Salmonids are a group of charismatic, socioeconomically and ecologically important fishes that are suffering widespread, multifactorial, population declines. In Switzerland, brown trout (Salmo trutta) populations have fallen by 80% since the 1980s: disease and poor habitat quality have been proposed as drivers. To combat declines hatchery stocking is used globally, but awareness of negative effects on the target population is growing. In this thesis we studied the trout populations of the river Aare catchment, which have been stocked and exposed to urban pollutants for decades. In a series of experiments, we tested the effect of environmentally relevant diclofenac, a common pharmaceutical micropollutant, on larval and juvenile trout, then for interactions between it and proliferative kidney disease (PKD), a putative driver of Swiss trout declines, in juveniles. Next, we assessed the effect of stocking on sex-specific life history strategies in juveniles, which have recently been implicated in declines of a grayling (Thymallus thymallus) population, then investigated hatchery-induced inbreeding and inbreeding depression. To better understand larval development in salmonids, we also modelled growth until the end of the larval period in trout and grayling.
We found evidence for precocious hatching in trout, a common stress response in fish and amphibians. We concluded that rapid evolution to diclofenac-induced stresses is unlikely in our study population. We also showed that diclofenac can increase measures of PKD severity, but also alleviates some negative physiological effects of PKD, highlighting that interactions between stressors demand greater attention. Diclofenac pollution may therefore be contributing to trout declines. We demonstrated that hatchery breeding affects juvenile sex-specific life history strategies and may produce highly inbred fish that are more susceptible to disease. This suggests a second possible effect on PKD virulence; however, this should be confirmed in future experiments. Finally, we showed that both studied salmonids show logarithmic-shaped larval growth, and published a tool to predict larval development in grayling. A better understanding of the interplay between diclofenac, PKD, and hatchery stocking, especially in early life stages, in observed declines is crucial to make informed decisions in Swiss brown trout management.
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Les salmonidés sont un groupe de poissons charismatiques, importants sur les plans socio- économique et écologique, dont les populations connaissent un déclin généralisé et multifactoriel. En Suisse, les populations de truites brunes (Salmo trutta) ont chuté de 80 % depuis les années 1980
; la mauvaise qualité de l'habitat et les maladies ont été proposées comme facteurs de déclin. Pour lutter contre cet affaiblissement, un alevinage massif en écloserie est utilisé. Cependant, les effets négatifs de cette pratique sur les populations cibles sont de plus en plus visibles. Dans cette thèse, nous avons étudié les populations de truites brunes du bassin versant de la rivière Aare, provenant d’écloseries, qui ont été exposées à des polluants urbains pendant plusieurs décennies. Dans une première série d'expériences, nous avons testé l'effet du diclofénac, un micropolluant pharmaceutique commun, sur les truites larvaires et juvéniles, puis les interactions entre ce produit et la Maladie Rénale Proliférative (MRP), un facteur putatif du déclin de la truite juvénile suisses. Ensuite, nous avons évalué l'effet de l’alevinage sur les stratégies d'histoire de vie spécifiques au sexe chez les juvéniles, qui ont récemment été impliquées dans le déclin d'une population d'ombre (Thymallus thymallus), puis nous avons étudié la consanguinité et la dépression de consanguinité induites par les écloseries. Enfin, pour mieux comprendre le développement larvaire chez les salmonidés, nous avons également modélisé la croissance de la truite brune et l'ombre jusqu'à la fin de la période larvaire.
Nous avons trouvé des preuves d'éclosion précoce chez la truite, une réponse au stress commune chez les poissons et les amphibiens. Nous avons conclu qu'une évolution rapide aux stress induits par le diclofénac est peu probable dans notre population d'étude. Nous avons également montré que le diclofénac peut augmenter les mesures de la sévérité de la MRP, mais aussi atténuer certains effets physiologiques négatifs de la MRP, soulignant que les interactions entre les facteurs de stress exigent une plus grande attention. La pollution par le diclofénac pourrait donc contribuer au déclin des truites. Nous avons démontré que la reproduction en écloserie affecte les stratégies d'histoire de vie spécifiques au sexe des juvéniles et peut produire des poissons
hautement consanguins qui sont plus sensibles aux maladies. Ceci suggère un second effet possible sur la virulence de la MRP ; cependant, ceci devrait être confirmé par des expériences futures. Enfin, nous avons montré que les deux salmonidés étudiés présentent une croissance larvaire de forme logarithmique, et publié un outil permettant de prédire le développement larvaire chez l'ombre. Une meilleure compréhension de l'interaction entre le diclofénac, la MRP et l'ensemencement en écloserie, en particulier dans les premiers stades de vie, dans les déclins observés est cruciale pour prendre des décisions éclairées dans la gestion de la truite brune en Suisse.