Collège Lionel-Groulx Évolution et diversité du vivant 101-NYA-05 Utilisation de bioindicateurs pour estimer l’état de santé des marais de la Rivière-des-Mille-Îles Par _____________________________ _____________________________ Pour votre rapport d’équipe, supprimez les consignes surlignées comme celle-ci. Présenté à ___________________ Septembre 2014 1. INTRODUCTION Sujet amené Les milieux humides sont parmi les écosystèmes les plus productifs de la biosphère. Au courant du dernier siècle, c’est près de 50% de ces écosystèmes qui ont été anéantis par le développement humain [1]. Dans ce contexte, caractériser l’état de santé de ces milieux de transition est une tâche primordiale. Introduction Les écosystèmes sont des amalgames complexes d’organismes vivant en équilibre les uns avec les autres ainsi qu’avec les facteurs abiotiques qui les entourent. Comme chaque espèce vivant dans un écosystème donné possède une sensibilité qui lui est propre, c’est-à-dire une résilience ou capacité d’adaptation rapide aux changements du milieu biotique ou abiotique, il devient possible d’utiliser l’abondance relative des espèces dont la sensibilité est connue pour établir l’état de perturbation d’un écosystème donné [2]. Ces espèces à l’étude deviennent alors des « bioindicateurs ». Comme la variation de l’abondance relative de chaque espèce dans une communauté varie à court et moyen terme, la mesure obtenue à l’aide de « bioindicateurs » est plus représentative de la réalité qu’une simple analyse physicochimique du milieu qui ne donne, généralement, qu’une image instantanée de l’état des lieux [2]. Or, comme les macroinvertébrés ont un cycle de vie assez rapide et sont aussi facile à échantillonner, ceux-ci sont souvent utilisés comme « bioindicateurs ». Ils ont d’ailleurs été utilisés à cet effet dans plusieurs études récentes [3]. Une autre raison favorisant l’utilisation des macroinvertébrés dans la caractérisation de l’état de santé d’un écosystème est leur position dans le réseau trophique. Comme ils sont souvent des hétérotrophes de premier ordre (consommant les autotrophes), ils ont un impact important sur l’ensemble du biotope [2]. Dans un écosystème très productif comme celui d’un marais, il devient d’autant plus pertinent d’utiliser ce genre d’outil de caractérisation puisque l’abondance des liens de type prédateur-proie ainsi que le phénomène marqué de bioamplification place les macroinvertébrés au cœur de l’écosystème à l’étude. But En utilisant une série de bioindicateurs, mis en place par le programme J’adopte un cours d’eau [3], il s’agit d’estimer l’état de santé des marais de la rivière des Mille-Îles à la hauteur du parc de la Rivière-des-Mille-Îles. Hypothèse Comme il s’agit d’une étude de caractérisation d’un milieu, il n’est pas nécessaire d’émettre une hypothèse. L’hypothèse est cependant essentielle pour une étude empirique ou une expérimentation. 2 2. MÉTHODOLOGIE Le site d’échantillonnage est situé dans le Parc de la Rivière-des-Mille-Îles, plus précisément : _______________________________________________________________. Les macroinvertébrés qui font partie de la zone pélagique, c’est-à-dire _______________ sont prélevés à l’aide d’un filet troubleau selon la technique standardisée suivante : _______________________________________________________________________ ___ _______________________________________________________________________ ___ Un soin particulier est apporté pour ne pas prélever de benthos (sédiment) à cette étape. Les coliformes servent aussi de bioindicateurs. Un (1) échantillon de 250 ml a été prélevé à l’aide d’une bouteille stérile. Puis une plaque «Coliplate» a été ensemencée à raison de 16 puits par mesure avec une micropipette ajustée à _____ µL. Aussi, pour permettre de mettre en relation certains facteurs abiotiques de perturbation avec le résultat obtenu par l’analyse des « bioindicateurs », des paramètres physicochimiques sont pris en compte comme : Profondeur mesurée en cm. Température en oC à l’aide d’un thermomètre calant. pH avec un pH-mètre. O2 dissous par colorimétrie (kit Ward’s) Turbidité par _______________________________ 3 3. RÉSULTATS Tableau 1. Résultats du dénombrement des macroinvertébrés. Site de prélèvement: Groupe: Tolérance Gr # Très sensible Sensible 1 2 3 4 Moy. sensible 5 6 7 8 9 10 Tolérant 11 12 13 14 15 Très tolérant 16 17 18 19 Groupes dominants #1 Total Nb Gr RABASKAS #2 Total Nb Gr #3 Total Nb Gr #___ #___ #___ #___ #___ #___ #___ #___ Date: Type d’invertébrés Plécoptère (perle) Éphémère (éphéméroptère) Trichoptère (phrygane) Blépharicère (diptère) Athéricide (diptère) Demoiselle et libellule (odonate) Corydale (mégaloptère) Sialis (mégaloptère) Gyrin (coléoptère) Pséphénidé (coléoptère) Dytique (coléoptère) Hydrophile (coléoptère) Elmis (coléoptère) Écrevisse (crustacé décapode) Planaire (plathelminthe) Notonecte (hémiptère) Corixide (hémiptère) Punaise d’eau géante (hém.) Scorpion d’eau (hémiptère) Gammare (crustacé amphipode) Escargot, patelle (gastéropode) Bivalve (bivalve; pélécypode) Nématode (ver rond) Simulies (diptère; mouche noire) Brûlot (diptère) Tipule(diptère) Taon (diptère; mouche à cheval) Stratiome (diptère) Mouche dansante (diptère) Chironome (diptère; moucheron) Ver de terre aquat. (oligochète) Sangsue (hirudinée) Isopode (crustacé isopode) 1er Groupe dominant Tolérance 2e Groupe dominant Tolérance Moy Dans cette première compilation, il est possible de remarquer que : ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ 4 Tableau 2 : Qualité de l’eau estimée par les macroinvertébrés « bioindicateurs » 2e GR. DOMINANT : #__ type : _________ 1er GROUPE DOMINANT : #__ type : _________________ Très tolérant Tolérant Moyen Sensible Très sensible Très tolérant Dégradée De dégradée à pauvre Pauvre Moyenne De bonne à moyenne Tolérant De dégradée à pauvre Pauvre Pauvre De moyenne à bonne Bonne Moyen Pauvre Pauvre Moyenne Bonne Bonne Sensible Moyenne Moyenne De moyenne à bonne Bonne Excellente La qualité de l’eau est : _______________ Tableau 3. Résultats des analyses physicochimiques. Rabaskas Analyses unité #1 Profondeur m Température o pH #2 #3 MOY C 1-14 mg/L O2 dissous % Turbidité JTU Dureté (CaCO3) mg/L Ortho-phosphate (PO43-) mg/L Phosphore total mg/L Nitrates (NO3-) mg/L La lecture du tableau 3 met en relief: ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ 5 Tableau 4. Résultats du dénombrement des coliformes. Rabaskas Analyses Unité #1 #2 #3 MOY Nb puits Coliformes totaux UFC Coliformes fécaux (E. coli) Nb puits UFC Il est possible de constater, à la lecture du tableau 4, que ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ 4. DISCUSSION Comme il s’agit d’une étude de caractérisation, vous n’avez pas ici à faire de lien avec une hypothèse de départ. Dans la section « discussion » à chacun des paramètres, voici ce qu’il faudrait retrouver dans chacun des paragraphes (et dans l’ordre). D’une façon générale on devrait retrouver : o Petite introduction : pourquoi mesure-t-on ce paramètre dans l’optique de la caractérisation de la qualité de l’eau ? (n’oubliez pas les références). o Rappeler les résultats en citant le # du tableau (tableau 1, 2 ou 3). o Expliquer les résultats en les comparant avec la littérature (en citant aussi la référence = chiffres entre crochets). o Répondre aux questions supplémentaires. o Faire une mini-conclusion = une phrase qui résume votre paragraphe. MACROINVERTÉBRÉS ET QUALITÉ DE L’EAU i. Commencer le paragraphe avec une mini introduction sur le Pourquoi mesurer les macroinvertébrés pour caractériser la qualité de l’eau (référence [3]) ii. Rappeler les résultats obtenus. (référer au tableau 1 et/ou 2), apporter des précisions sur le dénombrement obtenu. iii. Expliquez les résultats et ce que cela suggère sur la qualité de l’eau. N’oubliez pas de faire référence à la littérature (source possible de la pollution) 6 iv. Tenter une brève explication en lien avec l’eutrophisation culturale (Campbell, p.1412) v. Faire une mini-conclusion = une phrase qui résume votre paragraphe. (environ 1/3 page) OXYGÈNE DISSOUS i. Commencez par une mini introduction, pourquoi mesure-t-on l’oxygène dissout dans l’optique de la caractérisation de la qualité de l’eau (référence). ii. Pourquoi doit-on comparer le % d’oxygène dissout au lieu de la concentration en mg/L ? (référence) (explication du facteur température qui influence le % d’oxygène dissout). (référence) iii. Rappeler les résultats (Faire référence au tableau 3) iv. Est-ce que le résultat d’oxygène dissout est faible ou élevé ? (comparer avec une valeur dans la littérature (référence). Discutez brièvement des résultats en lien avec la survie et la reproduction des espèces de poissons. v. Faire une mini-conclusion = une phrase qui résume votre paragraphe. (environ 1/3 page) PHOSPHORE TOTAL, PHOSPHATES, NITRATES i. Une petite introduction, pourquoi mesure-t-on la concentration de phosphates, phosphore totale et nitrates dans l’optique de la caractérisation de la qualité de l’eau (référence) ii. Rappeler les résultats (faire référence au tableau 3) iii. Est-ce que le résultat est faible ou élevé ? (comparer avec une valeur dans la littérature (référence). iv. Indiquez le niveau trophique relié au phosphore total mesuré. v. Discuter brièvement des résultats en lien avec les observations effectuées au niveau du site d’échantillonnage, avec les berges environnantes et avec les résultats obtenus par le dénombrement des macroinverterbrés. (n’oubliez pas d’introduire les notions de marais avec une référence). vi. Si l’échantillon avait été pris près d’une berge aménagée les résultats auraient été plus hauts ou plus bas que celui du tableau 3 et pourquoi (référence). vii. Faire une mini-conclusion = une phrase qui résume votre paragraphe. (environ 1/3 page) COLIFORMES i. Qu’est-ce que les coliformes (plus en détails, fécaux) et d’où proviennent-ils ? (référence). 7 ii. Pourquoi mesure-t-on la concentration de coliformes fécaux dans l’optique de la caractérisation de la qualité de l’eau (référence). iii. Rappeler les résultats (tableau 4) iv. Reprendre les résultats obtenus en qualifiant la qualité de l’eau par rapport à l’alimentation humaine (eau potable) et au contact primaire (natation, planche à voile). Discutez brièvement de l’origine possible des coliformes recensés : faune locale observée sur les lieux et/ou eaux usées (d’égout)? v. ce dernier correspond-il aux normes recommandées au niveau du contact primaire? (référence) vi. Faire une mini-conclusion = une phrase qui résume votre paragraphe. (environ 1/3 page) REGARD CRITIQUE Expliquez les points forts et les points à améliorer (en prenant soin de ne jamais dénigrer vos résultats!). Exemple 1 : Reprenez le titre du rapport et demandez-vous si vous pouvez vraiment décrire « l’état de santé » de l’écosystème étudié et si cet « état de santé » est bien celui des « marais de la rivière des Mille-Îles…Exemple 2 : Aurait-il fallu tenir compte de la météo des dernières 24 heures pour prévenir un biais possible apporté par les eaux (environ ¼ de page) Regard critique. Expliquez les points forts et les points à améliorer de cette caractérisation (en prenant soin de ne jamais dénigrer vos résultats!). Exemple 1 : Reprenez le titre du rapport et demandez-vous si vous pouvez vraiment décrire « l’état de santé » de l’écosystème étudié et si cet « état de santé » est bien celui des « marais de la rivière des Mille-Îles…Exemple 2 : Aurait-il fallu tenir compte de la météo des dernières 24 heures pour prévenir un biais possible apporté par les eaux de ruissellement par exemple? __________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________ 8 5. CONCLUSION Utilisez le guide de rédaction d’un rapport de laboratoire pour rédiger une COURTE conclusion de la caractérisation que vous venez d’effectuer. Croyez-vous que plus de caractérisations des habitats seraient utiles? Pourquoi? En se fiant à la charte mise sur pied par l’initiative J’adopte un cours d’eau [3], on constate que l’analyse croisée de l’abondance relative des espèces les plus abondantes de l’écosystème observé nous permet de dire que ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ 6. MÉDIAGRAPHIE 1- United Nations Environment Programme, Page consultée le 17 juin 2011, Convention on Biodiversity, [En ligne], URL : http://cbd.int 2- Begon Michael, C. Townsend et J. Harper, (1996). Ecology : individuals, populations and communities, Blackwell ed., 1068p. 3- Comité de Valorisation de la Rivière Beauport, (2005), Projet J’adopte un cours d’eau, Guide de participation, 3e éd., CVRB, Beauport. Inscrivez la référence de votre livre de biologie 4- ____________________________________________________________________________ _______________________________________________________________________ Inscrivez toute autre référence pertinente 9