Nous avons documenté la génétique du paysage du grand brochet (Esox lucius) en nous basant sur l’analyse de 22 microsatellites, incluant 10 nouveaux marqueurs développés ici, dans le système lac Ontario – fleuve Saint-Laurent. La structure génétique des populations était globalement très faible mais spatialement variable ; le niveau moyen de différenciation génétique dans la section amont (Ontario) de l’aire d’étude était trois fois plus important que celui observé dans le secteur aval (Québec). Vingt variables environnementales furent considérées et les différentes masses d’eau, la présence de barrages et la stabilité interannuelle du niveau d’eau s’avérèrent positivement associées à l’intensité de la différenciation génétique. Une importante variation du niveau d’eau influe sur la qualité et la localisation annuelle des habitats de reproduction du grand brochet, l’instabilité locale de l’habitat prenant la forme d’une variation interannuelle du niveau d’eau semble localement inhiber la structure génétique de populations, probablement en empêchant la philopatrie. Mots clés : Esox lucius, grand brochet, génétique du paysage, structure génétique de populations, variation environnementale, stabilité de l’habitat, marqueurs microsatellites, gestion, conservation. / In this study, we documented the landscape genetics of northern pike (Esox lucius) based on the analysis of 22 microsatellites, comprising 10 markers developed for the purpose of this study, in the Lake Ontario – St. Lawrence River system. Population genetic structure over the whole study area was globally very weak but spatially variable with mean level of differentiation in the upstream (Ontario) section of the studied area being three-fold higher than observed in the downstream (Québec) sector. Twenty environmental variables were considered and different water masses, dams’ presence and inter-annual water level stability were positively associated to the extent of genetic differentiation. Since high water level variation impacts on yearly quality and localization of northern pike spawning habitats, local habitat instability which is under the form of inter-annual water level variation seems to locally impede population genetic structure, perhaps by inhibiting philopatry behavior. Keywords: Esox lucius, northern pike, landscape genetics, population genetic structure, environmental variation, habitat stability, microsatellite markers, management, conservation.

Le méthylmercure (MeHg) est connu pour être neurotoxique pour l'humain. La voie principale d'exposition est la consommation de poisson, plus particulièrement des espèces au sommet de la chaîne alimentaire, suivant le principe de bioaccumulation et de bioamplification. La région de l'Abitibi-Témiscamingue regorge de lacs (environ 20 000). On peut diviser les pêcheurs en trois groupes distincts ayant un rapport différent face à la pêche et à la consommation de poisson, et donc à l'exposition au MeHg (pêcheurs sportifs, pêcheurs urbains et pêcheurs autochtones). Certaines espèces parmi les plus prisées comme les dorés et les brochets sont également parmi les espèces affichant les plus hauts niveaux de MeHg dans leurs chairs. Encore à ce jour, nous ne sommes pas en mesure de dresser le portrait régional de la contamination de la ressource halieutique à l'échelle de la région à l'étude ni les risques à la santé des populations consommatrices de poissons qui en découlent. Nous avons donc tenté de modéliser la présence de MeHg dans les brochets et les dorés pour les lacs potentiellement fréquentés par les populations pour y pratiquer leurs activités de pêche. Ne sélectionnant que les lacs accessibles à chacun des trois groupes d'utilisateurs, nous avons réduit de 20 000 à 189 le nombre de lacs à étudier. Nous avons analysé, à l'aide d'outils des systèmes d'information géographique et de traitements statistiques, les variables spatiales étants connues pour jouer un rôle dans le cycle biogéochimique du Hg en milieu boréal. Parmi les quelques 50 variables analysées, nous avons construit un modèle pour chacune des deux espèces de poissons. Les brochets répondent à 75% à un modèle à trois variables: l'ordre des lacs, le pourcentage de la surface du bassin versant arborant des pentes faibles (entre 2 et 6 pourcents) et le pourcentage du bassin versant constitué de forêt mature. Pour les dorés, nous avons dû diviser les lacs en trois catégories répondant différement à l'accumulation du Hg dans la chair des poissons soit: les lacs ayant des mines ou des sites de résidus miniers à moins de 1 km du plan d'eau, les lacs étants situés sur la plaine argileuse (plus de 50% du bassin versant constitué de dépôts de surface argileux) et les lacs situés en-dehors de la plaine argileuse (moins de 50% du bassin versant constitué de dépôts de surface argileux). Pour chacun de ces groupes de lacs, nous avons ensuite pu modéliser la présence de Hg dans les dorés en n'utilisant qu'une seule variable (expliquant environ 60% du Hg) soit le pourcentage du bassin versant recouvert par des tourbières. Avec ces résultats, nous avons produit une série de cartes renseignant sur l'état régional de la contamination répondant aux besoins de chacun des trois groupes de pêcheurs pour chacune des deux espèces de poissons.

Ce mémoire de recherche s'attarde à la problématique du mercure et a été rendu possible grâce au Réseau collaboratif de recherche sur le mercure (COMERN) qui achève la dernière année de son mandat. Le mandat du COMERN était de décrire et de prédire le comportement de ce métal lourd dans les écosystèmes et son intégration à la chaîne alimentaire, de comprendre l'impact de la contamination par le mercure sur les ressources halieutiques, la faune et la santé humaine, et de collaborer avec les communautés à l'élaboration de perspectives de solutions. À l'exeption du mercure d'origine ocupationnel, la principale source de mercure pour le corps humain provient de la consommation de poissons. Plusieurs travaux de recherche portant sur la problématique du mercure (Hg), réalisés au sein et à l'extérieur du COMERN, ont tenté de trouver des facteurs clés permettant d'expliquer la variation des concentrations de Hg dans la chair des poissons issus de différentes populations ou de divers écosystèmes aquatiques. Cependant, la croissance, comme facteur biologique, a reçu peu d'attention des scientifiques. Récemment, une étude a démontré une relation inverse importante entre les concentrations de Hg dans la chair des poissons et leur taux de croissance, et ce pour douze populations de dorés jaunes au Québec. Dans la présente étude, nous étendons les observations à un grand nombre de populations de poissons et à trois différentes espèces. En effet, nous examinons la relation entre les concentrations de Hg dans la chair de 54 populations de dorés jaunes (Sander vitreus), 52 populations de grands brochets (Esox lucius) et 35 populations de touladis (Salvelinus namaycush) à travers le Québec. Pour ce faire, une importante base de données a été construite à partir de données recueillies d'Hydro-Québec, du Réseau collaboratif de recherche sur le mercure et du Ministère de l'environnement du Québec. Les concentrations de Hg en fonction de la longueur ont été décrites grâce à des régressions polynomiales avec variables indicatrices alors que les croissances des poissons (longueurs totales en fonction de l'âge) ont été représentées grâce au modèle de croissance de von Bertalanffy. Les concentrations de Hg estimées pour les dorés jaunes, les grands brochets et les touladis, à des longueurs standardisées respectives de 375 mm, 675 mm et 550 mm, ont ensuite été corrélées avec les âges estimés à cette longueur pour chacune des populations. Lorsqu'une corrélation existait entre les variables, une régression de modèle II, l'axe majeur réduit, a ensuite été effectuée pour décrire la relation. Les concentrations de Hg dans la chair étaient significativement corrélées avec les âges estimés pour les dorés jaunes (r²=0,549; p<0,001) et les grands brochets (r²=0,271, p<0,001, n=52 ; r²=0,471, p<0,001, n=49, alors qu'aucune corrélation entre ces variables n'a été observée pour les touladis (rpearson=0,1837;p<0,2907). Plusieurs travaux de recherche portant sur la problématique du mercure (Hg) ont tenté de trouver des facteurs clés permettant d'expliquer la variation des concentrations de ce métal dans la chair des poissons issus de différentes populations ou de divers écosystèmes aquatiques. Cependant, la croissance, comme facteur biologique, a reçu peu d'attention des scientifiques. Récemment, une étude a démontré une relation inverse importante entre les concentrations de Hg dans la chair des poissons et leur taux de croissance, et ce pour douze populations de dorés jaunes au Québec. Dans la présente étude, nous étendons les observations à un grand nombre de populations de poissons et à trois différentes espèces. Nous examinons la relation entre les concentrations de Hg dans la chair de 54 populations de dorés jaunes (Sander vitreus), 52 populations de grands brochets (Esox lucius) et 35 populations de touladis (Salvelinus namaycush) à travers le Québec. Une importante base de données a été construite à partir de données recueillies d'Hydro-Québec, du Réseau Collaboratif de Recherche sur le Mercure et du Ministère de l'Environnement du Québec. Les concentrations de Hg en fonction de la longueur ont été décrites grâce à des régressions polynomiales avec variables indicatrices alors que les croissances des poissons (longueurs totales en fonction de l'âge) ont été représentées grâce au modèle de croissance de von Bertalanffy. Les concentrations de Hg estimées pour les dorés jaunes, les grands brochets et les touladis, à des longueurs standardisées respectives de 375 mm, 675 mm et 550 mm, ont ensuite été corrélées avec les âges estimées à cette longueur pour chacune des populations. Lorsqu'une corrélation existait entre ces variables, une régression de modèle II, l'axe majeur réduit, a été effectuée pour décrire la relation. Les concentrations de Hg dans la chair étaient significativement corrélées avec les âges prédits pour les dorés jaunes (r²=0,549; p<0,001) et les grands brochets (r²=0,271 , p<0,001, n=52 ; r²=0,471, p<0,001, n=49), alors qu'aucune relation entre ces variables n'a été observée pour les touladis (rpearson= 0,1837; p<0,2907). Ces résultats suggèrent fortement que les populations de dorés jaunes et de grands brochets à croissance rapide auront des concentrations de Hg plus basses que les populations à croissance lentes. À l'inverse, pour les touladis de longueur standardisée, les concentrations de Hg dans la chair seraient indépendantes de leur taux de croissance. Il sera important de considérer les effets du taux de croissance sur les concentrations de Hg dans la chair des dorés jaunes et des grands brochets. En effet, dans le cadre de la prise de décision, et de la gestion des écosystèmes et des pêcheries, tout facteur pouvant affecter la croissance de ces espèces pourra de même altérer les concentrations de Hg dans leur chair. De plus, le taux de croissance, comme indicateur intégrateur de facteurs environnementaux multiples, pourra s'avérer un outil important lors d'études couvrant de larges territoires. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Mercure, Taux de croissance, Dorés jaunes, Grands brochets, Touladis, Québec.

Mémoire (M.P.Aquat.) -- Université du Québec à Chicoutimi, 1992. / Document électronique également accessible en format PDF. CaQCU

Se basant sur l'analyse de 11 et 8 traits morphométriques caractérisant le corps et le sac vitellin respectivement chez le brochet et la carpe commune, on a pu montrer un effet significatif du moment d'éclosion, variable selon l'espèce. Chez le brochet, les larves à éclosion précoce sont de plus petite taille à l'éclosion et possèdent un plus fort taux de croissance par comparaison aux larves qui éclosent plus tardivement. Chez la carpe commune, la morphométrie à l'éclosion est plus homogène mais le taux de croissance était meilleur chez les larves à éclosion tardive par comparaison aux larves qui ont éclos plus tôt. Ces effets diffèrent selon la stratégie de reproduction de l'espèce et pourraient être liés aux conditions environnementales et trophiques rencontrées pendant la saison de ponte. A l'éclosion, le corps des larves de brochet qui éclosent en premier (ME1) est plus petit (longueur totale: 8,1 mm ME1 vs 9,5mm ME3 ; p <0,05), les tissus sont moins abondants (poids sec 0,25 mg ind-1 ME1 vs 0,32 mg ind-1 ME3 ; p <0 ,05) moins énergétiques (5,98 J. ind-1 ME1 vs 8,46 J. ind-1 ME3 ; p <0,05) et contiennent moins de protéines (0,17 mg ind-1 ME1 vs 0,22 mg ind-1 ME3; p <0,05) alors que leur sac vitellin est plus important (poids sec 1,44 mg ind-1 ME1 vs 1,33 mg ind-1 ME3 ; p <0 ,05), plus énergétique (38,55 J. ind-1 ME1 vs 36,29 J. ind-1 ME3 ; p <0,05) et contient plus de protéines (0,98 mg ind-1 ME1 vs 0,90 mg ind-1 ME3; p <0,05) par comparaison aux larves qui éclosent à la fin de la période d'éclosion (ME3) / Based on the analysis of 11 and 8 morphometric variables of body and yolk sac for pike and common carp larvae, we have shown the existence of a significant hatching time effect dependent on the species. For pike, early hatched larvae have a smaller body size at hatch, faster growth rate and higher yolk use efficiency than late hatched ones. In carp, the initial morphometry of larvae at hatch is more homogenous but growth rate was higher in early late hatched larvae compared to larvae hatched earlier. At hatch, the body of early hatched pike larvae was smaller (total length: 8.1 mm HT1 vs 9.5mm HT3 ; p <0.05), their tissues were less abundant (dry weight 0.25 mg ind-1 HT1 vs 0.32 mg ind-1 HT3 ; p <0.05) less energetic (5.98 J. ind-1 HT1 vs 8.46 J. ind-1 HT3 ; p <0.05) with less protein content (0.17 mg ind-1 HT1 vs 0.22 mg ind-1 HT3; p <0,05) but yolk was more important (dry weight 1.44 mg ind-1 HT1 vs 1.33 mg ind-1 HT3; p <0.05) more energetic (38.55 J. ind-1 HT1 vs 36.29 J. ind-1 HT3 ; p <0.05) with higher protein content (0.98 mg ind-1 HT1 vs 0.90 mg ind-1 HT3; p <0.05) compared to larvae hatched at the end of the hatching period (ME3)

L'invasion des milieux humides par une sous-espèce eurasiatique du roseau commun (Phragmites australis) sur le continent nord-américain est bien documentée, mais peu d'études ont porté sur ses effets sur les communautés de poissons d'eau douce qui utilisent les plaines inondables lors de la crue printanière. Le grand brochet (Esox lucius) est l'une des espèces de poisson bien adaptées à la végétation aquatique des milieux humides qui pourraient être affectées par l'expansion du roseau commun. Les effets du type de végétation (roselières comparées à d'autres assemblages végétaux de référence) ont été évalués sur quatre aspects des premiers stades de développement du grand brochet (dépôt d'oeufs, abondance, croissance et alimentation) dans deux milieux humides du fleuve Saint-Laurent. En 2009, en condition de niveau d'eau élevé, le grand brochet a pondu au moins trois fois plus d'oeufs dans les assemblages végétaux de référence, alors qu'en 2010, lorsque le niveau d'eau était très bas, deux fois plus d'oeufs ont été déposés dans les roselières. Certains des descripteurs de développement utilisés (abondance, longueur, poids) ne diffèrent pas de façon significative entre les roselières et les assemblages de référence, alors que d'autres (croissance, condition, type de proies et relation entre le poids du tractus digestif et le poids total des grands brochets de l'année) suggèrent des conditions plus favorables dans l'un ou l'autre des types de végétation échantillonnés. Aucune tendance forte n'est toutefois mise en évidence. La présence de roseau commun, même sous la forme de peuplements très homogènes, ne semble donc pas constituer un obstacle à la reproduction du grand brochet. Néanmoins, les résultats indiquent que, lorsque ce type de végétation est disponible, le grand brochet dépose plus d'oeufs dans les prairies humides colonisées par des plantes de morphologie adéquate, comme les prairies humides à alpiste ou les marais à scirpe. De plus, bien que la présence du roseau commun ne semble pas avoir d'effet négatif majeur sur les habitats qu'occupent les grands brochets de l'année au cours de leurs premiers stades de développement, certains des indicateurs mesurés suggèrent que la présence d'autres assemblages végétaux peut être importante pour la croissance des jeunes. L'impact de l'envahissement des milieux humides par le roseau commun tiendrait donc à sa capacité à former des peuplements monospécifiques qui réduisent la diversité végétale des milieux humides ainsi que leur disponibilité pour le grand brochet.