Effet de la lumière et de la température sur l’activité du Calanus dans l’Arctique (CalAct)
Ce projet est réalisé dans le cadre d'un partenariat entre l'Université Laval et l'Université de Tromsø.
Chercheurs principaux
Co-chercheurs
Jørgen Berge, Estelle Coguiec, Gérald Darnis
Collaborateurs
Jonathan Cohen (Université du Delaware), Maxime Geoffroy (Memorial University), Kim S. Last (Scottish Marine Institute), Janne Søreide (University Centre in Svalbard)
Résumé du projet
L’Arctique se caractérise par un environnement lumineux extrême, avec de longues périodes d’obscurité et de lumière permanentes et des changements de photopériode rapides au printemps et à l’automne. Il en résulte de nombreux défis pour les organismes marins. Par exemple, les événements du cycle biologique tels que la reproduction et la migration saisonnière doivent avoir lieu à un moment qui tient compte des pics de la production primaire, et les activités quotidiennes doivent être maintenues dans les périodes de lumière et d’obscurité continues. Les horloges circadiennes jouent un rôle central dans la régulation des activités en mesurant la longueur du jour pour coordonner les événements du cycle biologique et adapter la biologie et le comportement des organismes aux changements saisonniers de l’environnement lumineux. Sous l’effet du réchauffement climatique, l’environnement lumineux de l’eau change à mesure que l’étendue, l’épaisseur et la durée des glaces océaniques diminuent. En même temps, les espèces de zooplancton subissent des déplacements biogéographiques vers le nord causés par le flux accru d’eau plus chaude de l’Atlantique dans l’Arctique.
Cela les expose à des fluctuations saisonnières plus importantes de l’intensité lumineuse et de la photopériode. Nous emploierons une approche expérimentale pour surveiller l’activité et l’état physiologique des copépodes du genre Calanus, qui jouent un rôle essentiel dans le réseau trophique marin de l’Arctique, en relation avec la variabilité saisonnière et géographique de l’environnement lumineux et de la température.
Les conséquences des changements dans l’environnement lumineux sur les espèces de Calanus sont complètement inconnues, mais pourraient déclencher des réactions comportementales et physiologiques qui modifieraient la productivité et perturberaient le transfert d’énergie dans les réseaux trophiques de l’Arctique. Cela aurait des répercussions sur les communautés du Nord, selon les services que les écosystèmes marins de l’Arctique leur fournissent.
Des expériences seront menées sur des sujets individuels du genre Calanus du nord de la Norvège (70 °N), de l’Arctique européen (78 à 82 °N) et de l’Arctique canadien (mer du Labrador, baie de Baffin, 60 à 78 °N) pour déterminer la variabilité comportementale et physiologique des populations comme indicateur de la capacité adaptative. La lumière (éclairement énergétique et distribution spectrale) ainsi que les propriétés physiques de l’océan à diverses latitudes et profondeurs dans les zones d’étude seront examinées et mises en rapport avec les comportements quotidiens et saisonniers. Des observatoires autonomes fourniront des données sur la variabilité saisonnière de l’environnement lumineux et des comportements de migration verticale du zooplancton dans les zones d’étude. Cela nous permettra d’établir un lien entre les modèles comportementaux et les stratégies du cycle biologique, comme le moment des migrations saisonnières et les changements saisonniers dans le comportement de migration verticale quotidienne, et d’évaluer leur lien avec les changements de photopériode. Le projet CalAct élargira la portée géographique et taxonomique des travaux en chronobiologie menés par des collaborateurs de l’Arctique européen et de l’Écosse dans le cadre d’un projet de plus grande envergure sur la chronobiologie des écosystèmes changeants de l’océan Arctique (CHASE). En étendant l’étude à l’Arctique canadien et en incluant le Calanus hyperboreus, un véritable copépode arctique dominant la biomasse du zooplancton dans les systèmes océaniques, nous pourrons réaliser une évaluation approfondie de la chronobiologie du Calanus dans différents environnements arctiques. Le projet nous permettra d’approfondir nos connaissances des processus régulatoires fondamentaux à l’origine des réactions à la lumière du complexe d’espèces Calanus. Nos données contribueront à une base de données des réactions quotidiennes et saisonnières à la photopériode et à la température ambiantes et contribueront à prédire le comportement et la valeur adaptative optimaux du zooplancton dans un futur océan Arctique.