L'impact des espèces exotiques sur l'évolution des épinoches

Les espèces exotiques, ce sont des animaux ou des plantes qui viennent d'ailleurs et qui peuvent nuire à la faune locale. Elles posent souvent de sérieux risques pour les écosystèmes locaux et les espèces natives. Bien qu’on parle souvent de la disparition des espèces, ces espèces introduites peuvent aussi changer la façon dont les espèces natives évoluent au fil du temps. C'est important parce que ces changements peuvent rendre la survie des espèces natives plus difficile. Dans certains cas, les impacts des espèces exotiques ne sont pas faciles à voir, surtout parce qu’on n’a pas assez d’études à long terme pour suivre ces changements.

Par exemple, en Australie, certains serpents natifs qui mangent un crapaud envahissant et toxique ont progressivement changé en devenant plus gros et en ayant des bouches plus petites sur 80 ans. Ce changement les aide à mieux gérer les toxines des crapauds. Des changements similaires ont été remarqués dans d'autres cas où des Prédateurs exotiques menacent les proies natives.

Quand des espèces exotiques envahissent, elles peuvent provoquer une baisse des populations natives. Cette baisse peut entraîner moins d'opportunités de reproduction et moins de diversité génétique parmi ceux qui restent. Avec le temps, ça peut affecter la façon dont les espèces natives évoluent en réponse aux pressions des prédateurs exotiques, ce qui pourrait les aider à survivre sur le long terme.

#Le Gasterosteus Aculeatus

Une espèce qui illustre ces problèmes, c’est le gasterosteus aculeatus. Ce petit poisson montre beaucoup de différences dans sa forme selon l'endroit où il vit. Ces différences proviennent probablement de différents environnements et des animaux avec lesquels ils cohabitent. On peut trouver des gasterosteus dans l'eau douce et salée à travers l'hémisphère nord, et ils se sont adaptés à ces environnements après la fonte des glaciers de la dernière ère glaciaire.

Dans certaines zones, comme la côte nord-américaine, les gasterosteus d'eau douce affichent une large gamme de formes corporelles parmi différents lacs. Cette variation est attribuée à des facteurs environnementaux, comme la taille du lac et les types de prédateurs présents. Les lacs peuvent également affecter d'autres caractéristiques, y compris la façon dont les gasterosteus se nourrissent et évitent les prédateurs. Quand les populations de gasterosteus deviennent isolées dans différents lacs, elles peuvent commencer à changer en seulement quelques générations.

Certaines populations de gasterosteus montrent aussi des différences significatives entre mâles et femelles. Les mâles ont souvent des têtes et des bouches plus grosses que les femelles. Dans certains lacs, deux types de gasterosteus coexistent au lieu d'un seul. Ces types sont connus sous le nom de gasterosteus benthique et limnétique.

#Impact des Prédateurs Natifs

Il y a beaucoup de recherches sur comment les prédateurs natifs affectent la forme du corps des gasterosteus. Les gasterosteus peuvent partager leur habitat avec divers prédateurs natifs, comme des poissons, des oiseaux et des poissons plus gros. Dans certaines zones, une espèce de poisson natif, la truite à tête coupée, est le seul prédateur présent. Les recherches ont montré des relations entre le nombre de poissons prédateurs dans un lac et les traits défensifs des gasterosteus qui y vivent. Par exemple, les gasterosteus dans des lacs avec de nombreux prédateurs tendent à avoir des épines plus grandes et plus d’armure pour la protection.

De plus, quand aucun prédateur n'est présent, les gasterosteus peuvent avoir moins d'armure. Ce changement varie selon d'autres facteurs, comme la présence de calcium dans l'eau.

L'introduction d'espèces exotiques peut entraîner de graves conséquences pour les espèces natives. Dans un lac, une paire d'espèces de poissons s'est éteinte après l'introduction d'une nouvelle espèce de poisson-chat. Un autre lac a vu l’hybridation des gasterosteus à cause de l'introduction d'un type de écrevisse, ce qui a changé le comportement et la reproduction des gasterosteus. Ces changements soulèvent des inquiétudes sur la manière dont les nouvelles espèces peuvent perturber les écosystèmes existants.

Dans le sud de la Colombie-Britannique, les populations de gasterosteus sont maintenant menacées par deux espèces exotiques majeures : le bar à petite bouche et l'écrevisse signal. Le bar à petite bouche a été introduit sur l'île de Vancouver dans les années 1950 et est connu pour réduire considérablement les populations d'autres poissons. Il existe des preuves provenant d'autres régions que le bar à petite bouche peut conduire les espèces de poissons natifs à l'extinction.

D'un autre côté, l'écrevisse signal est originaire du continent de la Colombie-Britannique mais a été introduite sur l'île de Vancouver au début des années 1900. Ces écrevisses peuvent se répandre rapidement et ont eu des effets négatifs sur les poissons natifs en compétition pour la nourriture et l'habitat et en prédateur de petits poissons et de leurs œufs.

#Objectifs de l'Étude

Actuellement, on ne sait pas grand-chose sur l'impact du bar à petite bouche et de l'écrevisse signal sur les populations de gasterosteus. Il n’y a pas eu d'investigation directe de leurs impacts combinés. Certaines études montrent que la présence des deux, le bar à petite bouche et l'écrevisse rouillée, peut modifier le comportement d'autres poissons en les rendant plus actifs et vulnérables.

Dans cette étude, on vise à comprendre l'impact du bar à petite bouche et de l'écrevisse signal sur les gasterosteus dans la Colombie-Britannique. On veut découvrir :

1. Si les gasterosteus dans des lacs avec différentes combinaisons de ces deux espèces exotiques diffèrent en forme corporelle par rapport à ceux dans des lacs sans elles.
2. Si des changements de forme corporelle ont eu lieu au fil du temps à cause de la présence de ces espèces exotiques.

On prédit que les gasterosteus dans les lacs avec le bar à petite bouche auront plus d'armure pour se protéger des prédateurs et ressembleront plus aux types d'eau ouverte. Dans les lacs avec l'écrevisse signal, on s'attend à ce que les gasterosteus prennent des traits similaires à ceux des populations hybridées. Si les deux espèces sont présentes, on pense que les gasterosteus ressembleraient plus à ceux des lacs sans espèces exotiques, car le bar à petite bouche pourrait prédater l'écrevisse.

#Zone d'Étude

On a sélectionné dix lacs dans le sud de l'île de Vancouver, les îles Gulf, et le long de la Sunshine Coast pour étudier les gasterosteus. Ces lacs ont été choisis parce qu'ils ont des caractéristiques environnementales similaires, comme la taille et la présence de prédateurs natifs, mais varient dans leurs combinaisons d'espèces non natives.

Les lacs sont relativement petits, peu profonds et contiennent principalement des truites à tête coupée et des truites arc-en-ciel comme prédateurs natifs. Un lac, le Dougan Lake, avait beaucoup de poissons soleil non natifs dans des pièges, et un autre lac, le Beaver Lake, avait des sculpins épineux, qui peuvent impacter les traits des gasterosteus.

En 2016, des chercheurs ont confirmé la présence de l'écrevisse signal dans cinq de ces lacs, et on a utilisé des rapports de lacs pour rassembler des informations supplémentaires sur les populations de poissons.

#Collecte d'Échantillons

Pour collecter des gasterosteus, des pièges ont été placés dans les eaux peu profondes des lacs. Entre mai et juin 2016, un total de 317 gasterosteus adultes ont été capturés, avec seulement ceux mesurant plus de 30 mm gardés pour analyse. Les poissons capturés ont été euthanasiés et préservés pour des études ultérieures. Leurs nageoires ont été retirées et stockées séparément pour aider à identifier les mâles et les femelles par des tests génétiques.

Des échantillons historiques de gasterosteus provenant des mêmes lacs ont été obtenus d'un musée, ce qui nous a permis de comparer les traits passés et actuels. Les poissons ont été traités de manière similaire pour réduire tout biais potentiel dans les mesures.

#Mesure des Traits

On a examiné une variété de mesures corporelles et compté des caractéristiques comme la longueur des épines et le nombre de plaques. Les mesures ont été effectuées à l'aide de logiciels et d'outils spécialisés. On a aussi déterminé le sexe de chaque poisson par des tests génétiques pour une meilleure analyse des différences entre mâles et femelles.

#Comprendre la Forme du Corps

La forme du corps est importante pour comprendre comment les gasterosteus s'adaptent à leurs environnements. En utilisant des techniques géométriques, on a décrit la forme du corps des gasterosteus en identifiant des points spécifiques sur leurs corps. Cela nous a aidés à analyser et quantifier l'impact de leur environnement sur leur forme.

#Analyses de Traits

Pour comparer les traits corporels entre les populations, on a analysé les données à l'aide d'outils statistiques. On a cherché des différences significatives en fonction des groupes de lacs et des combinaisons spécifiques d'espèces non natives présentes. L'analyse a montré que certains lacs produisaient des gasterosteus avec des caractéristiques distinctes, et on a pu identifier quels traits étaient les plus importants pour prédire d'où venaient les poissons.

L'étude a révélé que les gasterosteus provenant de lacs avec le bar à petite bouche et l'écrevisse signal avaient des traits défensifs plus importants par rapport à ceux provenant de lacs sans espèces exotiques.

#Changements au Fil du Temps

On a aussi examiné des échantillons historiques et contemporains pour voir comment les traits avaient changé au fil des ans. Cela incluait l'examen de six traits du passé et leur comparaison avec 16 traits du présent. Les résultats ont indiqué que la taille avait augmenté dans certains lacs, tandis que d'autres avaient montré des tendances différentes, comme une diminution des traits d'armure.

Dans l'ensemble, les données ont souligné les changements significatifs dans la Morphologie des gasterosteus au fil du temps, montrant l'influence des espèces exotiques sur les populations natives.

#Analyse Géométrique

Examiner la forme du corps à l'aide de techniques géométriques nous a permis de voir comment les traits individuels ont changé parmi les lacs et au fil du temps. L'analyse a confirmé que la forme du corps variait significativement en fonction de la présence d'espèces non natives.

Par exemple, les gasterosteus dans des lacs avec à la fois le bar à petite bouche et l'écrevisse signal affichaient des formes uniques par rapport à ceux qui n'avaient qu'un seul type d'espèce exotique.

Les comparaisons entre les données contemporaines et historiques ont révélé certaines tendances. Les lacs avec le bar à petite bouche tendaient à produire des gasterosteus avec une structure différente par rapport à ceux qui n'en avaient pas. Cette structure a des implications pour leur survie et leur interaction avec les prédateurs.

#Conclusion

L'étude souligne les interactions complexes entre les espèces natives et les invasives. Nos résultats suggèrent que les espèces non natives peuvent significativement affecter la morphologie et le comportement des populations de poissons natifs. Avec les inquiétudes croissantes concernant la perte de biodiversité, il est crucial de comprendre ces relations et leurs implications pour la conservation.

Un suivi et des recherches continus sont nécessaires pour évaluer les résultats à long terme de ces interactions et protéger les populations natives de gasterosteus en Colombie-Britannique et au-delà. Veiller à prêter attention à ces changements aidera à maintenir la biodiversité et la santé des écosystèmes aquatiques.