Publié le in Insectes, Trichoptères

Des insectes sous la glace!

Je vais me faire plaisir dans la chronique de cette semaine et vous proposer une incursion au sein de ma discipline professionnelle qui s’appelle la limnologie – l’étude des lacs et des rivières. Ce sont des photographies diffusées par monsieur Julien Bourgault sur le site Facebook de l’Association des entomologistes amateurs du Québec qui m’ont inspirée pour le sujet traité cette semaine. M. Bourgault a pris des clichés d’étranges insectes s’agglomérant sous la glace d’un petit lac à Saint-Patrice-de-Beaurivage. Ce dernier se demandait de quoi il s’agissait, spécifiant notamment que les bêtes en question étaient vêtues de fourreaux faits à l’aide de feuilles d’arbres.

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Trichoptère photographié par M. Bourgault
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Autre vue sur le trichoptère observé
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On voit bien la matière utilisée pour le fourreau

Visiblement, il s’agissait d’insectes aquatiques, ce qui attisa immédiatement mon intérêt. En tant que limnologue et entomologiste amateur, je me devais d’y jeter un coup d’œil et d’enquêter à la fois sur l’identité de ces insectes et sur leur étrange comportement! J’avais quelques indices pour m’aider : bien que photographiés à l’envers, je pouvais voir une partie du thorax, de la tête et des pattes des individus. Par ailleurs, ces derniers s’étaient abrités dans des fourreaux faits de feuilles. Heureusement, un ordre d’invertébré aquatique est reconnu pour sa propension à fabriquer des fourreaux à l’aide de divers matériaux (végétaux et minéraux) : les trichoptères.

J’éprouvai quelques difficultés à déterminer rapidement de quel groupe de trichoptères il s’agissait. Je ne trouvais pas de trichoptères correspondant aux individus photographiés dans le guide simplifié de Voshell (2002) ni dans le guide d’identification d’invertébrés d’eau douce du Ministère du Développement durable, de l’Environnement et de la lutte contre les changements climatiques (MDDELCC; voir Moisan 2010). C’est en fouillant dans Merritt et Cummins (1996) et sur Internet que je trouvai deux familles fabriquant des fourreaux à l’aide de feuilles et pouvant correspondre aux caractéristiques visibles sur les clichés : Calamoceratidae et Limnephilidae. Toutefois, je trouvai davantage de descriptions au sujet de la première famille sur Internet, de sorte à croire que nos spécimens étaient des Calamoceratidae (ce fut même ma première interprétation).

Cependant, en amorçant la rédaction de la présente chronique, je documentai cette famille davantage pour réaliser que les caractéristiques ne semblaient pas tout à fait cadrer avec nos insectes-mystères. En outre, je lisais que les Calamoceratidae vivaient en milieu lotique (soit des milieux aquatiques où le courant est présent, comme les rivières), alors que les insectes photographiés provenaient d’un lac à faible renouvellement d’eau (selon les précisions de M. Bourgault). Cela me mit la puce à l’oreille et j’en profitai pour interroger certains de mes collègues du MDDELCC quant à ma découverte.

Ces derniers m’offrirent des renseignements supplémentaires : seule une espèce de Calamoceratidae serait présente dans notre secteur et il s’agirait d’une espèce qui ne possède pas un fourreau fait de feuilles – contrairement à certaines espèces retrouvées plus au sud de l’Amérique du Nord comme celle photographiée ici. Par ailleurs, cette famille semble assez rare au Québec et mes collègues – qui en ont vu d’autres! – ne possèdent aucun spécimen de cette dernière dans leur collection. Cela explique aussi que je n’aie jamais rencontré de Calamoceratidae, bien que j’aie l’échantillonnage de quelque 150 sites en rivières à mon actif.

En revanche, mes collègues m’indiquèrent que la famille Limnephilidae comprenait au moins un genre (Pycnopsyche) retrouvé à nos latitudes et fabriquant  des fourreaux faits de feuilles similaires à ceux observés par M. Bourgault (voir cette photo que j’ai dénichée sur Bug Guide à titre d’exemple). Voilà donc : les probabilités sont très élevées qu’il s’agisse d’une sorte de Limnephilidae… Néanmoins, seul un examen de ces petites bêtes sous le microscope nous l’aurait confirmé hors de tout doute!

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Les trichoptères étaient présents en grand nombre sous la glace
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Cette photo donne une idée de la taille des trichoptères

Ce fut une fascinante découverte et un bel apprentissage de mon côté. Je n’avais pas encore vu de trichoptères faire de tels fourreaux! Par ailleurs, leur comportement – se regrouper sous la surface gelée d’un milieu aqueux – était bien étonnant. C’est ici que je fais appel à la limnologie, afin de tenter d’élucider ce comportement.

En voyant le comportement des trichoptères, j’ai pensé à deux hypothèses pouvant expliquer leur agglomération sous la glace : ou bien ils s’y nourrissaient, ou bien ils tentaient de profiter de la plus grande concentration d’oxygène présente près de la surface. La première hypothèse implique que les trichoptères se tenaient sous la glace afin d’ingérer des algues ou des microorganismes qui s’accumulaient à sa surface. Je me souvenais d’avoir vu passer, lorsque j’étais à l’université il y a plusieurs années, des études concernant la présence d’algues sous la glace. Je me demandais s’il pouvait s’agir d’une situation similaire, ces algues se concentrant à la surface afin de bénéficier de la plus grande quantité de lumière possible. De plus, Merritt et Cummins (1996) indiquent que certaines espèces de Pycnopsyche peuvent être des brouteurs au courant de leurs derniers stades larvaires – c’est-à-dire qu’ils brouteraient des algues sur des substrats variés. En combinant ces deux faits, l’on pourrait parvenir à la conclusion que ces larves étaient présentes en grand nombre pour profiter d’une source de nourriture comme des algues s’accrochant à la paroi glacée. Malheureusement, je n’ai pas en main de données permettant de confirmer cette suggestion!

Seconde hypothèse qui m’est venue à l’esprit : les trichoptères cherchaient peut-être une strate du lac mieux oxygénée. Cette hypothèse est partiellement appuyée par les données que M. Bourgault m’a transmises au sujet du lac. Il s’agit d’un petit lac qui, si on le regarde à partir de Google Maps, présente définitivement des caractéristiques d’un lac en voie d’eutrophisation. L’eutrophisation d’un lac se décrit de façon vulgarisée comme étant le vieillissement prématuré de ce lac : ce dernier présente une abondance croissante d’algues et de plantes aquatiques qui se décomposent pour former des couches de détritus et de vase de plus en plus importantes. Il se comble et se referme tranquillement, se transformant en marais, puis éventuellement en tourbière. Ce processus est généralement long pour les lacs naturels (des milliers d’années et plus), mais tend à être accéléré par les activités humaines qui sont une source de nutriments s’écoulant vers les milieux aquatiques (engrais résidentiels et agricoles, eaux usées, etc.). C’est simple : plus de
nutriments entraîne plus de plantes et d’algues! C’est comme le gazon sur lequel on applique des engrais.

D’ailleurs, M. Bourgault indiquait que le lac était tapissé d’une bonne couche de sédiments organiques qui s’y était accumulée. De plus, sur l’image Google du lac, on voit la forte présence d’algues ou de plantes dans sa partie nord, qui apparait comme étant très verte. Les usages du sol environnants sont agricoles et le renouvellement de l’eau dans le lac m’a été indiqué comme étant faible, tous des indices qui me confirment que le lac possède sans aucun doute beaucoup d’éléments nutritifs et, par conséquent d’algues et de plantes. Une forte présence d’algues et de plantes est fréquemment associée à une forte demande en oxygène : quand toute cette matière se décompose lors de la saison hivernale, la concentration en oxygène est fortement réduite dans les strates plus profondes du lac (ou possiblement dans le lac entier lorsqu’il est peu profond, comme c’est le cas ici). On se retrouve en situation de manque d’oxygène (hypoxie ou anoxie, selon qu’il y en a peu ou pas du tout).

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Lac où les observations ont été effectuées
Lac à Saint-Patrice-de-Beaurivage
Vue du lac sur Google Maps; Il s’agit visiblement d’un petit lac en état d’eutrophisation

Naturellement, nos insectes aquatiques ont besoin d’oxygène pour survivre. Lorsque l’hiver arrive et que la glace se forme, les échanges entre le lac et l’air sont de plus en plus réduits, ce qui favorise un plus grand déficit en oxygène des couches plus profondes du lac. À cet effet, avez-vous déjà entendu parler de mortalités massives de poissons dans des lacs pendant l’hiver? Il est fort probable que ces dernières étaient causées par un manque d’oxygène. On parle toutefois généralement moins des invertébrés dans ces cas, mais il ne serait pas surprenant que plusieurs de ces derniers soient également affectés. Bien que leur niveau de tolérance et leurs besoins en oxygène varient, ceux-ci doivent tout de même « respirer » sous l’eau (voir cet article si vous voulez en savoir plus). Dans notre cas, cependant, j’hésite à attribuer la présence de nos trichoptères à la surface à un déficit d’oxygène. Je m’attendrais à ce que ce dernier empire avec l’avancement de la saison hivernale et qu’il ne soit pas nécessairement critique dès les premiers gels. Aussi, le lac semblant relativement petit et peu profond, il serait possible que le déficit en oxygène s’étende à l’ensemble du lac et non seulement aux couches plus profondes.

Quoi qu’il en soit, je ne suis pas en mesure de confirmer hors de tout doute ce que nos trichoptères faisaient regroupés ainsi sous la glace. J’écarte ci-dessus l’hypothèse de l’émergence, car les clichés ont été pris aux premiers gels d’automne (novembre), alors que l’émergence des trichoptères se fait habituellement plus tôt. Je suis néanmoins fascinée par ce comportement et la scientifique en moi est drôlement agacée par ce manque de réponse (ou de données pour y répondre!). Avez-vous une idée quant aux facteurs expliquant la présence de ces invertébrés sous la glace? Je serais ravie de discuter d’hypothèses avec vous!

Cela dit, l’alimentation des individus du genre Pycnopsyche – en supposant qu’il pourrait bel et bien s’agir de notre genre en cause – inclurait communément des détritus et de la matière végétale variée. Ils se nourriraient de cette matière organique, incluant les feuilles, en la déchiquetant. Visiblement, ils profitent aussi de ces végétaux pour se construire de belles demeures. Un lac en voie d’eutrophisation rempli de matière végétale de toute sorte semble donc un bon lieu pour constituer un garde-manger et une boutique de vêtements pour ces insectes!

Pour terminer, dans cette précédente chronique, j’avais parlé de la propension des trichoptères à fabriquer des fourreaux à partir de toutes sortes de matériaux. J’avais notamment mis en vedette d’autres espèces de la famille Limnephilidae bâtissant des fourreaux cylindriques faits de petites pierres ou de brindilles. Je ne savais toutefois pas que certains d’entre eux étaient en mesure de se revêtir de feuilles d’arbres et la découverte de M. Bourgault me fut très instructive. Je tiens d’ailleurs à le remercier, ainsi que mes collègues du MDDELCC qui m’ont aidée à confirmer l’identité de nos vedettes de la semaine!

 

Pour en savoir plus

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