Les résultats du présent projet de maîtrise indiquent que les mares de thermokarst contiennent une plus grande abondance de rotifères que les plans d’eau de latitudes similaires non issus de la fonte du pergélisol. Dans plusieurs mares étudiées en Hudsonie, les rotifères sont si abondants qu’ils dominent la biomasse du zooplancton. Toutefois, la diversité des rotifères des mares de thermokarst n’est pas significativement différente de celle des lacs de référence, bien qu’elle soit légèrement plus élevée. Les mares de thermokarst présentent à leur surface des conditions limnologiques qui sont très variables d’un plan d’eau à l’autre et d’un site à l’autre, particulièrement la concentration d’oxygène, la température, le carbone organique dissous et le pH. La disponibilité de l’oxygène, la concentration de chlorophylle a, la concentration de carbone organique dissous et la prédation (concentration de Chaoborus sp.) sont les conditions limnologiques qui sont le plus étroitement liés avec les différences observées entre les assemblages de rotifères dans les mares de thermokarst échantillonnées. Les mares de thermokarst présentent donc des conditions qui peuvent faire varier les assemblages de rotifères.
Les résultats des expériences de broutage indiquent que les rotifères ne sont pas limités par la disponibilité de la nourriture. Leur faible taux de broutage, à la fois dans les mares de thermokarst et dans les plans d’eau de référence, ne serait donc pas en mesure d’exercer un contrôle sur les communautés microbiennes. Ainsi, les populations de rotifères seraient soumises à un contrôle par le haut (top-down) plutôt que par un contrôle par le bas (bottom-
up), par la prédation par le zooplancton carnivore ou par l’interférence mécanique avec les
cladocères. Ces résultats indiquent aussi que les mares de thermokarst sont des milieux idéaux en terme de disponibilité des ressources pour la prolifération des rotifères.
L’échantillonnage des mares de thermokarst a été réalisé en août sous la considération qu’il s’agirait du moment de l’année où les rotifères sont le plus abondants. Comme les cinquante mares n’ont pas été échantillonnées dans la même journée, il est possible que nous soyons arrivés à différents moments dans le cycle de succession des différents groupes de plancton d’une mare à l’autre (Stemberger & Evans, 1984). Il y a une grande variabilité dans les conditions limnologiques des mares, même entre celles qui sont très rapprochées
les unes des autres. La succession saisonnière peut s’opérer à un rythme différent d’une mare à l’autre, si bien que les assemblages peuvent avoir été comparés à des stades légèrement décalés dans le temps. Pour quantifier ce biais, il serait nécessaire de faire un suivi saisonnier des successions de façon comparée entre les mares de thermokarst.
Quant au cycle circadien, il est à noter que le zooplancton peut effectuer une migration diurne qui les protège des rayons UV incidents ou des prédateurs visuels. L’analyse de la migration verticale des rotifères a permis de déterminer qu’ils ne présentent qu’un léger patron de migration verticale. Par contre, ces observations peuvent être influencées par les autres groupes de zooplancton (cladocères, copépodes et larves d’insectes) qui pourraient avoir un effet de compétition ou de prédation sur les rotifères. Ces différents facteurs doivent donc être pris en considération lors de l’observation des communautés de rotifères. Toutefois, comme aucun patron clair de migration verticale n’a été observé chez les rotifères, nous pouvons considérer que la variabilité entre les mares ne soit pas due à un tel effet de migration.
Une migration horizontale diurne du zooplancton, qui peut notamment trouver refuge dans les formations de macrophytes, peut aussi être observée. Les rotifères ne présentent pas de tel patron de migration horizontale (White, 1998). La répartition du zooplancton est généralement hétérogène dans un plan d’eau dont le mélange n’est pas constant (patchiness; Folt & Burns, 1999). Nous avons déployé le filet du centre des mares vers le bord, afin de couvrir une surface maximale du plan d’eau possible et ainsi d’obtenir l’échantillon le plus intégrateur possible pour minimiser l’effet de cette variabilité spatiale. Seules quatre espèces de rotifères dans chaque plan d’eau ont ingéré des microsphères que nous leur avions distribuées pour évaluer leur taux de broutage. Certaines espèces de rotifères n’ont donc pas ingéré de microsphères. Contrairement aux résultats que nous présentons, Rautio et Vincent (2006) n’avaient observé aucune ingestion de microsphères par les rotifères. Un faible taux de filtration et une concentration de microsphères initiale insuffisante pourraient faire en sorte que les rotifères n’ont pas eu le temps d’en ingérer. En effet, ce type d’expérience chez le zooplancton est contraint à ne durer que quelques dizaines de minutes, afin de ne pas dépasser le court temps de transit intestinal de ces organismes et de limiter la sédimentation des billes dans le fond des contenants (Rautio &
Vincent, 2006). Toutefois, la grande disparité morphologique des différentes espèces de rotifères fait que leur taux de filtration est variable et donc que leur transit intestinal est aussi variable, ce qui rend la réalisation de telles expériences plus complexe. Idéalement, l'isolation d'individus de chaque espèce devrait être réalisée avant les incubations. Comme les rotifères sont très petits et délicats, de telles manipulations prennent du temps en plus de représenter un risque élevé d’endommager les individus. L’isolation des rotifères serait aussi nécessaire pour éliminer l’effet de la compétition en les séparant des autres groupes de zooplancton. Nous croyons que la méthode que nous avons choisie permet d'obtenir une bonne représentation du taux net de filtration des rotifères, bien qu’il ne prenne pas en compte les espèces qui sont retrouvées en très petit nombre dans la colonne d’eau et que nous n’avons pas pu observer les espèces qui filtrent à un taux encore plus bas que celles que nous avons comptées.
Certains groupes de copépodes sont capables de discriminer les particules artificielles des particules alimentaires naturelles. Dans ce cas, l’incubation des microsphères fluorescentes dans de l’eau de lac filtrée sur 0.2 µm permettrait à des protéines naturelles de s’y accrocher et d'être confondues avec des particules naturelles par le zooplancton (DeMott, 1986). L’évaluation de l'aptitude de ces espèces de rotifères pour sélectionner les particules qu’elles ingèrent et de la possibilité qu'elles puissent rejeter les particules artificielles pourrait apporter des précisions aux connaissances actuelles. Il s’agit de la principale limite de ce type d’expérience chez le zooplancton, bien qu’elle constitue une méthode simple et directe d’évaluer le taux de broutage.
Les expériences de broutage ont fait état d’un faible taux de filtration chez les espèces de rotifères observées. Ainsi, les rotifères ne seraient pas limités pas la disponibilité de la nourriture et n’auraient pas la capacité d’exercer un contrôle sur les communautés bactériennes et de protistes. Par contre, leur forte abondance pourrait avoir une influence sur d’autres processus et il serait nécessaire d’explorer la capacité des rotifères d’exercer une influence indirecte sur les assemblages microbiens, notamment en entrant en compétition avec les autres composantes du zooplancton. Aussi, dans la perspective générale où les mares de thermokarst sont considérées comme des bioréacteurs émetteurs de carbone atmosphérique, l’évaluation de la part de la respiration du zooplancton dans le
cycle du carbone des mares apporterait des connaissances critiques sur son rôle direct dans le cycle du carbone.
Les mares de thermokarst sont appelées à subir de grands changements avec la dégradation du pergélisol qui se poursuit. Ces changements pourraient influencer les assemblages de rotifères qui s’y trouvent. Premièrement, la formation de nouvelles mares crée de nouveaux habitats qui pourront éventuellement être colonisés par les rotifères. Il est fréquent que des mares fusionnent entre elles, ce qui peut mener à l’exportation d’individus ou à l’immigration dans une autre mare lors de la fusion. D’autres mares sont graduellement colonisées par les macrophytes et deviennent ainsi des écosystèmes où les rotifères benthiques sont favorisés.
La végétation autour des mares s’est considérablement densifiée depuis 1959, en plus d’une augmentation des précipitations (Bouchard et al., 2014). Cette colonisation pourrait donc représenter un apport accru de matière organique dans les mares de thermokarst. Dans la tourbière à palses (SAS), une grande quantité de matière organique est directement déversée dans les mares par la chute de tourbe provenant des palses. Ainsi, l’alimentation du zooplancton pourrait potentiellement être constituée d’une plus grande proportion de carbone allochtone par rapport au carbone autochtone. Une plus grande compréhension de la consommation du carbone des rotifères des mares de thermokarst est nécessaire afin de déterminer quelle part du carbone consommé provient du bassin versant comparativement au carbone provenant de la production primaire du plan d’eau.
L’augmentation de la température atmosphérique, telle qu’elle est observée depuis les dernières décennies, a pour effet de stratifier la colonne d’eau et ainsi de diminuer le mélange. Une plus grande proportion du plan d’eau est donc sujette à contenir de très faibles concentrations d’oxygène, voire nulles. Par exemple, les mares BGR1, KWK12 et SAS2A sont anoxiques sur toute la colonne d’eau pour 22, 63 et 80% de l’année respectivement (Deshpande et al., 2014). Bien que certaines espèces de zooplancton soient tolérantes à de faibles concentrations d’oxygène, l’anoxie constitue une diminution de leur habitat. Il serait intéressant d’examiner la dynamique de ces populations de rotifères durant l’année, afin d’évaluer la persistance de ces populations pendant l’hiver, lorsque les conditions d’anoxie sont les plus sévères.
Plusieurs espèces de cyanobactéries pouvant occasionner des floraisons on été observées dans les mares de thermokarst subarctiques (Przytulska, 2015). Les floraisons peuvent bloquer une partie des rayons lumineux à la surface des mares et ainsi favoriser une dominance des cyanobactéries par rapport aux autres groupes de phytoplancton dans les mares de thermokarst. Il a été démontré expérimentalement que les cyanobactéries constituent une source de nourriture de qualité inférieure par rapport aux autres groupes de phytoplancton pour le zooplancton (Przytulska, 2015).
Ainsi, plusieurs facteurs environnementaux et trophiques peuvent affecter les assemblages de rotifères observés dans les mares de thermokarst subarctiques. Dans une perspective de changement climatique, une compréhension du réseau alimentaire dans son ensemble est nécessaire. Cette étude s’est penchée spécifiquement sur le zooplancton. Par contre, l’interaction entre les différents compartiments du réseau alimentaire microbien est d’un intérêt particulier. Ce projet a été réalisé en collaboration avec plusieurs autres projets qui se sont chacun penchés sur une composante du réseau alimentaire des mares de thermokarst. La mise en commun des résultats de chacun de ces projets pourrait donner lieu à l’élaboration d’un modèle qui permettrait de mieux comprendre l’interaction entre ces composantes.
Les résultats exposés dans ce mémoire apportent une meilleure connaissance de la place qu’occupent les rotifères dans les mares de thermokarst du Nunavik, où ils sont particulièrement abondants. Les expériences ont aussi pu déterminer que les rotifères exercent un taux de filtration si faible qu'ils n'auraient pas le potentiel de contrôler les assemblages microbiens des mares de thermokarst. Ainsi, d’autres facteurs devront être étudiés afin de déterminer ceux qui sont à même de contrôler ces populations. Par contre, les résultats de ce mémoire soulignent que les rotifères ne sont pas limités par la disponibilité de la nourriture, donc que les mares de thermokarst leur offrent un environnement favorable. L’abondance des rotifères pourrait donc impliquer qu'ils exercent un autre type d’influence sur l’écosystème par les rapports de compétition qu’ils entretiennent avec les autres groupes de zooplancton ou par leur respiration qui pourrait contribuer aux émissions de carbone atmosphérique des mares de thermokarst. Puisque la disponibilité de la nourriture n’est pas un facteur limitant pour les rotifères, d’autres
facteurs sont nécessairement responsables du contrôle de leur prolifération. Nous avons observé que des facteurs liés à la disponibilité de l’oxygène et à la prédation pourraient avoir une influence sur les assemblages de rotifères.
Cette étude souligne l’importance de considérer les rotifères dans les études des réseaux alimentaires aquatiques puisqu’ils contribuent grandement à la biomasse du zooplancton. Étant donnée leur forte abondance, ils contribuent probablement de façon marquée aux processus trophiques et flux de carbone dans les mares de thermokarst.
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