Étude des impacts des canicules et de l’hypoxie sur les espèces commerciales de mollusques et de crustacés, et création d’outils de surveillance et d’atténuation

En 2022, Pêches et Océans Canada (MPO), en partenariat avec le Conseil de la nation Haida, a entrepris un projet de recherche de deux ans pour combler les lacunes dans les connaissances sur les impacts des changements climatiques sur les huîtres du Pacifique et les couteaux du Pacifique. Le projet vise à examiner les impacts des événements stressants aigus dans les milieux marins, notamment les canicules et l’hypoxie (faible apport en oxygène ou appauvrissement d’oxygène) dont la durée et la fréquence augmentent en raison des changements climatiques. Les canicules constituent une préoccupation particulière, car elles peuvent avoir divers effets néfastes, notamment la mortalité massive de mollusques et de crustacés. Cependant, les impacts des canicules et de l’hypoxie sont mal compris. Pour combler ces lacunes dans les connaissances, le MPO a entrepris des recherches afin d’examiner les impacts d’un phénomène unique (canicule/hypoxie) et d’un phénomène simultané (canicule+hypoxie) sur la réponse au stress, l’énergie, l’indice de condition et la survie de deux espèces de mollusques et de crustacés d’intérêt commercial et d’importance pour les Premières Nations. Ce projet contribue aux évaluations de la vulnérabilité aux changements climatiques des huîtres du Pacifique et des couteaux du Pacifique. Il contribue également aux techniques expérimentales d’atténuation pour aborder les impacts climatiques en cours.

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Comprendre et évaluer les impacts

La durée et la fréquence des événements stressants aigus dans les milieux marins augmentent en raison des changements climatiques. Les canicules constituent une préoccupation particulière, car elles peuvent avoir divers effets néfastes, notamment la mortalité massive de mollusques et de crustacés. En juillet 2021, par exemple, une canicule dans l’ouest du Canada a provoqué la mortalité massive de mollusques et de crustacés le long de la côte de la Colombie-Britannique. En plus du stress thermique, les épisodes de réchauffement entraînent une limitation de l’oxygène en raison de l’augmentation forcée des taux métaboliques des organismes et de la demande en oxygène. Ils causent aussi des réductions parallèles de la concentration en oxygène de l’eau, amplifiant ainsi les problèmes de survie. Selon la documentation, en vertu des projections climatiques actuelles, l’oxygène dissous dans les océans devrait également diminuer, avec de plus en plus d’événements hypoxiques prévus pour les zones côtières. Cependant, les impacts des canicules et de l’hypoxie sur les espèces marines sont mal compris et les techniques d’atténuation demeurent largement inexistantes. Au cours des dernières années, les huîtres du Pacifique cultivées ont montré une forte sensibilité à la mortalité durant l’été. Les taux de mortalité varient généralement d’au moins 30 %, mais ils peuvent aussi entraîner une perte quasi totale. Des recherches récentes ont montré que la mortalité sur le terrain se produit généralement lorsque les températures estivales dépassent 19-20 °C. Nous sommes également de plus en plus conscients que les canicules sont un facteur contributif, mais une étude approfondie demeure nécessaire. De même, le rôle de la limitation en oxygène pendant ces événements est mal compris. De manière semblable aux huîtres du Pacifique, des déclins touchant l’abondance des populations dus à une diminution du recrutement des juvéniles et à une augmentation du taux de mortalité des adultes ont été observés dans les populations naturelles de couteaux du Pacifique.

Pour plus d’informations sur le climat, consultez la section Ressources de cet exemple (ci-dessous). 

Déterminer les actions

Alors que les facteurs de stress liés aux changements climatiques contribuent probablement à ces déclins, il manque énormément de recherches sur le sujet. En 2022, Pêches et Océans Canada, en partenariat avec le Conseil de la nation Haida, a entrepris un projet visant à combler ces lacunes dans les connaissances en tenant compte de deux espèces d’importance commerciale et culturelle : les huîtres du Pacifique et les couteaux du Pacifique. Voici les objectifs du projet :

  • Examiner les impacts d’événements stressants aigus à court terme uniques (canicule/hypoxie) et simultanés (canicule+hypoxie) sur la réponse au stress (expression génétique), l’énergie (consommation d’oxygène), l’indice de condition et la survie de deux espèces de mollusques et de crustacés d’intérêt commercial et d’importance pour les Premières Nations (huîtres du Pacifique, couteaux du Pacifique);
  • Développer des ensembles de marqueurs génétiques qui peuvent être utilisés pour surveiller les niveaux de stress chez les populations de mollusques et de crustacés;
  • Mettre à l’essai les ensembles de marqueurs génétiques dans des milieux naturels pendant les mois d’été;
  • Surveiller les températures et les conditions d’oxygène à deux sites sur le terrain pendant deux étés et établir une corrélation avec le taux de mortalité des mollusques et des crustacés;
  • Faire un essai pilote de l’utilisation de l’aération pour maintenir et améliorer les niveaux d’oxygène comme stratégie d’atténuation des événements de canicule et d’hypoxie;
  • Contribuer à la collecte de données pour les évaluations de la vulnérabilité aux changements climatiques des huîtres du Pacifique et des couteaux du Pacifique.

Mise en oeuvre

Une combinaison d’expériences contrôlées en laboratoire et d’essais ou de surveillance sur le terrain permettra d’évaluer la vulnérabilité des espèces, de développer des outils de surveillance génomique des populations sur le terrain et de mettre à l’essai une stratégie d’atténuation potentielle pour les environnements d’aquaculture/de recrutement sauvage. Des expériences contrôlées ont été menées dans le laboratoire sur les changements climatiques et l’acidification des océans de Pêches et Océans situé à la Station biologique du Pacifique. Des événements stressants uniques (canicule/hypoxie) et simultanés (canicule+hypoxie) à court terme (de 5 à 10 jours) ont été simulés en utilisant des températures et (ou) des niveaux d’oxygène représentatifs d’une canicule ou d’événements hypoxiques récents (p. ex., en 2021) survenus sur la côte de la Colombie-Britannique. Les réponses aux stress ou aux conditions en laboratoire ont été caractérisées en fonction de biomarqueurs complémentaires, y compris les modifications du transcriptome (ARN-seq), la consommation d’oxygène, l’état de reproduction et l’indice de condition. Les données sur l’ARN-seq ont été utilisées pour développer un ensemble de marqueurs génétiques qui peuvent être utilisés pour surveiller la réponse au stress sur le terrain. Cet ensemble de marqueurs génétiques a été appliqué à des essais sur le terrain au cours desquels les animaux ont été libérés sur des sites pendant les mois d’été (mai-août). Durant cette période, l’expression des gènes (RT-qPCR), l’indice de condition et la survie ont fait l’objet d’un suivi régulier (c’est-à-dire deux fois par mois). Si un événement naturel de canicule ou d’hypoxie se produit pendant les essais sur le terrain, des échantillons opportunistes seront prélevés pendant et après l’événement stressant. Les températures et les conditions d’oxygène ont été continuellement surveillées pendant cette période grâce au déploiement d’enregistreurs d’oxygène et de température. Enfin, le projet a mis à l’essai l’utilisation de l’aération artificielle (c’est-à-dire le maintien de la normoxie/hyperoxie) pendant les essais en laboratoire comme stratégie potentielle d’atténuation des effets des canicules. Cette approche est fondée sur des résultats d’études qui suggèrent que l’hyperoxie peut augmenter les limites thermiques chez les espèces bivalves ainsi que sur des recherches sur l’utilisation de l’aération artificielle dans la mariculture des poissons à nageoires comme méthode pour limiter le stress chez les animaux pendant les événements hypoxiques.

Résultats et suivi des progrès

Les résultats de la première année du projet sont encore en cours d’évaluation. Par contre, les résultats attendus sont les suivants :
1. Mise à l’essai des méthodes potentielles d’atténuation des canicules.
2. Développement d’un ensemble de gènes candidats pour le suivi des réponses aux facteurs de stress chez les huîtres du Pacifique.
3. Développement d’un ensemble de gènes candidats pour le suivi des réponses aux facteurs de stress chez les couteaux du Pacifique.
4. Compilation des données de surveillance de l’oxygène dissous pour le site situé dans la mer des Salish.

Prochaine(s) étape(s)

Si les expériences d’atténuation en laboratoire s’avèrent prometteuses, les essais pilotes sur le terrain constitueront la base des recherches futures. Les résultats de ces expériences éclaireront les futures propositions examinant les impacts des océans et du réchauffement sur les mollusques et crustacés. Les ensembles de gènes candidats développés dans le cadre de ce projet seront également appliqués à la surveillance future des populations de mollusques et de crustacés qui sont soumis aux changements climatiques.

Ressources

Ressources supplémentaires : (en Anglais seulement)

Informations climatiques supplémentaires :  

L’utilisation des projections en changements climatiques permet de prendre de meilleures décisions d’adaptation, car cela vous permet de mieux comprendre comment le climat peut changer. Pour savoir comment choisir, accéder et comprendre les données climatiques, visitez la Zone d’apprentissage de Donneesclimatiques.ca.

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