Dinoflagellés et ciguatera

Are mesophotic seamounts reservoirs for potentially toxic dinoflagellates associated with Ciguatera poisoning? A case study from the SW Indian ocean (expédition La Pérouse, 2019)

Fig. 1. Location map of La Pérouse seamount off La Réunion.

This study will provide a significant contribution for better knowledge of habitat preferences and vertical dis- tribution of CFP sources. While CFP is traditionally associated with coral reefs near the ocean surface where sunlight conditions are optimal for growth and toxin production, in this case only a low concentration of light penetrates to the depths encountered at La Pérouse sea- mount, considered in the mesophotic zone. Only blue light reaches the ben- thic community here and literature about the influence of these conditions on toxin production by primary progen- itors involved in seafood poisonings is scarce.

In the western Indian Ocean, a Ciguatera Fish Poisoning (CFP) hotspot is located in the coastal waters of the Mascarene Islands (Mauritius, Rodrigues, Réunion) and the offshore fishing banks of the Mauritius-Seychelles ridge, seamounts near Réunion and Mauritius (Fig. 1).

The size of the La Pérouse seamount, 160 km northwest of Réunion Island on the oceanic floor, is comparable to that of Mont Blanc in the Alps. La Pérouse  is one of the rare shallow (-60m) sea- mounts located in the region. The pla- teau comprises mainly fossil limestone plaques covered with macrophytes, sponges, corals (few), and sand and rubble zones (see back page photo).

In 2005, an expedition organized  by ARVAM at La Pérouse seamount (also known by local fishermen as 90 miles bank) collected carnivorous fish containing I-CTXs for analysis, as well as samples of sediment and macroal- gae which subsequently facilitated the identification of Gambierdiscus spp in the area.

During   October-November   2019, a diving and scientific expedition (La Pérouse 2019) was organized to gen- erate a first description of the habi- tats and associated fauna and flora on the seamount based on a High Quality (HQ) photographic inventory. Although macroalgal biodiversity and sediments meant it was possible to isolate the microalgae assemblage from these samples.

A preliminary inventory from these samples collected at depths between -60 & -120m, revealed the presence of the main genera observed in typical CFP habitats: Gambierdiscus, Prorocen- trum, Coolia but also athecate taxa such as Amphidinium and gymnodinoid dino- flagellates (Fig. 2), and thecate taxa such as Cabra, Sinophysis, Bysmatrum and scrippsielloids. Interestingly, among potentially toxic taxa, Gambierdiscus spp were clearly predominant in the samples (approx. 95% of isolated cells) while Ostreopsis spp and Fukuyoa spp were very rare. In order to give a pre- cise identification and better evaluation of the diversity, preserved cells from ap- prox. 35-40 morphotaxa have been iso- lated individually in order to allow SEM observations and molecular sequenc- ing of LSU rDNA from single-cells in the coming months.

This study will also inform results of “source & sink” mechanisms that allow harmful species to spread at regional scales from these seamounts to coastal ecosystems.

 Fig. 2. Benthic dinoflagellates from La Pérouse seamount. (A) Gambierdiscus sp. (B) Amphidinium
sp. (C) Prorocentrum sp. (D) Prorocentrum sp. (E) Coolia sp. Scale bars, 10 μm.

Acknowledgements

To Sophie Durville and Thierry Mu- lochau for their enthusiasm and to Lau- rent Ballesta, Florian Holon and Thiba- ult Rauby for diving deep and bringing samples to the surface.

 Authors

Jean-Pascal Quod, Arvam-Pareto, Technopole de la Réunion, 97438 Réunion (France).

Nicolas Chomérat & Gwenael Bilien, Ifremer, LER BO, Station de Biologie Marine, Place de la Croix, F-29900 Concarneau (France)

Patrick Durville, SAS Galaxea, Saline les Bains, 97434 Réunion (France)

Email corresponding author: jpascal.quod@arvam.com

Les poissons observés pendant l'expédition

 

Bilan établi par Patrick Durville

Un total de 145 espèces a pu être comptabilisé. Certaines (9 %), sont uniquement décrites sous leur nom de Genre, car les photographies n’ont pas permis de les identifier à l’espèce.

-       99 d’entre-elles, soit 68 %, sont habituellement décrites comme des espèces typiquement coralliennes que l’on retrouve sur les récifs à faible profondeur, exemple le poisson papillon Chaetodon lunula ou le zancle Zanclus cornutus. On montre donc ici qu’elles fréquentent aussi les milieux plus profonds et de nombreux records de profondeurs peuvent alors être signalés, comme pour Chromis dimidiata qui est donnée pour 0 à 36 m de fond ou Acanthurus nigrofuscus qui ne dépasserait pas les 25 m. Elles vivent ici à plus de 60 m de profondeur ; à moins qu’il ne s’agisse de nouvelles espèces…

-       29 d’entre-elles, soit 20 %, sont des espèces typiquement profondes (>50m) qui ne sont pas présentes sur les récifs de faible profondeur, exemple le poisson papillon Chaetodon dolosus ou le labre Bodianus opercularis.

-      Les autres sont des espèces pélagiques (5 %) ou indéterminées.

-       36 Familles ont été observées. Les mieux représentées sont les Serranidae (mérous) avec 20 espèces répertoriées, dont 6 du Genre Pseudanthias, viennent ensuite les Labridae (girelles) (15 espèces), les Acanthuridae (chirurgiens) (15 espèces) et les Chaetodontidae (papillons) (11 espèces). Ces résultats sont différents de ceux obtenus généralement sur les récifs coralliens de l’océan Indien où les Labridae (girelles) et les Pomacentridae (demoiselles) arrivent toujours en tête devant les Serranidae (mérous). La structure des peuplements observée sur le mont est donc très spécifique avec une nette dominance des Serranidae.

-      On note la présence de 7 espèces de Chondrichtyens élasmobranches dont 4 requins et 3 raies, comme le requin tigre ou le requin marteau halicorne qui sont considérés comme menacés (IUCN), mais également de quelques petites espèces rares comme Pseudocheilinus dispilus, décrit seulement en 1999 à Maurice et à La Réunion (Randall, 1999), ou Neoniphon aurolineatus qui n’est pratiquement plus observé à La Réunion.

-      8 espèces n’ont jamais été inventoriées à La Réunion. Il s’agit de : Halichoeres trispilus, Luzonichthys waitei, Hoplolatilus fronticinctus, Naso minor, Paracaesio sordidus, Plectranthias winniensis, Pseudanthias parvirostris et Pseudanthias randalli. Elles viennent donc compléter l’inventaire des poissons de l’île qui est pourtant déjà riche de plus d’un millier d’espèces.

-      52 espèces sont des espèces d’intérêt commercial, soit plus d’un tiers des espèces totales. On observe sur le mont La Pérouse de gros spécimens, en grand nombre, notamment chez les Carangidae comme Caranx ignobilis, Caranx melampygus ou Caranx lugubris, mais aussi chez les Scombridae comme Acanthocybium solandri, Thunnus albacares ou Gymnosarda unicolor.

               

             

-      Certaines espèces posent des problèmes de détermination et sont vraisemblablement de nouvelles espèces pour la science. C’est le cas d’un petit labre du genre Cirrhilabrus à la robe entièrement blanche qui n’apparait dans aucune nomenclature et de deux poissons licornes notés Naso cf. lopezi et Naso cf. maculatus qui n’existeraient, pour l’instant, que dans le Pacifique.

                        

-      L’analyse des régimes alimentaires montre une dominance des mangeurs d’invertébrés avec 34 % des espèces observées, viennent ensuite les planctonophages et les piscivores avec 26 % et 25 % des espèces. Soit un total de 85 % d’espèces carnivores au sens large, ce qui est très différent des chiffres obtenus sur les récifs de l’océan Indien où cette proportion se situe généralement entre 51 % et 76 %. La structure trophique du peuplement ichtyologique est donc spécifique sur ce mont sous-marin avec un nombre très important d’espèces de grands carnivores, mais aussi beaucoup d’espèces planctonophages. En revanche, les herbivores ne sont représentés que par 8 % du nombre total d’espèces contre 10 % à 25 % sur les récifs, malgré un développement algal important observé sur le sommet du banc.