de l'institut de recherche sur l'eau (Eawag) et de l'université de Berne fait état de fortes différences de vitesse et de fréquence de spéciation au sein de cette famille de poissons. Les biologistes montrent comment les échanges de variantes de matériel génétique entre espèces existantes accélèrent la formation de nouvelles espèces lorsque les conditions écologiques sont favorables.

Il est possible de prédire la biodiversité, et donc l'état, des écosystèmes fluviaux. Pour ce faire, des scientifiques de l'université de Zurich et de l'Institut de recherche sur l'eau (Eawag) combinent analyses d'ADN environnemental et méthodes hydrologiques. Dans la Thur, étudiée à titre d'exemple, ces prédictions leur ont permis d'identifier les zones à protéger afin de pourvoir mettre en place des mesures de sauvegarde adaptées.

Les hybrides interspécifiques peuvent présenter des phénotypes transgressifs qui leur permettent d'explorer de nouvelles niches écologiques.

Le lac Victoria abrite près de 500 espèces de cichlidés. La nature de celles qui peuvent coexister dans un même lieu dépend de l'influence individuelle des gènes codant pour des traits importants pour le choix du partenaire. C'est ce qu'a découvert une équipe de recherche de l'Eawag et de l'université de Berne.

126 chercheurs suisses, dont 6 de l'Eawag, veulent attirer l'attention de leurs  compatriotes en Suisse sur quelques faits scientifiques montrant le lien entre l’émergence de pandémies et l’environnement naturel.

L'utilisation de connaissances issues de différentes disciplines est essentielle pour trouver les solutions intégratives nécessaires à la résolution de problèmes environnementaux complexes. Les activités humaines ont un impact sans précédent sur les écosystèmes mondiaux, entraînant la disparition d'espèces et des changements fondamentaux dans les environnements sélectifs des organismes tout au long de l'arbre de la vie.

Pour comprendre comment les organismes évoluent, s'adaptent à de nouveaux habitats et comment de nouvelles espèces apparaissent, il est important de pouvoir comparer les séquences d'ADN de différents individus et organismes. Dans le meilleur des cas, des ressources génétiques spécifiques aux espèces sont disponibles à cette fin.

Cette revue présente l'étonnante variation des mécanismes anatomiques et moléculaires du système visuel des poissons et la façon dont ils fonctionnent pour répondre à leurs besoins visuels.

ABCD: tous les continents (all continents), rapport équilibré des genres (balanced gender), transport à faibles émissions de carbone (low carbon transport) et divers contextes (diverse backgrounds). Ce sont ces critères qui doivent prévaloir pour les conférences scientifiques de l’avenir.

Les parasites peuvent avoir de fortes interactions éco-évolutives avec leurs hôtes. Par conséquent, ils peuvent contribuer à la diversification des hôtes. La radiation des cichlidés du lac Victoria est un bon modèle pour étudier le rôle des parasites dans les premières étapes de la spéciation. Nous avons étudié les schémas d'infections macroparasitaires dans une communauté de 17 cichlidés sympatriques provenant d'une radiation récente et de deux espèces plus anciennes de deux lignées non radiatives afin d'explorer la possibilité d'une spéciation médiée par les parasites.

L'une des caractéristiques des radiations de cichlidés d'Afrique de l'Est est l'évolution rapide de l'isolement reproductif qui est robuste à la sympatrie totale de nombreuses espèces étroitement apparentées. La théorie prévoit que la persistance des espèces et la spéciation en sympatrie avec flux de gènes sont facilitées si des loci à grand effet ou à liaison physique (ou pléiotropie) sous-tendent les traits impliqués dans l'isolement reproductif.

Seasonal spatio-temporal variation in habitat quality and abiotic conditions leads to animals migrating between different environments around the world. Whereas mean population timing of migration is often fairly well understood, explanations for variation in migratory timing within populations are often lacking.

Dans les lacs d’Afrique orientale vivent notamment un grand nombre d’espèces différentes de cichlidés. Cette diversité s’est développée entre autres grâce aux hybrides qui ont réussi à conquérir de nouvelles niches écologiques dans leurs habitats. C’est ce qu’ont découvert des scientifiques de l’Institut de Recherche de l’Eau de l’Eawag et de l’université de Berne.

Dans les lacs et les rivières du Groenland vivent sans doute des centaines d’espèce d’ombles chevaliers. C’est ce que présume une équipe de l’Institut de Recherche de l’Eau de l’Eawag et de l’université de Berne, qui a découvert dans le bassin versant du fleuve Equalit la plus grande diversité d’espèces d’ombles chevaliers lacustres connue à ce jour.

Das Sehvermögen spielt eine ausserordentlich wichtige Rolle im Leben der meisten Knochenfische und es ist anzunehmen, dass es sehr gut an die jeweilige Ökologie und das Verhalten jeder Spezies angepasst ist.

Dans les écosystèmes aquatiques, les mollusques et les plantes aquatiques filtrent et épurent l'eau, si bien que le développement algal reste habituellement modéré. Des essais menés dans les étangs expérimentaux de l'Eawag montrent cependant que cet équilibrage peut être mis en échec lorsque les deux filtreurs coexistent.

De nouvelles espèces peuvent apparaître rapidement lorsqu’elles colonisent de nouvelles niches. Mais les mutations génétiques sont rares, aussi comment une spéciation écologique si rapide est-elle possible ? Les écotypes fluviaux et lacustres d’épinoches qui sont apparus depuis peu dans le lac de Constance apportent une réponse surprenante à cette question.

Un aperçu du travail d'un neurobiologiste moléculaire et de la manière dont les poissons peuvent communiquer visuellement entre eux.

Lorsque des animaux migrent dans un écosystème, celui-ci se métamorphose pour une courte période en un pays de cocagne pour les prédateurs. Mais dans l’écosystème que les animaux ont quitté, les réseaux trophiques changent aussi du fait de leur absence. C’est ce que montre pour la première fois une nouvelle étude sur les migrations locales de poissons en Europe septentrionale.

Depuis la dernière période glaciaire, les épinoches ont réussi à coloniser depuis la mer de nombreuses eaux douces. Des analyses génétiques effectuées par des chercheurs de l’Eawag, de l’université de Berne et du National Institute of Genetics à Shizuoka (Japon) montrent qu’elles y sont parvenues grâce à des copies supplémentaires d’un gène du métabolisme.

Patterns of animal migration and the ecological forces that shape them have been studied for centuries. Yet ecological impacts caused by the migration, such as altered predator–prey interactions and effects on community structure, remain poorly understood. This is to a large extent due to the scarcity of naturally replicated migration systems with negative controls, that is, ecosystems without migration. In this study, we tested whether partial migration of certain species within the overall prey community affects foraging ecology of top predators and thereby alters energy pathways in food webs.

Vertebrate vision is accomplished through light-sensitive photopigments consisting of an opsin protein bound to a chromophore. In dim light, vertebrates generally rely on a single rod opsin [rhodopsin 1 (RH1)] for obtaining visual information. By inspecting 101 fish genomes, we found that three deep-sea teleost lineages have independently expanded their RH1 gene repertoires.

Grâce à un recensement systématique de la faune piscicole des cours d'eau, le « Progetto Fiumi » a permis d'inventorier plus de quarante espèces de poissons. L'équipe de l'Eawag a par ailleurs observé une diversité encore mal cernée jusque là au sein même des espèces. Le projet livre donc de nouvelles bases pour la protection de la diversité écologique et génétique des poissons.

Speciation is often thought of as a slow process due to the waiting times for mutations that cause incompatibilities, and permit ecological differentiation or assortative mating. Cases of rapid speciation and particularly cases of rapid adaptive radiation into multiple sympatric species have remained somewhat mysterious.

The contemporary genomic diversity of viruses is a result of the continuous and dynamic interaction of past ecological and evolutionary processes. Thus, genome sequences of viruses can be a valuable source of information about these processes. In this review, we first describe the relevant processes shaping viral genomic variation, with a focus on the role of host–virus coevolution and its potential to give rise to eco-evolutionary feedback loops.

Lorsque l’équilibre des écosystèmes se rompt brutalement, cela peut être catastrophique pour les êtres humains et la biodiversité. Jusqu’à présent, nos connaissances du rôle de l’évolution dans ces processus sont étonnamment limitées. Une équipe de chercheurs à laquelle participait l’Eawag vient de publier dans « Nature Ecology & Evolution », des approches sur la manière d’étudier ces questions complexes. 

Rishi De-Kayne und Philine Feulner untersuchen die genetische Basis der spektakulären Felchen Radiation in den Schweizer Seen. Um das zu tun, sind neue genetische Tools essentiell. Ein solches Tool ist die neue Linkage Map, die sie in der Zeitschrift G3 publiziert haben.

Diese Studie liefert eine genomische Analyse (basierend auf 16,173 RAD Loci) der alpinen Felchen des Walensees und des Zürichsees. Philine und Ole zeigen, dass es mit so vielen Markern möglich ist, sympatrische Felchenarten eindeutig zu unterscheiden. Dies ermöglichte ihnen dann, zu zeigen, dass in beiden Seen die Populationen von unterschiedlichen, aber ökologisch ähnlichen, Felchen Arten nach einer Periode der Eutrophikation zurückgingen.

Des biologistes de l'Eawag et de l'université de Berne ont découvert une nouvelle espèce de poisson dans le complexe des lacs de Thoune et de Brienz. La nouvelle espèce, provisoirement baptisée «Balchen 2», se distingue des cinq autres espèces de corégones répertoriées dans le lac de Thoune sur le plan morphologique, écologique et génétique. Il faut aller dans le lac russe d'Onega, 200 fois plus grand, pour rencontrer une plus grande diversité de corégones.

Le réchauffement climatique n’est pas le seul responsable des changements dans la température de l’eau des lacs, des fleuves et des autres corps d’eau. Son utilisation à des fins de chauffage et de refroidissement contribue aussi à la hausse ou à la baisse de la température de l’eau. Cela dit, l’impact de telles variations de température sur les écosystèmes aquatiques n’a pas encore fait l’objet de nombreuses études. C’est à cette conclusion qu’aboutit une étude bibliographique de l’Eawag et de l’Université de Berne.

L’observation de longue durée des grandes rivières suisses se fait depuis bientôt 45 ans. Une évaluation des séries chronologiques montre que le changement climatique s’accompagne aussi de modifications des processus géochimiques. C’est ainsi que l’on a enregistré une hausse des concentrations de bicarbonate dans la plupart des stations. À l’origine de ce phénomène, il y a non seulement la hausse des températures, mais aussi la charge en nutriments dans les lacs et le taux d’acidité des sols. En revanche, après un pic atteint à la fin des années 1980, les concentrations d’azote sont en recul. Cela s'explique par la réduction de l'apport d'azote dans l'agriculture et...

La famille des cichlidés fait partie de celles qui comptent le plus d’espèces – et en engendre sans cesse de nouvelles. Cette lignée de poissons aux couleurs chatoyantes se développe à une telle vitesse que les chercheurs de l’Eawag ont pu suivre leur évolution pour ainsi dire de leurs propres yeux.

Genetische "linkage maps" sind essential für komparative Genomik. In dieser Studie haben wir Marker via "restriction-site associated DNA (RAD) sequencing" identifiziert und genotypisiert und so eine genetische "linkage map" erstellt, die auf 1,597 SNP Marker einer interspezifischen F2 Kreuzung zweier nah verwandten Lake Victoria Cichliden (Pundamilia pundamilia und P. sp. ‘red head’) basiert.

Wie schnell können sich Organismen an ein neues Habitat anpassen? Um diese Frage zu beantworten hat Tom Reimchen von der Universität Victoria, Kanada, 1993 ein Selektionsexperiment angesetzt und Dreistachlige Stichlinge aus einem grossen See für 19 Jahre in einem kleinen Teich evoluieren lassen.

Kay Lucek und Kollegen haben herausgefunden dass innerhalb des Aare Einzugsgebietes die Populationen von geographisch weit entfernten Seen näher miteinander verwandt sind, als mit den nahen Flusspopulationen. Dieses Muster ist eher konsistent mit zwei unterschiedlichen Kolonisierungswellen als mit parapatrischer ökologischer Artbildung nach einer einzigen Kolonisierungswelle.

Biologische Systeme bestehen aus ökologischen und evolutionären Prozessen, die innerhalb und zwischen den Hierarchieebenen interagieren. Es gibt jedoch nur wenige quantitative Rahmen zur Erforschung der komplexen Dynamik biologischer Systeme, wenn zwischen den einzelnen Ebenen der Hierarchie Abhängigkeiten bestehen.

Des micro-organismes vivant en symbiose peuvent infiltrer les agents de lutte biologique en protégeant leur hôte contre les agresseurs. Les organismes hôtes peuvent même transmettre à leur descendance ces passagers qui leur sont utiles. Les scientifiques n’ont jusqu’à présent guère pris en compte ce phénomène ; ils peuvent cependant le contrecarrer grâce à de nouveaux résultats de recherche.

Le lac Victoria, en Afrique orientale, est connu pour sa grande biodiversité. Mais un grand nombre de poissons, de mollusques, de crustacés et de plantes aquatiques sont menacés. C’est ce que montre un rapport récemment publié par l’Union internationale pour la conservation de la nature (UICN), auquel l’Eawag a également contribué.

Moritz Muschick und Kollegen haben Sediment-Bohrkerne aus dem Viktoriasee nach Fossilien in Schichten vor und nach der Austrocknung des Sees durchsucht, um die Hypothese des "priority effect" zu testen.

Wenn die einzellige Alge Chloralla variablis und ihr für sie tödlicher Kontrahent, das Chlorovirus, miteinander ringen, kommt in verschiedenen identischen Versuchen immer wieder das Gleiche raus: Nach wiederholten Phasen des Zusammenbruchs und der Wiederbesiedelung sind die meisten Algenzellen in jedem wiederholten Versuch gegen den Erreger resistent.

Joana Meier reçoit le prix de la faculté 2017 de l'Université de Berne pour la meilleure thèse en biologie. Le titre de la thèse est "The role of hybridization in adaptive radiation : Genomic insights from Lake Victoria cichlids".

Jacco van Rijssel, Florian Moser, David Frei und Ole Seehausen haben ein neues paper in Proceedings of the Royal Society B über den Einfluss von disruptiver Selektion auf den Arbildungsprozess mit Genfluss publiziert. Sie fragen, ob Unterschiede in aktueller divergenter ökologischer Selektion, Unterschiede in genetischer Divergenz zwischen sympatrischen Arten erklären können. Dies haben sie untersucht, indem sie sieben Art-Paare, die in verschiedenen Phasen der Artbildung sind, verglichen haben.

Dies ist eine sehr interessante Blog Serie des theoretischen Ökologen Hari Sridhar. Er interviewt Autoren von bekannten Publikationen in Ökologie und Evolution, um etwas über die Entstehung der Publikation, den Einfluss der Publikation auf die Karriere des Autors und seine Forschung und darüber, was der Autor heute über den Inhalt der Publikation denkt, herauszufinden.