Vivre sans souffle ? Caractérisation des communautés d'invertébrés marins benthiques dans un estuaire du Saint-Laurent en plein changement

1. Résumé du projet

L’oxygène dissous est un facteur essentiel dans l’environnement marin qui dicte le développement de la vie, en contrôlant la physiologie, l’écologie et la fonction des écosystèmes. Dans un contexte de changement global, la fréquence, l’ampleur et la sévérité des évènements de désoxygénation (ou d’hypoxie) augmentent à travers le globe, et, dans certaines zones, les évènements d’hypoxie saisonnière deviennent persistants. C’est le cas dans l’Estuaire et le Golfe du St-Laurent (EGSL), où depuis les années 80, des conditions de sous oxygénation persistent. Cette hypoxie est principalement attribuée à un changement dans la circulation océanique en Atlantique Nord qui permet à des eaux plus chaudes et moins oxygénées d’alimenter le Chenal Laurentien, créant un fort gradient d’oxygène entre le Golfe et l’Estuaire maritime. Au cours des 20 dernières années, les conditions chimiques dans la colonne d’eau et des sédiments ainsi que l’écologie de la communauté benthique ont été étudiées dans l’EGSL. Cependant, les connaissances en matière de capacité de plasticité physiologique (acclimatation) et d’adaptation à l’hypoxie, ou de modifications ultérieures du fonctionnement de l’écosystème résultant de l’acclimatation, de l’adaptation ou de l’extinction locale, sont peu ou mal connues. Nos connaissances actuelles sur la dynamique de l’oxygène et la structure de la communauté benthique font de l’EGSL un laboratoire naturel idéal pour comprendre comment la concentration en oxygène influence le fonctionnement des écosystèmes benthiques et comment celui-ci évoluera dans le contexte d’un changement rapide du climat. L’objectif de notre projet est d’étendre les nos connaissances existantes sur la structure des communautés d’invertébrés benthiques et les conditions biogéochimiques, et d’étudier la plasticité, l’adaptation et la structure génétique des populations et des espèces vivant dans le gradient d’oxygène, des zones hypoxie persistante de l’estuaire maritime et aux conditions normoxiques du golfe. Pour atteindre cet objectif, nous proposons la mise en place d’une équipe multidisciplinaire qui combine biogéochimie marine, écologie benthique, physiologie des organismes, génomique et fonctionnement des écosystèmes. La nature multidisciplinaire de notre proposition permettra de prédire comment les communautés d’invertébrés benthiques réagissent à la persistance de conditions hypoxiques, et d’anticiper les changements de fonction écosystémique qui surviennent suite à l’extinction locale, à l’adaptation et l’acclimatation des espèces dans cette région. L’équipe s’articule autour de l’expertise de trois chercheuses/chercheurs  qui allient chimie/géochimie marine, écologie benthique, and physiologie de changements globaux. Elle compte aussi sur l’expertise complémentaire de deux collaborateurs de Pêche et Océan Canada en génomique et écophysiologie et d’un collaborateur international en biogéochimie marine. La formation de personnels hautement qualifiés (PHQs) est centrale à notre demande qui intègre deux chercheuses/chercheurs postdoctoraux, un étudiant(e) au doctorat et plusieurs stagiaires. Les HPQs évolueront dans un environnement de formation multidisciplinaire leur permettant d’échanger et ainsi de développer des compétences connexes à leur discipline. Finalement, une synthèse conceptuelle des résultats sera élaborée à des fins de diffusion à la communauté scientifique, acteurs et décideurs afin de faciliter une gestion adaptative du système EGSL. Le projet sera diffusé plus largement à l’aide d’une collaboration avec une bédéiste québécoise émergente avec la création d’une BD scientifique dédiée au grand public.