Une nouvelle analyse du zooplancton dans l’ouest du lac Érié montre que leur biomasse et leurs comportements saisonniers ont été radicalement modifiés par les changements anthropiques de la température de l’eau et des réseaux trophiques.
Le zooplancton, micro-organisme aquatique présent dans presque tous les plans d’eau, est extrêmement sensible aux changements de son écosystème. Cette hypersensibilité en fait d’importants bioindicateurs de la qualité de l’eau, et l’étude de leur interaction avec leur environnement peut fournir aux chercheurs des instantanés détaillés de l’état écologique actuel d’une région.
En jetant un nouveau regard sur plus de deux décennies de données de surveillance du plancton, des chercheurs de l’Ohio State University ont découvert que dans l’ouest du lac Érié, les communautés de zooplancton subissent un changement substantiel dans le calendrier de certains événements de leur cycle de vie.
À l’aide des données recueillies lors d’études antérieures, l’équipe a examiné les modèles de comportement de quatre types courants de populations de zooplancton dans le lac Érié entre 1995 et 2022. Leur analyse a montré qu’en raison de facteurs tels que la hausse des températures, la présence d’espèces envahissantes et la disponibilité d’eau à haute teneur -une alimentation de qualité, la période pendant laquelle les concentrations de zooplancton sont les plus élevées varie désormais jusqu’à trois semaines au cours des mois d’été.
« Le réchauffement provoque des événements naturels plus précoces, comme nous pouvons le constater dans pratiquement tous les écosystèmes », a déclaré Jim Hood, auteur principal de l’étude et professeur agrégé d’évolution, d’écologie et de biologie des organismes à l’Ohio State. « Ces systèmes sont vraiment complexes et toute perturbation est susceptible d’avoir des effets négatifs invisibles. »
Même dans les lacs, le zooplancton joue un rôle central dans le réseau trophique local d’eau douce, depuis la détermination des types d’algues qui prospèrent jusqu’au maintien des populations de poissons locales, a déclaré Hood. Pourtant, comme le soulignent les recherches, un réchauffement précoce peut souvent avancer l’émergence du plancton printanier tout en retardant les populations automnales, ce qui peut avoir un impact important. En raison de leur place vitale dans la chaîne alimentaire, des changements majeurs dans le comportement du plancton pourraient endommager d’autres processus descendants et ascendants qui en dépendent.
L’étude, récemment publié dans la revue Lettres de limnologie et d’océanographiemarque l’une des premières fois où les scientifiques tentent de comprendre la complexité de ces dynamiques dans le lac Érié et la région des Grands Lacs.
Certains des changements les plus dominants observés dans le moment de l’émergence du zooplancton ont été causés par la variation de température ainsi que par une espèce de phytoplancton envahissante appelée B. longimanus, qui a probablement été transportée d’Europe par des bateaux de transport, a déclaré Hood.
« C’est ce prédateur invasif et l’augmentation des proliférations d’algues nuisibles qui modifient réellement le moment des concentrations de zooplancton », a-t-il déclaré. « Dans certains cas, ils les obligent à emménager plus tôt ; dans d’autres cas, ils les emménagent plus tard. »
Bien que les proliférations d’algues nuisibles sévissent dans le lac Érié depuis des décennies, les températures plus chaudes en été entraînent une croissance plus épaisse et plus rapide des organismes. Parce que les grandes proliférations libèrent des toxines qui mettent en danger la santé des humains et des autres animaux et menacent d’importantes infrastructures de services publics, les scientifiques environnementaux travaillent sans relâche à trouver des moyens de s’attaquer aux multiples causes de leur croissance excessive.
« Il ne s’agit pas seulement du changement climatique », a déclaré Hood. « Tout ce que les humains font à ces systèmes, comme l’introduction d’espèces envahissantes, crée une série complexe d’interactions qui vont influencer de grandes choses qui intéressent les gens, comme la prolifération d’algues nuisibles et la pêche. »
La période d’analyse de cette étude s’est déroulée entre mai et septembre de chaque année, lorsque les quatre espèces de zooplancton dont les comportements étaient étudiés étaient particulièrement abondantes. Bien qu’ils aient tous eu des régimes alimentaires et des histoires de vie différents, ils ont étonnamment eu des réactions différentes à B. longimanus et à ses effets sur l’écosystème, révélant que les mécanismes qui déterminent le timing de certains comportements du plancton sont plus sophistiqués qu’il n’y paraît, a déclaré Hood.
« Il était vraiment remarquable de voir à quel point ces quatre taxons sur lesquels nous nous sommes concentrés avaient des réponses différentes à cette espèce envahissante, ce qui souligne vraiment la nécessité de mener davantage de recherches sur eux », a-t-il déclaré.
Hood et la co-auteure Jenna Bailey ont suggéré que des recherches plus approfondies devraient viser à étendre la surveillance dans les lacs tempérés pour découvrir comment les conditions hivernales influencent les cycles de vie du zooplancton, offrant ainsi un aperçu d’autres problèmes d’écologie d’eau douce liés au changement climatique.
« Il est difficile de prédire les effets de l’activité humaine sur nos écosystèmes », a déclaré Hood. « Mais nous devons prendre du recul et comprendre comment toutes ces choses que nous faisons interagissent les unes avec les autres et intégrer cela dans notre gestion. »
Plus d’information:
Jenna Bailey et al, Les facteurs biotiques et thermiques modifient la phénologie du zooplancton dans l’ouest du lac Érié, Lettres de limnologie et d’océanographie (2024). DOI : 10.1002/mdr2.10377