LES PHYTOBIOTIQUES : DES ALTERNATIVES ALIMENTAIRES PROMETTEUSES DE L’AQUACULTURE DU TILAPIA

Une étude récente a exploré le potentiel des phytobiotiques pour améliorer la santé et la résilience du tilapia du Nil (Oreochromis niloticus). Les chercheurs ont examiné les effets d’une supplémentation alimentaire avec trois extraits de plantes : la mélisse officinale (Melissa officinalis), la marjolaine (Origanum majorana) et la camomille (Matricaria chamomilla). Il a été démontré que les suppléments phytobiotiques de ces extraits de plantes améliorent la tolérance au stress et l’activation immunitaire des poissons pendant une certaine période dans des conditions de stress ou dans une eau inchangée, en fonction de la densité de peuplement, des doses de plantes utilisées et du degré de détérioration de la qualité de l’eau.

1.Introduction

Récemment, la pénurie d’eau, la rigueur du climat, la croissance rapide de la population et la consommation de protéines animales par habitant ont pesé sur le secteur de l’aquaculture moderne. Le secteur de l’aquaculture est celui qui contribue le plus à l’approvisionnement en poisson, la production des pêches en mer ayant pratiquement stagné ces dernières années (FAO, 2022 ; El-Sayed et al., 2022 ; Eyayu et al., 2024). Cependant, l’évolution rapide des pratiques d’intensification exagère les facteurs de stress pour les poissons, augmentant le risque de mauvaise qualité de l’eau et d’épidémies (Ndashe et al., 2023). Parmi les autres défis, citons l’agriculture basée sur les eaux usées, source majeure de composants azotés, de carbone organique, de matières en suspension et de phosphates, qui constituent une menace majeure pour les écosystèmes aquatiques (Kim et al., 2020 ; Li et al., 2023). Ces sources de pollution peuvent entraîner une détérioration rapide de la qualité de l’eau, ce qui a un impact négatif sur la santé des poissons et la prolifération de microbes pathogènes ; cela peut finalement entraîner la mort des poissons et des pertes économiques pour les espèces de poissons d’élevage (Mehrim et Refaey, 2023). Un autre facteur important, la densité de stockage des poissons, affecte la qualité de l’eau car les besoins en oxygène varient en fonction de l’espèce, de l’âge, de la taille des poissons et de la température de l’eau (Dunham, 2023).

Face à la crise de la pénurie d’eau, plusieurs systèmes alternatifs ont été proposés, notamment l’échange d’eau, les biofiltres pour les systèmes d’aquaculture en recirculation, la technologie Biofloc et l’aquaponie, afin de maintenir la qualité et la quantité de l’eau d’aquaculture (Abdel-Aziz et al., 2024 ; Salin et Vinh, 2023). Ces technologies d’entretien de l’aquaculture ont eu tendance à fournir des modèles durables basés sur une utilisation minimale ou nulle de l’eau. Toutefois, certaines de ces technologies d’économie d’eau peuvent être laborieuses et coûteuses, entraîner des coûts élevés de production d’électricité et introduire des agents pathogènes (Zimmermann et al., 2023). En outre, les options chimiothérapeutiques présentent des limites telles que les effets négatifs causés par l’utilisation excessive de produits chimiques, de désinfectants et d’antimicrobiens, qui présentent également des risques pour les humains, l’environnement aquatique et le développement d’une résistance microbienne (Bondad-Reantaso et al., 2023).

Néanmoins, ces technologies alternatives ont montré des réponses d’efficacité différentielles en termes de performance de croissance, de réponse immunitaire et de valeur nutritionnelle. Dans la technologie Zero Exchange Biofloc (BFT), des cichlidés du Nil adultes ont été stockés à des densités élevées et ont connu des performances de croissance médiocres, des perturbations de la biochimie clinique et une réduction des protéines brutes dans leurs carcasses. En outre, des niveaux élevés de solides décantables (74 ml L-1) et de nitrates (1,09 g L-1) ainsi que des effets dégénératifs sur la structure des branchies ont été constatés pour toutes les densités de stockage (Manduca et al., 2020).

Par conséquent, des approches alternatives respectueuses de l’environnement et durables pour le contrôle des maladies aquacoles et de l’écosystème ont récemment fait l’objet d’une attention particulière (Hossein et al., 2023). Par exemple, la nutrition fonctionnelle, les aliments optimisés et les régimes alimentaires contribuent à promouvoir la santé des poissons et leur résistance aux infections. En outre, l’immunité renforcée est largement régulée par des stimulants immunitaires tels que les extraits d’algues et de plantes, les probiotiques, les prébiotiques, les extraits de levure et les micro-ingrédients tels que les minéraux et les vitamines (Sharawy et al., 2020 ; Van Doan et al., 2020). Les phytobiotiques ou les extraits de plantes sont des alternatives prometteuses car ils minimisent les risques chimiothérapeutiques et aident à maintenir l’équilibre de l’écosystème (Dien et al., 2023 ; Rabelo-Ruiz et al., 2023).

L’efficacité des phytobiotiques est liée à leurs métabolites bioactifs, qui peuvent agir comme immunostimulants, améliorer la fonctionnalité du système digestif, augmenter l’efficacité de la conversion alimentaire, améliorer les performances de croissance et augmenter les activités antioxydantes (Gabriel et al., 2015 ; Yang et al., 2015 ; Yilmaz, 2019 ; et Abdul Kari et al., 2022). En outre, les phytobiotiques sont considérés comme des immunostimulants alternatifs peu coûteux, respectueux de l’environnement et biodégradables (Hoseinifar et al., 2020 ; Zakaria et al., 2022). Parmi les plantes alimentaires vitales, la mélisse, Melissa officinalis L., est une herbe thérapeutique et une plante vivace aromatique ; elle pousse communément dans la région méditerranéenne et en Asie occidentale et est intensivement cultivée en Europe. C’est une bonne source d’antioxydants, d’antimicrobiens et d’acide rosmarinique, qui ont tous des effets bénéfiques sur les taux de survie, les performances de croissance et la réponse immunitaire des poissons (Ghiulai et al., 2020 ; Bilen et al., 2020 ; Jafarpour et Fard, 2016). Par ailleurs, Origanum majorana (marjolaine) est un sous-arbrisseau vivace tendre, naturalisé dans les régions méditerranéennes et particulièrement présent dans les régions tempérées de l’Himalaya. Ses feuilles sont connues pour contenir des composés antioxydants et antimicrobiens et de fortes concentrations de composés phénoliques qui améliorent la croissance, la nutrition et l’efficacité économique des poissons (El-Dakar et al., 2004 ; El-Kholy, 2012 ; Roby et al., 2013). Actuellement, Matricaria chamomilla (camomille) est largement répandue dans le monde entier. M. chamomilla est une plante annuelle qui pousse sur tous les types de sol et qui résiste au froid. Elle est originaire du sud et de l’est de l’Europe, ainsi que du nord et de l’ouest de l’Asie. On a constaté que les suppléments de fleurs améliorent les réponses immunitaires non spécifiques et augmentent les taux de croissance des poissons (Abdelhadi et al., 2010 ; Zaki et al., 2012).

L’Edwardsiellose est une infection bactérienne dangereuse qui touche divers habitats aquatiques et entraîne des pertes économiques dans le monde entier (Oh et al., 2020 ; Haenen et al., 2023). Le genre Edwardsiella comprend E. tarda, E. ictaluri, E. hoshinae, E. piscicida et E. anguillarum (Shao et al., 2015). Les épidémies d’Edwardsiellose ont été écologiquement corrélées à des conditions très stressantes dans une eau de mauvaise qualité (Davies et al., 2018).

Bien que les phytobiotiques constituent une nouvelle frontière dans l’aquaculture, il existe un besoin fondamental d’obtenir un effet stimulant clair et direct en fonction de la dose sur la croissance, l’état immunitaire et la physiologie des poissons. En outre, les connaissances sur l’efficacité des phytobiotiques à base de plantes pour maintenir la santé des poissons dans des conditions de stress telles que la réduction et/ou l’absence de renouvellement de l’eau et les conditions d’aquaculture intensive sont limitées. Par conséquent, l’efficacité de l’extrait de fleur de Matricaria chamomilla (MCE), de l’extrait de feuille de Melissa officinalis (MOE) et de l’extrait de feuille d’Origanum majorana (OME) en tant qu’additifs alimentaires dans les aliments pour tilapia a été évaluée dans des conditions de stress avec de l’eau inchangée. Nous avons également mesuré la réponse immunologique, la performance de croissance et les indications histologiques. En outre, en utilisant les mêmes conditions de culture sévères, une étude expérimentale a été menée pour déterminer l’efficacité antibactérienne des additifs alimentaires à base de plantes contre la bactérie pathogène E. tarda.

2. L’essai expérimental

L’essai portait sur trois extraits de plantes : la mélisse (Melissa officinalis), la marjolaine (Origanum majorana) et la camomille (Matricaria chamomilla). Les groupes traités ont été comparés à des groupes témoins, comprenant un témoin positif (0 % d’échange d’eau) et un témoin négatif (20 % d’échange d’eau quotidien).

Les poissons ont été élevés à une densité de 20 poissons par mètre cube, avec une biomasse de 1,8 kilogramme par mètre cube. La qualité de l’eau a été contrôlée et les réponses cliniques, la croissance et les paramètres immunitaires ont été évalués. En outre, les poissons supplémentés en herbes ont été confrontés à une souche pathogène d’Edwardsiella tarda, et les taux de mortalité ont été enregistrés.

3. Résultats de l’étude et Discussion

L’étude a révélé plusieurs résultats significatifs :

Amélioration des performances de croissance : Les poissons supplémentés avec des extraits de plantes ont présenté de meilleures performances de croissance, y compris une augmentation de la prise de poids et une amélioration de l’indice de conversion alimentaire, par rapport au groupe témoin positif.

Amélioration de la réponse immunitaire : Les poissons traités aux plantes ont montré une forte réponse immunitaire, comme l’indiquent les paramètres immunitaires élevés. Cela suggère que les phytobiotiques peuvent stimuler le système immunitaire, rendant les poissons plus résistants aux maladies.

Une plus grande résistance aux maladies : Lorsqu’ils sont exposés à la bactérie pathogène Edwardsiella tarda, les poissons traités aux herbes présentent des taux de survie significativement plus élevés que les groupes de contrôle, ce qui indique une meilleure capacité à lutter contre les infections.

Tolérance au stress : L’étude a montré que la supplémentation en phytobiotiques aidait les poissons à faire face à des conditions stressantes telles que la mauvaise qualité de l’eau et les fortes densités de peuplement. Les extraits de plantes semblent atténuer les effets négatifs de ces facteurs de stress sur la santé et les performances des poissons.

4. Conclusion

Après avoir cultivé O. niloticus avec différentes variables de risque de qualité de l’eau et de densité de stockage, on peut en déduire que les compléments alimentaires à base de plantes ont des propriétés immunostimulantes, favorisant la croissance et antipathogènes. Les compléments ont augmenté la capacité d’O. niloticus à tolérer des limites d’eau détériorées largement dépassées qui provoquent des toxicités cliniques de l’ammoniac, du nitrate et du nitrite. De plus, les compléments à base de plantes ont entraîné des améliorations des performances de croissance, du taux de conversion alimentaire et de l’efficacité antibactérienne par rapport au groupe témoin positif. Malgré les avantages des extraits de plantes alimentaires, un stress prolongé a entraîné une diminution significative du taux de croissance et des taux de mortalité. L’étude actuelle a confirmé la possibilité d’élever des poissons sans changer l’eau pendant 30 jours en utilisant les doses testées de complément alimentaire avec tous les extraits de plantes et pendant 45 jours en utilisant la dose testée d’extrait de feuille de marjolaine.

Source : Fadel, A., Metwally, M. M., Hassan, H. U., Abdelmageed, A. A., Arai, T., Ahmed, M. Z., & A., M. F. (2024). Growth, immunomodulatory, histopathological, and antibacterial effects of phytobiotic-incorporated diets on Oreochromis niloticus in unchanged water. Frontiers in Marine Science, 11, 1473053. https://doi.org/10.3389/fmars.2024.1473053