Espèces ou association d’espèces de poissons en tant que bioindicateur... récifs coralliens.

Espèces ou association d’espèces de poissons en tant que bioindicateur de l’état de santé des
récifs coralliens.
par
Ophélie Kerckhove
Essai présenté au Département de biologie
en vue de l’obtention du grade de maître en écologie internationale
(maîtrise en biologie incluant un cheminement de type cours en écologie internationale)
FACULTÉ DES SCIENCES
UNIVERSITÉ DE SHERBROOKE
Sherbrooke, Québec, Canada, janvier 2012

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Sommaire
Cet essai traite des bioindicateurs, ces organismes ou groupes d’organismes qui donnent des
renseignements sur les conditions environnementales dans lesquelles ils vivent. Les
bioindicateurs sont des mesures biologiques de substitution. Ils permettent d’évaluer un stress
sans le mesurer directement. Plusieurs qualités des bioindicateurs les rendent très avantageux :
ils sont économiques, donnent une réponse intégrée (dans le temps et dans l’espace) et
détectent les synergies possibles entre plusieurs stress.
Les écosystèmes coralliens sont des écosystèmes extrêmement diversifiés et riches. Qui plus
est, une grande partie de la population humaine mondiale dépend de ces richesses pour leur
survie. Il est donc très important de garder ces écosystèmes dans un bon état de santé. Pour
cela, une surveillance s’impose. L’objectif principal de cet essai était de découvrir s’il existe
des bioindicateurs récifaux qui pourraient qualifier l’état de l’écosystème.
Les poissons ont été choisis parce que ce sont de bons bioindicateurs aquatiques. Ils exhibent
toute une gamme de réponses aux stress, des biomarqueurs aux bioindicateurs du niveau de la
communauté. En effet, leurs hormones, leur morphologie, leur comportement ou leur
abondance varient en fonction de stress plus ou moins spécifiques. Ces variations permettent
de poser un diagnostic.
Cependant, malgré l’abondance de littérature concernant les bioindicateurs ichthyens d’eau
douce, celle concernant les bioindicateurs des écosystèmes coralliens en est encore au stade
embryonnaire. Tout d’abord, la recherche sur la bioindication en général se focalise trop sur
les stress chimiques. Certes, les récifs coralliens sont victimes de la pollution, mais ce n’est
qu’une des menaces importantes auxquelles ils font face. La sédimentation, les changements
climatiques et la surpêche ont également un gros impact sur la santé de ces systèmes. D’autre
part, peu de bioindicateurs récifaux sont reconnus. Les familles des Chaetodontidae, les
poissons-papillon, et des Pomacentridae, les poissons-demoiselle, semblent l’être.
L’assemblage de poissons reste sans doute le bioindicateur le plus utilisé.

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Certains candidats paraissent avoir beaucoup de potentiel, et mériteraient une recherche plus
approfondie : la guilde des herbivores, probablement le candidat le plus sérieux, celle des
planctivores et enfin la signature trophique. Il faut donc poursuivre les efforts, afin d’acquérir
une meilleure compréhension de ces écosystèmes et de pouvoir les protéger. Il serait bon de
développer les connaissances sur le recrutement, qui semble être une variable confondante
importante. Il faut également que les plans de conservation soient montés avec le plus grand
soin. La sélection d’un, ou idéalement plusieurs, bioindicateur en fait partie. Un bioindicateur
non-adapté ne sert à rien. Il faut le sélectionner en fonction de la question écologique à
laquelle on veut répondre. Pour finir, il faut se concentrer sur les seuils d’action, ce qui est
probablement une des questions les plus délicates en bioindication. Cela se résume à savoir
quand agir.

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Remerciements
Je tiens à remercier les personnes qui ont contribuées à l’écriture de cet essai. Pour le côté
académique, j’aimerais remercier mon superviseur le Dr Marc Bélisle d’avoir accepté cette
tâche. Merci également à la coordonnatrice de la maîtrise en écologie internationale, Caroline
Cloutier, pour son aide. Pour le côté technique, merci à Philippe Kerckhove et Alexandra
Fontaine pour leurs commentaires pertinents. Merci à Sam G. Hessami pour son support
technologique. Enfin, merci à Marie-Hélène Kerckhove pour son soutien indéfectible.
J’aimerais également remercier l’aide financière aux études du gouvernement du Québec de
m’avoir permis de financer ma maîtrise.

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Table des matières
Sommaire .................................................................................................................................................. ii
Remerciements ........................................................................................................................................ iv
Liste des sigles, des symboles et des acronymes .................................................................................... vii
Introduction ............................................................................................................................................. 1
Chapitre I : BIOINDICATEURS ET CONCEPTS CONNEXES .......................................................................... 3
1.1 Qu’est-ce qu’un bioindicateur? ............................................................................................ 3
1.1.1 Définition .......................................................................................................................... 3
1.1.2 Terminologie .................................................................................................................... 5
1.2 Critères de sélection ................................................................................................................. 7
1.3 Différentes catégories de bioindicateurs .............................................................................. 11
1.3.1 Les espèces bioaccumulatrices ...................................................................................... 11
1.3.2 Les bioindicateurs de réaction ....................................................................................... 12
1.3.3 Bioindicateurs de biodiversité ........................................................................................ 13
1.4 Biomarqueur .......................................................................................................................... 13
1.5 Avantages et limitations des bioindicateurs et des biomarqueurs ........................................ 16
1.5.1 Avantages ....................................................................................................................... 16
1.5.2 Limitations ...................................................................................................................... 19
Chapitre II : LES POISSONS BIOINDICATEURS ......................................................................................... 21
2.1 Biomarqueurs ......................................................................................................................... 22
2.1.1 Biochimie ........................................................................................................................ 23
2.1.2 Immunotoxicologie et histopathologie .......................................................................... 29
2.2 Bioindicateurs de changement environnemental .................................................................. 35
2.2.1 Individu ........................................................................................................................... 35
2.2.2 Population ...................................................................................................................... 39
2.2.3 Communauté .................................................................................................................. 44
Chapitre III : LES BIOINDICATEURS DANS LES ÉCOSYSTÈMES CORALLIENS ........................................... 48