Thèse (M.Sc.)--Université Laval, 2008. / Bibliogr.: f. 51-55. Publié aussi en version électronique dans la Collection Mémoires et thèses électroniques.

Au Nunavik, les communautés inuites dépendent grandement de ressources issues de l'océan. Dans cette étude, la valeur nutritive d'organismes benthiques marins consommés par les humains a été analysée. Des pétoncles, des moules, des oursins et des étoiles de mer ont été analysés pour leur quantité d'acides gras, de pigments et de sélénium. Les objectifs étaient de révéler si les quantités de nutriments sont influencées par la période de retrait des glaces et de voir si ces nutriments sont bioamplifiés selon les niveaux trophiques des espèces. Les résultats ne montrent pas de tendances claires par rapport au temps de retrait des glaces et le contenu de nutriment semble être influencé par d'autres facteurs car ces tendances ne sont pas généralisées à travers tous les éléments analysés. Les résultats d'EPA (C20:5 (cis-5,8,11,14,17)) et de DHA (C22:6 (cis-4,7,10,13,16,19)) indiquent un accroissement en corrélation avec l'augmentation du niveau trophique. Cette tendance n'est, par contre, pas généralisée parmi tous les acides gras analysés. Ces résultats aident à mieux comprendre l'influence de la dynamique des glaces sur les quantités de nutriments trouvées dans des organismes benthiques ainsi que la façon dont ils passent à travers le réseau trophique benthique du Nunavik, au Canada. / In Nunavik, Inuit communities depend greatly on country food that come from the ocean. In this study, the nutritional value of benthic organisms consumed by the human population in these communities were analysed. Scallops, mussels, urchins and seastars had their fatty acid, pigment and selenium quantities evaluated. The goals were to reveal if the nutrient quantities were influenced by the timing of ice withdrawal and if there was bioamplification according to species. Results show that no clear trend can be identified for ice withdrawal and the nutrient contents seem to be influenced by other factors because these trends are not generalized to all nutrients. EPA (C20:5 (cis-5,8,11,14,17)) and DHA (C22:6 (cis-4,7,10,13,16,19)) seem to exibit an increase as the trophic level gets higher. This tendency is not present for all the fatty acids analysed, however. These results help better understand the influence of ice dynamics on the nutrient quantities found in benthic organisms as well as the way they pass through the benthic food web in Nunavik, Canada.

Au Nunavik, les communautés inuites dépendent grandement de ressources issues de l'océan. Dans cette étude, la valeur nutritive d'organismes benthiques marins consommés par les humains a été analysée. Des pétoncles, des moules, des oursins et des étoiles de mer ont été analysés pour leur quantité d'acides gras, de pigments et de sélénium. Les objectifs étaient de révéler si les quantités de nutriments sont influencées par la période de retrait des glaces et de voir si ces nutriments sont bioamplifiés selon les niveaux trophiques des espèces. Les résultats ne montrent pas de tendances claires par rapport au temps de retrait des glaces et le contenu de nutriment semble être influencé par d'autres facteurs car ces tendances ne sont pas généralisées à travers tous les éléments analysés. Les résultats d'EPA (C20:5 (cis-5,8,11,14,17)) et de DHA (C22:6 (cis-4,7,10,13,16,19)) indiquent un accroissement en corrélation avec l'augmentation du niveau trophique. Cette tendance n'est, par contre, pas généralisée parmi tous les acides gras analysés. Ces résultats aident à mieux comprendre l'influence de la dynamique des glaces sur les quantités de nutriments trouvées dans des organismes benthiques ainsi que la façon dont ils passent à travers le réseau trophique benthique du Nunavik, au Canada. / In Nunavik, Inuit communities depend greatly on country food that come from the ocean. In this study, the nutritional value of benthic organisms consumed by the human population in these communities were analysed. Scallops, mussels, urchins and seastars had their fatty acid, pigment and selenium quantities evaluated. The goals were to reveal if the nutrient quantities were influenced by the timing of ice withdrawal and if there was bioamplification according to species. Results show that no clear trend can be identified for ice withdrawal and the nutrient contents seem to be influenced by other factors because these trends are not generalized to all nutrients. EPA (C20:5 (cis-5,8,11,14,17)) and DHA (C22:6 (cis-4,7,10,13,16,19)) seem to exibit an increase as the trophic level gets higher. This tendency is not present for all the fatty acids analysed, however. These results help better understand the influence of ice dynamics on the nutrient quantities found in benthic organisms as well as the way they pass through the benthic food web in Nunavik, Canada.

Les activités anthropiques causent des invasions biologiques qui sont devenues un problème mondial susceptible de causer des dommages écologiques (p. ex., sur la biodiversité et l’habitat), économiques (sur les industries) et sociaux (sur le bien-être humain). La prévention et la détection précoce des nouvelles invasions sont des éléments essentiels pour la gestion des risques et des impacts sur les écosystèmes et les économies. Bien sûr, la prévention est préférable, mais la détection précoce est une étape cruciale pour enrayer la propagation ultérieure des espèces envahissantes, car elle offre la possibilité de les éradiquer avant les phases d’établissement de la population et de propagation. Bien qu’il s’agisse d’une option de gestion efficace en matière de coût et de temps, la détection précoce exige un effort d’échantillonnage considérable pour détecter les populations envahissantes aux tout premiers stades de leur invasion. En utilisant le système benthique marin comme modèle, quatre études interdépendantes ont été menées pour identifier des stratégies d’échantillonnage susceptibles d’améliorer notre capacité à détecter des populations envahissantes rares et à comprendre les patrons et processus écologiques de recrutement benthique à multiples échelles spatiales et temporelles. Plus précisément, ces études expérimentales sur le terrain visaient à (1) évaluer la relation entre l’approvisionnement en larves et la fixation dans une population envahissante isolée, (2) déterminer la durée de l’échantillonnage et de la fréquence à l’aide de plaques de fixation pour la détection d’espèces rares, (3) déterminer l’importance relative aux sources de variations spatiales et temporelles du recrutement benthique, et (4) examiner l’effet de l’échelle spatiale de l’échantillonnage sur la détection des espèces en analysant les patrons de recrutement à de multiples échelles sur quatre ordres de grandeur allant de la dizaine de mètres à la dizaine de kilomètres. Première étude : contrairement à l’hypothèse originale d’une relation étroite entre l’approvisionnement et la fixation initiale, l’approvisionnement en larves était plutôt un facteur déterminant de la fixation aux échelles moyennes. Ces résultats suggèrent que la force de cette relation s’affaiblit avec l’augmentation de l’échelle spatiale des observations de terrain. Néanmoins, un quart de la variation de la fixation à moyenne échelle peut encore être expliqué par l’approvisionnement sur des courtes échelles de temps (une semaine). Par conséquent, cette relation confirme l’utilité des plaques de fixation en tant qu’outil efficace pour la détection précoce aux échelles moyennes dans une marina, car une faible densité de recrutement sur les plaques correspond à une faible abondance de propagules envahissantes dans la colonne d’eau... / Les activités anthropiques causent des invasions biologiques qui sont devenues un problème mondial susceptible de causer des dommages écologiques (p. ex., sur la biodiversité et l’habitat), économiques (sur les industries) et sociaux (sur le bien-être humain). La prévention et la détection précoce des nouvelles invasions sont des éléments essentiels pour la gestion des risques et des impacts sur les écosystèmes et les économies. Bien sûr, la prévention est préférable, mais la détection précoce est une étape cruciale pour enrayer la propagation ultérieure des espèces envahissantes, car elle offre la possibilité de les éradiquer avant les phases d’établissement de la population et de propagation. Bien qu’il s’agisse d’une option de gestion efficace en matière de coût et de temps, la détection précoce exige un effort d’échantillonnage considérable pour détecter les populations envahissantes aux tout premiers stades de leur invasion. En utilisant le système benthique marin comme modèle, quatre études interdépendantes ont été menées pour identifier des stratégies d’échantillonnage susceptibles d’améliorer notre capacité à détecter des populations envahissantes rares et à comprendre les patrons et processus écologiques de recrutement benthique à multiples échelles spatiales et temporelles. Plus précisément, ces études expérimentales sur le terrain visaient à (1) évaluer la relation entre l’approvisionnement en larves et la fixation dans une population envahissante isolée, (2) déterminer la durée de l’échantillonnage et de la fréquence à l’aide de plaques de fixation pour la détection d’espèces rares, (3) déterminer l’importance relative aux sources de variations spatiales et temporelles du recrutement benthique, et (4) examiner l’effet de l’échelle spatiale de l’échantillonnage sur la détection des espèces en analysant les patrons de recrutement à de multiples échelles sur quatre ordres de grandeur allant de la dizaine de mètres à la dizaine de kilomètres. Première étude : contrairement à l’hypothèse originale d’une relation étroite entre l’approvisionnement et la fixation initiale, l’approvisionnement en larves était plutôt un facteur déterminant de la fixation aux échelles moyennes. Ces résultats suggèrent que la force de cette relation s’affaiblit avec l’augmentation de l’échelle spatiale des observations de terrain. Néanmoins, un quart de la variation de la fixation à moyenne échelle peut encore être expliqué par l’approvisionnement sur des courtes échelles de temps (une semaine). Par conséquent, cette relation confirme l’utilité des plaques de fixation en tant qu’outil efficace pour la détection précoce aux échelles moyennes dans une marina, car une faible densité de recrutement sur les plaques correspond à une faible abondance de propagules envahissantes dans la colonne d’eau. Deuxième étude : des durées d’échantillonnage intermédiaires d’une à deux semaines (l’échelle des traitements allant d’un jour à un mois) étaient la durée optimale de déploiement de la plaque de fixation pour la détection des espèces « rares » (c’est-à-dire, des le début du recrutement). Une analyse au niveau de l’assemblage montre toutefois que l’augmentation de la durée et de la fréquence de l’échantillonnage augmentait logarithmiquement le nombre total d’espèces rares observées. Ces résultats espèce par espèce et au niveau de l’assemblage démontrent que la modification des éléments temporels de l’échantillonnage, tels que la durée et la fréquence, peut affecter considérablement la détection d’espèces. Troisième étude : après avoir évalué plusieurs sources spatiales et temporelles (le site, la région, la saison, et l’année), le moment choisi pour le déploiement des plaques est apparu comme étant la plus grande source de variabilité du recrutement benthique d’espèces rares. En particulier, le moment optimal pour la détection précoce serait en automne (a) lorsque le recrutement saisonnier d’espèces envahissantes établies tend à atteindre un pic et (b) lorsque la détection au niveau du site d’espèces envahissantes rares tend à se produire. Quatrième étude : l’échelle spatiale dominante dans le recrutement d’espèces rares est la plus petite (centaine de mètres). Cette échelle dominante peut être interprétée comme étant la bonne échelle spatiale pour la détection d’espèces rares. Une analyse plus poussée a montré que si l’échantillonnage a été structuré de manière aléatoire, l’échantillonnage à des échelles intermédiaires (millier de mètres) devient l’échelle optimale pour la détection d’espèces rares. Ces résultats élucident les différences de variabilité naturelle de la population benthique entre multiples échelles d’espace et de temps pour des espèces rares et communes. Ces études écologiques font partie d’une boîte à outils de détection précoce nécessaire à la gestion des espèces envahissantes marines en renseignant sur la manière dont l’échantillonnage des espèces rares doit être faite à multiples échelles spatio-temporelles. Des expériences de terrain similaires optimisant la détection d’espèces rares (au-delà de l’utilisation de plaques de fixation pour détecter les organismes benthiques dans les provinces Maritimes canadiennes) devraient être réalisées pour d’autres taxons, régions, t outils d’échantillonnage—en particulier, les envahisseurs à haut risque prévus, les invasions futures, et les outils récemment développés. / As a consequence of anthropogenic activities, biological invasions have become a global problem that can cause ecological (e.g., biodiversity and habitat), economic (industries), and social (human wellbeing) harm. Prevention and early detection of new invasions are vital components of managing risks and impacts to ecosystems and economies. Prevention is, of course, preferred but early detection is a critical step that can ultimately stop future spread of invasive species because it provides an opportunity for eradication before population growth and spread. Despite being a cost- and time-effective management option, early detection requires considerably high sampling effort to detect incipient invasive populations at the early stages of their invasion. Using the marine benthic system as a model, four inter-related studies were carried out to identify sampling strategies that could enhance our ability to detect rare invasive populations and to understand ecological patterns and processes of benthic recruitment across multiple scales of space and time. Specifically, these experimental field studies aimed to (1) evaluate the relationship between propagule supply and settlement in a closed invasive population, (2) determine the optimal sampling duration and frequency using settlement plates to detect rare species, (3) ascertain the relative importance of spatial and temporal sources of variation in benthic recruitment, and (4) examine how the spatial scale of sampling affects species detection by analyzing recruitment patterns at multiple scales across four orders of magnitudes ranging from tens of metres to tens of kilometres. First study: Contrary to the expectation of a strong relationship between supply and initial settlement, larval supply was instead a limited determinant of settlement at mesoscales. This finding suggests that the strength of this relationship weakens as the spatial scale increased from previously reported small-scale field observations to mesoscales of the present study. Nonetheless, a quarter of the variation in settlement can still be explained by supply over short timescales (one week). Therefore, this relationship supports the utility of settlement plates as an effective tool for early detection at mesoscales within a marina because low densities of recruitment on plates correspond to low abundances of invasive propagules in the water column...

L'aquaculture de bivalves peut influencer les écosystèmes marins côtiers en augmentant le dépôt de matériel organique, qui, alternativement, peut avoir des effets directs et indirects multiples sur la communauté benthique environnante. Cette recherche évalue l'influence de l'aquaculture de moules sur la macrofaune épibenthique à l'île du Prince-Edouard, Canada. L'abondance des macroinvertébrés et des poissons benthiques (> 2 centimètres) a été évalué par des comptes visuels à l'aide du scaphandre autonome à 4 fermes d'aquaculture de moules ainsi qu'à des sites témoins à différentes distances des fermes (50, 100, 500 et 2000 m) au cours des mois de juin, août et novembre 2005. Les assemblages benthiques ont été dominés par des étoiles de mer (Asterias sp. ; 79%), suivis de crabes {Cancer irroratus ; 8% et Neopanope sayi ; 6%), de lunacies (Lunatia héros ; 2%), de plies rouges (Pleuronectes americanus ; 2%), de homards (Homarus americanus ; 1%) et de bernard-l'hermite (Pagarus ;1%). Le nombre d'espèces et l'indice d'équitabilité ont différé selon les fermes et les distances témoins mais aucune tendance ne pouvait suggérer une influence négative résultant de l'aquaculture de moules. Bien qu'il y ait eu de grandes variabilités parmi les emplacements et les dates d'échantillonnage, l'aquaculture de moules a eu un effet positif significatif sur l'abondance totale d'organismes. En effet, l'abondance était généralement plus grande dans les fermes comparativement aux distances témoins. Ces accroissements de l'abondance ont été principalement associés au plus grand nombre d'étoiles de mer et de crabes de roche (C. irroratus). Les augmentations de macrofaune épibenthique ont semblé être en grande partie limitées à la proximité immédiate de la ferme de moules, c'est à dire moins de 50m. Cette tendance reflète probablement la plus grande abondance de ressources alimentaires ainsi que la création d'habitats plus hétérogènes favorables à une plus grande biomasse d'invertébrés et de poissons. Ces constatations indiquent une influence positive de l'aquaculture de moules et les méthodes d'échantillonnage devraient être employées lors d'une évaluation plus complète de l'influence des sites d'aquaculture.

La compréhension des processus contrôlant le fonctionnement des mangroves est capitale au vu des services socio-économiques/écosystémiques rendus par ces écosystèmes et des menaces qu’ils subissent. En Guyane Française, les mangroves se développent rapidement en réponse aux contraintes sédimentaires récurrentes induites naturellement par les apports sédimentaires amazoniens. Cette thèse étudie la structure et la composition de trois classes de taille de communautés benthique (méso, macro, mégafaune), et les activités de bioturbation associées (remaniement sédimentaire biologique : RS, terriers) dans les jeunes stades de mangrove. 51 taxons de méso-macrofaune et 12 espèces de crabes (mégafaune) ont été identifiés. Bien que la biodiversité benthique soit spécifique à l'âge de la mangrove, des taxons tolèrent les modifications brusques du milieu, et cette persistance maintient des fonctions clés du remaniement sédimentaire tout au long du développement des mangroves. L’intensité du RS varie le long de ce gradient (21-146 g PS.m-2.cycle tidal-1). Si les crabes dominent le RS, cette thèse souligne la contribution effective de la méso-macrofaune aux transports particulaires. Les communautés benthiques montrent des capacités de bioturbation adaptées aux instabilités récurrentes du littoral. Les variations du RS au cours du temps pourraient indiquer l’état fonctionnel des mangroves. Cette étude conclut que l’hétérogénéité morpho-sédimentaire au sein des jeunes stades de mangroves influence la structuration spatiale des crabes, le remaniement sédimentaire qu’ils induisent, et la morphologie des terriers. Les microhabitats devraient être considérés lors de l'évaluation du rôle fonctionnel de la faune benthique des mangroves. / Understanding the processes that control mangroves functioning is essential regarding the socioeconomic/ecosystemic services these ecosystems provide and the increasing threats they suffer. In French Guiana, mangroves grow rapidly in response to natural sedimentary perturbations caused by sediment inputs from the Amazon River. This thesis characterizes the structure and the composition of benthic fauna communities (three size classes: meso-, macro- and megafauna) and the associated bioturbation activities (biological sediment reworking: SR, burrows) in mangrove early growth stages. 51 meso- macrofaunal taxa and 12 crab (megafauna) species were identified.Despite a mangrove age specific biodiversity, some taxa tolerate abrupt environmental changes, and such persistence maintains key sediment reworking functions along mangrove development.The SR intensity varies along this gradient from 21 to 146 g DW.m-2.tidal cycle-1. Burrower crabs dominate the SR but this thesis also outlines the non-negligible contribution of smaller-sized (meso- and macrofauna) organisms to particulate transport. Benthic communities’ bioturbation capacities are adapted to recurrent environmental instabilities. Changes of the biologicallyinduced SR may be used as a proxy of the functional status of mangrove ecosystems. This study concludes that morpho-sedimentary heterogeneity of early-growth mangrove stages influences crab spatial structuration, the crab-induced sediment reworking and burrow shapes. Thus, microhabitat specificities should be considered when evaluating the role of benthic fauna in mangroves ecosystem functioning.