Étiquette : Aquatique

Publié le in Invertébrés multiples

Respirer sous l’eau

Je vous fais une confidence. Quand j’étais petite (entre 8 et 12 ans, environ), je pouvais passer des journées presque entières à me baigner. Je m’amusais à plonger ma tête sous l’eau et à « renifler ». Je m’imaginais que j’étais capable de respirer un tout petit peu sous l’eau. Bon, d’accord, c’était à l’époque du film Splash mettant en vedette Daryl Hannah et Tom Hanks. J’étais sans doute un peu trop inspirée par ces histoires de sirènes (bien que je devais pour ma part avoir davantage la grâce d’un lamantin!).

Notonecte
Le notonecte peut faire le « plein d’air » en sortant le bout de son abdomen de l’eau
Chironomes larves gros
Les chironomes rouges respirent par leur « peau » et peuvent emmagasiner l’oxygène

Ce n’est donc pas une surprise si je vous dis que je suis fascinée par cette capacité de plusieurs espèces d’invertébrés à respirer sous l’eau. Les stratégies pour ce faire sont fort variées et je vais tenter d’en effectuer un petit survol – aussi modeste soit-il face à toute cette diversité!

Premièrement, il importe de mentionner que certains insectes ne respirent pas « réellement » sous l’eau. Ils transportent plutôt avec eux leur réserve d’air, comme un plongeur qui charrie sa bombonne d’oxygène. C’est le cas par exemple des dytiques (Dytiscidae), des coléoptères qui forment une bulle d’air au bout de leur abdomen dans laquelle ils puisent leur oxygène. Les notonectes ont également adopté une méthode similaire. Ces insectes, qui vivent tête vers le bas, n’ont qu’à transpercer la surface de l’eau du bout de leur abdomen afin de renouveler leurs réserves d’air. Les gerridés, quant à eux, sont munis de petits poils imperméables qui capturent l’air tout autour de leur corps avant de plonger. Vous aurez compris que ces insectes ne respirent pas « par le nez » comme nous le faisons, puisque leurs réserves d’oxygène sont souvent situées au bout de l’abdomen. La respiration chez les insectes pourrait d’ailleurs faire l’objet d’une chronique en soi, puisqu’il y en a passablement à dire! D’ici à ce que j’écrive à cet effet, vous pouvez toutefois consulter certaines des sources citées dans les références ci-dessous (section « Pour en savoir plus »).

D’autres insectes ont aussi adopté des tactiques ne nécessitant pas de branchies, bien qu’ils vivent à temps plein sous l’eau et qu’ils ne se constituent pas de réserves d’air telles quelles. À titre d’exemple, les larves de syrphes – surnommées asticots à queue de rat – sont munies d’un long appendice qui ressemble en effet à une queue de rongeur. Elles s’en servent pour aspirer l’air présent à la surface de l’eau tout en demeurant ensevelies plus en profondeur, à l’abri des prédateurs. Elles ont un système respiratoire dit « ouvert », tout comme les insectes terrestres (c’est-à-dire que les stigmates, par lesquels elles respirent, ne sont pas recouverts d’une membrane comme certains insectes que je mentionnerai plus tard). Un tel système ouvert n’est pas la règle chez les insectes aquatiques qui demeurent complètement immergés, bien que l’on dénombre des groupes qui y font appel, particulièrement chez les diptères (tipules et maringouins, notamment).

Hydropsychidae_JC
Cet Hydropsychidae possède des branchies visibles sur l’abdomen
Pteronarcyidae_Jacques-Cartier
Les plécoptères comme ce Pteronarcyidae ont des branchies sur la face ventrale de leur abdomen

Certaines espèces, quant à elles, prélèvent majoritairement leur oxygène par diffusion à travers leurs tissus corporels mous. Il s’agit également d’une stratégie d’appoint souvent utilisée par les insectes qui ont un système respiratoire ouvert, ainsi que par ceux qui portent des branchies. Un cas notoire est celui des chironomes rouges : ils sont caractérisés par la présence d’hémoglobine qui leur permet de séquestrer une partie de l’oxygène obtenue par diffusion à la surface de leur corps et de l’utiliser en période d’anoxie (déficit en oxygène).

En revanche, de nombreuses larves d’insectes aquatiques sont dotées de branchies. Ces dernières prennent des formes variées : filaments touffus, filaments uniques, branchies aplaties en forme de feuille, etc. La raison d’être d’une branchie est fort simple : elle augmente la surface de contact du corps de l’insecte avec son milieu, contribuant à la capture d’une plus grande quantité d’oxygène. Les branchies constituent un système de respiration fermé (par opposition au système ouvert discuté plus haut). Cela signifie que les stigmates sont recouverts d’une membrane au travers de laquelle l’oxygène est diffusé.

Plusieurs larves de trichoptères et de plécoptères, par exemple, possèdent des branchies touffues apparentes sur la face ventrale de leur thorax et/ou de leur abdomen. Je pense plus précisément aux individus des familles Hydropsychidae (trichoptère), Perlidae (plécoptère) et Pteronarcyidae (plécoptère) sur lesquels les branchies sont facilement observables. Il s’agit d’ailleurs d’un critère utilisé dans l’identification de ces familles.

Chez les larves de mégaloptères, les branchies ont plutôt l’apparence de longs filaments disposés tout le long du corps. De plus, les larves ne se contentent pas que de ces filaments pour être alimentées en oxygène et sont en mesure d’assimiler l’oxygène dissous par diffusion à travers leurs tissus. Certaines espèces de mégaloptères nord-américaines possèdent aussi quelques branchies touffues à la base des plus longs filaments pour favoriser une meilleure captation de l’oxygène. Bref, toutes les techniques sont bonnes!

Corydalidae
Les filaments de chaque côté de ce mégaloptère (Corydalidae) sont des branchies
Aeshnidae Larve 2014
Les larves de libellules (ici une Aeshnidae) sont dotées de branchies internes

Pour ce qui est des éphémères, les branchies, bien visibles, sont disposées en deux rangées situées de chaque côté de l’abdomen (face dorsolatérale). Ils les agitent rapidement de sorte à y faire circuler l’eau, fait que l’on peut observer si l’on tient une larve d’éphémère vivante dans sa main et qu’on y ajoute un peu d’eau (voir la vidéo à la fin de la présente chronique pour un aperçu). Les branchies des éphémères ressemblent à des feuilles, prenant des formes très variées. Certaines sont de forme allongée, d’autres, plus rondes. Elles varient suffisamment en forme et en taille d’une famille à l’autre qu’elles peuvent servir à l’identification des individus. Les branchies des larves de demoiselles (sous-ordre Zygoptera), qui sont au nombre de trois, ressemblent également à de longues feuilles. Les demoiselles gardent ces branchies, situées tout au bout de leur abdomen, séparées de sorte à absorber le plus d’oxygène possible. Si cela ne s’avère pas suffisant, elles balancent leur abdomen de gauche à droite pour garder leurs branchies constamment en contact avec de l’eau saturée en oxygène.

Bien que les larves de demoiselles soient dotées de branchies externes, leurs proches parentes, les larves de libellules (sous-ordre Anisoptera), sont munies de branchies internes situées dans une chambre localisée au bout de leur abdomen. Par conséquent, elles doivent pomper l’eau par leur rectum afin de la faire circuler dans cette chambre interne où l’oxygène est extrait. Cela comporte un avantage : éviter que les branchies, souvent fragiles, soient endommagées.

Ce qui est étonnant, c’est que ces adaptations à la vie aquatique disparaissent complètement lorsque les larves d’insectes émergent et se transforment en adultes ailés. Croyez-vous que ces adultes gardent un souvenir de leur vie passée dans un tout autre milieu? Peut-être rêvent-ils encore de temps en temps, tout comme moi lorsque j’étais plus jeune, de pouvoir respirer sous l’eau?

 

Vidéo : Larve d’éphémère (Famille : Ephemerellidae) dont les branchies sont en mouvement (visionnez en haute définition).

 

 

Pour en savoir plus

Publié le in Insectes, Trichoptères

Un trichoptère libre et sans attaches!

La semaine dernière, je vous parlais d’une petite chenille – la mite des vêtements porte-case – qui s’avère être une savante fabricante de fourreaux. Bien que quelques lépidoptères soient en mesure de construire des fourreaux à partir de fibres de tissu ou de matière végétale, ce sont généralement les trichoptères qui sont des maîtres dans l’art.

Rhyacophila_2
Individu du genre Rhyacophila
Rhyacophila_1
Même Rhyacophila, autre angle

J’avais déjà écrit au sujet de certaines larves de trichoptères qui construisent des fourreaux de formes multiples et à l’aide de matériaux divers (cette chronique). Bien que la quasi-totalité des familles de trichoptères comporte des larves qui fabriquent de petites maisons portables ou fixées à un substrat, une famille retrouvée sous nos latitudes défie cette règle. Il s’agit des Rhyacophilidae, qui vivent sans attaches. Leur nom anglais « Free-living caddisflies » reflète bien ce mode de vie.

Selon les ouvrages consultés, on retrouve les larves de ces trichoptères principalement dans de petits cours d’eau frais et bien oxygénés, quoique certaines espèces puissent être observées dans des milieux un peu plus chauds et ouverts. Pour ma part, j’en trouve régulièrement lorsque je m’amuse à examiner les roches de petits cours d’eau frais quand nous faisons de la randonnée en forêt. Par ailleurs, j’en avais récolté lors de mes études dans des rivières d’assez grande taille peu ou modérément affectées par les activités humaines. Bref, mes observations personnelles semblent assez bien correspondre à ce qui est véhiculé dans la littérature.

Habituellement, on retrouve les larves surtout sous les galets et les roches des sections des cours d’eau où le courant est plus rapide. Afin d’éviter de se faire emporter par le courant lorsqu’elles se déplacent, elles tissent un petit fil de soie auquel elles peuvent s’accrocher, telle une bouée. Les griffes aiguisées des fausses pattes situées tout au bout de leur abdomen les aident aussi à garder une bonne prise alors qu’elles se meuvent en quête de nourriture.

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Habitat typique dans lequel vous pouvez retrouver des Rhyacophilidae au Québec
Pupe Rhyacophila
Pupe de Rhyacophila; la pupe est à gauche (on voit ses yeux) et les « restes » de la larve sont à l’extrême droite

La majorité des larves sont prédatrices et se nourrissent d’autres invertébrés, incluant larves de mouches noires et petits trichoptères. Elles ne font pas la fine bouche, pourvu que les proies soient d’une taille qu’elles sont capables de maîtriser. Même les œufs de poissons constituent une source intéressante de protéines. En revanche, quelques espèces préfèrent déchiqueter la matière végétale ou brouter les algues qui poussent sur le substrat rocheux.

Lorsque j’étais aux études, j’avais évalué la position trophique (ce qui signifie la position dans la chaîne alimentaire) de plusieurs invertébrés dans les rivières québécoises. Comme nous avions capturé un bon nombre de Rhyacophilidae (43 échantillons provenant de sites variés), nous avions calculé leur position dans les chaînes alimentaires. Il en ressortait que, en moyenne, les individus se retrouvaient effectivement à la position « carnivore », certains d’entre eux étant même des prédateurs de carnivores! Pas mal pour un organisme qui atteint à peine les 30 millimètres à maturité (généralement entre 11-23 mm pour le genre Rhyacophila)!

Bien que les larves ne vivent pas dans un abri, elles en construisent un lorsque vient le temps de se métamorphoser en pupe (stade de développement entre la larve et l’adulte). Les trichoptères optent pour ce que l’on appelle la métamorphose complète. À l’instar des papillons, ils doivent donc passer par un stade moins mobile, la pupe (que l’on appelle chrysalide chez le papillon), avant d’émerger en adulte ailé et terrestre. Ainsi, la larve formera un amas de petites pierres qu’elle agglutinera les unes aux autres. Au sein de cet amas, elle se tissera un cocon de soie rigide et de couleur brunâtre. Lorsque l’on brasse les roches sur lesquelles ces amas sont construits, on peut facilement déloger ces cocons, qui ressemblent à de petites capsules.

Ces cocons sont passablement translucides et l’on peut y voir la pupe qui se transforme progressivement. Fait intéressant, il est même possible de voir la pupe, d’un côté, et les restants de la « vieille peau » de la larve, de l’autre. Cela semble étrange pour nous, de voir un insecte se métamorphoser et se débarrasser des membres dont il ne se servira plus! Une fois à maturité, la pupe utilise ses mandibules pour se tailler une sortie hors de son cocon. Elle nage jusqu’à la surface où s’ensuit la transformation finale vers l’adulte.

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Comment identifier une larve de Rhyacophila
Hydropsychidae_Détails
Larve d’Hydropsychidae (genre Macrostemum), facile à distinguer du genre Rhyacophila

Les larves de Rhyacophilidae sont considérées comme étant sensibles à la pollution. Elles ont d’ailleurs une cote de tolérance de 0 sur 10, ce qui signifie qu’elles sont très sensibles (voir cette chronique où j’explique davantage comment ces cotes fonctionnent). Voshell (2002) suggère que ce serait notamment l’absence d’un fourreau ou d’un abri qui les rendrait plus vulnérables aux pressions environnementales. Compte tenu de cette sensibilité, mais aussi du fait qu’il s’agit de prédateurs, les Rhyacophilidae sont considérés comme un maillon important dans les chaînes alimentaires aquatiques et un indicateur de la santé du milieu.

Si vous avez envie d’examiner quelques roches à la recherche de larves de Rhyacophilidae, ces dernières sont faciles à identifier. À noter qu’au Québec, on ne retrouve que le genre Rhyacophila. Les larves de Rhyacophila sont souvent très vertes et d’une taille appréciable (plus de 1 cm). Contrairement aux larves d’Hydropsychidae, une autre famille de trichoptères très commune et souvent verdâtre, les larves de Rhyacophila ne possèdent pas de branchies sur leur abdomen. Les différents segments de leur abdomen sont aussi séparés par des sillons assez creux. Finalement, la larve ne possède pas de plaques thoraciques (près de la tête), mais est munie d’une plaque apparente sur le 9e segment de son abdomen, juste avant la dernière paire de pattes, qui sont des fausses pattes.

Si ces détails ne vous sont pas suffisants, je vous propose de m’inviter lors de votre prochaine excursion pour une séance d’identification! Sinon, bonne observation!

 

Pour en savoir plus

  • Anderson, C. et G. Cabana. 2007. Estimating the trophic position of aquatic consumers in river food webs using stable nitrogen isotopes. Journal of the North American Benthological Society 26(2): 273-285.
  • Marshall, S.A. 2009. Insects. Their natural history and diversity. 732 p.
  • Merritt, R.W. et K.W. Cummins. 1996. Aquatic insects of North America. 862 p.
  • Voshell, J.R. 2002. A guide to common freshwater invertebrates of North America. 442 p.
  • Bug Guide. Family Rhyacophilidae – Free-living caddisflies. http://bugguide.net/node/view/74941
Publié le in Hémiptères, Insectes

Un champion patineur!

Les insectes aquatiques ou semi-aquatiques sont généralement méconnus, si on les compare à d’autres compères plus populaires (papillons, par exemple). On ne peut pas dire que c’est le cas des gerridés, mieux connus sous le nom de patineurs ou d’araignées d’eau. Malgré cette dernière appellation, ces insectes sont loin d’être des araignées : il s’agit d’hémiptères (punaises et compagnie).

Les gerridés (famille Gerridae) sont bien adaptés à la vie en milieu aquatique. Leurs pattes, munies de poils hydrofuges, servent en quelque sorte de raquettes : elles leur permettent de « marcher » sur l’eau. Ainsi, en quelques mouvements de pattes, ils glissent aisément à la surface de l’eau, tels des patineurs.

Gerridae
Patineur dans mon étang à poisson

Comme patiner se fait plus facilement sur une surface lisse, il n’est pas surprenant de constater que ces insectes ont une préférence pour les eaux plus calmes : étangs, lacs, portions calmes de rivières… et piscines!

Seules les pattes du milieu et les pattes postérieures touchent l’eau et servent à la navigation. Les pattes antérieures, plus courtes, sont maintenues repliées, dans les airs. Cela donne l’impression que ces hémiptères n’ont que quatre pattes. Détrompez-vous! Ils en ont bien six!

Ces courtes pattes antérieures servent à saisir des proies. En effet, les patineurs sont des prédateurs qui percent les tissus de leurs proies avec leur rostre afin d’y aspirer les fluides. Leur menu est fort varié et comprend autant des proies aquatiques que terrestres, qu’elles soient mortes ou vives! Même un autre gerridé peut se retrouver au menu, ces derniers étant cannibales! C’est souvent en sentant les vibrations d’invertébrés à la surface de l’eau – par exemple, un invertébré terrestre tombé à l’eau et en détresse – qu’ils parviennent à trouver leur proie. Il semblerait qu’ils soient aussi dotés d’une bonne vue, utile pour détecter les proies. J’ajouterais à cet effet qu’ils nous voient venir de loin quand on cherche à les photographier : ils détalent rapidement!

Gerridae 2
Patineur dans ma piscine au printemps, en train de déguster un repas (ver)

Bien qu’ils préfèrent sillonner la surface des milieux aquatiques, les gerridés sont capables de plonger sous l’eau. Ils sont munis d’écailles imperméables qui les protègent. De plus, les poils imperméables qui recouvrent leur corps capturent une fine couche d’air qui leur permet de respirer sous l’eau. Étonnamment, malgré tout cet arsenal les protégeant de l’eau, les gerridés préfèrent tout simplement se réfugier comme vous et moi lorsqu’il pleut. Ils se servent des feuilles des arbres en guise de parapluie!

Une particularité notable de cette famille est qu’elle contient des individus adaptés à la vie en milieu marin. Les océans sont considérés comme un désert que seules quelques espèces d’insectes ont pénétré. Selon Merritt et Cummins 1996, de toutes les espèces d’insectes vivantes, on ne retrouve que quelques espèces qui ont peuplé l’océan : elles appartiennent toutes à la famille Gerridae (genre Halobates). La vie en milieu marin n’est pas facile et ces gerridés doivent survivre à l’aide des quelques ressources alimentaires qu’ils peuvent trouver et percer de leur rostre : œufs de poissons, zooplancton et autres invertébrés incluant des gerridés. Ils sont aussi restreints à pondre leurs œufs sur les rares objets qui flottent, ce qui inclut, selon Marshall 2009, des oiseaux de mer vivants!

Le polymorphisme alaire (différentes tailles ou formes d’ailes) est fréquent chez les gerridés. On peut donc retrouver autant d’individus dotés d’ailes que d’individus aptères au sein d’une même espèce. Le fait de ne pas avoir d’ailes ou encore d’avoir de très petites ailes rend ces insectes moins lourds (avoir des ailes mouillées n’est pas toujours pratique, selon la littérature). En revanche, avoir de grandes ailes permet aux individus de quitter un point d’eau pour un autre, notamment si le premier s’assèche ou devient trop peuplé. Il s’agit en outre d’une bonne méthode pour coloniser rapidement un nouveau point d’eau (voir cette chronique)! C’est visiblement la stratégie adoptée par les spécimens qui visitent nos piscines.

Veliidae
Vélie capturée en rivière (noter ses fémurs plus courts)

Une autre famille d’hémiptères ressemble beaucoup aux gerridés : ce sont les vélies (Veliidae). Ces deux familles sont adaptées à la vie à la surface de l’eau et s’y déplacent de façon similaire; les Veliidae sont d’ailleurs appelés « patineurs à épaules larges » en anglais. Leur mode d’alimentation est également comparable. Toutefois, Voshell 2002 propose une méthode facile pour les distinguer : chez les gerridés, le fémur des pattes antérieures – soit la première portion bien visible de la patte – dépasse largement le bout de l’abdomen lorsque l’on étire la patte. Chez les vélies, le fémur est plus court et ne dépasse pas le bout de l’abdomen.

Finalement, bien que les vélies occupent globalement le même type d’habitat que les gerridés, le genre le plus commun en Amérique du Nord (Rhagovelia) a une préférence pour les eaux un peu moins calmes comme les remous de rivières et les ruisseaux. On peut fréquemment les observer dans ces habitats, formant des rassemblements de plusieurs dizaines d’individus. Bien que les gerridés soient décrits comme étant territoriaux, il est également fréquent de les retrouver en grands groupes, en particulier pour partager un repas de taille (voir cette photographie tirée de Wikipedia). Bref, l’on se retrouve parfois avec tellement de patineurs dans un même endroit que l’on se croirait aux Olympiques!

 

Pour en savoir plus

  • Dubuc, Y. 2007. Les insectes du Québec. 456 p.
  • Marshall, S.A. 2009. Insects. Their natural history and diversity. 732 p.
  • Merritt, R.W. et K.W. Cummins. 1996. Aquatic insects of North America. 862 p.
  • Voshell, J.R. 2002. A guide to common freshwater invertebrates of North America. 442 p.
  • Bug Guide. Family Gerridae – Water Striders. http://bugguide.net/node/view/163
  • Wikipedia. Gerridae. http://en.wikipedia.org/wiki/Gerridae
Publié le in Invertébrés multiples

Nager en eau trouble : des indicateurs de la santé des cours d’eau – Partie 2

La semaine dernière, je vous ai fait languir quelque peu en prenant la décision de vous écrire la suite de notre étude écologique cette semaine. Nous reprenons donc notre récit là où nous l’avions laissé : l’échantillonnage de notre second site, situé vers l’aval de la rivière du Cap-Rouge (secteur de Cap-Rouge, près de Québec). Le bassin versant de la rivière du Cap-Rouge est constitué de terres agricoles et de zones urbanisées. Ces utilisations du sol sont une source de nutriments et de contaminants de toutes sortes, qui forment un cocktail susceptible d’altérer la composition et la structure des communautés aquatiques (faune et flore).

Décapoda
Les écrevisses sont des organismes tolérants à la pollution

Les invertébrés capturés à ce site reflétaient – sans grande surprise – les conditions dégradées retrouvées dans ce tronçon de rivière. Au premier coup de filet, nous avons eu la chance de recueillir une écrevisse (Decapoda) et plusieurs petits poissons, au grand bonheur de mes neveux. Les écrevisses sont des organismes tolérants à la pollution et possèdent une cote de tolérance assez élevée d’une valeur de 6. Cette capture contribua par conséquent à augmenter notre cote moyenne de qualité de l’eau pour ce site. Il en est de même pour quelques autres organismes comme les chironomes (cote de 6) et les chironomes rouges (cote de 8). Ces deux groupes sont distingués en matière de cotes, car les chironomes rouges témoignent de conditions encore plus dégradées. Ils sont effectivement capables de survivre dans des milieux pauvres en oxygènes; si le sujet vous intéresse, vous pouvez lire cette précédente chronique. Tous les autres invertébrés capturés dans la rivière du Cap-Rouge avaient une cote de 4 : larve d’un coléoptère de la famille Elmidae, larve d’un éphémère de la famille Baetidae et quelques gammares (des crustacés de l’ordre des amphipodes). Au bout du compte, la cote de la rivière du Cap-Rouge s’est chiffrée à 5.33, soit une qualité précaire. Rappelons-nous que la rivière Jacques-Cartier avait obtenu une valeur de 2.33 (qualité excellente).

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Un filet, un plat blanc rempli de petites bestioles… et un Alexandre bien content!

La mesure des concentrations de nitrates dans la rivière du Cap-Rouge nous indiqua une certaine présence de ce nutriment, par opposition à la rivière Jacques-Cartier où nous avions noté une absence totale. Nous pouvions aussi observer davantage de périphyton (algues qui poussent sur les roches) à ce site, autre symptôme que le cours d’eau est enrichi par des nutriments provenant des activités humaines (ce qui n’est pas une bonne chose).

Notre périple nous conduisit, finalement, à un site situé vers l’aval de la rivière Lorette, un petit tributaire de la rivière Saint-Charles (aussi située à Québec). Le bassin de la rivière Lorette est également affecté par la présence d’agriculture et de zones urbaines. Nous fûmes d’ailleurs enthousiasmés de voir l’eau de notre petite éprouvette destinée à quantifier les nitrates se colorer d’un rose assez soutenu. Cela suggérait des concentrations de nitrates encore plus élevées qu’aux deux sites précédents. Encore une fois, je vous rappelle que nous avons simplement utilisé une trousse destinée à mesurer les concentrations de nitrates dans les aquariums à poissons. Il ne s’agit pas d’appareils hautement scientifiques et coûteux. Toutefois, l’exercice fut très éducatif : mes neveux purent effectivement observer d’importantes différences entre la rivière Jacques-Cartier, boisée, et les deux rivières davantage affectées par la pollution.

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Les trichoptères de la famille Hydropsychidae sont très communs dans nos rivières

En ce qui concerne les invertébrés, la rivière Lorette ne recélait pas d’une forte diversité, ni d’abondance d’individus. Les familles que nous avons pu y capturer ressemblaient à celles retrouvées sur la rivière du Cap-Rouge : chironomes, éphémères de la famille des Baetidae, larves d’Elmidae (cotes entre 4 et 6). Des trichoptères de la famille Hydropsychidae étaient ce qu’il y avait de plus abondant. Ce groupe a une cote de tolérance de 4, mais il est très commun. On retrouve des individus y appartenant tant dans les rivières dégradées que dans les rivières en meilleure santé. Nous en avions d’ailleurs capturé quelques-uns dans la rivière Jacques-Cartier. C’est la présence de vers de la classe des oligochètes (Oligochaeta; cote de 8) qui contribua le plus à élever la cote moyenne de ce site, qui se chiffra à 5.2 – ce qui correspond à une qualité précaire. Pour couronner le tout, les roches étaient bien recouvertes de périphyton, ce que mes neveux ne trouvaient pas très ragoûtant. Cela n’a toutefois pas empêché l’un d’eux de s’étaler de tout son long dans la rivière après avoir trébuché (à croire que c’était intentionnel)!

En somme, bien que l’exercice n’était pas quantitatif et réalisé simplement pour le plaisir, il permit à mes neveux de constater que les rivières agricoles et urbaines présentent des caractéristiques bien différentes des rivières boisées : concentrations de nitrates plus élevées, présence d’invertébrés plus tolérants à la pollution, plus grande abondance d’algues. Ce constat est corroboré par maintes études et est loin d’être une surprise.

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Jérémie qui m’aide à identifier les organismes capturés à l’aide du guide de Voshell, 2002

Au Québec, l’évaluation de la santé des cours d’eau à l’aide des invertébrés benthiques (ce qui signifie « vivant dans le fond des lacs et des cours d’eau ») est effectuée par plusieurs organismes. Le Ministère du Développement durable, de l’Environnement et de la Lutte contre les changements climatiques (MDDELCC) a élaboré au courant des dernières années plusieurs rapports, guides et protocoles d’échantillonnage à cet effet (suivre ce lien pour plus de détails). Le MDDELCC a également mis sur pied un programme de surveillance volontaire des cours d’eau basé sur les invertébrés, en partenariat avec le Groupe d’éducation et d’écosurveillance de l’eau (G3E), auquel de nombreux organismes environnementaux participent : SurVol Benthos. Ce programme augmente la couverture spatiale et les connaissances de la province en matière de santé des cours d’eau. G3E est aussi un groupe fort actif en matière de sensibilisation et d’éducation des jeunes. Son programme « J’adopte un cours d’eau » a d’ailleurs remporté plusieurs prix. Il s’agit d’un programme qui permet aux jeunes de faire des études écologiques de cours d’eau (analyses physico-chimiques, identifications d’invertébrés, etc.), soit une version améliorée de ce que j’ai tenté de faire avec mes neveux!

De plus, je ne peux passer sous silence tout le travail qui se fait dans le milieu universitaire. J’ai moi-même fait partie du Groupe de recherche interuniversitaire en limnologie et en environnement aquatique (GRIL; suivre ce lien), comprenant plusieurs chercheurs et étudiants qui examinent l’utilité des invertébrés aquatiques dans l’évaluation de l’impact des activités humaines sur les lacs et les cours d’eau.

Il y a sans doute d’autres organismes auxquels je n’ai pas pensé qui œuvrent dans le domaine… L’important, c’est de savoir que la santé de nos cours d’eau et les bestioles qui y vivent sont au cœur du travail – et de la passion – de multiples individus!

 

Pour en savoir plus

Publié le in Invertébrés multiples

Nager en eau trouble : des indicateurs de la santé des cours d’eau – Partie 1

Vous le savez déjà : j’ai un faible pour les invertébrés aquatiques. Cet été, je me suis payée une petite sortie dont l’objectif était de sensibiliser et d’éduquer des jeunes à la santé des cours d’eau et aux façons de la mesurer… tout en me permettant de patauger un peu dans des rivières et d’attraper des invertébrés! Depuis quelques années, nos neveux du Nevada viennent passer quelques semaines au Québec. Cette année, nous avons planifié ensemble une étude sur l’état de santé des rivières. Il s’agissait de choisir des rivières nous permettant de vérifier deux hypothèses :

  • Les rivières boisées sont-elles caractérisées par des communautés d’invertébrés en meilleure santé que celles retrouvées dans les rivières urbaines et agricoles?
  • Les concentrations de nitrates sont-elles plus élevées dans les milieux urbanisés et agricoles que dans les milieux boisés?

Il faut dire que cette seconde hypothèse vient du plus vieux de mes neveux (j’avais pour idée seulement de collecter des invertébrés), mais que les résultats furent en fin de compte très probants – ce que nous verrons un peu plus tard!

Neveux_Jacques-Cartier
Sortie éducative sur la rivière Jacques-Cartier : Jérémie, Alexandre et DocBébitte

Aidée de mes deux neveux, Jérémie et Alexandre, nous choisîmes donc trois sites : un premier localisé sur la rivière Jacques-Cartier et caractérisé par un bassin fortement boisé, un second sur la rivière du Cap-Rouge dont le bassin est agricole et urbain, ainsi qu’un troisième sur la rivière Lorette dont le bassin est également agricole et urbain.

Nous avons entrepris notre journée en nous rendant à Sainte-Catherine-de-la-Jacques-Cartier, dans un tronçon de la rivière Jacques-Cartier caractérisé par des rapides. Il importe de mentionner que les trois sites échantillonnés étaient situés dans des zones à courant rapide. La première raison pour laquelle nous avons choisi ce type d’habitat est parce qu’on peut facilement y échantillonner les roches : nous n’avons qu’à descendre dans la rivière munis de bottes-salopettes. En deuxième lieu, les portions de rivières où le courant est plus rapide sont mieux oxygénées et l’on y retrouve une plus grande diversité d’invertébrés. Finalement, la présence du courant aide grandement à entraîner les invertébrés et les petits poissons dans le fond de notre filet et d’éviter qu’ils en ressortent trop facilement.

En arrivant sur le site, mes neveux notèrent rapidement la présence d’exosquelettes de plécoptères sur les roches. Il s’agissait de plécoptères de la famille des Perlidae, une famille sensible à la pollution (j’en ai parlé dans cette chronique). Cela augurait déjà bien! Munis de filets,  nous amorçâmes donc l’échantillonnage de la rivière Jacques-Cartier. À chaque coup de filet, nous déposions les invertébrés capturés dans un bol blanc, ce qui nous permettait de les identifier. C’est l’aîné de nos neveux – Jérémie – qui s’affairait à identifier les invertébrés à l’aide d’un guide visuel bien adapté à cette tâche, car fort convivial : « A Guide to Common Freshwater Invertebrates of North America » (Voshell, 2002). Bien que l’échantillonnage était uniquement qualitatif (rien de hautement scientifique), il était facile de voir que les invertébrés capturés étaient des invertébrés peu tolérants à la pollution.

Perlidae_Jacques-Cartier
Un Perlidae, famille sensible à la pollution

Mes neveux ne purent toutefois faire ce constant qu’au moment de l’analyse des données. Nous nous sommes servis d’une grille de tolérance des invertébrés à la pollution que l’on peut retrouver dans le livre « Methods in Stream Ecology » (Hauer et Lamberti, 2007). La façon de calculer est simple : on doit attribuer une cote de 0 à 10 pour chaque famille capturée pour un site donné. Une cote de 0 correspond à un organisme très sensible à la pollution, alors qu’une cote de 10 est attribuée aux organismes très tolérants. Ensuite, on fait la moyenne des cotes pour tout le site. Au total, il y a sept catégories allant d’une qualité de l’eau excellente (cote entre 0 et 3.75) à une qualité très mauvaise (cote entre 7.26 et 10). Pour un indice plus quantitatif, on multiplie les cotes de chaque famille par le nombre d’individus recueillis, et ce, avant de faire la moyenne par site. Comme nous n’avons pas fait d’échantillonnage quantitatif, cependant, nous n’avons pas réalisé cette seconde étape.

Pteronarcyidae_Jacques-Cartier
Ce Pteronarcyidae a aussi contribué à la bonne cote de la rivière Jacques-Cartier

La cote qualitative obtenue à l’aide des invertébrés capturés dans la rivière Jacques-Cartier fut de 2,33. Cela signifie une qualité de l’eau excellente. Ce faible pointage a été particulièrement influencé par la présence de trois organismes sensibles : un plécoptère de la famille Pteronarcyidae (cote de 0), un plécoptère de la famille Perlidae (cote de 1) et un éphémère de la famille Ephemerellidae (cote de 1).

Fait intéressant, les concentrations de nitrates mesurées à ce site étaient non détectables. Il faut dire d’emblée que nous avons simplement utilisé une trousse de mesure de nitrates pour aquariums. Encore une fois, ce n’est rien de hautement scientifique et les valeurs nous offrent surtout un ordre de grandeur, mais ce fut fort intéressant, côté éducatif!

Croyez-vous que les résultats furent différents pour nos deux sites dont le bassin versant (bassin de drainage) était caractérisé par des activités urbaines et agricoles?

À l’instar des émissions de télévision qui nous disent « To be continued », je vous fais patienter une semaine et vous écris la suite lors de la prochaine chronique! J’en profiterai aussi pour vous parler de ce qui se fait au Québec en matière d’évaluation de la santé des cours d’eau à l’aide d’invertébrés aquatiques.

 

Pour en savoir plus

  • Hauer, F.R., et G.A. Lamberti. 2007. Methods in Stream Ecology. 877 p.
  • Voshell, J.R. 2002. A guide to common freshwater invertebrates of North America. 442 p.