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Reconnaître les macroinvertébrés aquatiques d’eau douce – Partie 2

Il y a trois semaines, j’amorçais un petit « cours 101 » d’identification des invertébrés d’eau douce où je vous entretenais plus particulièrement au sujet des invertébrés non-arthropodes et des arthropodes non-insectes (cette chronique).

Cette semaine, nous abordons le troisième groupe : les insectes proprement dits. Selon Voshell (2002), on distingue les insectes aquatiques des deux autres catégories précédemment survolées par le fait qu’ils possèdent une capsule céphalique visible munie d’un rostre, de mandibules ou de crochets, ainsi que zéro ou trois paires de pattes segmentées. Cela est exact la plupart du temps, quelques insectes étant munis de pièces buccales (et de portions de capsule céphalique) dissimulées et si discrètes qu’on pourrait croire qu’ils n’en possèdent pas… et les confondre pour un arthropode non-insecte!

La leçon à en tirer? Quand l’invertébré a une tête et six pattes, vous pouvez être certains qu’il s’agit d’un insecte! Sinon, il faut l’examiner de plus près!

Cela dit, avant de commencer notre petit cours, je vous avise encore une fois que je vous ferai un portrait des principaux groupes communément retrouvés (si je me fie à ma propre expérience, ainsi qu’aux groupes abordés dans Voshell (2002)), mais qu’il existe quelques autres ordres dont on peut retrouver des membres en eau douce, comme les lépidoptères, les névroptères ou les orthoptères, par exemple. Il existe de très bons guides d’identification qui vous en feront un portrait plus complet; ceux-ci sont présentés dans la section « Pour en savoir plus » et je vous invite à les consulter. Pour ceux qui ne seraient pas à l’aise de lire dans la langue de Shakespeare, j’y cite notamment d’intéressants travaux réalisés au Québec par le Groupe d’éducation et d’écosurveillance de l’eau et le Ministère du Développement durable de l’Environnement et de la Lutte contre les Changements climatiques.

Êtes-vous prêts? Commençons!

Vous êtes certains de faire face à un insecte? Si oui, la seconde question à se poser, qui sert à préciser à quel ordre appartient l’individu examiné, est la suivante : à quoi ressemblent les pattes? Sont-elles présentes (trois paires de pattes)? Sont-elles absentes? Sont-elles plutôt agglutinées le long du corps comme les membres d’une momie? Si l’insecte observé n’a aucune patte et ne ressemble pas à une momie, vous faites face à une larve de diptère (mouches et compagnie)! S’il fait penser à une momie, il s’agit fort probablement d’une pupe (stade de développement situé entre la larve et l’adulte, comme la chrysalide d’un papillon) de diptère ou de trichoptère.

Larves diptères
Larves de diptères : maringouin (Culicidae) à gauche et chironome (Chironomidae) à droite
Pupes_Tricho et diptères
Pupe de trichoptère (haut) et pupes de diptères (bas)

L’insecte a six pattes? Vous aurez à vous poser des questions supplémentaires. On vous fait travailler, quoi! Ces questions comprennent :

  • Observe-t-on la présence d’ailes complètement développées et utilisées pour le vol?
  • Observe-t-on la présence de fourreaux alaires, soit des ailes en développement repliées dans des étuis visibles sur la portion dorsale du thorax?
  • Les ailes ou les fourreaux alaires sont-ils complètement absents?

Deux ordres d’insectes aquatiques sont généralement munis d’ailes matures et peuvent se déplacer hors de l’eau en volant s’ils le souhaitent : les hémiptères et les coléoptères adultes. Les hémiptères portent un rostre et leurs ailes antérieures, qui sont partiellement rigides, se croisent. Ils comprennent notamment les gerridés, les punaises d’eau géantes et les notonectes. Les coléoptères se distinguent des hémiptères par leurs mandibules (plutôt qu’un rostre) et leurs ailes antérieures entièrement rigides (élytres) qui recouvrent largement l’abdomen. Les plus connus sont sans doute les gyrins, les dytiques et les hydrophiles, mais de plus petites espèces comme les elmidés sont également très communs dans nos rivières. En début de paragraphe, j’indique que ces ordres sont « généralement » munis d’ailes. Il importe en effet de préciser que les hémiptères immatures n’auront pas d’ailes bien développées, alors que les larves de coléoptères prennent une forme complètement différente de l’adulte (voir vers la fin de la présente chronique). De même, j’avais notamment mentionné dans cette chronique que le polymorphisme alaire est fréquent chez les gerridés, faisant en sorte que l’on retrouve des individus matures ne possédant pas d’ailes. Cela souligne l’importance de ne pas regarder qu’un seul critère lorsque l’on identifie un insecte!

Hémiptère-Coléoptère
Insectes munis d’ailes développées : hémiptère (gerridé) à gauche et coléoptère (dytique) à droite

En ce qui concerne la présence de fourreaux alaires, trois ordres ressortent : les éphémères, les plécoptères et les odonates. Les odonates se distinguent des deux premiers ordres par leurs mâchoires rétractables qu’ils maintiennent repliées sous leur tête. Leurs puissantes mandibules forment un masque et se situent au bout de ce qui ressemble à une trompe – caractéristique propre à cet ordre d’insectes. De plus, aucune branchie ne longe leur thorax ou leur abdomen. Les deux sous-ordres d’odonates (anisoptères et zygoptères) sont assez différents, les anisoptères étant plus robustes et complètement dépourvus de branchies externes, alors que les zygoptères sont davantage filiformes et arborent trois branchies en forme de feuille tout au bout de leur abdomen.

Ce qui m’amène à vous parler des éphémères. Ces insectes se caractérisent par la présence de deux à trois « queues » (deux cerques et un filament médian) au bout de leur abdomen. Un œil non averti pourrait confondre les trois branchies des zygoptères pour ces trois appendices. Toutefois, ceux des éphémères sont filiformes; ils ne ressemblent aucunement à des feuilles aplaties. Par ailleurs, la partie dorso-latérale de l’abdomen des éphémères est parcourue d’une allée de branchies visibles à l’œil nu, en particulier si ces derniers sont immergés. La majorité des éphémères portent trois appendices, mais certains en ont deux. Ce qui complique les choses…

Pourquoi? Eh bien, sachez que les plécoptères arborent toujours deux « queues » (cerques) et ressemblent à certains éphémères aplatis comme les Heptageniidae. Heureusement, ils n’ont pas de branchies sur la portion dorso-latérale de l’abdomen, quoique certaines familles en portent sur la portion ventrale du thorax ou de l’abdomen. Une façon plus sûre de distinguer ces deux ordres est d’examiner le nombre de griffes au bout de chaque patte : alors que les éphémères n’en ont qu’une, les plécoptères en ont deux! Voilà qui est aidant!

Odonate-Éphémère-Plécoptère
Insectes qui possèdent des fourreaux alaires. De gauche à droite : Odonate, éphémère et plécoptère
Zygoptère-Éphémère
Branchies terminales d’un zygoptère (gauche) et cerques et filament médian (trois « queues ») d’un éphémère (droite)

Or, les choses se corsent pour notre dernière catégorie : les insectes qui n’ont ni ailes complètement développées ni fourreaux alaires. Bien sûr, un premier élément à vérifier est que l’on ne fait pas face à un individu immature ou peu développé d’un des ordres cités ci-dessus. Les hémiptères immatures n’ont pas encore d’ailes, mais la présence d’un rostre devrait vous guider sur la bonne voie! Il en est de même pour nos odonates, plécoptères et éphémères dont le stade de développement est peu avancé : il vous sera difficile de percevoir les fourreaux alaires et vous devrez bien examiner les autres caractéristiques qui leur sont propres! Si l’on exclut ces cas, il reste tout de même trois ordres fréquemment observés qui font partie de cette catégorie : les mégaloptères, les trichoptères et les larves de coléoptères. Il faut être attentif à plusieurs critères pour distinguer ces ordres : présence de filaments de chaque côté de l’abdomen, nombre de griffes au bout des pattes, présence de fausses pattes ou d’un filament au bout de l’abdomen, etc.

Les mégaloptères et les trichoptères ont l’abdomen mou, comme une chenille. Toutefois, les mégaloptères possèdent des branchies en forme de filaments de chaque côté de l’abdomen et deux griffes par pattes. Selon la famille concernée, l’abdomen se terminera soit par un long filament unique (Sialidae) ou par deux fausses pattes munies chacune de deux crochets (Corydalidae). Les trichoptères, quant à eux, ont une seule griffe par patte et aucun filament latéral, quoiqu’ils puissent avoir des branchies ventrales (cas des Hydropsychidae). L’abdomen se termine par deux crochets simples. De plus, ils sont souvent retrouvés dans des fourreaux construits à l’aide de brindilles et de petites roches (voir cet article).

Mégaloptère-Trichoptère
Mégaloptère (Corydalidae) en haut et trichoptère muni de branchies ventrales (Hydropsychidae) en bas

Ce sont les larves de coléoptères qui viennent mêler les cartes. Selon la famille étudiée, ces larves peuvent présenter des attributs similaires à plusieurs des ordres déjà abordés, comme des filaments latéraux (larves de gyrins; voir cette photo), la présence d’une ou de deux griffes et même de deux « queues » au bout de l’abdomen (larve de dytique). Il faut par conséquent prendre soin d’observer et de noter ces différentes caractéristiques et de ne pas seulement se fier à un seul critère (quoique cela soit aussi vrai pour la majorité des invertébrés que vous identifierez!). C’est la présence combinée de plusieurs caractéristiques qui vous permettra de confirmer l’ordre.

Coléoptères aquatiques
Deux exemples de larves de coléoptères : Elmidae à gauche et Dytiscidae à droite

Voilà, vous êtes prêts pour amorcer l’identification de vos prochaines prises, qu’elles soient en cliché ou pour une collection! Pour peaufiner vos recherches, ainsi que pour en apprendre davantage sur l’écologie des invertébrés aquatiques, je vous invite à consulter les différentes sources présentées dans la section « Pour en savoir plus ». Comme mentionné d’emblée, je ne vous ai brossé qu’un bref portrait de la situation et les guides existants sauront vous en dire plus!

Pour en savoir plus

  • Groupe d’éducation et d’écosurveillance de l’eau. Les capsules du G3E – Macroinvertébrés. http://www.g3e-ewag.ca/programmes/capsules/biologie/faune/macroinvertebres.html
  • Merritt, R.W. et K.W. Cummins. 1996. Aquatic insects of North America. 862 p.
  • Moisan, J. 2010. Guide d’identification des principaux macroinvertébrés benthiques d’eau douce du Québec, 2010 – Surveillance volontaire des cours d’eau peu profonds. 82 p. Disponible en ligne : http://www.mddelcc.gouv.qc.ca/eau/eco_aqua/macroinvertebre/guide.pdf
  • Thorp, J.H., et A.P. Covich. 2001. Ecology and Classification of North American Freshwater Invertebrates. 1056 p.
  • Voshell, J.R. 2002. A guide to common freshwater invertebrates of North America. 442 p.
Publié le in Diptères, Insectes

Une mare à moustiques

Devinette 2015-06-15
Notre insecte-mystère de la semaine passée était une larve de maringouin (Culicidae)
Larve Culex sp.
Le premier segment suivant la tête est renflé et l’on voit bien le siphon respiratoire
Larves Culicidae
Ces larves tiennent leur siphon respiratoire érigé vers la surface de l’eau

Bien que beaucoup de larves d’insectes aquatiques soient méconnues, plusieurs d’entre vous ont reconnu la larve de notre insecte-mystère de la semaine dernière : un maringouin – moustique pour les non-Québécois – en devenir!

Les maringouins forment la famille des Culicidae et appartiennent à l’ordre des diptères. Vous ne serez peut-être pas surpris d’apprendre que d’autres illustres insectes piqueurs (mouches à chevreuil, mouches noires et brûlots) font également partie de cet ordre. J’en ai d’ailleurs parlé dans cette chronique. De plus, tous ces insectes passent leurs premiers stades de vie sous l’eau.

Les jeunes moustiques, donc, prennent vie sous l’eau. La femelle, gorgée d’œufs, part à la quête d’un repas sanglant afin de donner à sa progéniture toutes les chances de survie. Cette quête peut parfois terminer de façon brutale sous un claquement de main! Si, toutefois, la femelle s’en sort indemne, elle sélectionnera ensuite un milieu aquatique approprié qui peut s’avérer être un simple trou d’eau dans un pneu délaissé ou un tronc d’arbre! Les maringouins ne sont pas difficiles et peuvent se satisfaire de n’importe quel habitat où l’eau est stagnante.

Les œufs éclosent éventuellement en de petites larves qui croissent jusqu’à en devenir les redoutables adultes que nous connaissons. Avant d’en arriver à cette fin, la plupart des larves entreprennent leur croissance en aspirant des algues, bactéries et particules de toutes sortes qu’elles trouvent à leur portée. Quelques espèces sont prédatrices, se nourrissant souvent d’autres larves de moustiques.

Les larves peuvent peupler rapidement le milieu où elles se trouvent. C’est d’ailleurs en jetant un coup d’œil dans mon étang, avant d’entreprendre le nettoyage printanier annuel (voir cette chronique pour quelques anecdotes des années dernières), que je réalisai que mon étang était littéralement bourré de larves et de pupes de maringouins. Habituellement, je n’en voyais pas autant. Cela me permit d’examiner quelques larves et pupes sous la loupe de mon stéréomicroscope et de vous présenter les images et les vidéos accompagnant la présente chronique!

Les larves de Culicidae sont particulièrement faciles à identifier. Les segments thoraciques, situés immédiatement après la capsule céphalique (la « tête »), sont fusionnés en un seul segment renflé, ce qui n’est pas le cas des autres larves de diptères. De plus, remarquez-vous d’autres particularités? Est-ce que la larve ressemble à l’adulte?

À moins que vous ne soyez myopes, la réponse à cette question est « non »! Afin d’atteindre le stade adulte, la larve doit franchir une étape intermédiaire. À l’instar de la chenille qui forme une chrysalide avant de se transformer en papillon, le maringouin doit lui aussi subir ce que l’on appelle une métamorphose complète – métamorphose qui fait en sorte que le rejeton subit une transformation majeure modifiant considérablement sa morphologie.

Pupes Culicidae
Les pupes ont de petites « cornes » qui servent à respirer, ainsi que des « palmes » qui leur permettent de se mouvoir sous l’eau
Pupe Culicidae facial
Reconnaissez-vous le redoutable maringouin sous cette peau de pupe?

Toutefois, contrairement à la chrysalide du papillon qui demeure attachée à un substrat et qui bouge peu, la pupe du maringouin est munie de petites « palmes » qui lui permettent de se déplacer sous l’eau. On peut d’ailleurs facilement les observer se mouvoir dans les milieux qu’elles habitent. Elles tendent à se sauver, nageant vers le fond de l’eau, lorsqu’on les approche. Il en est de même pour les larves, qui fuient toute perturbation.

La raison pour laquelle les larves et les pupes se tiennent près de la surface de l’eau est qu’elles y respirent (les larves y mangent aussi). Les larves de nombreuses espèces (mais pas toutes!) possèdent un siphon respiratoire au bout de leur abdomen qu’elles gardent le plus possible en contact avec la surface de l’eau. Les pupes, quant à elles, sont munies de petites « cornes » à l’arrière de leur céphalothorax, nommées « trompettes respiratoires », qui servent aux mêmes fins.

Le développement des larves dure typiquement de sept à dix jours si les conditions sont favorables, alors que celui des pupes est de trois à quatre jours. Ce délai est particulièrement rapide et fait des maringouins des insectes très prolifiques… au grand malheur des humains qui les apprécient un peu moins!

 

Pour en savoir plus

  • Merritt, R.W. et K.W. Cummins. 1996. Aquatic insects of North America. 862 p.
  • Thorp, J.H., et A.P. Covich. 2001. Ecology and Classification of North American Freshwater Invertebrates. 1056 p.
  • Voshell, J.R. 2002. A guide to common freshwater invertebrates of North America. 442 p.
  • Wikipédia. Culicidae. https://fr.wikipedia.org/wiki/Culicidae

 

Vidéo : Larves de maringouins dans mon étang.

 

Vidéo : Deux pupes provenant de mon étang. On voit à quel point elles sont mobiles.

 

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 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).

Alex_Plat Cap-Rouge
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.

Hydropsychidae_JC
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.

Jérémie et Caro_Livre chiro
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.