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Trouver des poissons grâce à leur ADN

Prise d’échantillons, analyse d’ADN, identification à l’aide de bases de données : ces étapes ne servent pas ici à retracer un coupable à partir d’une scène de crime, mais plutôt à vérifier, grâce à la nouvelle technique de l’ADN environnemental, quels poissons se trouvent dans les lacs de trois parcs nationaux du Québec.

© Sépaq

Où se trouve l’omble chevalier ? Mireille Boulianne se posait la question dans les deux parcs nationaux de la région de Charlevoix où elle est responsable du service de la conservation et de l’éducation. Elle savait déjà que des poissons de cette espèce nageaient dans un des lacs du parc national des Hautes-Gorges-de-la-Rivière-Malbaie et dans une dizaine de lacs du parc national des Grands- Jardins. « Mais je voulais savoir s’il y en avait dans d’autres lacs », dit-elle.

Pour obtenir une réponse, l’approche d’usage consistait à réaliser une pêche expérimentale. Mais pour l’omble chevalier, recourir à cette technique déplaisait à Mireille Boulianne, « parce qu’il s’agit de très petites populations susceptibles d’être désignées comme menacées ou vulnérables ». Après tout, elle souhaitait justement obtenir cette information pour mieux indiquer aux pêcheurs les endroits où vit l’omble chevalier, aussi appelé truite rouge, et leur rappeler de faire attention à la limite de prise, restreinte à cinq poissons de cette espèce souvent confondue avec l’omble de fontaine.

« J’ai cherché une autre méthode et c’est là que je suis tombée sur de la documentation au sujet de l’ADN environnemental », raconte-t-elle. Cette nouvelle technique permet, à l’aide d’échantillons pris dans l’eau, de confirmer ou d’infirmer la présence d’une espèce dans un lac sans tuer un spécimen.

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L'aide d'un laboratoire

Mireille Boulianne a fait appel au spécialiste en la matière au Québec : Louis Bernatchez. S’il n’est pas l’inventeur de la technique, le directeur de l’Institut de biologie intégrative et des systèmes (IBIS) et titulaire de la Chaire de recherche du Canada en génomique et conservation des ressources aquatiques à l’Université Laval en a rapidement compris le potentiel. Depuis environ quatre ans, son laboratoire maîtrise ce procédé et l’a adapté aux besoins rencontrés ici dans la gestion et la conservation des populations de poissons d’eau douce.

L’approche permet d’économiser du temps, de l’argent et des efforts. Plutôt que de travailler avec des filets ou des bourolles, des échantillons d’eau ont donc été prélevés en août 2017 dans cinq lacs du parc national des Grands-Jardins et dans deux autres du parc national des Hautes-Gorges-de-la-Rivière-Malbaie. Ils ont ensuite été pompés à travers des filtres. Ces derniers ont retenu les cellules, les morceaux de tissus, les mucus ou les excréments libérés par les poissons, puis ont été congelés, avant d’être acheminés au laboratoire de l’Université Laval.

Grâce aux filtres, les membres de l’équipe de Louis Bernatchez analysent les traces d’ADN, ces molécules contenant le bagage génétique. Ils caractérisent un segment spécifique d’ADN, à l’aide d’une méthode qui permet de multiplier le nombre de copies de cette région et de la visualiser avec un appareil approprié. Comme la variation du code génétique dans cette région est propre à une espèce ciblée, il est possible de conclure qu’il y a présence, dans ce cas-ci, d’omble chevalier, si le segment peut être visualisé.

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Détecter les espèces envahissantes

Hugues Tennier, responsable du service de la conservation et de l’éducation au parc national du Mont-Tremblant, a entendu parler de la démarche de Mireille Boulianne. Il a aussitôt vu le potentiel de l’ADN environnemental pour relever des enjeux rencontrés sur son territoire. Mais son objectif se distinguait : il souhaitait inventorier l’ensemble des espèces présentes dans certains lacs. Le but : comprendre les interactions en jeu sous l’eau et détecter si des espèces envahissantes gênaient des espèces indigènes.

En 2016, le parc national du Mont-Tremblant avait effectué une analyse de l’état des stocks de poissons sur son territoire et élaboré un plan de gestion halieutique. « Une des choses qui était ressortie, c’est qu’on avait besoin de mieux connaître ce qui se passait dans nos lacs réputés allopatriques », souligne Hugues Tennier.

Les lacs allopatriques constituent des plans d’eau dans lesquels une seule espèce de poisson vit sans concurrente. Le maintien de cette condition s’avère crucial pour la conservation de l’omble de fontaine, aussi nommée truite mouchetée, une espèce vivant dans les lacs du parc national du Mont-Tremblant depuis des milliers d’années.

Lorsqu’un concurrent ou prédateur plus habile se glisse dans la même niche écologique, l’omble de fontaine se voit forcé de modifier son alimentation. Le nombre de spécimens de cette espèce indigène, autrefois abondante sur le site, diminue en raison de l’introduction d’une vingtaine d’espèces exotiques compétitrices dans les lacs, parfois à cause de l’utilisation de « poissons-appâts » par des pêcheurs. Au total, plus d’une trentaine d’espèces auraient été introduites sur ce territoire depuis l’arrivée des Européens en Amérique et auraient perturbé l’intégrité des écosystèmes. « On ne sait pas à quel point nos lacs sont détériorés par l’activité humaine », soulève Hugues Tennier.

À l’été 2017, la firme Ressources forestières Rivest a été mandatée pour prélever les échantillons de l’eau de 17 lacs qu’on présume être des habitats de l’omble de fontaine dans le parc national du Mont-Tremblant. Par la même occasion, cette tâche a été réalisée en septembre dans un 18e plan d’eau, le lac Monroe, considéré comme un habitat historique du touladi. Aussi pompés à travers un filtre, congelés, puis envoyés au laboratoire de l’Université Laval, ces échantillons se révèlent plus complexes à analyser. « On amplifie l’ADN de toutes les espèces de poissons qui sont présentes et, ensuite, on fait le ménage par une procédure bio-informatique, décrit Louis Bernatchez. On sépare les séquences d’ADN différentes les unes des autres, puis on identifie chacune des espèces de poissons qui sont représentées dans le lot. »

Dans un cas comme celui-ci, il devient nécessaire de séquencer des segments composés de 300 paires de bases, rattachant les deux brins torsadés d’ADN tels des barreaux. « Notre échantillon peut contenir une dizaine de millions de séquences, qui vont représenter l’ensemble des espèces. Il faut faire le tri. Il faut comparer nos séquences avec des bases de données pour pouvoir dire que celle-ci représente l’omble de fontaine et celle-ci l’omble chevalier, par exemple. » L’équipe sera en mesure de juger à quelles espèces elles appartiennent grâce à un catalogue, dressé en 2011 par Louis Bernatchez et Julien April, contenant les « codes-barres » de l’ADN de plus de 750 espèces de poissons d’eau douce d’Amérique du Nord.

Louis Bernatchez juge qu’il sera intéressant de voir si la technique mettra en lumière la présence d’espèces de poissons qui n’avaient encore jamais été repérées dans ces lacs du parc national du Mont-Tremblant. « C’est fort probable, affirme le chercheur. La raison pour ça est assez simple : si on veut vraiment être exhaustif, il faut habituellement utiliser différents types d’engins de pêche et on n’a pas toujours les ressources pour le faire. Il y a des espèces qui sont très sédentaires et d’autres, à l’inverse, qui bougent beaucoup. Si on n’a pas déployé tous ces types d’engins, il se peut qu’on passe à côté d’espèces. Mais on va les détecter avec l’ADN dans l’eau. »

Ce portrait plus précis de la faune aquatique va ensuite jeter les bases d’un plan de travail pour la restauration d’habitats et la protection d’espèces dans le parc, souligne Hugues Tennier. Selon les résultats de l’analyse, différentes options pourraient être envisagées, comme aménager des cascades pour freiner des poissons envahisseurs, retirer massivement des spécimens d’une espèce exotique, voire traiter des lacs à la roténone, un produit naturel qui permet d’éliminer des poissons indésirables, pour y réintroduire ensuite des espèces indigènes du bassin versant. Les traces d’ADN fourniront donc la clé pour reconstituer adéquatement, non pas la scène d’un crime, mais l’intégrité de certains écosystèmes!

Bulletin de conservation 2018

Cet article fait partie de l'édition 2018 du Bulletin de conservation. La version intégrale de ce bulletin est disponible pour consultation.

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