Étude des facteurs contrôlant la présence de l’algue
\nDidymosphenia geminata et des impacts de sa présence
\nsur le saumon atlantique juvénile.

L’algue Didymosphenia geminata est une diatomée à potentiel envahissant. Cette algue \nmicroscopique, attachée au substrat, peut sécréter des quantités phénoménales de mucilage et \ncréer de vaste amas fibreux tapissant le lit d’une rivière. Autrefois considérée très rare et \nreprésentative d’une qualité d’eau impeccable, elle est maintenant répertoriée omniprésente \ndans les rivières oligotrophes à travers le monde. Au cours des deux dernières décennies, son \némergence a créé un intérêt marqué de la part des écologistes et gestionnaires de rivières \npuisque sa biologie et les facteurs régissant son occurrence et sa sévérité sont méconnus. Au \nQuébec, c’est à l’été 2006 que les premières proliférations massives de l’algue didymo ont été \nobservées dans la rivière Matapédia. Le manque de connaissances à son égard, plus précisément \nsur sa distribution, les causes de l’apparition des proliférations et de l’impact négatif possible de \ncet envahissement sur le réseau trophique mais surtout sur le cycle de vie du saumon atlantique \nen rivière a créé un état de panique chez les gestionnaires et les utilisateurs des rivières à saumon. \nIl existait dès lors un urgent besoin de combler ces lacunes. \nAfin de mieux comprendre les facteurs régissant tant la croissance cellulaire que la croissance des \namas mucilagineux, un modèle conceptuel a été élaboré grâce à la collaboration de plusieurs \nchercheurs travaillant au Colorado, à l’île de Vancouver, en Nouvelle-Zélande et au Québec afin \nde colliger les observations et les données de terrain. Ce travail de synthèse a permis d’identifier \nles facteurs favorisant sa colonisation, sa croissance et sa persistance en rivière. La dynamique \nspatio-temporelle de l’algue didymo est dépendante de divers facteurs (ou conditions \nenvironnementales) dont les seuils critiques déterminent son comportement de prolifération. En \nrivière, la croissance d’algues benthiques est principalement déterminée par les variations \nsaisonnières du débit, la température, la lumière et la chimie de l’eau. Ainsi, la connaissance des \nparamètres d’habitats favorables permet de déterminer si un bassin versant est favorable à la \nprésence cellulaire de l’algue didymo et à la probabilité que celle-ci puisse y proliférer. Le modèle \nconceptuel permet d’établir la variabilité et la sévérité saisonnière du comportement envahissant \nde l’algue didymo en rivière. \nAfin d’appliquer le modèle conceptuel développé à l’échelle du bassin versant, nous avons mis \nsur pied un réseau de suivi volontaire des proliférations d’algue didymo dans le bassin versant de \nla rivière Restigouche. Vingt-deux organisations différentes totalisant 70 bénévoles ont été \nformés à identifier et quantifier les proliférations d’algue didymo. Entre 2010 et 2015, 1 228 \nobservations ont été réalisées. L’analyse de cette base de données, nous a permis de déterminer \nque 71% de la variabilité de la sévérité des proliférations durant l’été est inversement \nproportionnelle à l’intensité de la crue printanière. À l’échelle du tronçon, l’analyse des \nproliférations pour différents types de faciès-substrat a permis de d’identifier une préférence \naccrue pour les seuils. \nPar la suite, afin d’appliquer le modèle conceptuel à l’échelle régionale, nous avons comparé la \ndistribution de l’algue didymo dans trois régions de l’est du Québec (i.e. Gaspésie, Bas-St-Laurent \net Côte-Nord) avec divers paramètres physico-chimiques de vingt-neuf rivières à saumon. Le principal facteur régissant la présence-absence de cellules est le pH. Les diatomées ont des \noptimums de pH très spécifiques et la géologie contrastante de la Côte-Nord (Bouclier canadien) \npar rapport aux basses terres du Saint-Laurent et les Appalaches en Gaspésie, a permis d’identifier \nque les eaux acides riches en tanins et lignines ne sont pas favorables à la survie et la croissance \nde l’algue didymo. \nGrâce à une meilleure connaissance des facteurs de contrôle de l’algue didymo à diverses échelles \nspatiales, nous pouvons déterminer les rivières à risque de proliférations massives. Au sein des \nrivières exhibant des proliférations, nous avons déterminé que les préférences d’habitat de \nl’algue didymo sont identiques à celles du saumon atlantique juvénile (i.e. eaux rapides, peu \nprofondes, claires, froides, faible en nutriments avec un substrat grossier). Afin de déterminer \nl’ampleur de l’impact de la présence des proliférations sur le réseau trophique, nous avons vérifié \nson impact sur la communauté algale. La structure dense et fibreuse crée un environnement \nphysique dans lequel plusieurs diatomées peuvent s’y loger. Nos résultats confirment que l’algue \ncrée un habitat de choix pour les plus petites diatomées favorisant ainsi une plus grande diversité \ntaxonomique. Malgré une augmentation de la complexité du biofilm suivant son épaississement, \nil n’y a pas d’impact supplémentaire sur la structure et la diversité taxonomique des échantillons. \nPuisque la structure de l’habitat est modifiée par les tapis et que ces derniers sont susceptibles \nd’altérer la structure et le fonctionnement de l’écosystème, nous avons évalué l’effet des \nproliférations sur le comportement alimentaire des saumons juvéniles. Grâce à l’observation en \napnée du comportement, nous pouvons conclure que les saumons juvéniles effectuent une plus \ngrande proportion de quêtes benthiques en fonction du pourcentage de recouvrement algal. Ce \nchangement de comportement n’est pas attribuable à une diminution des proies disponibles au \nsein de la dérive. Notre étude confirme la grande plasticité comportementale des saumons \njuvéniles face aux modifications de l’habitat. \nAfin de vérifier l’impact des proliférations sur les ressources alimentaires et la diète des saumons \njuvéniles, nous avons utilisé l’approche par analyse d’isotopes stables. Cette approche permet \nd’établir un portrait intégré de l’utilisation des ressources par les poissons. Les signatures \nisotopiques divergentes entre les différents tissus des saumons confirment une modification de \nla diète saisonnière. Les saumons juvéniles en présence de l’algue didymo ont une diète moins \ndiversifiée et appauvrie en carbone principalement composée de petits chironomides et de \ntrichoptères. Malgré que l’indice de condition physique des saumons juvéniles soit similaire entre \nles deux sites, leur taille est plus petite dans le site avec proliférations. Les travaux futurs devront \ntenter de valider l’impact de la diminution de la qualité de la diète par les proliférations d’algue \ndidymo sur le contenu en lipides des juvéniles. \nSuite aux diverses collaborations internationales et discussions avec les gestionnaires, nous nous \nsommes rendus à l’évidence qu’il devait y avoir une recommandation sur les mesures de gestion \nvis-à-vis cette espèce. En fonction des connaissances scientifiques développées au fil des ans et \nplusieurs cas de gestion dans divers pays, nous avons recommandé aux gestionnaires d’éduquer \nles utilisateurs à vérifier, nettoyer, sécher et congeler leurs équipements. Que l’algue didymo soit \nune espèce exotique ou indigène, elle peut être propagée. De plus, la mise en valeur des saines \npratiques permettent de limiter la propagation d’autres organismes pouvant potentiellement \nêtre plus dévastateurs que l’algue didymo. Les résultats de cette thèse contribuent à l’avancement des connaissances sur les facteurs de \ncontrôle de l’algue didymo tant à l’échelle microscopique que macroscopique. En plus d’avoir \ncontribué à élaborer le modèle conceptuel, nous l’avons amélioré en l’appliquant à diverses \néchelles spatiales : à l’échelle du tronçon et du bassin versant ainsi qu’à l’échelle régionale. C’est \nd’ailleurs la première étude à élaborer un réseau de suivi des proliférations par l’implication des \nacteurs du milieu ainsi qu’une des seules études à avoir examiné la variabilité interannuelle sur \nune période de six ans. C’est également la première étude à avoir évalué l’impact de l’algue \ndidymo sur les communautés périphytiques dans l’est du Canada. De surcroît, c’est la première \nétude exhaustive qui a évalué l’effet des proliférations sur l’écologie du saumon atlantique \njuvénile. Les recherches menées sur le comportement alimentaire est également novateur et \ncontribue considérablement à la compréhension des mécanismes et les interactions entre les \ndivers niveaux trophiques et l’impact sur les salmonidés. Didymosphenia geminata is mat-forming nuisance diatom. This epilithic microscopic alga can secrete \ncopious amounts of mucilage creating thick and extensive mats covering the entire riverbed. Once \nconsidered very rare and representative of pristine water quality, it is now ubiquitous in rivers around the \nworld. Over the past two decades, this alga has emerged as a nuisance diatom and generated much \ninterest among freshwater ecologists and river managers alike. Nonetheless, controlling factors governing \nthe occurrence and severity of D. geminata are still not well understood. In Quebec, the first massive \nproliferations of D. geminata were reported in 2006 in the Matapedia River. There was an urgency to fill \nthis knowledge gap as managers and government agencies panicked at the lack of knowledge regarding \nits distribution, the causes of its onset and mostly, fear of that this alga would act as an additional stressor \nto Atlantic salmon populations. \nTo better understand controlling factors of both cell division and mat formation,

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