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Les lacs et étangs arctiques sont des indicateurs sensibles des changements environnementaux. Les changements environnementaux influencent donc les services écosystémiques que ces sources d'eau douce importantes fournissent aux populations humaines locales. En effet, ces communautés s’en servent d’une façon multiple allant de la source d’eau potable jusqu’à la production de poissons. De plus, ces sources d’eau sont des conducteurs de carbone organique et d’autres nutriments, qui alimentent les lacs en aval ainsi que les écosystèmes côtiers arctiques. Les conditions climatiques changeantes avec des températures plus chaudes pendant l’été et des hivers plus courts et chauds vont assurément affecter sévèrement la dynamique, la structure et la diversité des écosystèmes des lacs et étangs dont dépendent de nombreuses communautés animales et humaines. De plus, les bassins versants des lacs arctiques réagissent à l’augmentation de la température avec la fonte du pergélisol modifiant ainsi la quantité et le type de matériaux entrant dans les lacs et la production biologique de ces systèmes.
Mon projet de thèse cible à améliorer la compréhension de la diversité et de la production des communautés microbiennes et planctoniques qui servent comme nourriture et d’autres ressources pour les herbivores et des invertébrés qui à leur tour représentent de la nourriture pour les poissons. Tout changement qui peut affecter ces très importants organismes à la base de la chaine trophique affecte également la qualité des lacs comme source d’eau et aussi leur capacité de fournir des aliments tout au long de la chaine trophique, via le zooplancton aux poissons et finalement aux humains.
Mes objectifs sont de comprendre: 1) comment la taille du bassin versant et la connectivité hydrologique déterminent la diversité et la production bactérienne, phytoplanctonique et zooplanctonique; et 2) comment la diversité et la biomasse contribuent aux nutriments et à la source de carbone qui à eux structurent la chaine trophique des masses d’eau et des lacs en aval.
Pour cette étude, des lacs et étangs appartenant au bassin versant du lac Greiner à Cambridge Bay, Nunavut, ont été choisis. Ces lacs sont une source importante de poissons pour la communauté Inuit Ekaluktutiak et quelques-uns font partie du programme de surveillance des eaux douces de la Station canadienne de recherche dans l'Extrême-Arctique (SCREA). Ces lacs seront échantillonnés et analysés pour leur diversité microbienne et phytoplanctonique en analysant l’ADN et l’ARN avec des techniques de séquençage de nouvelle génération (NGS). Les échantillons de phyto- et zooplancton seront comptés et identifiés au microscope. Pour relier les indices de diversité au fonctionnement des lacs arctiques, les productions bactérienne, phytoplanctonique et zooplanctonique seront mesurées et comparées avec des lacs de structure et de compositions d’espèces différentes. Par exemple, les lacs de source seront comparés avec des lacs en aval en utilisant une combinaison de radioisotopes et des méthodes enzymatiques. L’importance relative entre le carbone produit dans le bassin versant versus celui produit à l’intérieur des lacs, qui contribue à la production microbienne, phytoplanctonique et zooplanctonique, sera mesurée en utilisant des isotopes stables et des modèles de mélange Bayésien. Les variables environnementales comme les concentrations des nutriments, la température, la concentration d’O2, la conductivité et le pH, tout comme les attributs physiques comme l’aire et la surface des lacs, l’altitude, la surface du bassin versant, la profondeur maximale et la connectivité entre les lacs seront également mesurés et considérés pour les analyses.
Ayala, P., 2021.
Evidence of eutrophication in Arctic lakes. Arctic Science. DOI: 10.1139/AS-2020-0033.
Ayala, P., Lovejoy, C., Power, M., Rautio, M., 2021. Evidence of eutrophication in arctic lakes. Arctic Science, 7(4): 859-87. DOI: 10.1139/as-2020-0033.