Écologie et implications trophiques de la cyanobactérie Lyngbya wollei dans le fleuve Saint-Laurent

Les proliférations nuisibles de la cyanobactérie filamenteuse benthique Lyngbya wollei qui forme des tapis déposés sur les sédiments ont augmenté en fréquence au cours des 30 dernières années dans les rivières, lacs et sources de l'Amérique du Nord. Lyngbya wollei produit des neurotoxines et des composés organiques volatils (géosmin, 2-méthylisobornéol) qui ont des répercussions sur la santé publique de même que des impacts d'ordre socioéconomiques. Cette cyanobactérie est considérée comme un habitat et une source de nourriture de piètre qualité pour les invertébrés en raison de sa gaine robuste et de sa production de toxines. Les proliférations de L. wollei ont été observées pour la première fois en 2005 dans le fleuve Saint-Laurent (SLR; Québec, Canada). Nous avons jugé important de déterminer sa distribution sur un tronçon de 250 km afin d'élaborer des modèles prédictifs de sa présence et biomasse en se basant sur les caractéristiques chimiques et physiques de l'eau. Lyngbya wollei était généralement observé en aval de la confluence de petits tributaires qui irriguent des terres agricoles. L’écoulement d’eaux enrichies à travers la végétation submergée se traduisait par une diminution de la concentration d’azote inorganique dissous (DIN), alors que les concentrations de carbone organique dissous (DOC) et de phosphore total dissous (TDP) demeuraient élevées, produisant un faible rapport DIN :TDP. Selon nos modèles, DOC (effet positif), TP (effet négatif) et DIN :TDP (effet négatif) sont les variables les plus importantes pour expliquer la répartition de cette cyanobactérie. La probabilité que L. wollei soit présent dans le SLR a été prédite avec exactitude dans 72 % à 92 % des cas pour un ensemble de données indépendantes. Nous avons ensuite examiné si les conditions hydrodynamiques, c'est-à-dire le courant généré par les vagues et l'écoulement du fleuve, contrôlent les variations spatiales et temporelles de biomasse de L. wollei dans un grand système fluvial. Nous avons mesuré la biomasse de L. wollei ainsi que les variables chimiques, physiques et météorologiques durant trois ans à 10 sites le long d'un gradient d'exposition au courant et au vent dans un grand (148 km2) lac fluvial du SLR. L'exposition aux vagues et la vitesse du courant contrôlaient les variations de biomasses spatiales et temporelles. La biomasse augmentait de mai à novembre et persistait durant l'hiver. Les variations interannuelles étaient contrôlées par l'écoulement de la rivière (niveau d'eau) avec la crue printanière qui délogeait les tapis de l'année précédente. Les baisses du niveau d'eau et l'augmentation de l'intensité des tempêtes anticipées par les scénarios de changements climatiques pourraient accroître la superficie colonisée par L. wollei de même que son accumulation sur les berges. Par la suite, nous avons évalué l'importance relative de L. wollei par rapport aux macrophytes et aux épiphytes. Nous avons examiné l'influence structurante de l'échelle spatiale sur les variables environnementales et la biomasse de ces producteurs primaires (PP) benthiques. Nous avons testé si leur biomasse reflétait la nature des agrégats d'habitat basées sur l'écogéomorphologie ou plutôt le continuum fluvial. Pour répondre à ces deux questions, nous avons utilisé un design à 3 échelles spatiales dans le SLR: 1) le long d'un tronçon de 250 km, 2) entre les lacs fluviaux localisés dans ce tronçon, 3) à l'intérieur de chaque lac fluvial. Les facteurs environnementaux (conductivité et TP) et la structure spatiale expliquent 59% de la variation de biomasse des trois PP benthiques. Spécifiquement, les variations de biomasses étaient le mieux expliquées par la conductivité (+) pour les macrophytes, par le ratio DIN:TDP (+) et le coefficient d'extinction lumineuse (+) pour les épiphytes et par le DOC (+) et le NH4+ (-) pour L. wollei. La structure spatiale à l'intérieur des lacs fluviaux était la plus importante composante spatiale pour tous les PP benthiques, suggérant que les effets locaux tels que l'enrichissement par les tributaire plutôt que les gradients amont-aval déterminent la biomasse de PP benthiques. Donc, la dynamique des agrégats d'habitat représente un cadre général adéquat pour expliquer les variations spatiales et la grande variété de conditions environnementales supportant des organismes aquatiques dans les grands fleuves. Enfin, nous avons étudié le rôle écologique des tapis de L. wollei dans les écosystèmes aquatiques, en particulier comme source de nourriture et refuge pour l'amphipode Gammarus fasciatus. Nous avons offert aux amphipodes un choix entre des tapis de L. wollei et soit des chlorophytes filamenteuses ou un tapis artificiel de laine acrylique lors d'expériences en laboratoire. Nous avons aussi reconstitué la diète in situ des amphipodes à l'aide du mixing model (d13C et δ15N). Gammarus fasciatus choisissait le substrat offrant le meilleur refuge face à la lumière (Acrylique>Lyngbya=Rhizoclonium>Spirogyra). La présence de saxitoxines, la composition élémentaire des tissus et l'abondance des épiphytes n'ont eu aucun effet sur le choix de substrat. Lyngbya wollei et ses épiphytes constituaient 36 et 24 % de l'alimentation in situ de G. fasciatus alors que les chlorophytes, les macrophytes et les épiphytes associées représentaient une fraction moins importante de son alimentation. Les tapis de cyanobactéries benthiques devraient être considérés comme un bon refuge et une source de nourriture pour les petits invertébrés omnivores tels que les amphipodes.

Écologie de bassins de lagunage pour le traitement d'effluents domestiques en milieu tropical humide (Côte d'Ivoire)

The waste water treatment of Dabou (Côte d'Ivoire), made of three oxydation ponds (B1, B2 and B3), is designed to ensure a biological treatment of domestic sewage and a valorization of the final effluent in aquaculture. In order to understand the ecological mechanisms and the performance of this system, a pluridisciplinary program was achieved in February 1989.

Étude du crabe rouge profond Geryon quinquedens en Côte d'Ivoire. 2 - Éléments de biologie et d'écologie avec références aux résultats obtenus au Congo

Geryon quinquedens is present along the West African continental slope at depths from 300 to 1000 m, on silt-clay sediments. Geryon is a cold and rather poorly oxygenated water loving species. It is easily caught by traps as it is a scavenger and predatory crustacea. In a given area its distribution does not appear to be homogeneous: for example, densities of red crabs are higher in the eastern and western region of Côte d'Ivoire than in the central zone. Similar observations can be made off Congo, Angola and United States. It can be assumed that there is a relation between the abundance of Geryon and the productivity level of the area. Geographical variations of sex ratio are suspected to be correlated with the density distribution. Males and females have not the same bathymetric distribution: females are only common in the shallower waters (300-500 m) whereas males are present in the whole biotope. Seasonal migrations occur down and up the slope in both the sexes and are certainly related to the reproductive biology. Knowledge of the reproductive biology is also necessary to understand fishing-trap catch rate: egg maturation extends over several months and ovigerous females are exceptionally caught by traps; males also are less available during the same period (March to August) when migrations are less important; in this period, mean size increases and probably this happens at the end of a moult. From September to February the catch-rates increase. Growth is slow compared with other littoral Guinean Crustacea (Peneides). Females become sexually mature at a size of 80 mm (carapace width): modification in the allometric relations of abdomen and carapace are then conspicuous.

Biologie de la phase lagunaire de Penaeus duorarum en Côte d'Ivoire. Écologie et dynamique

Ecology and dynamics of juvenile pink shrimp Penaeus duorarum were studied from weekly sampling in the Abidjan lagoon system. After a brief description of biogeography and principal features of climate, hydrology of Ebrié lagoon and Adiopodoumé bay were considered. Shrimp distribution were connected with the main environmental factors. Precise work was done in Adiopodoumé bay, especially concerning the succession of age classes, their growth on the nursery grounds, seasonal variation in abundance, size and distribution, in relation to environmental factors. These results, and former knowledges, allowed us to propose a general pattern for pink shrimp life history in Côte d'Ivoire.

Contribution à l'écologie de quelques taxons du zooplancton de Côte d'Ivoire. 2 - Dolioles, Salpes, Appendiculaires

The seasonal variations of vertical distribution and abundance over the shelf are investigated for Doliolids, Salps and Larvacea. The 3 groups present many similar ecological features. Two maxima of abundance occur during the little and main cool seasons. The second maximum is usually the most important, except for Salps. The 3 taxons inhabit more superficial layers in cool than in warm seasons. This allows them to follow the phytoplankton maximum which drifts near the thermocline during the warm season. Pelagic Tunicates come back to the phytoplankton enrichment areas by the deeper Ivorian under-current. A relationship between the vertical distribution pattern and the life cycle (sexual or asexual generation) is suggested.

Contribution à l'écologie de quelques taxons du zooplancton de Côte d'Ivoire. 3 - Larves de décapodes et lucifer

The warm season is the abundance period of the planktonic larval stages of Decapod Crustacea and of Lucifer faxonii in Ivoirian waters. Two or three maxima occur each year during the enrichments interrupting the warm and oligotropic season: February (small upwellings), June - some years - (first rains) and September - November (flood of rivers, end of cold season). Vertical distribution follows seasonal variations and varies little among the taxons. In a general way, Decapod larvae and Lucifer inhabit superficial layers in cold season and sink down during the warm season. It allows them to follow the maximum of primary production. Lucifer faxonii is breeding almost the year long. Breeds succede at rate of 3,7 weeks approximately.

Contribution à l'écologie de quelques taxons du zooplancton de Côte d'Ivoire. 4 - Euphausiaces

Euphausiids vertical distribution on the Côte d'Ivoire continental shelf during different seasons, average zonal distrubution, mean distance to the shore, and seasonal variations in abundance computed for five years, suggest that the appearance, and the shifting of euphausiids across and along the shelf are related with the variations of the distance from the shore of the ivorian under-current. The author reports that Nyctiphanes capensis has not been found in the region.

Notes sur l'écologie de quelques taxons du zooplancton de Côte d'Ivoire. 1 - Ostracodes, Cladocères et Cirripèdes

Seasonal variations of abundance and vertical distribution over the shelf are investigated for Ostracoda, Cladocera and Cirripede larvae. The main characteristics of the environment are the periodical enrichments mainly caused by upwellings, secondly by the river floods. Ostracoda abundance variations approximately follow phytoplankton outburst. Breeding occurs all over the year. Their vertical distribution is correlated with a discontinuity layer. Diurnal migration, when it occurs in warm season consists in an upward movement during the night towards surface layers. The Ostracoda inhabit bottom layers during the day and migrate at night in intermediate and surface layers. For the main two species of Cladocera, Penilia avirostris and Evadne tergestina, abundance periods follow upwellings, especially during the main cool season. However, Cladocera can grow in low salinity but rich waters. On average Penilia inhabits more superficial waters in cold than in warm seasons. Cirripede nauplii and cypris are more abundant off rocky coasts. Their maxima are in the upwelling periods.

Réintroduire la multifonctionnalité des paysages en zone d’intensification agricole : contribution des approches intégrées en écologie du paysage

Depuis l’avènement de l’agriculture productiviste, les paysages des zones d’intensification agricole des pays industrialisés ont été marqués par la perte sévère de leur diversité et la dégradation de leurs fonctions environnementales, récréatives, esthétiques et sociales. Au moment où la qualité des paysages constitue un facteur clé du dynamisme des collectivités rurales, il devient urgent de développer des stratégies d’aménagement aptes à réintroduire le caractère multifonctionnel de ces paysages. Dans ce contexte, cette thèse propose un éclairage sur les enjeux d’aménagement de ces paysages sous l’angle des approches dialectiques en paysage issues de la Holistic Landscape Ecology. En développant un modèle conceptuel des trajectoires des paysages s’inscrivant dans les approches intégrées en paysage, elle établit une double lecture des dynamiques physico-spatiale et socioculturelle des paysages des zones d’intensification agricole afin d’en arriver à qualifier les écarts entre celles-ci. Pour y parvenir, elle prend appui sur une étude de cas d’un bassin versant agricole du sud du Québec. En puisant tantôt dans l’écologie du paysage, tantôt dans la sociologie du paysage, les résultats de cette thèse soulignent d’une part le poids des forces politiques et économiques dans le façonnement de ces paysages. Mais ils révèlent également le rôle des valorisations paysagères des agriculteurs dans la modulation de ces forces. Plus encore, l’étude des dynamiques socioculturelles révèle une diversité au sein des populations locales au plan des valorisations de ces paysages et des pratiques qui les façonnent qui vient renouveler l’image d’uniformité de ces territoires. Le maintien et l’accentuation de cette diversité apparaissent susceptibles de contribuer significativement à la réintroduction du caractère multifonctionnel des paysages au sein des zones d’intensification agricole. Des pistes concrètes pour l’aménagement concluent cette thèse.

Écologie de la besnoitiose chez les populations de caribous (Rangifer tarandus) des régions subarctiques

Bien que les infections à Besnoitia tarandi sont documentées chez l’espèce Rangifer sp. depuis 1922, les données récoltées sur l’écologie et la distribution de cette parasitose demeurent rares. Les objectifs de cette étude ont donc été (i) d’identifier le meilleur tissu à échantillonner pour détecter les infections à Besnoitia tarandi dans les populations de caribous, (ii) de calculer la sensibilité et la spécificité de l’examen visuel comparativement à l’examen microscopique et (iii) d’identifier les facteurs de risques intrinsèques et extrinsèques associés à cette parasitose afin (iv) de comparer la prévalence et la densité des kystes parasitaires entre certains troupeaux. Nos résultats suggèrent que l'examen microscopique du derme superficiel d’une section de peau provenant du tiers moyen antérieur du métatarse devrait être privilégié pour dépister les infections par B. tarandi et en évaluer l'intensité. L’examen microscopique est également un outil très sensible comparativement à l’examen visuel des kystes parasitaires. Besnoitia tarandi, qui semble être absent du Groenland, a été observé dans environ un tiers des caribous nord-américains. Une variation saisonnière de prévalence et d'intensité de B. tarandi a été détectée; le parasite étant plus abondant chez cet hôte intermédiaire durant la période de l'automne/hiver comparativement à celle du printemps/été. Cet effet saisonnier pourrait être associé à une augmentation de l'abondance du parasite suite à la saison des insectes (i.e. été), supportant ainsi le rôle présumé des arthropodes piqueurs comme vecteurs de la maladie. Cette différence saisonnière pourrait aussi être expliquée par la diminution de la charge parasitaire par le système immunitaire et/ou par un taux de survie inférieur des animaux les plus parasités durant la saison froide. Les niveaux d'infection étaient légèrement plus élevés chez les mâles que chez les femelles, ce qui suggère soit une diminution du taux de mortalité, soit une exposition accrue ou une plus grande susceptibilité au parasite des mâles en comparaison aux femelles. La densité d’infection supérieure dans le troupeau Rivière-aux-Feuilles (Nunavik) suggère des niveaux d'exposition au parasite plus élevés et/ou une diminution des niveaux de résistance de ces caribous à ce protozoaire. Les résultats de cette étude démontrent que B. tarandi peut réduire les chances de survie des caribous infectés. Il sera donc important de continuer à surveiller les infections à B. tarandi surtout en cette période de changements climatiques.

Analyse spatiale en écologie : développements méthodologiques

Mémoire numérisé par la Division de la gestion de documents et des archives de l'Université de Montréal

Écologie saisonnière des parasitoïdes des oeufs de l'arpenteuse de la pruche

Cette étude porte sur l’écologie saisonnière des parasitoïdes des œufs de l’arpenteuse de la pruche (Lepidoptera : Geometridae), un important défoliateur du Québec (Canada). Premièrement, nous décrivons les patrons saisonniers de parasitisme d’hôtes sentinelles par Telenomus coloradensis, T. droozi, T. flavotibiae (Hymenoptera : Scelionidae), et Trichogramma spp., dans la région du Bas-Saint-Laurent. Telenomus flavotibiae et Trichogramma spp. parasitent rarement les œufs de l’arpenteuse de la pruche alors que T. coloradensis et T. droozi sont très abondants au printemps. En laboratoire, la convenance des hôtes pour T. coloradensis diminue rapidement avec leur développement embryonnaire au printemps, affectant négativement les niveaux de parasitisme, ainsi que la survie, la taille, le temps de développement et la longévité de la progéniture. Telenomus coloradensis et T. droozi sont actifs très tôt en saison, alors que les températures sont froides (4°C) pour profiter du développement embryonnaire peu avancé de l’hôte. À partir de paramètres empiriques, nous estimons que la progéniture de T. coloradensis issue du parasitisme printanier émerge au milieu de l’été, alors que l’hôte est totalement absent de l’environnement forestier. La nouvelle génération de femelles serait donc susceptible d’entrer précocement en diapause reproductive. D’ailleurs, nos résultats de laboratoire démontrent qu’une période de privation d’hôtes affecte négativement l’activité parasitaire de T. coloradensis. Ce phénomène pourrait expliquer les niveaux très faibles de parasitisme des œufs de l’arpenteuse de la pruche à l’automne. Étonnamment toutefois, les hôtes en début de diapause (à l’automne) sont de meilleure qualité énergétique que les hôtes en post-diapause (au printemps). Alors que des études précédentes ont démontré que T. coloradensis peut survivre à l’hiver en tant qu’immature à l’intérieur des hôtes, nos résultats indiquent que ce sont principalement les femelles fertilisés qui passent l’hiver en diapause reproductive, avec un point de surfusion automnal moyen de -30,6°C.

La toxoplasmose chez les Inuits : investigation de l'écologie de toxoplasma gondii dans l'Arctique canadien

Toxoplasma gondii, un protozoaire très répandu dans le monde, peut infecter de nombreuses espèces homéothermes incluant les mammifères et les oiseaux qui développent alors une toxoplasmose. L’impact de la toxoplasmose en termes de santé publique est majeur, particulièrement chez les personnes immunodéprimées et les foetus. Les niveaux d’infection humaine dans certaines régions de l’Arctique Canadien sont parmi les plus élevés au monde et ce, malgré l’absence de félidés qui sont les seuls hôtes capables d’excréter T. gondii. Plusieurs études ont suggéré la consommation de viande crue de mammifères marins et notamment de phoques comme source d’infection des Inuits. Notre travail de recherche visait à comprendre les mécanismes de dispersion de T. gondii dans les écosystèmes aquatiques menant à la contamination du milieu marin de l’Arctique par des oocystes, et à évaluer l’importance de cette voie de dispersion dans l’infection des phoques et conséquemment dans celle des Inuits. Notre hypothèse était que les oocystes de T. gondii, excrétés durant l’hiver par des félidés dans le Subarctique et transportés par les rivières pendant la fonte printanière, contaminaient les estuaires de l’Arctique Canadien. Dans un premier temps, une étude transversale de séroprévalence chez les phoques de l’Arctique Canadien a montré que ces populations étaient infectées par T. gondii et pouvaient ainsi a priori constituer une source d’infection pour les Inuit. Des variations spatio-temporelles de la séroprévalence étaient observées suggérant un lien potentiel avec des variations dans la contamination environnementale par les oocystes. Un schéma conceptuel explicitant les mécanismes de transport et de devenir des oocystes de T. gondii, du phénomène de la fonte de la neige jusqu’à l’exposition des organismes marins, a été proposé dans le chapitre suivant. Des interactions entre les différents mécanismes identifiés, qui agissent sur des échelles spatio-temporelles variées, devraient favoriser l’apparition de concentrations relativement élevées aux estuaires permettant ainsi l’exposition et potentiellement l’infection de phoques. Pour évaluer la contamination environnementale par les oocystes excrétés par la population de lynx du bassin versant de l’Arctique Canadien (les seuls félidés majoritairement distribués dans ce vaste territoire), nous avons mené une étude sérologique de type transversale dans cette population. Cette étude a permis de montrer que des lynx étaient infectés par T. gondii et a également suggéré que la dynamique des cycles de populations lynx-lièvres pouvait être un processus important dans la transmission de T. gondii. Finalement, la modélisation du transport hydrique des oocystes a indiqué que les concentrations hypothétiques d’oocystes dans l’eau de la fonte pourraient être suffisantes pour permettre l’exposition au niveau des estuaires de bivalves filtreurs, qui sont des proies pour les phoques et donc potentiellement des sources infectieuses pour ces derniers. Dans des écosystèmes nordiques en pleine mutation, la compréhension des mécanismes de transmission d’agents pathogènes d’origine hydrique comme T. gondii est plus que nécessaire, notamment dans le but de protéger les populations fragilisées de ces régions.

Écologie politique de l'écotourisme dans les aires protégées des pays du Sud : le cas de Chi Phat dans les Cardamomes au Cambodge

L'écotourisme est souvent perçu comme une panacée capable de concilier le développement économique, la protection de l'environnement et le bien-être des communautés autour des aires protégées des pays en développement. La réalité sur le terrain est cependant tout autre, car son caractère complexe, politique et transcalaire est trop souvent négligé lors de la mise en œuvre des interventions. Le but de ce projet de recherche est de jeter un nouvel éclairage sur le développement de l'écotourisme dans les aires protégées des pays du Sud à travers une analyse critique des pratiques et des discours qui lui sont associés. Adoptant un cadre conceptuel dérivé de l'écologie politique, nous avons cherché à comprendre comment l'écotourisme affecte l'accès aux ressources naturelles pour différents acteurs sociaux. L'approche méthodologique s'appuie sur une étude de cas essentiellement qualitative qui s'attarde à un projet spécifique amorcé à Chi Phat, dans une forêt protégée des Cardamomes, au sud-ouest du Cambodge. Elle fait appel à l'analyse documentaire et discursive, à l'observation participante ainsi qu'à plus de 80 entretiens semi-directifs auprès d'acteurs clés. Nos résultats montrent d'abord qu'en matière d'écotourisme au Cambodge, il y a absence de lignes directrices claires et on observe très peu de collaboration, et ce, à tous les niveaux. Cela n'est pas étranger au fait que le gouvernement actuel accorde en général la priorité au développement devant la conservation. Ensuite, le projet d'écotourisme permet à Wildlife Alliance de justifier le maintien de la forêt protégée. Cette ONG se démarque par ailleurs des autres organisations au pays par son approche plus musclée. Le pouvoir dont elle jouit et les résultats qu'elle obtient sur le terrain tiennent en sa capacité à mobiliser, en temps opportun, l'ensemble des moyens disponibles pour contrôler l'accès. Globalement, nous pouvons affirmer que les principaux acteurs qui voient leur accès aux ressources naturelles touché négativement sont les paysans. Finalement, nous proposons deux ajouts au cadre conceptuel, soit la considération de l'aspect géographique de l'exclusion et l'introduction de modalités d'exclusion, qui permettent à notre avis une analyse plus juste de la situation.