Comprendre les effets de la débâcle sur les espèces arctiques de la baie d’Hudson

Les milieux arctiques connaissent un réchauffement climatique dus aux changements climatiques deux fois plus rapide que celui de la planète. Par rapport aux données d'il y a 30 ans, les chercheurs ont observé que la débâcle survenait au plus trois semaines plus tôt, de sorte que la productivité primaire du Nord s'amorce plus tôt dans l'année qu'auparavant.

Devant cela, certaines espèces modifient leur alimentation et leur reproduction, ce qui entraîne dans certains cas des effets néfastes sur les populations et les écosystèmes. Ces changements auront un effet sur les pratiques de chasse et de prises traditionnelles des peuples et des collectivités nordiques, dont la santé tant physique que culturelle repose en partie sur les ressources marines.

Les chercheurs d'Environnement Canada Tony Gaston (D.Sc.), Birgit Braune (D.Sc.) et Robert Letcher (D.Sc.) étudient les effets de la débâcle précoce sur les espèces arctiques de la baie d'Hudson pour expliquer en quoi les changements climatiques ont une incidence sur les espèces, les écosystèmes et la distribution des produits chimiques nocifs dans le Nord. Le suivi des effets de ces changements sur les espèces sauvages permettra aux chercheurs, aux décideurs et aux collectivités nordiques de mieux planifier et de mieux s'adapter au réchauffement climatique.

Débâcle et disponibilité de la nourriture pour les oisillons du Guillemot de Brünnich

L'état des oiseaux de mer est un excellent indicateur d'une modification s'opérant dans l'écosystème. Pendant les 30 dernières années, M. Tony Gaston (D.Sc.) a surveillé les changements dans le régime alimentaire, les cycles de reproduction et l'évolution des populations des colonies d'oiseaux de mer canadiens. Une importante colonie de Guillemots de Brünnich nichant sur l'île Coats, dans la partie nord de la baie d'Hudson, constitue le sujet d'étude d'un projet de partenariat pour l'Année polaire internationale (API) (site en anglais seulement).

L'étude de M. Gaston montre que bien que la débâcle survienne trois semaines plus tôt qu'il y a 20 ans, les périodes du cycle de reproduction des oiseaux dénotent un retard de 12 jours. En raison de cette « désynchronisation » du cycle de reproduction aviaire, les oiseaux nourrissent leurs petits après la période de grande disponibilité de nourriture.

Cette occasion manquée exige des oiseaux adultes un effort supplémentaire pour alimenter leurs oisillons, et quand ces derniers quittent la colonie, leur faible poids constitue un facteur défavorable à leurs chances de survie.

Si ces tendances persistent, déclare M. Gaston, cela pourrait mener à une réduction du recrutement d'oiseaux de mer adaptés pour la vie arctique, et à un plus grand nombre d'espèces australes venant prendre leur place – un phénomène déjà observé dans la baie d'Hudson.

M. Gaston a aussi constaté un changement dans le régime alimentaire durant la nidification, avec le remplacement du Saïda franc par des espèces de poissons arctiques de niveau trophique inférieur en raison de la débâcle, comme le Capelan dont la teneur en matière grasse est plus faible et qui est moins nutritif pour la croissance des oisillons du guillemot.

La poursuite des recherches met en lumière les relations entre la débâcle, l'adaptation des espèces et l'évolution de l'exposition aux contaminants

Le travail se poursuit pour comprendre comment le réchauffement précoce peut modifier le comportement et la santé des espèces. Dans le cadre du Programme de lutte contre les contaminants dans le Nord et en collaboration avec les études menées dans le cadre de l'Année polaire internationale, madame Birgit Braune et ses partenaires de recherche mènent une étude sur les Guillemots de Brünnich de la baie d'Hudson. Ils souhaitent savoir si ces changements dans les concentrations de mercure et autres contaminants persistants et bioaccumulatifs chez les oiseaux sont attribuables à une modification de leur régime alimentaire liée à la débâcle précoce, en conjugaison avec l'évolution des degrés de contamination dans l'environnement.

Son équipe de recherche a fait l'hypothèse que l'exposition des oiseaux aux contaminants puisse avoir évolué au cours des 20 dernières années en raison du changement observé chez les espèces de poissons qu'ils mangent, comme le Saïda franc et les espèces de poissons benthiques, ainsi que le Capelan et le Lançon d’Amérique.

Ce changement dans leur alimentation pourrait réduire l'exposition des oiseaux aux produits chimiques toxiques au fil du temps, mais comme ces poissons sont de plus faible taille et moins nutritifs, les oiseaux devront se déplacer plus loin et dépenser plus d'énergie pour obtenir les éléments nutritifs nécessaires à leur survie. La relation entre l'exposition aux contaminants et la demande bioénergétique est toujours à l'étude, et les conclusions de la recherche de M^me Braune et de ses collaborateurs sont attendues en 2010.

Les changements climatiques en Arctique ont des effets sur l'état de la glace marine, le régime alimentaire et le taux de changement des concentrations de contaminants chez les Ours blancs

À l'instar des oiseaux de mer, l'accouplement et l'alimentation de l'Ours blanc sont aussi coordonnés pour concorder avec la débâcle. Dans le cadre de l'Année polaire internationale, M. Robert Letcher (D.Sc.), l'étudiante au doctorat Melissa McKinney et d'autres partenaires de recherche étudient la sous-population d'Ours blancs de la partie ouest de la baie d'Hudson, car à l'extrémité sud de la région habitée par l'Ours blanc, les individus de cette espèce sont plus touchés par le réchauffement climatique que leurs homologues de la partie nord.

Des études récentes montrent que la débâcle précoce est liée à une moins bonne condition physique, ainsi qu'à des taux inférieurs de natalité et de survie de cette sous-population.

En plus de ce changement, M. Letcher et ses coéquipiers ont rapporté que cette sous-population d'Ours blancs semble avoir connu une modification de son régime alimentaire au cours des 20 dernières années en raison du changement de l'état de la glace. Au fil du temps, cette modification du régime alimentaire a été attribuée aux changements – favorables ou défavorables, selon la catégorie de contaminants – le taux d’accumulation de contaminants de différentes classes de composés organiques halogénés, dont certains contaminants persistants et biocumulatifs comme les biphényles polychlorés, les pesticides organochlorés ainsi que les polybromodiphényléthers et d’autres ignifugeants bromés.

La modification du taux de variation des teneurs en composés organiques halogénés au fil du temps, comme l'indiquent les marqueurs alimentaires – acides gras et isotopes stables – , semble résulter de la modification du régime alimentaire de l'ours, passant du Phoque annelé et du Phoque barbu au Phoque commun et au Phoque du Groenland. Ces dernières espèces accumulent plus de contaminants dans leurs tissus, car leur alimentation repose essentiellement sur le poisson et car ils occupent un niveau trophique supérieur. En ingérant la viande de phoque, les Ours blancs en absorbent les substances chimiques toxiques, qui sont alors plus concentrées encore et peuvent constituer un risque pour la santé des chasseurs de subsistance qui ont un régime alimentaire traditionnel.

Cette modification du régime alimentaire peut faire varier le niveau et le type de perturbations liées aux substances chimiques et constitue une source de stress de plus pour les populations d'Ours blancs déjà aux prises avec la perte de territoires de chasse dans un monde qui se réchauffe.

Vivre dans un milieu en évolution

Mieux comprendre comment les changements climatiques modifient le milieu arctique peut aider les chercheurs et les décideurs à instaurer des politiques fondées sur des données scientifiques pour contribuer à protéger, à conserver et à rétablir les espèces et les écosystèmes du Nord. Les spécialistes d'Environnement Canada en recherche faunique comme M. Gaston, M. Letcher et M^me Braune montrent ensemble la voie à suivre pour comprendre comment les changements climatiques affectent les espèces et les écosystèmes, la signification de ces changements et comment concevoir une politique publique fondée sur des données scientifiques pour que les collectivités nordiques soient mieux outillées pour planifier, s'adapter et vivre dans un milieu en évolution constante.

Pour plus d'information

• Année polaire internationale 
• Explorez Comment les oiseaux de mer peuvent aider à détecter les variations des écosystèmes de l’Arctique
• International Polar Year: Seabirds help detect Arctic ecosystem change (en anglais seulement)
• Année polaire internationale : « Écosystèmes polaires en transition : Une étude de cas interdisciplinaire sur les répercussions des changements climatiques sur les tendances temporelles de l’accumulation des contaminants, l’écologie de la recherche de nourriture et l’incidence de l’activité humaine sur les ours polaires ».

Consultez le profil des spécialistes d'Environnement Canada pour en savoir plus sur les champs d'intérêt et les projets de chacun des chercheurs :

• M. Tony Gaston (D.Sc.) travaille en collaboration avec les chercheurs de l'Université Memorial de Terre-Neuve, l'Université du Manitoba, l'Université de Victoria, la British Antarctic Survey UK, des consultants et d'autres chercheurs d'Environnement Canada, dont ceux du Service canadien de la faune.
• M^me Birgit Braune (D.Sc.) travaille en collaboration avec d'autres chercheurs du Centre national de la recherche faunique, l'Université de Victoria, Pêches et Océans Canada et les chercheurs d'Environnement Canada, dont ceux du Service canadien de la faune.
• M. Robert Letcher (D.Sc.) travaille en collaboration avec d'autres chercheurs canadiens, circumpolaires et internationaux sur l'Ours blanc et l'Arctique, dont ceux du gouvernement du Nunavut, de l’U.S. Fish and Wildlife Service, du Norwegian Polar Institute et d'autres instituts norvégiens, ainsi que ceux du ministère danois de l'Environnement.  

Autres lectures

• Gaston, A.J., H.G. Gilchrist, M.L. Mallory et P.A. Smith. 2009 Changes in seasonal events, peak food availability, and consequent breeding adjustment in a marine bird: a case of progressive mismatching. The Condor 111(1): 111-119.
• Gaston, A.J., K. Woo et J.M. Hipfner. 2003. Trends in forage fish populations in northern Hudson Bay since 1981, as determined from the diet of nestling thick-billed murres Uria lomvia. Arctic 56: 227-233.
• Letcher, R.J., J.O. Bustnes, R. Dietz, B.M. Jenssen, E.H. Jørgensen, C. Sonne, J. Verreault, M. Vijayan et G.W. Gabrielsen. 2009. Exposure and effects assessment of persistent organic pollutants in Arctic wildlife and fish. Sci. Total Environ. Online Nov. 12.
• McKinney, M.A., E. Peacock et R.J. Letcher. 2009. Sea ice-associated diet change increases the levels of chlorinated and brominated contaminants in polar bears. Environ. Sci. Technol. 43(12): 4334-4339.