205 - Un regard nouveau sur les multiples facettes de la santé du fleuve Saint-Laurent

Les grandes rivières contiennent généralement des nutriments abondants, tels que le phosphore et l'azote, en raison des processus érosifs naturels qui définissent l'action des rivières dans les bassins versants. Nous émettons l'hypothèse que la communauté de potamophytoplancton dans le chenal principal du fleuve Saint-Laurent est influencée par la communauté de phytoplancton initiale présente dans les sources (le lac Ontario) et influencée par le temps et l'entraînement
(progressif) des eaux des tributaires. Nous avons examiné les eaux de la rivière sur une période de 10 jours (mi-juillet 2018), des eaux d'amont jusqu'au début de l'estuaire du fleuve Saint-Laurent. L'eau était collectée tous les 12 km environ. Le phosphore total augmentait avec la distance en aval (154 à 2750 nM) et la biomasse de phytoplancton (1.4 à 10.5 µg / L) était fortement corrélée (r = 0.84, 46 df) au phosphore total. De plus, la proportion de cyanobactéries riches en phycocyanine augmentait lors du transit vers aval. Les observations corroborent l'hypothèse selon laquelle la composition des communautés de phytoplancton dans cette grande rivière est influencée par l'entraînement des eaux des affluents riches en éléments nutritifs, y compris celles affectées par les effluents d'eaux usées agricoles et urbaines. Cette étude fournit des informations
importantes sur la manière dont les influences anthropiques affectent les processus naturels dans un grand système fluvial.

En 2012, Environnement et Changement climatique Canada désirait mettre en place une station d’échantillonnage permettant la collecte de plusieurs indicateurs abiotiques et biotiques. L’objectif était de dresser un état de situation de certains contaminants d’intérêt émergeant (CIE). Le secteur de Montréal a été favorisé à cause de sa singularité et de sa facilité d’accès. En effet, les eaux usées de l’émissaire de la Ville de Montréal décrivent un long panache de dispersion entre les eaux de la rivière Outaouais et du fleuve Saint-Laurent. La présente étude porte principalement à la présence de siloxanes dans les sédiments en suspension, les sédiments, les macroinvertébrés, certains poissons et les œufs de goéland. La collecte des échantillons de ces différentes composantes environnementales a représenté un défi logistique important non seulement à cause de l’aspect filiforme du panache de dispersion mais aussi à cause des forts courants présents sur l’ensemble du secteur. Il a été nécessaire de développer des structures pouvant porter les trappes à sédiment, les cages à moules et les pièges à macroinvertébrés. La collecte des poissons a été effectuée à l’aide de filets maillants, de scène de rivage et par quelques pêcheurs expérimentés. Le poids, la taille et le d15 N ont permi de discriminer les poissons se nourrissant dans le panache de dispersion de ceux ne l’ayant pas fréquenté. Bien que plus faible que celle observée pour les PBDE, les résultats globaux montrent la bioaccumulation de certains siloxanes dans la chaine trophique. Il n’est toutefois pas possible de définir une bioamplification entre les différents niveaux trophiques bien que les poissons prédateurs ont tendance à contenir de plus fortes concentrations de siloxanes.

Les rejets anthropiques provenant des villes et de l’agriculture font partie d’une problématique environnementale importante touchant particulièrement la biodiversité aquatique et la production algale et animale. Ce projet vise à comprendre l’influence des rejets ponctuels et diffus des eaux usées urbaines et agricoles sur le réseau trophique du fleuve Saint-Laurent en utilisant la composition des acides gras (AG) et les ratios isotopiques de l’azote (δ¹⁵N) du seston et des poissons. En juillet 2017 et 2018, 60 stations ont été échantillonnées le long d’un grand gradient d’effets anthropiques entre le lac Ontario et Trois-Rivières. Les résultats préliminaires démontrent que la composition en acides gras du seston est influencée par les apports urbains et agricoles, ainsi que par l’origine de l’eau (Grands Lacs vs rivières des Outaouais). Les eaux juste en aval de Montréal possèdent une faible quantité d’oméga-3 et des acides gras trans y sont observés. Les résultats suggèrent aussi que l’eau des stations du lac Saint-Pierre ont une biomasse algale plus élevée en AG essentiels, mais aussi des AG spécifiques aux cyanobactéries. Ces derniers résultats pourraient être dû à l’agriculture fournissant beaucoup de nutriments. Les analyses à venir permettront de caractériser les apports anthropiques à travers le réseau trophique et d’utiliser les acides gras (AG) et les ratios isotopiques de l’azote (δ¹⁵N) comme indicateurs de la santé des écosystèmes aquatiques du Saint-Laurent.

La rivière des Outaouais (longueur: 1271 km) est une rivière interprovinciale séparant le Québec et l’Ontario et son bassin versant occupe 146,300km2, soit presque 2 fois la superficie du lac Supérieur. Les premières collectes de moules d’eau douce provenant de cette rivière ont été effectuées vers la fin du 19e siècle, donc précédant le développement des agglomérations urbaines, l’introduction d’espèces aquatiques envahissantes, le réchauffement atmosphérique ainsi que la construction des grands barrages hydroélectriques. Plusieurs barrages recoupent aujourd’hui cette rivière, empêchant les migrations et limitant les mouvements de poissons hôtes (les poissons sont nécessaires à la reproduction des moules, dont les embryons s’attachent aux branchies ou aux nageoires pour se disperser). Combinant les données historiques (1870-1960s) avec celles provenant d’inventaires plus récents (1970-2018), et différentes méthodes d’échantillonnage (à la main en zone littorale, en apnée et en plongée), un total de 21 espèces de moules ont été inventoriées à ce jour dans le bassin versant, soit 38% des 55 espèces retrouvées au Canada. Nos études permettent de déterminer les espèces extirpées lors des derniers 100-140 ans, celles présentement en déclin, vulnérable ou en péril, de même que celles évaluées comme étant apparemment ‘stables’. Nous proposons des mesures qui permettraient de réduire l’impact anthropogénique sur cette faune ‘sentinelle’ largement en déclin à travers le monde.

La perchaude (Perca flavescens) est une espèce indigène qui peuple tout le secteur fluvial du Saint-Laurent, ce qui en fait une espèce sentinelle particulièrement représentative de l’état de santé du Fleuve. Cet organisme a été utilisé comme modèle dans différents projets multi-disciplinaires afin d’évaluer les effets des contaminants présents dans le Saint-Laurent. Dans la région métropolitaine de Montréal, des analyses chimiques ont révélé la présence de retardateurs de flammes, des substances perfluorées, de pharmaceutiques et de métaux dans les tissus de perchaudes. L’utilisation d’approches toxicogénomiques, d’analyses biochimiques et d’indices de condition physique ont permis d’évaluer l’état de santé des perchaudes dans différents sites impactés, en particulier en aval du rejet des effluents de la ville de Montréal ainsi qu’au Lac Saint-Pierre, où la population de perchaude est en fort déclin. Les résultats ont montré un impact significatif sur la condition physique et l’intégrité tissulaire des poissons ainsi que des effets sur la réponse immunitaire, le stress oxydatif et le métabolisme des rétinoïdes observés au niveau moléculaire et cellulaire. Des travaux sur la combinaison de stresseurs naturels et anthropiques ont également démontré une plus forte réponse biologique lors d’une exposition combinée à des effluents municipaux et des infections parasitaires, soulignant l’importance des effets cumulatifs liés aux contaminants.

Un défi important pour le développement de stratégies de contrôle de la propagation d’espèces envahissantes est d’identifier hâtivement leurs patrons de mouvements à différentes échelles
spatio-temporelles. L’origine des espèces en expansion et les couloirs de migration utilisés à différents âges et saisons sont des informations nécessaires à une gestion éclairée de ce
problème. Couplé à une connaissance (spatiale, temporelle ou écologique) des abondances naturelles des ratios isotopiques de différents éléments (ou iso-paysage), les ratios isotopiques
mesurées dans les tissus des poissons permettent d’identifier leurs sources de nourritures (ex., C, N, S) ou encore les masses d’eau où ils vivent (O). Chaque tissu ayant un temps de
renouvellement différent (ex., sang vs muscle), ceux-ci intègrent les ratios isotopiques à différentes échelles temporelles. Nous appliquons ici une analyse isotopique du paysage
combiné à des mesures isotopiques multi-tissus afin de contraindre les origines et les patrons de mouvements possibles d’un grand spécimen de carpe de roseau capturé en aval de Montréal en
2016. Nos résultats, basés sur un iso-paysage du carbone, révèlent que ce poisson a vécu dans les eaux alcalines provenant des Grands Lacs, et ce, à court et à long terme. Finalement, ce
poisson n’aurait pas pénétré dans les grands tributaires du Saint-Laurent. Les avantages et limitations de cette approche isotopique seront discutés.