La contamination des eaux de surface par les polluants agricoles soulève des inquiétudes concernant les effets potentiels sur les organismes aquatiques. L'objectif général de ce projet de maîtrise était d'évaluer le statut physiologique du poisson d'eau douce exposé de façon chronique aux pesticides et autres polluants agricoles. Dans un premier volet, des truites arc-en-ciel (Oncorhynchus mykiss) ont été exposées durant 30 jours à un herbicide communément détecté dans les cours d'eau agricoles, le métolachlore, à des concentrations de 200, 500 et 800 µg/l. Une exposition au métolachlore en microplaque avec des cellules interrénales de truites arc-en-ciel (cellules qui sécrètent le cortisol) a aussi été réalisée. Dans un second volet, des perchaudes ont été capturées à trois reprises entre 2002 et 2003 dans la rivière Yamaska (Québec, Canada), qui est contaminée par les pesticides et autres polluants agricoles. À chacune des campagnes, un site non contaminé (lac Brome) ou très faiblement contaminé par les pesticides (rivière Yamaska Nord) était utilisé comme site de référence. Pour les deux volets, des fonctions biologiques ont été évaluées à l'aide de biomarqueurs: la fonction endocrinienne par le cortisol plasmatique; l'osmorégulation par l'activité de l'enzyme branchiale Na+/K+-ATPase et le métabolisme énergétique par le glucose plasmatique et le glycogène hépatique. L'activité de l'acétylcholinestérase plasmatique a été évaluée comme biomarqueur d'exposition aux inhibiteurs de cholinestérases. Enfin, des indices de condition tels que le facteur de condition, l'indice hépatosomatique et l'hématocrite ont permis de caractériser la condition générale des poissons. Les résultats obtenus pour le volet réalisé en laboratoire révèlent que les truites arc-en-ciel sont peu affectées par une exposition au métolachlore allant jusqu'à 800 µg/l. Une augmentation de l'hématocrite est toutefois notée à l'exposition de 200 µg/l de métolachlore. À 800 µg/l, les truites sont beaucoup plus sensibles au stress de capture. De plus, une perturbation du système d'osmorégulation est révélée par une hausse de l'activité Na+/K+ATPase des branchies, une diminution de l'hématocrite et des réserves énergétiques. L'exposition en microplaque montre que les cellules interrénales sont très résistantes au métolachlore en terme de viabilité cellulaire (concentration létale pour 50% des cellules CL50 = 1092 mg/l). Cependant, la concentration effective qui diminue de 50% la libération de cortisol est beaucoup plus faible (CE50 = 79 mg/l), ce qui suggère un potentiel de perturbateur endocrinien in vitro. Les résultats du volet réalisé en milieu naturel indiquent, pour la seconde campagne d'échantillonnage, que le milieu contaminé par les pesticides et autres polluants agricoles n'affecte pas significativement l'activité des cholinestérases plasmatiques, bien que celle-ci tende à baisser. Ce milieu affecte toutefois négativement la croissance des perchaudes et perturbe la réponse cortisolique. Les perchaudes ont une accumulation de glycogène hépatique et un indice hépatosomatique plus élevé. L'activité des enzymes Na+/K+-ATPase des branchies est plus élevée. Les résultats de ces études ont permis de dresser un portrait des effets des pesticides et autres polluants agricoles sur le statut physiologique du poisson. Ainsi, en approfondissant les différents biomarqueurs affectés, des études ultérieures pourront permettre d'évaluer l'état de santé des poissons. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : Perchaude,Truite arc-en-ciel, Métolachlore, Pesticide, Cortisol, Perturbation endocrinienne, Osmorégulation, Hématocrite, Glycogène, Acétylcholinestérase, Rivière Yamaska.

Les « Éléments de la Structure des Metacommunautés » (EMS) est un outil analytique puissant pour l'évaluation des patrons de distributions d'espèces dans l'espace géographique ou environnementale; par contre, cette technique est encore sous-utilisée parmi les études écologiques. L'objectif de cette étude est d'évaluer les mécanismes structurants les patrons de distributions d'espèces de poissons de lacs boréaux à des multiples échelles en appliquant la technique EMS sur la Ontario Fish Distribution Database, une base de données contenant des informations sur la présence-absence des espèces de poissons de plus de 9000 lacs de l'Ontario ainsi que leurs positions géographiques. Pour chaque lac, l'information sur les variables environnementales on été obtenue grâce au Lake lnventory Database (LINY) et des indices spatiaux, comme la connectivité entre les lacs et leur distance aux refuges postglaciaires, ont été calculés à partir d'informations géographiques. Puis, la relation phylogénétique des espèces et leurs niches B on été estimés pour comprendre le rôle des espèces dans l'assemblage des communautés et formation des metacommunautés. Dans le premier chapitre, la technique EMS a indiqué que nestedness et Clementsian gradients sont les patrons de distributions les plus courants parmi les bassins versants. La pluparts des patrons nestedness se situent dans des bassins de faible énergie contenant des grands lacs et localisés dans de hautes latitudes tandis que les patrons Clementsian gradients sont rencontrés dans des conditions opposés. À l'échelle des bassins, les variables environnementales expliquent en moyenne 9.1% de la variation dans la distribution des espèces pour les deux type de patrons contre moins de 3.5% pour les variables spatiales. À l'échelle provinciale, la variation dans la distribution des espèces est expliquée principalement par les variables environnementales structurées spatialement (29,26%) suivit des variables environnementales indépendantes de l'espace (10.80%). Des tests statistiques suggèrent que le taux de changement dans la composition des communautés, la caractéristique qui mieux distingue les deux patrons, augmente du nord vers le sud, influencé principalement par la latitude et les variables associées (e.g., température). Dans le second chapitre, les résultats indiquent que, à l'échelle du bassin versant, la sous-dispersion phylogénétique prédomine tandis que la sur-dispersion phylogénétique est plus observée à l'échelle locale. La structure phylogénétique et de niche des communautés sont principalement influencés par la taille des lacs, les variables liées à l'énergie (e.g., température, degré-jour de croissance) et la latitude. Dans les régions du Nord, il y a des taux élevés de chevauchement des niches et de plus grande distance phylogénétique entre les espèces qui cohabitent alors que dans les bassins versants du Sud on rencontre le patron inverse. ______________________________________________________________________________ MOTS-CLÉS DE L’AUTEUR : EMS, analyse de correspondance, Clementsian gradients, distribution d'espèces, nestedness, species turnover, structure phylogénétique, niche, gradient environnemental

Le réchauffement climatique cause plusieurs modifications abiotiques et biotiques dans les milieux naturels. La hausse de la température de l’eau cause une diminution de l’oxygène dissous dans les lacs et augmente la quantité de zone hypoxique observée. Une autre conséquence de la hausse de la température est l’augmentation du métabolisme et de la consommation d’oxygène des espèces ectothermes dont les poissons et les parasites. Le parasitisme est omniprésent dans les réseaux trophiques et a un effet néfaste sur l’hôte affecté. Les parasites et l’hypoxie peuvent limiter la portée aérobie (AS) des poissons pour la réalisation d’activités journalières. Ainsi, cette étude analyse l’effet dans le temps d’une infection de trématodes causant la maladie du point sur le métabolisme et sur la tolérance hypoxique de l’hôte puisque le développement de ces parasites suggère un effet sur le poisson qui varie selon le temps de résidence des parasites. Nous avons utilisé des crapets-soleil (Lepomis gibbosus) infectés par ces trématodes comme système modèle. Nous avons émis l'hypothèse que l'infection parasitaire réduirait la portée aérobie et la tolérance à l'hypoxie des poissons en fonction du temps du développement de l’infection. Afin d’étudier cette relation hôte-parasite, des tests de respirométrie et d’hypoxie critique ont été performés à cinq moments lors des deux premiers mois suivant l’infection. Les traits métaboliques aérobies (taux métabolique standard et maximal, AS), des indices de la tolérance hypoxique et du métabolisme anaérobiques (tension critique d’oxygène, pression partielle d’oxygène entraînant la perte d’équilibre, la concentration de lactate) et le taux d’hématocrite sont les variables analysées à l’aide de la respirométrie et de prélèvements sanguins. Nous démontrons ici que l’infection expérimental de ces trématodes n’affecte ni la portée aérobie ni la tolérance hypoxique et ce indépendamment du temps de développement du parasite. Un faible effet temporel, mais significatif, est observé entre les premiers jours d’expérimentations et les derniers, des différences principalement dues aux faibles différences non significatives des taux métaboliques standards et maximaux. Le stress induit par captivité et l’effet des changements saisonniers sur les taux métaboliques sont possiblement en cause. Pour l’instant, selon les conditions environnementales actuelles, le crapet-soleil démontre une résilience à l’infection parasitaire ainsi qu’à l’hypoxie. / Global warming is causing several abiotic and biotic changes in natural environments. The rise in water temperature causes a reduction in dissolved oxygen in lakes and increases the amount of hypoxic zone observed. Another consequence of rising temperatures is the increased metabolism and oxygen consumption of ectothermic species, including fish and parasites. Parasitism is ubiquitous in food webs and has a detrimental effect on the affected host. Parasites and hypoxia can limit the aerobic range (AS) of fish for daily activities. Thus, this study analyzes the effect over time of a trematode infection causing the blackspot disease on the metabolism and hypoxic tolerance of the host since the development of these parasites suggests an effect on the fish that varies according to the residence time of the parasites. We used sunfish (Lepomis gibbosus) infected with these trematodes as a model system. We hypothesized that parasite infection would reduce the aerobic range and hypoxia tolerance of fish as a function of the time of infection development. Respirometry and critical hypoxia tests were performed at five time points during the first two months post-infection to investigate this host-parasite relationship and its impact over time. Aerobic metabolic traits (standard and maximum metabolic rate, aerobic range), indices of hypoxic tolerance and anaerobic metabolism (critical oxygen tension, partial pressure of oxygen leading to loss of equilibrium, lactate concentration) and hematocrit levels were analyzed using respirometry and blood sampling. We demonstrate here that experimental infection with trematodes affects neither aerobic range nor hypoxic tolerance independently of parasite development time. A small but significant temporal effect is observed between the first and last days of experimentation, differences mainly due to small non-significant differences in standard and maximum metabolic rates. This may be due to stress induced by captivity and seasonal changes affecting metabolic rates. For now, considering actual environmental conditions, sunfish show high resiliency to parasitic infection and to hypoxia.