rapport de stage - Québec-Océan

 Laboratoire des Sciences Aquatiques
555, Boulevard de l’Université
Chicoutimi (Québec)
G7H 2B1
Pavillon Alexandre-­‐Vachon 1045, Avenue de la Médecine, local 2078
Université Laval, Québec (Québec)
G1V 0A6
RAPPORT DE STAGE POUR QUÉBEC OCÉAN Eté 2013
Par Laetitia Joseph
Maîtrise en Ressources renouvelables Université du Québec à Chicoutimi
Directeur de recherche: Mathieu Cusson
Information sur le stage
Mon stage s’est effectué à l’Université St-­‐Francis Xavier à Antigonish en Nouvelle-­‐Écosse pour une durée de 2 semaines. Mon superviseur fut le docteur Ricardo Scrosati, chair de recherche canadienne au Marine Ecology Lab et professeur agrégé. Coordonnées du Dr Ricardo Scrosati
Saint Francis Xavier University; Department of Biology
2320 Notre Dame Ave.
Antigonish B2G 2W5
Nova Scotia Canada
Téléphone: +1-­902-­867-­5289
Courriel: [email protected]
Dr Scrosati est un spécialiste de la zone intertidale qu’il étudie depuis des années. Il travaille sur l’écologie marine des côtes rocheuses de l’Atlantique et du Golf du Saint-­‐
Laurent pour comprendre les facteurs biologiques et environnementaux qui affectent ces systèmes. Un des axes de recherche du laboratoire se porte sur les effets des macroalgues en tant que bio-­‐ingénieurs de la diversité benthique. Cet axe est en lien étroit avec mon domaine de recherche, qui est la résistance des communautés benthiques et plus précisément de l’effet protecteur des macroalgues sur ces communautés.
Le but du stage peut être divisé en plusieurs points :
(i) présenter au Dr Scrosati mes résultats de recherche (été 2012) pour obtenir un autre point de vue et une vision critique de part son expérience et ses connaissances sur le domaine, d’un grand atout dans la discussion de mes résultats. (ii) découvrir quelles sont les techniques qu’ils utilisent dans son laboratoire pour améliorer celle du laboratoire des sciences aquatiques (LASA) de l’UQAC lors de nos sorties de terrain et pourquoi pas en acquérir de nouvelles, qui peuvent être bénéZiques également pour d’autres laboratoires au Québec.
(iii) répondre à deux questions d’intérêt suivant : (1) est-­‐ce que les algues de la canopée ont la même importance pour la biodiversité des écosystèmes des côtes Atlantiques que pour l’écosystème de l’estuaire du Saint-­‐Laurent ? Ceci permettant de savoir si l’impact de perturbations dans le sud du Golf du Saint-­‐Laurent et sur les côtes de l’Atlantique, essentiellement la perte de canopée macroalgale, aurait le même effet sur la communauté que celle que j’ai pu observer dans mes résultats. (2) Quelles sont les différences en termes de biodiversité et de structure sachant que les côtes Atlantiques ne sont pas couvertes de glace durant l’hiver et qu’il y a un climat et un hydrodynamisme qui est différent de celui de l’estuaire du Saint-­‐Laurent? Pour répondre à cette question, j’ai utilisé la même technique aux deux endroits : faire plusieurs inventaires de toutes les espèces présentes dans un quadrat de 30x30cm. 2
Par ailleurs, des échantillons d’algues et d’invertébrés ont aussi été récoltés (et d’autres échantillons similaires en même temps dans l’estuaire du Saint-­‐Laurent) pour comparer la structure trophique à l’avec des analyses d’isotopes stables. Résultats du stage
(i) À la suite de ma discussion avec le Dr Scrosati sur mes résultats, qui fut d’ailleurs très enrichissante, celui-­‐ci m’a transmises des données d’une ancienne doctorante de son laboratoire, Courtney Watt1. Ces données, combinées à mes résultats, sont utilisées aZin de conZirmer un modèle fait par Dr Scrosati2 sur l’impact de stress environnementaux sur les espèces sessiles et mobiles et vont permettre une publication dans un journal de plus fort impact qu’initialement prévu.
Les résultats obtenus (non présentés dans ce rapport) issus des données de Watt3 sont très intéressants et répondent à l’une des questions présentées pour ce stage (est-­‐
ce que les algues de la canopée ont la même importance pour la biodiversité des écosystèmes des côtes Atlantiques que pour l’écosystème de l’estuaire du Saint-­‐
Laurent). Les effets de la canopée sont déjà bien connus dans la littérature scientiZique, que ce soit sur la richesse ou sur la diversité. Mais ce qu’il y a de plus ici dans les analyses effectuées, c’est le fait de séparer selon les groupes fonctionnels. C’est une démarche qui est très rarement testée est donc très intéressante pour la recherche. D’autant plus que j’observe la même chose avec mes résultats dans l’estuaire du Saint-­‐
Laurent. D’autres données prises sur plusieurs sites le long des côtes Atlantiques vont être traitées pour avoir des résultats conséquents qui peuvent donc conZirmer le modèle du Dr Scrosati2, et ainsi amener à une généralisation de l’effet de la canopée sur les groupes fonctionnels pour des habitats marins intertidaux en milieux modérément battus.
(ii) En discutant avec le Dr Scrosati de ses recherches, il m’a fait découvrir des techniques pour mesurer les stress abiotiques que les organismes peuvent subir dans le milieu intertidal: -­‐ pour les stress thermiques (et dessiccation) des Hobo Pendant® Temperature/Light Data Logger sont placés à différentes élévations, et qui mesurent les variations de températures sur une période donnée. -­‐ pour mesurer la force des courants, des dynamomètres modiZiés sont placés à différents endroits dans l’intertidal. Ces dynamomètres enregistrent le maximum du courant perçu durant une période donnée.
-­‐ pour estimer la force des glaces durant l’hiver, des clous de différentes largeurs sont enfoncés dans la roche. Selon la force des glaces et la résistance des clous (fonction de leurs largeurs et de l’angle d’inclinaison sur la roche), les clous sont pliés ou non et donnent ainsi une idée de la puissance que la glace peut avoir sur l’habitat benthique. 3
Il est important de connaître ces stress abiotiques sur les organismes intertidaux pour savoir dans quelle dynamique on se trouve et pour ainsi mieux comparer et identiZier les mécanismes de qu’on retrouve dans l’écosystème.
(iii) Pour répondre à la deuxième question de mon stage (quelles sont les différences en termes de biodiversité et de structure entre l’estuaire du Saint-­‐Laurent et les côtes Atlantiques) j’ai fait un échantillonnage à Tor Bay Provincial Park (Nouvelle-­‐
Ecosse) sur deux sites (N45°11, 216‘ -­‐ W61° 20, 639‘ et N45°10;689’ -­‐ W61° 31,526’). J’y ai effectué un inventaire des espèces présentes dans un 30x30cm, en pourcentage de recouvrement pour les espèces algales et un dénombrement pour les invertébrés. Au total 30 quadrats (10 au premier site et 20 au deuxième) ont été inventoriés pour des analyses d’abondance, de composition et de richesse. Certaines espèces étant inconnues, nous avons pris des échantillons pour identiZication en laboratoire à l’aide de guides d’identiZication3,4. Ces inventaires sont comparés avec 30 quadrats pris à la même période en 2012 sur les côtes sud de l’estuaire du Saint-­‐Laurent lors de ma recherche. Des organismes (de 2 à 15 individus) ont également été récoltés sur les sites de Tor Bay comprenant des espèces de chaque groupe fonctionnel: des algues de la canopée et de la sous canopée, des invertébrés brouteurs, des Ziltreurs et des carnivores. Au même moment des organismes de mêmes groupes fonctionnels furent récoltés sur le site de l’estuaire du Saint-­‐Laurent. Ces organismes ont été séchés (sans la coquille pour les gastéropodes et les Ziltreurs) et seront utilisés pour des analyses d’isotopes stables (δ13C et δ15N) aZin de déterminer la chaîne trophique dans chaque région. La comparaison de la richesse, de la diversité et de la structure entre les 2 régions, l’estuaire du Saint-­‐Laurent et les côtes Atlantiques de Nouvelle-­‐Ecosse, montrent des résultats très intéressants (non présentés dans ce rapport), qui conZirment ce qui a déjà été observé dans le passé, mais maintenant avec une analyse complète. On observe une différence signiZicative entre les deux régions, les côtes Atlantiques ayant une plus grande richesse et une plus grande diversité en général. Mais si on regarde au niveau des groupes fonctionnels, on observe une plus grande richesse et diversité d’espèces mobiles pour l’estuaire du Saint-­‐Laurent, mais une plus faible richesse et diversité en espèces sessiles. Une autre publication sera issue de ces résultats (avec les résultats des isotopes stables) permettant de mieux comprendre le fonctionnement de ces 2 écosystèmes.
Avis personnel du stage
Ce stage fut très constructif et très intéressant à différents points de vue. J’ai pu découvrir de nouvelles choses, que ce soit au niveau des techniques scientiZiques et statistiques ou au niveau environnemental avec les côtes Atlantiques et son habitat marin différents de ce que je connais et que j’ai aimé découvrir. J’ai également pu 4
m’améliorer dans le domaine statistique avec l’utilisation de façon plus poussée du logiciel JMP. Le Dr Scrosati m’a également fait connaître le r2pb = «Point-­Biséral Correlation CoefYicient»7 qui permet de connaître l’effet d’un traitement utilisé sur la richesse et la diversité. Malheureusement, je n’ai pas su utiliser le logiciel R, étant donné que les étudiants du Dr Scrosati étaient indisponibles (problèmes à résoudre sur le terrain).
Le Dr Scrosati fut un excellent superviseur, très présent (même le weekend) et de très bon conseil. Il m’a toujours bien guidée et encadrée, professionnellement ou personnellement. J’ai été ravie de faire partie, même si pour peu de temps, de son laboratoire. Ce stage aura permis de lancer une collaboration entre le Dr Scrosati et le LASA et d’amener de nouvelles perspectives, qui vont être bénéZique pour Québec-­‐Océan. J’ai déjà pu discuter avec certaines personnes de mon laboratoire des connaissances que j’ai acquises et ces connaissances vont également pouvoir être transmises à d’autres personnes qui peuvent en être intéressées comme Ladd Johnson, Philippe Archambault, Frédéric Guichard ou encore Chris McKindsey. De plus, par ce stage, deux publications (1, Effects of environmetal stresses and canopy cover on benthic intertidal functional groups 2, Comparision between two systems with structure and stable isotopes analyses) vont être issues qui seront un avantage non seulement pour moi-­‐même et pour mon laboratoire, mais également pour Québec-­‐Océan. Ce stage complète donc très bien ma formation dans le domaine de l’écologie marine et je suis très heureuse d’avoir pu le faire dans un cadre aussi complet. Je remercie très chaleureusement mon directeur de recherche le Dr Mathieu Cusson et mon superviseur de stage le Dr Ricardo Scrosati ainsi que Québec Océan pour cette excellente opportunité offerte.
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Références
Watt, C.A. & R.A. Scrosati 2013. Bioengineer effects on understory species richness, diversity, and composition change along an environmental stress gradient: experimental and mensurative evidence. Estuarine, Coastal and Shelf Science 123: 10-­‐18
Scrosati, R.A., B. van Genne, C.S. Heaven & C.A. Watt 2011. Species richness and diversity in different functional groups across environmental stress gradients: a model for marine rocky shores. Ecography 34: 151-­‐161. Duane Sept J., 2008. A Photographic Guide to Seashore Life in the North Atlantic: Canada to Cape Cod. Princeton University Press, 224 pages. Hillson C.J., 1977. Seeweeds: A color-­coded illustrated guide to common marine plants of the East Coast of the United-­States. Keystone Books, Penn State Press, 194 pages.
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