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The European eel Anguilla anguilla is a catadromous fish with a large scale migration loop between the tropical open ocean spawning ground in Sargasso sea and the continental growth habitats in the European and North African area (Tesch 2003). In the last 30 years, drastic declines of abundance have been observed. The European eel (Anguilla anguilla) is currently considered as critically endangered of extinction by the International Union for Conservation of Nature (ICES).Our study shows the importance of using a no a priori method in pilot studies. Thanks to this approach, we discovered unexpected and idiosyncratic phenotypic traits implicated in the process of crossing the water obstacles. We found patterns in distribution of persistent molecular phenotypes related to cognitive traits as well as different climbing tendencies in fish sampled along an impounded watercourse. The ecological implication of our results is discussed., (trad auto)Anguilla anguilla anguilla est un poisson catadrome qui migre en boucle à grande échelle entre la frayère tropicale de la mer des Sargasses et les habitats de croissance continentaux de la zone européenne et nord-africaine (Tesch 2003). Au cours des 30 dernières années, on a observé des baisses drastiques de l'abondance. L'anguille européenne (Anguilla anguilla anguilla) est actuellement considérée comme en danger critique d'extinction par l'Union internationale pour la conservation de la nature (CIEM) et notre étude montre l'importance d'utiliser une méthode a priori dans les études pilotes. Grâce à cette approche, nous avons découvert des traits phénotypiques inattendus et idiosyncrasiques impliqués dans le processus de franchissement des obstacles aquatiques. Nous avons trouvé des tendances dans la distribution des phénotypes moléculaires persistants liés aux traits cognitifs ainsi que différentes tendances à l'escalade chez les poissons échantillonnés le long d'un cours d'eau endigué. L'implication écologique de nos résultats est discutée.

International audience; Physical obstacles to upstream migration such as dams are a major impairment of natural colonisation and dispersion of migratory fish such as eels. Dams and obstacles increase fish energy expenditure, even when they are equipped with fish friendly devices. Besides, local accumulation of eels below dams increase the mortality associated with predation. Obstacles may also select on different traits of life history. While quantitative impact of dams is subjected to numerous studies, little is known about their intra-specific selectivity. Even the fishway efficiency analyses are scarcely hinting at their potential selective effect (Castro-Santos 2004; Noonan, Grant & Jackson 2012). The objective of this study was to pinpoint phenotypic traits predisposing glass eels to dams successful passage. In a preliminary approach we measured the transcription level of 15000 known eel genetic sequences in three main tissues (brain, liver and muscle) from wild individuals sampled on three successive river segments separated by dams. Interestingly, whereas no significant difference was observed in muscle and liver, segment-specific gene expression profiles were observed in brain. Surprisingly, the set of regulated genes was involved in synaptic plasticity, associated with animal cognition. In this study, by means of qPCR analysis of targeted genes, behavioral tests on experimental fishway and common garden experiment, the objective was to give insight into how genes related to learning and memory are associated with climbing behavior of fish.

International audience; L’anguille européenne est une espèce amphihaline à migration catadrome facultative et à reproduction panmictique dans la mer de Sargasses. La dynamique de sa population est en fort déclin depuis les années 80. Parmi les facteurs qui ont pu contribuer à la disparition de l’espèce, on peut citer la pollution, la surpêche et la fragmentation de l’habitat. Ce dernier est intimement lié à la construction des barrages aquatiques. En effet, les rivières aménagées créent un obstacle au déplacement des anguilles dans les deux sens, c’est-à-dire lors de leur migration de croissance (en amont) ou de reproduction (en aval). Beaucoup d’efforts ont été faits afin d’augmenter la transparence de ces ouvrages. Par exemple, la migration en amont des jeunes stades d’anguilles est facilitée par la construction des passes à civelles, dont le design est adapté à leur taille et comportement. D’une manière générale, l’évaluation de l’impact des barrages, mais aussi de l’efficacité des passes à civelles est quantitative, où seule la proportion des poissons présents dans la parte amont du barrage/passe est comparée au nombre des poissons présents au pied du barrage ou s’engageant dans la passe. Malheureusement, la variabilité entre les individus pour les traits comme la capacité de nage ou d’escalade, la motivation, l’activité ou le comportement exploratoire est rarement prise en compte dans ce contexte. Cependant, certains traits pourraient faciliter le succès de passage par les obstacles, ce qui aboutirait à une sélection Afin d’évaluer si les barrages exercent une pression de sélection sur les civelles migrantes, une étude qualitative à été réalisée sur des groupes des civelles présentes d’une part et d’autre des obstacles. Tout d’abord, une approche par puce ADN a été adoptée pour identifier sans à priori les traits différant entre les groupes amont et aval. Ensuite, les tests expérimentaux ont été réalisés afin d’associer le phénotype moléculaire (expression des gènes) au phénotype organismique (comportement). Parmi les trois tissus étudiés ; le muscle, le foie et le cerveau, seul ce dernier a montré des différences significatives entre les groupes amont et aval des obstacles. Les gènes surexprimés des les parties amont des barrages sont impliqués dans la régulation de la plasticité synaptique et du développement neuronal, qui à son tour sont sollicités dans les processus de cognition, apprentissage et mémorisation. Le comportement d’escalade des parois verticales, souvent effectué en dehors de l’eau, est une condition à laquelle les civelles sont soumises pour la première fois de leur vie, ce qui peut suggérer que le processus d’apprentissage s’est mis en place à ce moment précis. Un tri comportemental effectué dans les conditions expérimentales confirme en partie l’association entre l’expression des gènes de plasticité synaptique et le comportement d’escalade individuel.

International audience; Background: European eel is a panmictic species, whose decline has been recorded since the last 20 years. Amonghuman-induced environmental factors of decline, the impact of water dams during species migration is questioned. The main issue of this study was to pinpoint phenotypic traits that predisposed glass eels to successful passage by water barriers. The approach of the study was individual-centred and without any a priori hypothesis on traits involved in the putative obstacles selective pressure. We analyzed the transcription level of 14,913 genes.Results: Transcriptome analysis of three tissues (brain, liver and muscle) from individuals sampled on three successive forebays separated by water obstacles indicated different gene transcription profiles in brain between the two upstream forebays. No differences in gene transcription levels were observed in liver and muscle samples among segments. A total of 26 genes were differentially transcribed in brain. These genes encode for, among others, keratins, cytokeratins, calcium binding proteins (S100 family), cofilin, calmodulin, claudin and thy-1 membrane glycoprotein. The functional analysis of these genes highlighted a putative role of cytoskeletal dynamics and synaptic plasticity in fish upstream migration.Conclusion: Synaptic connections in brain are solicited while eels are climbing the obstacles with poorly designedfishways. Successful passage by such barriers can be related to spatial learning and spatial orientation abilities when fish is out of the water.

Background European eel is a panmictic species, whose decline has been recorded since the last 20 years. Among human-induced environmental factors of decline, the impact of water dams during species migration is questioned. The main issue of this study was to pinpoint phenotypic traits that predisposed glass eels to successful passage by water barriers. The approach of the study was individual-centred and without any a priori hypothesis on traits involved in the putative obstacles selective pressure. We analyzed the transcription level of 14,913 genes. Results Transcriptome analysis of three tissues (brain, liver and muscle) from individuals sampled on three successive forebays separated by water obstacles indicated different gene transcription profiles in brain between the two upstream forebays. No differences in gene transcription levels were observed in liver and muscle samples among segments. A total of 26 genes were differentially transcribed in brain. These genes encode for, among others, keratins, cytokeratins, calcium binding proteins (S100 family), cofilin, calmodulin, claudin and thy-1 membrane glycoprotein. The functional analysis of these genes highlighted a putative role of cytoskeletal dynamics and synaptic plasticity in fish upstream migration. Conclusion Synaptic connections in brain are solicited while eels are climbing the obstacles with poorly designed fishways. Successful passage by such barriers can be related to spatial learning and spatial orientation abilities when fish is out of the water. Electronic supplementary material The online version of this article (doi:10.1186/s12864-015-1589-y) contains supplementary material, which is available to authorized users.