Bioindicateurs

Diatomées

Les diatomées, aussi appelées Bacillariophycées, sont des algues siliceuses unicellulaires microscopiques de taille variant entre 5 micromètres (µm) et plus de 500 micromètres. Elles sont abondantes dans les océans, les lacs, les étangs et les cours d’eau, ainsi que dans les tourbières et autres environnements humides. Il s’agit de l’un des groupes d’algues les plus répandus et diversifiés. La plupart des diatomées fixent le carbone par photosynthèse. Elles sont des producteurs primaires qui jouent un rôle majeur à la base des écosystèmes aquatiques. Elles contribuent pour environ le quart de la production primaire globale de la planète et pour 43 % de la production primaire des océans. Certaines espèces vivent en suspension dans la colonne d’eau (diatomées planctoniques), alors que d’autres se fixent à un substrat immergé, tels que les affleurements rocheux, les blocs, les galets, les grains de sable et les macrophytes (diatomées périphytiques ou benthiques). Les diatomées d’une même espèce peuvent former des colonies rubanées, étoilées ou filamenteuses en suspension dans la colonne d’eau ou fixées à un substrat.

Chaque cellule est constituée d’un exosquelette siliceux (le frustule), à l’intérieur duquel se trouve le contenu cellulaire constitué de matière organique végétale (noyau, chloroplastes, mitochondries, vacuoles, etc.). Le frustule des diatomées est formé de deux valves qui s’emboîtent l’une dans l’autre. C’est à partir des particularités des valves du frustule (stries, fibules, ponctuations, stigma, épines, etc.) que les taxons sont identifiés. Deux ordres sont distingués : les Pennées (a) et les Centriques (b). Les Pennées, à symétrie bilatérale, regroupent les espèces à formes diverses, plus nombreuses en eau douce. Les Centriques, à symétrie radiale, rassemblent les espèces rondes et cylindriques. Ces espèces sont généralement planctoniques.

Capsules céphaliques de Chironomides

Les chironomidés (Chironomidae) sont des insectes de petite taille ressemblant à des moustiques, avec lesquelles ils sont communément confondus. Avec huit sous-familles et plus de 5000 espèces décrites, les chironomidés représentent une des plus importantes familles de diptères. Dans les régions anglophones du Canada, on les nomme aussi « lake flies » (mouche des lacs) ou « sand flies » (mouche des sables) ou « muckleheads », ou « muffleheads » dans certaines zones des Grands Lacs. Les larves des chironomidés sont aussi connues sous le nom de vers de vase (« bloodworms » en anglais). La larve de chironome est souvent d’une couleur caractéristique rouge sang (hémoglobine), alors que l’adulte est de couleur verdâtre.

Les larves du Chironome plumeux colonisent par millions la surface des sédiments très pollués par certaines matières organiques. C’est l’un des rares organismes autres que les bactéries à survivre dans des zones dépourvues d’oxygène (anoxiques). Elles sont très résistantes à nombre de polluants et elles contribuent à décolmater, aérer et oxygéner la couche superficielle des vases et sédiments des rivières. En aérant la vase, elles contribuent au processus d’autoépuration de l’eau.

À la différence des moustiques qui pondent dans les eaux stagnantes, les chironomidés recherchent les eaux vives (rivières, ruisseaux, canaux avec courant suffisant). Ils y pondent des œufs associés en rubans gélatineux et translucides jaunâtres ou légèrement orangés de plusieurs centaines d’œufs. Certaines espèces de chironomidés colonisent les fosses septiques par centaines de milliers, voire par millions. La métamorphose de la larve se déroule au complet dans le milieu aquatique, alors que l’adulte quitte son enveloppe à la surface de l’eau. Le cycle du stade adulte sert essentiellement à la reproduction.

Ces invertébrés jouent un rôle écologique important dans les milieux humides riches en matière organique, voire nettement polluées (tant que ces polluants ne nuisent pas à leur cycle de développement). En outre, ils sont très prolifiques et procurent une source importante de nourriture à certains poissons et organismes aquatiques ainsi qu’aux oiseaux, chauve-souris, musaraignes aquatiques etc.

Certains chironomidés résistants à la pollution sont des bioindicateurs d’une très mauvaise qualité de l’eau s’ils sont abondants. Ces espèces pullulent souvent à proximité des cours d’eau très pollués par de la matière organique (ou en aval d’égouts ou de certaines stations d’épuration dysfonctionnante ou sous-dimensionnées), ainsi qu’en aval de rejets insuffisamment épurés de papetières, d’abatoirs et d’unités agroalimentaires.

Les paléolimnologues utilisent les chironomidés souvent comme indicateur environnemental et climatique dans des études rétrospectives visant à mesurer et à comprendre les modifications passées de l’environnement, notamment les changements climatiques. Les espèces présentes dans les archives sédimentaires sous forme de fossile (capsule céphalique) renseignent sur le climat et la température de l’eau à l’époque où elles ont été fossilisées.

Kystes de Chrysophycées

Les chrysophycées (Chrysophyceae) sont des algues unicellulaires microscopiques de couleur jaune doré qui vivent généralement dans les écosystèmes d’eau douce (lacs, rivières, milieux humides). On compte plus de 500 espèces dans plus de 100 genres. Elles peuvent former une partie importante de la communauté phytoplanctonique des lacs, surtout en saison froide. Leur organisation est diverse (solitaire, coloniale, filamenteuse) et leur paroi cellulaire est constituée de carbonate de calcium (CaCO3) et de silice(SiO2), la surface étant souvent ornée de petites écailles. La plupart des espèces sont des organismes photoautotrophes (faisant de la photosynthèse), mais quelques unes peuvent être hétérotrophes.

Les chrysophycées sont d’excellents bioindicateurs de la qualité de l’eau, surtout des variations de l’acidité (pH), de l’état trophique, de la pollution et des fluctuations du niveau des plans d’eau. Dans le domaine de la paléolimnologie, les fossiles de chrysophycées (écailles et kystes) sont souvent utilisés dans les reconstitutions des changements environnementaux et climatiques, en raison de la bonne préservation de leurs parois cellulaires dans les archives sédimentaires.

Les cladocères

Les cladocères (Cladocera) ou puces d’eau sont des crustacés (Crustacea: Branchiopoda) qui montrent un nombre de segments réduit, avec le thorax et l’abdomen fusionnés. Une carapace simple repliée de part et d’autre de la ligne dorsale les recouvre.  Ces crustacés branchiopodes microscopiques (grandeur de moins de 1mm) peuvent se trouver dans une grande variété d’habitats d’eau douce, des mares jusqu’aux grands lacs profonds, mais quelques espèces aussi dans les environnements marins. Ils sont herbivores ou carnivores. Leur distribution dépend principalement de leur capacité de dispersion et de leur tolérance aux conditions environnementales. Dans les lacs, ils se trouvent en milieu littoral peu profond (Chydoridae) et pélagique (Daphniidae et Bosminidae). Ainsi, les fluctuations du niveau des lacs peuvent affecter les distributions des cladocères. Plusieurs espèces de cladocères montrent une bonne tolérance aux changements de température, même si leur croissance et leur reproduction sont plus lentes en eau froide. Ils préfèrent habituellement les milieux oligotrophes (peu productifs).