Utilisation de la génomique des poissons de l'Arctique en tant qu'indicateur de l'intégrité et du changement de l'écosystème

Description

Le changement climatique et la variabilité accrue dans l'ouest de l'Arctique ont une incidence considérable sur les poissons d'eau douce, anadromes et marins, ainsi que sur leurs habitats et écosystèmes respectifs. Cette question urgente a orienté le projet, qui s'est penché sur les différentes priorités suivantes :

1. la recherche visant à soutenir la gestion durable des pêches en Arctique (p. ex., Plan de gestion intégrée des pêches du Dolly Varden);
2. l'évaluation des effets et des risques du changement climatique (p. ex., les menaces que les espèces potentiellement colonisatrices font peser sur les espèces indigènes);
3. l'évaluation des effets de l'expansion industrielle sur les écosystèmes aquatiques de l'Arctique et des risques y afférant (p. ex., la capacité d'adaptation des poissons à la modification de leur habitat résultant du déploiement de gazoducs le long de la vallée du fleuve Mackenzie et de l'exploitation gazière et pétrolière dans la mer de Beaufort);
4. la gestion des espèces en péril ou dont l'évaluation par le Comité sur la situation des espèces en péril au Canada est en cours (p. ex., inscription du Dolly Varden en tant qu’espèce préoccupante et de l'omble à tête plate en tant qu’espèce menacée).

la gestion des espèces en péril ou dont l'évaluation par le Comité sur la situation des espèces en péril au Canada est en cours (p. ex., inscription du Dolly Varden en tant qu’espèce préoccupante et de l'omble à tête plate en tant qu’espèce menacée).

Travaux : Beaucoup d'espèces de poissons nordiques, en particulier les ombles et les grands corégones (c.-à-d. les salmonidés indigènes), sont visées par d'importantes pêches autochtones de subsistance, en eau douce comme dans les zones côtières, dans l'ouest de l'Arctique. D'autres espèces de poissons forment une part essentielle du réseau trophique et sont consommées par des animaux plus gros, comme les phoques et les bélugas. Ces espèces de poissons, dont la morue arctique, la forme nordique du Dolly Varden le corégone tschir et l'inconnu, se sont adaptées aux environnements arctiques, mais sont vulnérables aux agents de stress d'origine anthropique, comme le changement climatique, la modification des habitats et l'expansion industrielle. Le changement climatique en particulier augmente le risque de colonisation des habitats arctiques par des espèces subarctiques. Les espèces colonisatrices peuvent nuire aux espèces indigènes par le biais de l’hybridation, de la concurrence directe ou de la prédation ainsi que de l'introduction de parasites ou de maladies.

La dimension génomique de ce projet s'est exprimée par l'établissement du profil d'espèces colonisatrices indicatrices clés :

1. l'omble à tête plate en tant qu'espèce indicatrice dans la vallée du fleuve Mackensie;
2. le saumon du Pacifique en tant qu'espèce colonisatrice indicatrice des rivières de l'Arctique canadien;
3. la morue du Pacifique en tant qu'espèce indicatrice dans le cadre de l'étude des changements écosystémiques de la mer de Beaufort.

Les conséquences génétiques des espèces de poissons potentiellement colonisatrices (ici appelées les « espèces indicatrices ») ont été étudiées et consignées. Par ailleurs, l'établissement du profil de diversité génétique de ces espèces potentiellement colonisatrices a donné un premier aperçu de leur constitution génétique. Du point de vue de la diversité des espèces du secteur arctique, l'hybridation éventuelle avec des espèces indigènes a été évaluée. Le projet a également été l'occasion d'examiner les prévisions concernant les populations sources possibles ainsi que les conséquences de leur colonisation de cette zone Les données obtenues étayeront également les enjeux liés à la diversité couverts par la Loi sur les espèces en péril (LEP) et contribueront à mieux surveiller les déplacements d'espèces associés au changement climatique.

Résultats

Omble à tête plate : La variation génétique de l'omble à tête plate dans l'Arctique canadien, espèce représentative à la fois des poissons migrateurs et non migrateurs, a été évaluée. Les biologistes utilisent fréquemment des marqueurs génétiques non seulement pour différencier les populations au sein d'une même espèce, mais également pour expliquer les relations évolutives entre plusieurs espèces. De ce fait, chacune des populations d'omble à tête plate a pu être identifiée. De plus, la variation génétique observée chez un certain nombre d'autres espèces servira à l'élaboration de marqueurs génétiques particuliers. Ces marqueurs permettront d'étudier l'hybridation dans des zones géographiques étendues, formeront la base de futurs processus d'identification judiciaire et pourront être employés pour surveiller l'état des espèces dans l'Arctique.

Saumon du Pacifique : Sur les cinq espèces de saumon du Pacifique, on trouve au moins une population établie de saumon kéta en amont du fleuve Mackenzie. L'incidence globale (c.-à-d. l'abondance de la population) et l'étendue géographique des populations reproductrices dans le bassin du fleuve Mackenzie semblent s'accroître pour cette espèce. Les quatre autres espèces de saumon que l'on trouve actuellement dans les eaux de l'Arctique canadien sont en situation d'errance, le saumon rose présentant la plus grande probabilité de colonisation. Les travaux visant à déterminer l'origine et la structure des stocks de saumon dans le secteur du fleuve Mackenzie et à évaluer les conséquences de la colonisation sont en cours.

Morue du Pacifique (en tant qu'espèce indicatrice) : Un ensemble de tests génétiques diagnostiques, qui permettra de distinguer les espèces de morues fréquentes dans l'Arctique canadien, a été identifié et est en cours de perfectionnement. L'élaboration de nouvelles analyses se poursuit, car les chercheurs demandent des moyens génétiques pour différencier les espèces lorsque les caractéristiques physiques de celles-ci ne sont pas suffisamment significatives. Des sous-échantillons de morue arctique issus de travaux précédents ont été étudiés à l'Université de Victoria par analyse des séquences d'ADN microsatellites (dont le motif est répété); les résultats initiaux ont été synthétisés dans le cadre d'analyses géographiques de plus grande ampleur. Les conclusions tirées de ces tests ont montré une structure de population à double niveau : à grande échelle, on peut distinguer un groupe asiatique et un groupe nord-américain, tandis qu'à l'échelle régionale nord-américaine, on trouve un groupe occidental et un groupe oriental. Des distinctions semblent aussi apparaître à une échelle zonale (c.-à-d. dans la mer de Beaufort et la mer des Tchouktches), mais ces observations nécessitent de plus amples recherches.

Nom du programme

Initiative de recherche et développement en génomique (IRDG)

Année

2011 - 2014

Chercheur principal / Chercheurs principaux / Chercheuse principale / Chercheuses principales

Jim Reist
Pêches et Océans Canada