Consommation d`oxygène des 2 espèces - Québec

La respiration du krill dans l’estuaire et le golfe du Saint-Laurent
Angélique Ollier1, Denis Chabot2, Luc Beaudin2, Céline Audet1, Gesche Winkler1
1. Institut des sciences de la mer de Rimouski, Rimouski, Québec
2. Institut Maurice-Lamontagne, Mont-Joli, Québec
[email protected]
© Pêches et Océans Canada, J.-F. St-Pierre
1. Introduction
3. Méthodologie
Le krill fait partie du zooplancton, à la base du réseau trophique, et joue un rôle
primordial pour les niveaux trophiques supérieurs (Savenkoff et al., 2013) :
mammifères marins
oiseaux
Respirométrie à circulation
Prélèvements : filet JackNet (trait
poissons
intermittente, session de 24h
horizontal) dans l’estuaire et le
(Fig. 2 et 3)
golfe du Saint-Laurent (Fig. 1)
Baisse linéaire et calcul de pente
(Fig. 3) pour obtenir la
© Google image
© Google image
© Google image
consommation d’oxygène (Fig. 4 et 5)
(Steffensen, 1989)
Stabulation du krill recueilli
Meganyctiphanes
norvegica
~2,3 cm
© Google image
La respiration est une donnée physiologique qui contribue à améliorer nos connaissances
sur ces deux espèces de krill, présentes dans l’estuaire et le golfe du Saint-Laurent :
o Consommation d’oxygène équivaut à une dépense énergétique
Fig. 1. Carte de l’estuaire et du golfe du Saint-Laurent. Points rouges : stations
où des sessions de respirométrie ont été réalisées (été 2014 : krill de l’estuaire
étudié à l’IML; automne 2014 : krill du golfe étudié à bord du Hudson)
Jusqu’à présent : n=10 à 4°C et n=155 à 6°C, dans 3 types de
respiromètres (krill individuel et en groupe)
o Taux métabolique standard (TMS) : coût d’entretien d’un animal à jeun & au repos
o Taux métabolique de routine (TMR) : TMS + activité spontanée
• Il a des photophores qui lui
permettent de faire de la
bioluminescence dans le noir !
• Compensation pour Thysanoessa sp. = cycle plus long
o Température optimale : celle où RA est maximale
FLUSH
WAIT
Plusieurs facteurs sont connus pour
influencer le métabolisme, dont :
…
…
Variabilité
!!
?
?? !!
6°C
S=33
• L’oxygène
• L’espèce
• La taille du krill
20,0
19,5
Meganyctiphanes
19,0
norvegica
18,5
Utilisé pour
calculer la pente
Thysanoeassa sp.
18,0
0
10
• Niveau élevé de ṀO2 au début, possible baisse à
partir de 13h, panne matérielle qui a empêché de voir
la suite (Fig. 4)
MEASURE
20,5
• La température
© Google image
• Pente plus prononcée
o Registre aérobie (RA) : TMM – TMS = marge de
manœuvre de l’animal (Fry, 1971)
Consommation d’oxygène des 2 espèces (Fig. 4 et 5) :
20
30
650
650
550
550
450
350
250
150
50
-50 0
Temps (min)
© Google image
Fig. 3. Cycle de respirométrie, au cours du temps, pour M. norvegica
et Thysanoessa sp.
2. Objectifs
o Evaluer la niche de températures de ces deux espèces
o Evaluer leur tolérance face aux changements
climatiques
Objectifs spécifiques :
450
5
10
15
Temps (heure)
20
25
30
Fig. 4. Consommation d’oxygène au cours du temps par
M. norvegica. Le rectangle gris représente la nuit
350
250
150
50
-50 0
5
o Estimation du TMR et TMM, mais TMS est plus approprié pour estimer RA
Mettre au point un respiromètre annulaire (en cours de réalisation) (Torres et al., 1982), pour l’été 2015 :
quantifier l’activité du krill, en même temps que ṀO2, à 0, 3, 6, 9, 12 et 15°C !
o Extrapolation à zéro activité = TMS (Fig. 6)
o Fournir des données physiologiques supplémentaires, caractérisant les espèces, pour les modélisateurs (modèles biophysiques)
o Avoir un respiromètre plus adapté pour la plus petite espèce Thysanoessa raschii
© Google image
o Rajouter peut être l’espèce Thysanoessa inermis (si elle se retrouve encore beaucoup l’année prochaine !)
15
20
25
30
Fig. 5. Consommation d’oxygène au cours du temps par
Thysanoessa sp. Le rectangle gris représente la nuit
o TMS : pas mesurable dans ce type de respiromètre
o Elaborer un prototype de respiromètre adapté à chaque espèce
10
Temps (heure)
5. Conclusion et perspectives
o Mesurer la consommation d’oxygène du krill, par respirométrie,
à différentes températures
o Estimer le TMS, le TMM, le TMR et le RA pour chacune des espèces
• Niveau élevé et variable de ṀO2, typique
d’espèces continuellement actives (Fig. 5)
Taux de consommation d’oxygène
(µl O2 mg DW-1 h-1)
(Plourde et al., 2013)
Respiromètre plus adapté à M. norvegica (Fig. 3) :
ṀO2 (µg O2 hr -1 g-1)
• Il a une phototaxie négative
4. Premiers résultats
Oxygène dissous (kPa)
• Le krill fait des migrations
nycthémérales
Fig. 2. Schéma d’un montage de respirométrie
o Résultats obtenus avec des modèles préliminaires de respiromètres, pour les 2 espèces de krill
o Taux métabolique maximal (TMM) : niveau maximal
possible de dépenses
Le saviez-vous ?
Respiromètre fermé
pendant 12 min à toutes
les 17 min
g-1)
~1°C
contrôlée
-1
Thysanoessa
raschii
© Pêches et Océans Canada, J.-F. St-Pierre
Espèces ectothermes
Espèces clefs dominantes
Espèces peu connues
ṀO2 (µg O2 hr
~4°C
~3,8 cm
→ A l’IML ou sur le navire, à T°
8°C
© Google image
Vitesse de nage (m h-1 cm s-1 BL s-1)
Fig. 6. Relation entre la consommation d’oxygène
et la vitesse de nage du krill Euphausia pacifica
(Modifié de Torres et al., 1983)
Remerciements : Nous tenons à remercier Réal Gagnon pour son aide précieuse dans la réalisation du respiromètre annulaire. Nous remercions Tanya Hansen, sans qui, le montage et l’utilisation des logiciels de respirométrie seraient encore un mystère ! Nous tenons également à remercier Joana Coelho Roma pour son aide lors des expériences à
bord du Hudson. Un grand merci à Pierre Joly, Jean-François St-Pierre et Jory Cabrol pour les belles sorties en mer. Enfin, nous remercions Stéphane Plourde pour ses précieux conseils. Merci à tous pour votre bonne humeur !
Références :
Fry (1971). The effect of environmental factors on the physiology of fish. Fish Physiology Vol. 6, pp. 1-98 / Plourde et al. (2013). Daytime depth and thermal habitat of two sympatric krill species in response to surface salinity variability in the Gulf of St Lawrence, eastern Canada. ICES Journal of Marine Science, 71, 272-281 / Savenkoff et al. (2013). Trophic interactions in the St. Lawrence Estuary (Canada): Must the blue whale compete for krill? Estuarine, Coastal and Shelf
Science, 129, 136-151 / Steffensen (1989). Some errors in respirometry of aquaticbreathers : how to avoid and correct for them. Fish Physiology and Biochemistry, 6, 49-59 / Torres et al. (1983). Relationship of oxygen consumption to swimming speed in Euphausia pacifica. Marine Biology, 74, 79-86 / Torres et al. (1982). A pressure vessel for the simultaneous determination of oxygen consumption and swimming speed in zooplankton. Deep-Sea Research, 29, 631-639