PROGRAMME DU SYMPOSIUM ANNUEL DU GRIL28 FÉVRIER AU 2 MARS 2013, AUBERGE DU LAC MORENCY, ST-HIPPOLYTE
ADRESSE ADMINISTRATIVE DU GRIL
Groupe de recherche interuniversitaire en limnologieet en environnement aquatique (GRIL)Département de sciences biologiquesUniversité de MontréalC.P. 6128, Succursale Centre-villeMontréal (Québec) H3C 3J7
Pierre Magnan, directeurTéléphone : (819) 376-5011 poste 3375Courriel : [email protected]
Claudette Blanchard, adjointe administrativeTéléphone : (514) 343-6190Courriel : [email protected]
Marie-Andrée Fallu, agente de liaison scientifiqueTéléphone : (819) 376-5011 poste 3671Courriel : [email protected]
Site Internet : www.gril-limnologie.caTwitter : @GRIL_Limnologie
Crédit photographique de la page couverture (de gauche à droite) : Stéphanie Massé, Carole-Anne Gillis, Alain Vallières, Queenie Gray, Andrea Bertolo et Marc Pépino.
23e SYMPOSIUM ANNUEL ‐ 23rd ANNUAL MEETING
Programme ‐ Program
28 février au 2 mars 2013 ‐ February 28th to March 2nd 2013 Auberge du lac Morency Saint‐Hippolyte, Québec
Université de Montréal Université du Québec à Montréal
Université du Québec à Trois‐Rivières Université McGill
INRS‐ETE Université Concordia
Université de Sherbrooke Université du Québec à Chicoutimi
3
Comité organisateur du 23e symposium du GRIL
Pierre‐Olivier Benoit (Université McGill) Claudette Blanchard (GRIL) Marie‐Andrée Fallu (GRIL) Dave Gadbois‐Côté (Université du Québec à Trois‐Rivières) Elsa Goerig (INRS‐ETE) Dan Nguyen (Université de Montréal) Marilyne Robidoux (Université du Québec à Montréal)
Membres chercheurs du GRIL
Université de Montréal Université McGill Marc Amyot Elena Bennett Bernard Angers Jeffrey Cardille Daniel Boisclair Irene Gregory‐Eaves Richard Carignan Michel Lapointe Antonella Cattaneo Anthony Ricciardi Pierre Legendre Chris Solomon Roxane Maranger Bernadette Pinel‐Alloul INRS‐ETE Normand Bergeron Université du Québec à Montréal Isabelle Laurion Beatrix Beisner David Bird Université Concordia Paul del Giorgio Pascale Biron Alison Derry Dylan Fraser Dolors Planas David Walsh Yves Prairie Université de Sherbrooke Université du Québec à Trois‐Rivières Yannick Huot Ali Assani Jay Lacey Andrea Bertolo Gilbert Cabana Université du Québec à Chicoutimi Stéphane Campeau Milla Rautio Jean‐Jacques Frenette Hélène Glémet Environnement Canada Pierre Magnan Christiane Hudon Raphaël Proulx Marco A. Rodríguez
4
HORAIRE ‐ SCHEDULE
Toutes les activités auront lieu à la sale de conférence (2e étage) All activities will take place in conference room (2nd floor)
Jeudi 28 février ‐ Thursday February 28th 19h00 ‐ 22h00 Inscription ‐ Registration 21h00 AquaCréation : Activité étudiante par le Comité étudiant du GRIL AquaCreation : Student activity by the GRIL Student Committee Vendredi 1er mars ‐ Friday March 1st
7h30 ‐ 8h25 Petit‐déjeuner ‐ Breakfast
8h25 Mot de bienvenue : Pierre Magnan, directeur du GRIL
8h30 Conférencière invitée ‐ Guest speaker Sally MacIntyre 13 Department of Ecology, Evolution and Marine Biology, University of California at Santa Barbara
Turbulence, Internal Waves and Intrusions: Implications for Biogeochemistry Session : Projet TIMEX ‐ TIMEX project Modérateur : Yannick Huot
9h30 Sara Mercier‐Blais*, Yves Prairie et Beatrix Beisner 13 Évaluation des effets d’un abaissement artificiel de la thermocline du lac Croche par l’utilisation d’une éolienne aquatique : implications physiques du projet TIMEX (Thermocline Induced Mixing Experiment) 9h45 Vincent Ouellet Jobin* et Beatrix Beisner 14 Le phytoplancton et l’abaissement de la thermocline : entre compétition et coexistence 10h00 Joanna Gauthier*, Yves Prairie and Beatrix Beisner 14 Experimentally‐deepened thermoclines alter zooplankton community dynamics 10h15 Pause ‐ Break
5
HORAIRE ‐ SCHEDULE Session : Communautés ichtyologiques ‐ Fish communities
Modérateur : Marco A. Rodríguez
10h30 Jason Duguay*, Jay Lacey and Normand Bergeron 15 Effects of fish baffles on the hydraulic capacity of slip‐lined rehabilitated culverts 10h45 Queenie Gray*, Dylan Fraser, Jim Grant, Irene Gregory‐Eaves and Cameron Goater 16 Interpreting impacts of exotic trout populations in the era of ecological restoration 11h00 Andrew Harbicht*, Dylan Fraser, Chris Wilson and Bill Sloan 16 Long‐term effects of conspecific admixture on fitness and phenotypic plasticity 11h15 Léo Deremiens*, Hélène Glémet, Annie Angers et Bernard Angers 17 Influence du génome mitochondrial sur le métabolisme et l’écologie du ventre rouge du nord (Chrosomus eos) 11h30 Christelle Leung*, Sophie Breton et Bernard Angers 17 Pourquoi tant de clones? 11h45 Bastien Labarrere* et Bernard Angers 18 Génétique du paysage : Estrie vs Laurentides 12h00 Photos de groupe à l’extérieur ‐ Group photo outside 12h10 Lunch Session : Zooplancton ‐ Zooplankton Modérateur : Yves Prairie
13h30 Bernadette Pinel‐Alloul*, Adrien André, Pierre Legendre, Jeffrey Cardille, Kasimierz 18 Patalas and Alex Salki Large‐scale geographic patterns of diversity and community structure of pelagic
crustacean zooplankton in Canadian lakes 13h45 Guillaume Grosbois* et Milla Rautio 19 Importance des variations saisonnières des signatures isotopiques de la matière
organique en suspension et des communautés zooplanctoniques 14h00 Marilyne Robidoux*, Alison M. Derry et Paul del Giorgio 19 La sélection de traits parmi les populations et la sélection d’espèces parmi les
communautés sont‐elles des processus parallèles? Expérience avec le zooplancton crustacé d’eau douce
6
HORAIRE ‐ SCHEDULE 14h15 Anthony Merante*, Alison Derry, Michael Arts and Martin Kainz 20 The effects of basal resource manipulation on the nutritional state and fatty acid profiles of freshwater crustacean zooplankton 14h30 Paula Soneira*, Dolors Planas and Adriana Almirón 21 Spatial heterogeneity in C‐sources and food chain length in a tropical wetland 14h45 Pause ‐ Break Session : Présentation de nouveaux membres au GRIL ‐ Presentation of new GRIL members Opportunités et Grands projets GRIL ‐ GRIL opportunities and Great projects Modérateur : Pierre Magnan
15h00 Milla Rautio* 22 The role of dissolved organic carbon in lake food webs 15h15 Dylan Fraser*, Jacquelyn Wood, Andrew Harbicht, Matthew Yates, Queenie Gray, 22
Robert Carson, Thais Bernos, Tom Burdon and Defne Tezel Evolutionary applications in aquatic conservation : a Fraser lab introduction
15h30 Jeffrey Cardille* and Paul del Giorgio 23 Long‐term sharing of spatial data: opportunities for progress 15h45 Jean‐Olivier Goyette*, Ryan J. Sorichetti and Emily R. Cornwell 23 Great Lakes Futures Project : Past trends and future scenarios of the chemical and biological contaminants in the Great Lakes and St. Lawrence basin 16h00 Morgan Botrel*, Roxane Maranger et David Walsh 24 Les Grands projets GRIL, de nouvelles orientations pour une meilleure collaboration 16h15 Activités hivernales ‐ Winter activities 18h00 Souper ‐ Dinner 20h00 ‐ 22h00 Session d’affiches Salle de conférence (2e étage)
Poster session Conference room (2nd floor)
7
HORAIRE ‐ SCHEDULE
Samedi 2 mars ‐ Saturday March 2nd
7h30 ‐ 8h30 Petit‐déjeuner ‐ Breakfast 8h30 Conférencier invité ‐ Guest speaker Sebastian Diehl 25 Department of Ecology and Environmental Sciences, Umeå University The fundamental influence of vertical resource gradients on microalgal diversity and ecosystems processes
Session : Cyanobactéries et phytoplancton ‐ Cyanobacteria and phytoplankton Modérateur : Beatrix Beisner
9h30 David Lévesque*, Christiane Hudon, Jean‐Pierre Amyot and Antonella Cattaneo 25 Wind events control variations in the biomass of the benthic cyanobacterium
Lyngbya wollei in the St. Lawrence River (Canada) 9h45 Marieke Beaulieu*, Frances Pick and Irene Gregory‐Eaves 26 Predictive cyanobacterial biomass and community models from Canada Session : Diversité microbienne ‐ Microbial diversity Modérateur : Bernard Angers
10h00 Geneviève Thibodeau*, David Walsh et Beatrix Beisner 27 Effets d’une perturbation sur la diversité génétique de populations de chlorophytes 10h15 Pause ‐ Break 10h30 Stéphanie Massé*, David Walsh et Roxane Maranger 27 Variation saisonnière des taux de nitrification et de la communauté nitrifiante dans
un lac oligotrophe 10h45 Dan Nguyen*, Roxane Maranger, Vanessa Balagué, Montse Coll, B. Fernández‐Gómez, 28
Connie Lovejoy and Carles Pedrós‐Alió Dynamique saisonnière du gène de la protéorhodopsine dans l’Océan Arctique 11h00 Heba El‐Swais*, Christine Gaudreau, Etienne Yergeau, Susanne E. Craig, William Li 28
and David A. Walsh Seasonal bacterial community dynamics in a coastal ocean basin
8
HORAIRE ‐ SCHEDULE Session : Habitats fluvial et riverain ‐ Fluvial and riverine habitats Modérateur : Jay Lacey
11h15 Guénolé Choné* et Pascale M. Biron 29 Lien entre mobilité du chenal et habitats aquatiques et riverains sur la rivière Yamaska Sud‐Est 11h30 Laurianne Bonin*, Raphaël Proulx et Guillaume Rheault 29 Développement d'un protocole de photographie pour la surveillance écologique des communautés végétales herbacées en bande riveraine 11h45 Guillaume Rheault*, Raphaël Proulx et Laurianne Bonin 30 La diversité d’espèce végétale prolonge la saison de croissance des communautés riveraines herbacées en milieu agricole 12h00 Lunch Session : Cycles biogéochimiques ‐ Biogeochemical cycles Modérateur : Raphaël Proulx
13h30 Marie‐Pier Hébert*, Roxane Maranger, Beatrix Beisner et Guillaume Guénard 30 Crustacean zooplankton functional traits affect nutrient recycling in aquatic ecosystems 13h45 Travis Dawson*, Ting Ting Cui, Etienne Yergeau, Roxane J. Maranger, Yves C. Gélinas, 31 Luc Tremblay and David A. Walsh Microbial communities transforming dissolved organic matter in a large estuarine system 14h00 Mingfeng Li*, Paul A. del Giorgio and Yves T. Prairie 32 Fate of carbon export from boreal forested catchments to river systems in Abitibi, Quebec, Canada 14h15 Jean‐François Lapierre* and Paul del Giorgio 32 Climate and catchment controls on fluorescent DOM in boreal lakes 14h30 Dominic Vachon* and Paul A. del Giorgio 33 Annual cycle of dissolved organic matter reactivity in the context of CO2 dynamic of
a boreal lake 14h45 Pause ‐ Break 15h00 Annick St‐Pierre*, Paul A. del Giorgio et Lennie Boutet 33 Les trois « C » des gaz à effet de serre : CH4, CO2 et Castor
9
HORAIRE ‐ SCHEDULE 15h15 Lennie Boutet*, Annick St‐Pierre, Yves Prairie and Paul del Giorgio 34 Contribution of ebullition to total methane emissions from boreal beaver ponds 15h30 Cynthia Soued*, Roxane Maranger et Paul del Giorgio 35 Les patrons spatio‐temporels des concentrations et flux d’oxyde nitreux (N2O) des lacs, rivières et étangs de la région boréale 15h45 Marie‐Eve Ferland*, Yves Prairie, Paul del Giorgio, Sebastian Sobek, Lars Tranvik et 35 David Bastviken Sédimentation et stockage de carbone régional des lacs en milieu boréal et tempéré 16h00 Catherine Girard* et Marc Amyot 36 Photodéméthylation du méthylmercure et physicochimie de mares thermokarstiques : observations in situ et expériences in vitro 16h15 Remise des prix et Mot de clôture
Awards and Closing Remarks
10
AFFICHES ‐ POSTERS
Vendredi de 20h00 à 22h00 (salle de conférence, 2e étage) Friday from 8:00 PM to 10:00 PM (conference room, 2nd floor)
Pierre‐Olivier Benoit*, Christopher T. Solomon et Beatrix Beisner 40 Influence de la variation de la concentration en carbone organique dissous (COD) sur la croissance des poissons : une étude comparative Morgan Botrel*, Roxane Maranger et David Walsh 40 Les grands projets GRIL, de nouvelles orientations pour une meilleure collaboration Emmanuelle Chrétien*, Guillaume Pelletier, Jacob Ziegler et Irene Gregory‐Eaves 41 Effet de l'eutrophisation sur les chaînes trophiques des écosystèmes lentiques : une étude des communautés de macroinvertébrés Pierre‐Marc Constantin*, Andrea Bertolo et Gilbert Cabana 42 Effet des rayons UV sur la survie d'un stade larvaire de parasite Trématode, ainsi que sur sa capacité à infester un poisson Nicola Craig*, Christopher T. Solomon, Brian C. Weidel, Stuart E. Jones and Alexandra Sumner 42 Dissolved organic carbon (DOC) decreases benthic invertebrate production in a cross‐lake survey Ting Ting Cui*, Travis Dawson, Etienne Yergeau, Roxane J. Maranger, Yves C. Gélinas and 43 David A. Walsh Spatial variability in free‐living and particle‐associated bacterioplankton in the St. Lawrence Estuary Antoine Dallaire*, Rachel Morin et Bernard Angers 43 Expression des gènes chez les biotypes du complexe Chrosomus eos‐neogaeus Stephen Dugdale*, Normand Bergeron and André St‐Hilaire 44 Assessing the temporal variability of thermal refuge abundance and temperature long profile complexity in an Atlantic salmon river using airborne thermal infrared imagery Nadia El Moussaoui* et Beatrix E. Beisner 44 Les facteurs explicatifs de la présence de méduses d'eau douce (Craspedicusta sowerbyi) dans les lacs au Québec Maxime Fradette*, Yannick Huot and Anahid Kasbarian 45 The Lake Montjoie Plankton Observatory: a cabled automated profiling platform for high frequency and high resolution planktonic community studies Michael Gasse* and David Walsh 45 Metaphylogenomics and global distribution of tannase: a microbial weapon targeting plant warfare Deborah Christiane Leite Kufner* and Alessandra Giani 46 Phytoplankton community of lakes and saline lakes in brazilian Pantanal
11
AFFICHES ‐ POSTERS Josine Lafontaine*, Jessica W. Leigh, Yannick Huot and David A. Walsh 46 Disentangling lateral versus vertical evolution in marine and freshwater Flavobacteria using comparative genomics Maxime Leclerc*, Dolors Planas et Marc Amyot 47 La production de thiols biogéniques par les microorganismes aquatiques du lac Saint‐Pierre Gwyneth MacMillan*, John Chételat, Murray Richardson, France Dufresne et Marc Amyot 47 Le rôle clé des crustacés zooplanctoniques de la famille Daphnidés dans le transfert trophique du méthylmecure au sein des lacs et étangs arctiques en mutation Heather Mariash* and Milla Rautio 48 Life under the Ice: Exploring food webs in subarctic waters Jorge Negrin Dastis* and Alison Derry 48 The importance of ecological and evolutionary interactions in the context of exotic invasions Alice H. Parkes*, Paul A. del Giorgio and Yves T. Prairie 49 Introducing the first GRIL autonomous buoy, Lac Simoncouche, spring 2013 Patricia Pernica*, Mathew G. Wells, Sally MacIntyre and Gary Sprules 50 Implications of periodic weak stratification to turbulence and plankton distribution in the epilimnion of Lake Opeongo Méloée Prud'homme*, Pierre Magnan et Bernard Angers 50 À la recherche des mécanismes sous‐jacents au polymorphisme trophique chez l'omble de fontaine Clara Ruiz‐González*, Lorenzo Proia, Guillem Salazar, Ramiro Logares, Josep M. Gasol et 51 Sergi Sabater Effets des barrages sur la structure des communautés de bactérioplancton riverain Tobias Schneider *and Milla Rautio 51 Are carotenoid pigments in zooplankton related to UV‐protection or to lipid metabolism? Christopher T. Solomon*, Sean Godwin, Stuart Jones and Brian Weidel 52 Pelagic and benthic production and respiration estimated with automated sensors in lakes around the world Katherine Velghe*, Matthew Moccia, Beatrix Beisner and Irene Gregory‐Eaves 52 Lake productivity and its impact on the establishment of the invader Eubosmina coregoni in North American lakes Jacob Ziegler*, Christopher T. Solomon and Irene Gregory‐Eaves 53 The effects of ecosystem size and habitat complexity on species richness and food chain length within shallow lakes
12
Vendredi 8h30 ‐ Friday 8:30 AM
Conférencière invitée ‐ Guest speaker TURBULENCE, INTERNAL WAVES AND INTRUSIONS: IMPLICATIONS FOR BIOGEOCHEMISTRY Sally MacIntyre Department of Ecology, Evolution and Marine Biology, University of California at Santa Barbara Santa Barbara, CA 93106 [email protected] 805‐893‐3951 Turbulence is induced in the mixed layer of lakes by wind and cooling and in the stratified waters by breaking of internal waves. Turbulence in the mixed layer affects the light climate of phytoplankton, mixing of zooplankton and their feeding success, and exchange of green house gases. Internal wave induced mixing allows fluxes of solutes and particulates between the upper mixed layer and waters below. In ice covered lakes, convection, both vertical and horizontal, mediates transport. Using time series data on temperature and primary production from Toolik Lake, Alaska, I will illustrate ways the combination of physical mechanisms and climate interact to affect primary productivity. Using time series data on turbulence from a temperate lake, I will illustrate diel variability in turbulence and its affect on CO2 fluxes. Lastly, I will discuss unusual temperature patterns under the ice in arctic lakes and the implications for evasion of greenhouse gases. Sally MacIntyre is a professor in the Department of Ecology, Evolution and Marine Biology at the University of California Santa Barbara. She is a physical limnologist/oceanographer with a particular interest in turbulence and its implications for aquatic ecosystem function. She has studied lakes from the tropics to the Arctic.
Vendredi 9h30 ‐ Friday 9:30 AM Évaluation des effets d’un abaissement artificiel de la thermocline du lac Croche par l’utilisation d’une éolienne aquatique : implications physiques du projet TIMEX (Thermocline Induced Mixing EXperiment) Sara Mercier‐Blais*, Yves Prairie et Beatrix Beisner Département des sciences biologiques, Université du Québec à Montréal [email protected] La stratification thermique est un des principaux éléments contrôlant la structure physique, chimique et biologique d'un lac. Sa profondeur est normalement déterminée par les transferts d'énergie provenant du vent. Comme plusieurs scénarios climatiques prévoient une augmentation de l'intensité de ceux‐ci, il est important de comprendre l'impact d'un tel changement de régime de vent sur la dynamique des lacs. À l'aide d'une éolienne aquatique (Solar Bee®) simulant une augmentation de l'intensité des vents forts à une échelle écosystémique, il a été possible de créer une couche de surface (épilimnion) plus profonde et plus intensément mélangée et un abaissement de la thermocline de 4 à 8 m, sans toutefois augmenter dans les turbulences de surface (k600). Ces changements ont causé une diminution importante de la stabilité de la colonne d'eau ainsi qu'une diffusivité verticale 4 fois plus élevée, engendrant un transfert
13
important du contenu de chaleur de l'épilimnion vers l'hypolimnion. Dans un second bassin expérimental, l'altération de la stratification thermique s'est effectuée par conduction thermique venant du principal bassin expérimental. Un abaissement de la thermocline de 4 à 6 m a été observé dans ce bassin, mais aucun changement dans l'intensité du mélange de surface. Dans ce cas, malgré de petites variations dans la stabilité et la diffusivité, aucun changement majeur n'a lieu au niveau des échanges entre l'épilimnion et l'hypolimnion. Une augmentation de l'intensité des vents causerait donc très possiblement une homogénéisation de la colonne d'eau atténuant grandement la variabilité entre épilimnion et hypolimnion et favorisant le transport de matière et le déplacement d'organismes. Vendredi 9h45 ‐ Friday 9:45 AM Le phytoplancton et l'abaissement de la thermocline : entre compétition et coexistence Vincent Ouellet Jobin* et Beatrix Beisner Département des sciences biologiques, Université du Québec à Montréal [email protected] La compétition pour les ressources peut jouer un rôle structurant important pour les communautés de phytoplancton dans les lacs. Plusieurs modèles et expérimentations prévoient une coexistence accrue lorsque les conditions de stratification permettent aux espèces de se séparer dans l'espace selon leurs besoins pour les ressources. Au contraire, une superposition spatiale plus grande résulterait en un accroissement de la compétition et à une diminution de la coexistence. Plusieurs événements, tels les feux de forêt, l'acidification et les changements climatiques peuvent modifier la stratification thermique des lacs et ainsi affecter les communautés de phytoplancton. Pour observer expérimentalement le rôle de la structure thermique et de la superposition spatiale sur la compétition et la diversité chez le phytoplancton sous de telles perturbations, nous avons utilisé le design expérimental du projet TIMEX (Thermocline Induced Mixing EXperiment) situé au lac Croche à la Station de biologie des Laurentides. Dans cette expérience commencée en 2007, une éolinene aquatique servait à abaisser la thermocline et brasser l'épilimnion dans un des trois bassins à l'étude. Les résultats démontrent que l'abaissement diminue la stabilité de la colonne d'eau, augmente la superposition spatiale et affecte la diversité phytoplanctonique. Ce projet est une étape permettant de mieux identifier et comprendre les mécanismes importants pour la structure des communautés de phytoplancton en milieu naturel. Vendredi 10h00 ‐ Friday 10:00 AM Experimentally‐deepened thermoclines alter zooplankton community dynamics Joanna Gauthier*, Yves Prairie and Beatrix Beisner Département des sciences biologiques, Université du Québec à Montréal [email protected] Thermal stratification, characterized by thermocline depth, is thought to be one of the key structuring physical factors for lake plankton. Climate changes (strong winds, frequent storms) and large‐scale human activities around lakes (fires, logging) potentially lead to thermocline deepening in stratified lakes. The effects of thermocline deepening on zooplankton phenology, total biomass and mean body size were assessed in a whole‐lake experiment. The thermocline of a three‐basin north temperate lake was deepened in one basin to 7‐8 m using a lake mixer. Through heat transfer, the thermocline of the adjacent
14
basin was deepened to 6‐7 m, and the third basin served as an unmanipulated control (4‐5 m deep thermocline). Zooplankton community dynamics were followed weekly in a control year (no manipulation) and in two experimental years (with deepening). The BACI statistical protocol was used to assess the effects of three distinct treatments: thermocline deepening, deepening+mixing and mixing. Thermocline depth was the main factor influencing crustacean community changes, including higher total biomass. The biomasses of Tropocyclops prasinus and Bosmina longirostris were greater with thermocline deepening, leading to a decline in mean community body size. Rotifer assemblages were highly variable. Crustacean community shifts were likely induced by a larger population of young warm water fish in our treatment basin that coincided with a loss of the hypolimnetic refuge, as a result of experimental mixing. Where a deeper thermocline without loss of hypolimnetic refuge occurred, larger daphnids responded favourably indicating that greater zooplankton productivity likely to support fish populations could be a possible consequence. Vendredi 10h30 ‐ Friday 10:30 AM Effects of fish baffles on the hydraulic capacity of slip‐lined rehabilitated culverts Jason Duguay*1, Jay Lacey1 and Normand Bergeron2 1 Département de génie civil, Université de Sherbrooke [email protected] 2 INRS‐Centre Eau Terre et Environnement Increasingly the lifespan of corrugated steel culverts are being extended through the use of slip‐lining technologies. This rapid and low cost alternative to conventional culvert replacement is becoming commonplace. The required design flow of the parent culvert is generally respected because the slip‐line’s smooth interior surface allows for higher water velocities, thus compensating for the loss in available flow area. Regrettably, the higher velocities are known to impede the free passage of fish. To mitigate this problem, it is a common practice to retrofit slip‐line culverts with baffle arrangements in an attempt to produce a heterogeneous flow field favorable for fish passage. The principal objectives of our study were: 1) to determine reliable roughness coefficients of common baffle configurations for use in the design of outlet controlled slip‐line culvert retrofits; and 2) to develop an improved baffle shape/configuration tailored specifically for slip‐line retrofit projects. Preliminary results produced Manning’s roughness values within the range of 0.011 and 0.023 for the common baffle configurations studied. Moreover, analysis has established the relative roughness (h/D, baffle height/diameter) as well as the relative roughness spacing ( ⁄ , spacing/diameter) as the determinate hydraulic design parameters in the choice of an appropriate baffle configuration for projects where hydraulic capacity is of concern. The results and conclusions of this study will allow engineers to accurately assess the risks associated with baffle installation in slip‐line culvert rehabilitation projects and assist regulatory agencies in the development of design guidelines.
15
Vendredi 10h45 ‐ Friday 10:45 AM Interpreting impacts of exotic trout populations in the era of ecological restoration Queenie Gray*1, Dylan Fraser1, Jim Grant1, Irene Gregory‐Eaves2 and Cameron Goater3 1 Department of Biology, Concordia University [email protected] 2 Department of Biology, McGill University 3 University of Lethbridge Restoration of high mountain lakes following decades of stocking with exotic trout species is a current practice in conservation biology. We assessed impacts of stocking and applied them to management goals in Waterton Lakes National Park. A comparison of mean abundances of zooplankton in fish and fishless lakes revealed differences in less than half the taxa encountered. Principle component analysis did not show an association between zooplankton community structure and fish presence. Paleolimnological analyses suggested an increase in relative abundance of large‐bodied cladocerans, but statistical power was low. The results implicate the importance of identifying explicit restoration objectives because studies may not be wholly supportive of restoration action. If restoration by trout eradication is pursued, demographic characteristics can aid in selecting which populations are more easily depleted by gillnetting. Little is known about the self‐sustaining trout populations, particularly in our study area. We used generalized linear mixed models to examine four population characteristics associated with population decline: 1) catch per unit effort (CPUE), 2) proportion of females, 3) proportion of mature individuals and 4) length of mature individuals. There were significant differences between populations in CPUE and length at maturity, but not on the proportion of females or mature individuals. We thus incorporated the former characteristics into a basic assessment system and ranked 11 salmonid populations by their susceptibility to eradication. We presented a simple yet meaningful step in facilitating management actions commonly constrained by a lack of biological knowledge. Vendredi 11h00 ‐ Friday 11:00 AM Long‐term effects of conspecific admixture on fitness and phenotypic plasticity Andrew Harbicht*1, Dylan Fraser1, Chris Wilson2 and Bill Sloan2 1 Department of Biology, Concordia University [email protected] 2 Ontario Ministry of Natural Resources, Aquatic Research Division The negative fitness associated with outbreeding depression that occurs when hatchery or domestic fish from aquaculture facilities hybridize with wild fish may have serious consequences on the wild population's biological and conservational outlook. Current conservation practices typically exclude anthropogenically‐hybridized populations from protection on the basis that the genetic effects of hybridization on their fitness and long‐term viability are irreversible; theory predicts otherwise. Through the use of matched plantings of wild, admixed, naturalized and hatchery fish into new environments this study addressed the issue of whether the reduction in fitness typically exhibited by hybridized populations persists in the long‐term or if natural selection returns affected populations to a state where fitness and adaptability are equal to pre‐hybridization levels. Results indicate that survival and adaptability of hybridized populations are not significantly reduced. In fact, the highest survival among the five populations tested belonged to a previously stocked population that had resisted admixture. By far the lowest survival was that of the hatchery strain. Significant differences in phenotypic characters did exist
16
among populations, however there was no evidence that admixed strains differed from wild populations in their amount of phenotypic plasticity. The results of this study have implications for the use of remnant wild populations that have resisted admixture as potential sources for brood stocks in genetic remediation programs as well as highlighting the potential value of admixed populations. Vendredi 11h15 ‐ Friday 11:15 AM Influence du génome mitochondrial sur le métabolisme et l'écologie du ventre rouge du nord (Chrosomus eos) Léo Deremiens*1, Hélène Glémet2, Annie Angers1 et Bernard Angers1 1 Département de sciences biologiques, Université de Montréal [email protected] 2 Département des sciences de l’environnement, Université du Québec à Trois‐Rivières Les interactions existant entre les génomes d'espèces différentes peuvent influencer la capacité d'un individu à utiliser une niche écologique. Par exemple, le ventre rouge du nord (Chrosomus eos) a une répartition géographique plus nordique lorsqu'il possède des mitochondries du ventre citron (C. neogaeus) plutôt que celles de son espèce. Deux hypothèses non mutuellement exclusives permettent d'expliquer cette observation : une meilleure performance énergétique de la mitochondrie C. neogaeus en eau froide et/ou une reprogrammation des patrons d'expression génique induite par la mitochondrie exogène. L'objectif de ce projet est d'évaluer l'influence du génome mitochondrial sur le métabolisme du ventre rouge des Laurentides où les 2 biotypes sont retrouvés. Les résultats obtenus permettront de mieux comprendre les interactions existant entre les génomes d'espèces différentes et d'évaluer leur influence sur la capacité des individus à utiliser une niche écologique. Vendredi 11h30 ‐ Friday 11:30 AM Pourquoi tant de clones ? Christelle Leung*, Sophie Breton et Bernard Angers Département de sciences biologiques, Université de Montréal [email protected] La variabilité génétique représente le principal facteur permettant l'adaptation aux différentes conditions environnementales. Cependant, une lignée clonale peut également se retrouver dans des environnements hétérogènes. Les processus épigénétiques peuvent permettre une réponse rapide face aux changements environnementaux et ainsi représenter une alternative pouvant expliquer le succès écologique de ces organismes génétiquement identiques. L'objectif de ce projet est ainsi de mettre en relation les variations épigénétiques et le succès écologique des organismes asexués face à la variabilité environnementale, afin d'expliquer leur persistance à long terme. Une lignée généraliste présenterait une plus grande variabilité épigénétiques que les lignées spécialistes. Pour tester cette hypothèse, les hybrides asexués Chrosomus eos‐neogaus des Laurentides (où une seule lignée dominante y est retrouvée malgré la variabilité des habitats) seront comparés à ceux de la région de l'Estrie (plusieurs lignées clonales de répartition limitée). La compréhension de ces mécanismes permettrait ainsi de raffiner les stratégies de conservation, en reconnaissant l'importance de la capacité d'une espèce à répondre rapidement aux changements environnementaux.
17
Vendredi 11h45 ‐ Friday 11:45 AM Génétique du paysage : Estrie vs Laurentides Bastien Labarrere* et Bernard Angers Département de sciences biologiques, Université de Montréal [email protected] On observe une très grande diversité de lignées clonales Chrosomus eos‐neogaeus en Estrie comparativement à la région des Laurentides. Cette variabilité pourrait résulter de l'organisation géographique de ces deux systèmes. En Effet, Les Laurentides, s'écoulant vers le Sud, présentent des voies de migration postglaciaire limitées, a contrario des réseaux de l'Est, où l'on retrouve des possibilités de colonisation hydrographique multiples du fait de leur écoulement vers le Nord. La nature asexuée de ces hybrides empêchant de tester cette hypothèse, l'objectif de ce projet sera d'analyser la diversité génétique du ventre rouge du nord (C. eos), une espèce sexuée vivant en sympatrie avec les hybrides. Notre prédiction est que la diversité génétique totale des populations sera plus importante dans les réseaux de l'Est. Les résultats attendus permettront de mieux comprendre les processus de dispersion postglaciaire des poissons en fonction du paysage. Vendredi 13h30 ‐ Friday 1:30 PM Large‐scale geographic patterns of diversity and community structure of pelagic crustacean zooplankton in Canadian lakes Bernadette Pinel‐Alloul*1, Adrien André2, Pierre Legendre1, Jeffrey Cardille3, Kasimierz Patalas4 and Alex Salki4 1 Département de sciences biologiques, Université de Montréal bernadette.pinel‐[email protected] 2 Département des sciences et génie de l’environnement, Université de Liège, Belgique 3 McGill School of Environment and Natural Resource Sciences, McGill University 4 Retired, formerly of Freshwater Institute, Department of Fisheries and Oceans, Winnipeg, Canada In Canada, lakes are a dominant feature of the landscape, but knowledge of biodiversity of freshwater microorganisms and its environmental control is still in its infancy. Our study provides the first comprehensive model relating diversity patterns of pelagic crustaceans across Canada to regional and local environmental gradients. The database included the occurrence of 83 pelagic crustacean species in 1665 lakes distributed across 47 ecoprovinces. Regional species richness in each ecoprovince was estimated using the averaged local species richness per lake and the first‐order jackknife diversity index. We tested the predictions of the species richness‐energy hypothesis using climatic variables at regional scale, and of the metabolic theory using the inverse of temperature. To evaluate the influence of regional and local environmental drivers, we carried out a redundancy analysis between crustacean species occurrences and regional climate and lake environmental factors on a subset of 458 lakes. Species richness of pelagic crustaceans in Canada varied from 3 to 10 species per lake (averaged local species richness) or 8 to 52 species per ecoprovince (Jackkniffe diversity index). The richness‐energy theory explains diversity patterns of freshwater crustacean zooplankton in Canadian ecoprovinces. Solar radiation is the best predictor explaining regional species richness in ecoprovinces and community structure of pelagic crustaceans in Canadian lakes. Together, regional climate and local lake environment accounted for 31%
18
of the total variation in crustacean community structure. Regional‐scale energy variables accounted for 24% of the total explained variation, whereas local‐scale lake conditions had less influence. Vendredi 13h45 ‐ Friday 1:45 PM Importance des variations saisonnières des signatures isotopiques de la matière organique en suspension et des communautés zooplanctoniques Guillaume Grosbois* et Milla Rautio Département des sciences fondamentales, Université du Québec à Chicoutimi [email protected] Les apports de matière organique provenant des écosystèmes terrestres sont une source de nourriture potentielle pour les communautés zooplanctoniques. Une des principales méthodes pour déterminer l'importance de la matière organique allochtone (produite à l'extérieur puis importée dans l'écosystème aquatique) chez les communautés zooplanctoniques est l'utilisation des isotopes stables. Grâce aux signatures isotopiques 13C, 15N ou plus récemment 2H, de récentes études montrent que la matière organique allochtone est le principal constituant des tissus des communautés zooplanctoniques. Ce qui indique un paradoxe, pourquoi assimiler des molécules allochtones récalcitrantes si certaines molécules produites par les communautés phytoplanctoniques supposément plus énergétiques et facilement assimilables sont présentes? Les isotopes stables donnent un aperçu de la constitution des tissus des organismes à long terme. Nous pensons donc que la variabilité saisonnière joue un rôle important dans l'assimilation de la matière organique allochtone. L'apport de matière organique terrestre ainsi que la quantité de carbone algal produite n'est supposément pas la même tout au long de l'année. Nous allons suivre la signature isotopique de plusieurs constituants des réseaux trophiques aquatiques d'un lac boréal afin de comprendre l'intégration de la matière organique allochtone au cours des saisons. La forte saisonnalité présente en milieu boréal est une occasion unique de connaître les phénomènes associés à l'intégration saisonnière de ces apports de matière organique. Vendredi 14h00 ‐ Friday 2:00 PM
La sélection de traits parmi les populations et la sélection d’espèces parmi les communautés sont‐elles des processus parallèles? Expérience avec le zooplancton crustacé d’eau douce
Marilyne Robidoux*, Alison M. Derry and Paul del Giorgio Département des sciences biologiques, Université du Québec à Montréal [email protected] Les relations entre l'évolution et de l'écologie est de plus en plus reconnue comme étant un facteur qui puisse influencer la biodiversité. Dans cette étude, l'objectif est de vérifier si la sélection des traits au niveau de la population (taille du corps, fécondité) varie de manière similaire à la sélection d'espèces (composition et abondance des espèces) face à une modification environnementale. Spécifiquement, je m'intéresse à la variation parmi les communautés de zooplancton issues de lacs à forte ou faible concentration de carbone organique dissous (COD) face à une augmentation de COD. Pour étudier les relations possibles de variation entre les populations et communautés, j'ai mené une expérience en mésocosmes sur le terrain en utilisant six différentes communautés de zooplancton issues des Laurentides auxquelles un traitement d'augmentation de COD a été fait. Les résultats préliminaires indiquent une
19
réduction de l'abondance du zooplancton et de la production secondaire indépendamment de la source de la communauté subissant un traitement de COD élevé. Des analyses concernant les effets de la source des populations et communautés sur leurs traits associés et leur structure de taille sont en cours. Quantifier comment varieront différentes populations et communautés de zooplancton le long d'un gradient de COD est une première étape pour nous informer du potentiel éco‐évolutif du zooplancton face à une augmentation de COD des lacs liés au changement climatique. Vendredi 14h15 ‐ Friday 2:15 PM The effects of basal resource manipulation on the nutritional state and fatty acid profiles of freshwater crustacean zooplankton Anthony Merante*1, Alison Derry1, Michael Arts2 and Martin Kainz3 1 Département des sciences biologiques, Université du Québec à Montréal [email protected] 2 Department of Biology, York University 3 Danube University Krems, Austria With global temperatures rising, nutrients and dissolved organic carbon (DOC) deposition into northern boreal lakes are predicted to increase. We currently have a poor understanding of how changes in resource enrichment from nutrients and DOC will affect the nutritional state of aquatic organisms. The nutritional state of zooplankton is ecologically significant as they are sources of essential fatty acids (EFAs) which play key developmental roles in higher order organisms. The objectives of my research are to, 1) quantify variation in nutritional state by measuring polar and neutral lipid composition and content profiles of crustacean zooplankton along gradients of environmental conditions mimicking the extremes of nutrient loading. Using enclosed in‐situ mesocosms zooplankton were exposed to i) ambient, ii) brown pathway dominated, iii) green pathway dominated, and iv) high phosphorus + DOC environments. The brown pathway promotes bacterial productivity through allochthonous DOC addition, while reducing phytoplankton availability via light limitations. Green pathway treatments were created through phosphorus additions to increase phytoplankton production, the high quality diet of zooplankton. A highly productive treatment was created through the addition of both allochthonous DOC and phosphorus to determine effect of both bacteria and phytoplankton across crustacean zooplankton taxa lipid profiles. All zooplankton were subject to polar and neutral FA profiling. FA profiling was used to quantify the nutritional state (lipid composition and content) of zooplankton per treatment through the investigation of essential and bacterially derived FAs. My research will provide answers to questions that revolve around carbon transfer, and nutritional implications to aquatic food webs that may come with climate change induced nutrient loading of freshwater systems.
20
Vendredi 14h30 ‐ Friday 2:30 PM Spatial Heterogeneity in C‐sources and food chain length in a tropical wetland Paula Soneira*1, Dolors Planas1 and Adriana Almirón2 1 Département des sciences biologiques, Université du Québec à Montréal [email protected] 2 Universidad Nacional de la Plata, Argentina Neotropical wetlands are recognized by high species richness and food sources availability. In these ecosystems, food webs are generally characterized as detritus‐based and short chains, though resources and consumers change at different spatial scales. Despite high landscape heterogeneity, its effects on food webs are poorly known. The aim of the study was to examine variations on food web structure (carbon sources, food‐chain length) in one tropical wetland. The study was realized in Los Esteros del Iberá (Northeastern Argentina), the largest lacustrine wetland (14,000 km2) in South America. In this landscape, geomorphology and hydrology determine the distribution and characteristics of aquatic systems. C‐sources for fishes were traced using 13C and Bayesian mixing models, food‐chain length was estimated with 15N. The stable isotopes data showed differences across sites. In larger lakes, that are located in the northeastern region, algae mainly supported consumers and food chain were shorter. In contrast, C3 plants‐based food webs and larger chains were a feature of smaller and shallow lakes in southern and northwestern regions, which has highest hydrological connectivity. In those regions, probably the microbial loop plays a significant role and increases the number of trophic levels at the base of the food webs. These results demonstrated landscape‐scale structuring in food webs of tropical wetlands. Hétérogénéité spatiale des sources de carbone et la longueur de la chaîne alimentaire dans une zone humide tropicale Les zones humides néotropicales sont reconnues par la richesse des espèces et la diversité des sources alimentaires. Dans ces écosystèmes, les réseaux trophiques sont généralement caractérisés comme détritivores et avec peu de niveaux trophiques et où les ressources et les consommateurs varient à différentes échelles spatiales. Dans ces écosystèmes, l'hétérogénéité du paysage est élevée, mais ses effets sur les réseaux trophiques sont peu connus. Le but de cette étude est d'examiner les variations de structure du réseau trophique (sources de carbone, longueur de la chaîne alimentaire) dans une zone humide tropicale. L'étude a été réalisée dans "Los Esteros del Iberá " (Nord‐Est de l'Argentine), la plus grande zone humide lacustre (14 000 km2) en Amérique du Sud. Dans cette région la géomorphologie et l'hydrologie déterminent la distribution et les caractéristiques des systèmes aquatiques. Les sources de carbone pour les poissons ont été identifiées à l'aide 13C et les modèles de mélange bayésiens, et la longueur de la chaîne alimentaire a été estimée avec le 15N. Les résultats montrent des différences entre les sites, les lacs situés dans la région nord‐est sont plus grands, la principale source de carbone pour les poissons est les algues et les chaînes alimentaires sont très courtes. Par contre, dans la région du nord‐ouest et sud les lacs sont petits, moins profonds et avec une plus forte connectivité hydrologique, et les réseaux trophiques sont supportés par les plantes C3. Dans cette région, les chaines alimentaires sont plus longues, possiblement à cause du rôle de la boucle microbienne qu'augmente le nombre de niveaux trophiques. Ces résultats ont démontré la structuration à l'échelle du paysage des réseaux trophiques dans des zones humides tropicales.
21
Vendredi 15h00 ‐ Friday 3:00 PM The role of dissolved organic carbon in lake food webs Milla Rautio* Département des sciences fondamentales, Université du Québec à Chicoutimi [email protected] Boreal forests and the subarctic tundra hold one of the Earth's largest pools of organic carbon. Climate warming and associated changes in forest dynamics and permafrost thawing have increased the risk that this carbon becomes a source of greenhouse gasses. This scenario has drawn attention to carbon cycling in boreal and tundra ecosystems, including aquatic bacteria, responsible for the main turnover of allochthonous carbon in lakes, and higher organisms, that may be able to convert allochthonous carbon to somatic growth before it enters the atmosphere. The influence of allochthonous carbon is particularly pronounced in small and shallow lakes where it has a wide‐ranging influence on all ecosystem properties including biogeochemical cycling, solar radiation attenuation in the water column, carbon distribution and food availability to higher organisms. The central carbon component controlling these processes is the dissolved organic matter (DOC) that arrives to the water bodies either from terrestrial soils and vegetation surrounding the lakes or from internal processes within the water. The long‐term objective of my work is to evaluate the properties of DOC in lakes along the gradient from boreal forest to shrub tundra and finally to high arctic polar desert, and to test how changes in DOC regulate organisms and food webs in lakes. Vendredi 15h15 ‐ Friday 3:15 PM Evolutionary applications in aquatic conservation: a Fraser lab introduction Dylan Fraser*, Jacquelyn Wood, Andrew Harbicht, Matthew Yates, Queenie Gray, Robert Carson, Thais Bernos, Tom Burdon and Defne Tezel Department of Biology, Concordia University [email protected] We live in a human‐dominated world. To use natural resources more sustainably, to slow the rate of loss of biodiversity, and to restore ecosystems, we therefore need to understand how species adapt to environmental change and how human activities alter diversity within species. Research in the Fraser Lab, Concordia University, involves testing fundamental hypotheses about processes underlying the origin and maintenance of biodiversity below or at species levels, by combining field, laboratory and molecular studies of natural fish populations. This knowledge is applied towards more effective biodiversity conservation and fisheries management, more environmentally sustainable aquaculture, and towards evaluating the scientific basis underpinning prevailing conservation paradigms.
22
Vendredi 15h30 ‐ Friday 3:30 PM Long‐term sharing of spatial data: opportunities for progress Jeffrey Cardille*1 and Paul del Giorgio2 1 McGill School of Environment and Natural Resource Sciences, McGill University [email protected] 2 Département des sciences biologiques, Université du Québec à Montréal Over the last several years, the opportunities and benefits of data sharing have grown astronomically. The continuing development and increasing sophistication of databasing systems like Google Fusion Tables, for example, present a low‐cost method of sharing, mapping, and graphing limnological data. With well‐planned systems of logins using ordinary email addresses and Google Accounts, Fusion Tables presents an interface that is at least somewhat familiar to nearly all users. The system allows for straightforward creation of data relations, similar in spirit to those seen in Microsoft Access. The mapping technology of Google is known worldwide, whether it through Google Maps or the little red dots on a mobile phone. Finally, Google Fusion Tables presents quite sophisticated and continually improving and well‐maintained graphing functions, including line plots, scatter plots, pie charts, histograms, etc. In recent years we created a good‐quality data parser, designed to parse limnological data in English and French, uniting data values that are the same variable but which may take many different names in personal spreadsheets (e.g. TN, NT, Nite, AT, etc). We are now linking the database created by this parser to a Google Fusion Tables database. With the launch of Landsat 8, we will be able to see lakes in good resolution and modern sensors, potentially allowing for the mapping of CDOM across all of Quebec. A working database of limnological data is a prerequisite for studies in the future, which will be greatly facilitated by these technologies. Vendredi 15h45 ‐ Friday 3:45 PM Great Lakes Futures Project: Past trends and future scenarios of the chemical and biological contaminants in the Great Lakes and St. Lawrence basin Jean‐Olivier Goyette*1, Ryan J. Sorichetti2 and Emily R. Cornwell3 1 Département de sciences biologiques, Université de Montréal jean‐[email protected] 2 Western University, Department of Biology, London Ontario 3 Cornell University College of Veterinary Medicine, Department of Microbiology and Immunology, Ithaca, New York
Many initiatives since the early 1900s have been implemented to maintain water quality within the Great Lakes‐St. Lawrence River Basin. Despite these substantial efforts, emerging and re‐emerging biological and chemical contaminants continue to pose serious human, animal and ecosystem health risks. With over 100 biological and chemical contaminants detected in the Basin and over 600 persistent and bio‐accumulative contaminants listed on international databases, the threat of these contaminants on the Basin is immense. This paper discusses legacy and emerging contaminants, as well as contaminants of mutual concern and their interactions within the Basin. A 50 year history of these contaminants has been prepared as well as a synthesis of their current state. From this information, three future scenarios for contaminants have been prepared for the next 50 years and they are termed The Good, The Bad and The Ugly. As many drivers of ecosystem change impact the Basin, in addition to contaminants, this paper elaborates on the interaction
23
between contaminants and additional drivers of change. By exploring the plausible future scenarios of contaminants in the Great Lakes‐St. Lawrence River Basin, we aim to highlight the need for bi‐national agreements and initiatives to restore and protect the Basin and encourage ecosystem health. Vendredi 16h00 ‐ Friday 4:00 PM Les Grands projets GRIL, de nouvelles orientations pour une meilleure collaboration Morgan Botrel*1, Roxane Maranger2 et David Walsh3 1 Groupe de recherche interuniversitaire en limnologie et en environnement aquatique (GRIL) 2 Département de sciences biologiques, Université de Montréal 3 Department of Biology, Concordia University Depuis l'été 2012, le GRIL a amorcé deux grands projets de recherche. Pour ces projets, le GRIL fournit un financement de base afin d'assurer les moyens nécessaires à leur réalisation, mais également afin de susciter la bonne collaboration entre les chercheurs membres. Le premier grand projet porte sur les herbiers aquatiques à l'embouchure des rivières Yamaska et St‐François au Lac St‐Pierre et vise à caractériser les plantes aquatiques submergées et leur rôle sur la physique, la chimie et la biologie de leur milieu. Le deuxième projet de lacs sentinelles est un suivi à long terme de variables biotiques et abiotiques de lacs du Québec situés dans un gradient Nord‐Sud. Dans cette présentation, nous discuterons pour chacun des projets du plan et des sites d'échantillonnage, des variables mesurées par le GRIL, de l'organisation de l'échantillonnage, de la participation des membres du GRIL ainsi que du partage des données « GRIL ». Pour terminer, nous indiquerons de futures directions à prendre dans les années à venir. Since summer 2012, the GRIL has started two great research projects. For these projects, the GRIL provides core funding to insure the resources needed for their achievement but also to bring about collaboration between GRIL members. The first great project is on aquatic grass beds at the mouth of the Yamaska and St‐François rivers in the Lake St‐Pierre and aims at characterising submerged aquatic vegetation and their role on the physical, chemical and biological properties of their environment. The second project on sentinel lakes is a long term monitoring program of various biotic and abiotic variables in Quebec lakes located along a North to South gradient. In this presentation and for each project, we will discuss the sampling plan and sites, the variables measured by the GRIL, sampling organization, GRIL member participation and the sharing of data. To conclude, we will indicate future direction to take in the coming years.
24
Samedi 8h30 ‐ Saturday 8:30 AM Conférencier invité ‐ Guest speaker THE FUNDAMENTAL INFLUENCE OF VERTICAL RESOURCE GRADIENTS ON MICROALGAL DIVERSITY AND ECOSYSTEM PROCESSES Sebastian Diehl Department of Ecology and Environmental Sciences, Umeå University, 90187 Umeå, Sweden [email protected] Lakes and oceans are characterized by pronounced vertical gradients in physical conditions and in resource supply (e.g. light, nutrients), which, in turn, are partly driven by biological transformations and the sinking of living and dead organisms. The last 15+ years have seen tremendous progress in the development of fundamental ecological theory describing how such spatial gradients influence species interactions and biodiversity of microalgae and, ultimately, control ecosystem processes. In this talk I review these theoretical developments following a natural progression from the simplest environment (a well‐mixed surface layer with a vertical light gradient) to water columns in contact with benthic sediments and exhibiting vertical heterogeneity of multiple environmental factors and resources. My emphasis will be on theoretical concepts and fundamental principles, but empirical evidence, especially from carefully designed experiments, will be discussed where available.
Samedi 9h30 ‐ Saturday 9:30 AM Wind events control variations in the biomass of the benthic cyanobacterium Lyngbya wollei in the St. Lawrence River (Canada) David Lévesque*1, Christiane Hudon2, Jean‐Pierre Amyot2 and Antonella Cataneo1 1 Département de sciences biologiques, Université de Montréal [email protected] 2 Centre Saint‐Laurent, Environnement Canada Harmful proliferations of the mat‐forming cyanobacterium Lyngbya wollei are increasingly reported in North America lakes, springs and reservoirs. Following a large scale study of L. wollei across a 250 km stretch of the St. Laurence River (SLR) in the summer months, we explored here the environmental variables explaining L. wollei biomass variation 1) at a fine spatial scale (100 m 1 Km) and 2) through the seasonal cycle between spring 2009 and fall 2011. For this, we surveyed 9 sites along a transect perpendicular to the north shore of Lake St. Louis (LSL), a large fluvial lake of SLR. Physical (conductivity, temperature, color, light extinction coefficient), chemical (nutrients, DOC, Fe, Ca), and biological (vegetation biomass) variables were measured. L. wollei biomass consistently peaked between 100‐250m from the shore. Fetch (‐ effect), NH4 (‐ effect) and Fe (+ effect) explained 72% of biomass variation during the summer months. Biomass and condition (estimated as the percentage of filaments filled with cells) steadily increased from May to November. High but senescent biomass persisted during winter but severely dropped in spring, following discharge increase and stormy conditions. Under favourable chemical conditions, wind and fetch control both the spatial and seasonal variations in benthic
25
cyanobacterial biomass. The relation of L. wollei with climatic variables also bears potential consequences with climatic change scenarios. Les proliférations néfastes de Lyngbya wollei, une cyanobactérie formant des tapis de filaments benthiques augmentent dans les lacs, sources et réservoirs d'Amérique du Nord. Suite à une étude à grande échelle de L. wollei sur un tronçon de 250 km du fleuve Saint‐Laurent (SLR), nous avons exploré les variables environnementales expliquant les variations de sa biomasse 1) à échelle spatiale fine (100 m ‐ 1 Km) et 2) au cours du cycle saisonnier entre le printemps 2009 et l'automne 2011. La biomasse végétale et les variables physiques et chimiques ont été mesurées à 9 sites le long d'un transect perpendiculaire à la rive nord du lac Saint‐Louis, un grand lac fluvial du SLR. La biomasse de L. wollei était constamment maximale entre 100‐250m de la berge. Le fetch (effet ‐), le NH4 (effet +) et le Fe (effet +) expliquent 72% de la variation de la biomasse durant l'été. La biomasse et l'état (le pourcentage de filaments emplis de cellules) de L. wollei ont augmenté progressivement de Mai à Novembre. Une grande biomasse de filaments sénescents a persisté durant l'hiver, mais a fortement chuté au printemps, suite à la crue printanière et à des conditions venteuses. Ces résultats indiquent que le fetch et le vent contrôlent à la fois les variations spatiales et saisonnières de la biomasse des cyanobactéries benthiques, lorsque les conditions chimiques du milieu sont favorables à sa croissance. La relation entre L. wollei et les variables climatiques a des conséquences potentielles sur son abondance future, en fonction des scénarios de changement climatique. Samedi 9h45 ‐ Saturday 9:45 AM Predictive cyanobacterial biomass and community models from Canada Marieke Beaulieu*1,2, Frances Pick3 and Irene Gregory‐Eaves1,2 1 Department of Biology, McGill University, Montréal, Québec [email protected] 2 Groupe de recherche interuniversitaire en limnologie et en environnement aquatique (GRIL) 3 Department of Biology, University of Ottawa, Ottawa, Ontario Increased cyanobacterial bloom reporting around the world has prompted the need for a closer evaluation of empirical models. Using seasonally‐integrated data from 88 lakes spread across Alberta, British Columbia and Ontario, we modelled cyanobacterial biomass as a function of nutrients, water chemistry, temperature and water column‐stability. We found nutrients were the best predictors using a general linear modelling approach, with total Kjeldahl nitrogen explaining significantly more variance variance in cyanobacterial biomass (54%) than total nitrogen and total phosphorus. Effects of temperature‐dependant variables, though significant, were confounded by their high colinearity with nutrient concentrations. Mixed‐effects models improved significantly the fit of the general linear models by varying slopes and intercepts for the predictors among regions. We attribute these random effects to the strong environmental differences between Ontario and the western provinces, although the differences in ranges in multiple variables between the two subsets preclude us from concluding that these trends would hold up with a larger dataset. To our knowledge, this study is the first attempt to model cyanobacterial abundances across Canada. The inclusion of a greater number of lakes, especially nutrient‐rich Ontario lakes would allow us to further refine this Canadian model.
26
Samedi 10h00 ‐ Saturday 10:00 AM Effets d'une perturbation sur la diversité génétique de populations de chlorophytes Geneviève Thibodeau*1, David Walsh2 et Beatrix Beisner1 1 Département des sciences biologiques, Université du Québec à Montréal [email protected] 2 Department of Biology, Concordia University La diversité génétique constitue une des trois formes reconnues de la biodiversité, entre autre car elle sert de matière première à la sélection naturelle en fournissant une gamme variée de phénotypes qui permettent ainsi l'adaptation des espèces aux variations environnementales. Par le même processus une plus grande diversité apporte plus de stabilité au système. C'est donc dans cette optique que nous avons étudié la diversité génétique et génotypique de populations d'algues vertes suite à une perturbation. Nous avons réalisé une expérience dans des mésocosmes installés sur le Lac Hertel, dans lesquels nous avons abaissé le pH jusqu'à 5.0 dans le but d'étudier la récupération de la communauté algale suite à cette perturbation. La communauté a ensuite été caractérisée au microscope, ce qui a permis de cibler un groupe d'algues particulièrement important dans la récupération de la communauté, soit le genre Scenedesmus de la famille des scenedesmaceae (chlorophytes). Nous avons donc séquencé, en séquençage de masse, le deuxième espaceur interne et transcrit (ci‐après ITS2) de quelques espèces de la famille des scenedesmaceae et des chlamydomonadaceae, dont les Desmodesmus plutôt que Scenedesmus (presque identiques visuellement). Les résultats préliminaires de ce séquençage montrent une diversité génotypique plus grande qu'attendue et une explosion des Desmodesmus après l'acidification. Samedi 10h30 ‐ Saturday 10:30 AM Variation saisonnière des taux de nitrification et de la communauté nitrifiante dans un lac oligotrophe Stéphanie Massé*1, David Walsh2 et Roxane Maranger1 1 Département des sciences biologiques, Université du Québec à Montréal [email protected] 2 Department of Biology, Concordia University Au cours des dix dernières années, plusieurs études se sont concentrées sur l'identification de la diversité des organismes nitrifiants et la mesure des taux de nitrification dans les systèmes océaniques en utilisant des techniques biomoléculaires et isotopiques innovatrices. Cependant, à notre connaissance, aucune étude n'a tenté de mesurer simultanément la diversité et les taux d'activité des organismes nitrifiants dans les lacs. Afin d'évaluer l'importance de la nitrification selon les différentes saisons, nous avons suivi la diversité et mesuré les taux de nitrification au cours d'un cycle annuel dans un petit lac oligotrophe en région tempérée. Les résultats préliminaires montrent une augmentation des concentrations de nitrates et d'oxyde nitreux dans la colonne d'eau sous la glace, suggérant un rôle actif des organismes nitrifiants durant l'hiver. Contrairement à nos attentes, les analyses biomoléculaires ciblant le gène fonctionnel codant pour l'enzyme ammoniac monooxygénase (amoA) montrent que les bactéries, et non les archaea oxydantes de l'ammoniac, dominent la communauté tout au long de l'année. Les objectifs futurs du projet seront de comparer les résultats biomoléculaires aux taux de nitrification obtenus grâce aux incubations avec ajouts de traceurs isotopiques stables (15NH4
+).
27
Samedi 10h45 ‐ Saturday 10:45 AM Dynamique saisonnière du gène de la protéorhodopsine dans l’Océan Arctique Dan Nguyen*1, Roxane Maranger1, Vanessa Balagué2, Montse Coll2, B. Fernández‐Gómez2, Connie Lovejoy3 and Carles Pedrós‐Alió2 1 Université de Montréal, Groupe de recherche interuniversitaire en limnologie et en environnement aquatique (GRIL‐UdeM), Montréal, Canada
[email protected] 2 Institut de Ciències del Mar ‐ CSIC, Barcelona, Spain 3 Université Laval ‐ IBIS/Québec‐Océan, Québec, Canada En transformant autant la lumière que la matière organique en énergie, les microbes photohétérotrophes remettent en question notre compréhension du cycle du carbone (C) marin. Le gène de la protéorhodopsine est un gène fonctionnel permettant à certaines bactéries de capturer l’énergie lumineuse. Bien qu’observée dans plusieurs océans, la dynamique de la présence et de l’expression de la PR demeure peu connue, spécialement dans les eaux polaires. Durant le projet Circumpolar Flaw Lead system study (IPY‐CFL), nous avons suivi les patrons saisonniers de présence et d’expression de PR dans le Golfe d’Amundsen, dans l’Arctique canadien. Des échantillons d’eau pour l’extraction de l’ADN et l’ARN bactérien et l’amplification du gène de la PR furent collectés de novembre 2007 à juillet 2008. Considérant les importantes variations d’ensoleillement en Arctique, nous anticipions l’absence d’expression sous les glaces et une expression durant la saison des eaux libres. La PR était présente dans l’ADN de tous les échantillons et la transcription du gène en ARN s’est poursuivie, durant la presque totalité de la nuit polaire. Un changement dans la diversité de la PR survient à la fin de l’hiver. Les amplicons de 16S ARNr, visualisés par électrophorèse par gel à gradient dénaturant, supporte un changement des communautés bactériennes à la fonte des glaces. La disponibilité de la lumière ne semble pas être un indicateur de la dynamique saisonnière de la PR et de la structure de la communauté bactérienne et supporte l’implication d’autres facteurs environnementaux. Ces données accroissent notre connaissance de la dynamique de la PR en Arctique, et sont un premier pas vers une meilleure intégration du rôle des photohétérotrophes dans le cycle du C Arctique. Samedi 11h00 ‐ Saturday 11 :00 AM Seasonal bacterial community dynamics in a coastal ocean basin Heba El‐Swais*1, Christine Gaudreau1, Etienne Yergeau2, Susanne E. Craig3, William Li3 and David A. Walsh1 1 Department of Biology, Concordia University [email protected] 2 National Research Council of Canada, Biotechnology Research Institute 3 Bedford Institute of Oceanography, Fisheries and Oceans Canada Understanding bacterial response to environmental change has motivated the establishment of long‐term microbial monitoring programs around the world. In this study we used 16S rRNA gene deep‐sequencing to assess bacterial community dynamics in the coastal ocean (Bedford Basin, Nova Scotia). We surveyed surface and bottom water bacteria at four seasonal time points (Spring Equinox, Summer Solstice, Autumn Equinox, Winter Solstice) over 6 years (2005‐2010) to understand multi‐year seasonal trends. On average, species richness in surface waters and bottom waters peaked during Winter and Summer, respectively. Nonmetric Multidimensional Scaling (NMS) ordination revealed two pronounced shifts in surface bacterial
28
communities from Spring to Summer and correlating with nutrient depletion, and from Autumn to Winter correlating with the breakdown of stratification within the water column. In contrast, the NMS ordination of deep water communities revealed major shifts in bacterial communities that occurred from Summer to Autumn suggesting a relation to decrease oxygen content, and Winter to Spring relating to increase oxygen content. We have found that in surface waters there are distinct bacterial communities associated with each of the four seasons in contrast to deep waters in which two temporally defined bacterial communities occur during the year. Further work will include bi‐weekly study (2009) to understand seasonal shifts in bacterial community at high temporal resolution. Samedi 11h15 ‐ Saturday 11:15 AM Lien entre mobilité du chenal et habitats aquatiques et riverains sur la rivière Yamaska Sud‐Est Guénolé Choné* et Pascale M.Biron Département de géographie, urbanisme et environnement, Université Concordia [email protected] Alors que, trop souvent, les impacts écologiques et géomorphologiques des interventions humaines dans les rivières et dans les zones riveraines sont négligés, il apparaît nécessaire de clarifier les liens entre les processus géomorphologiques et la création d'habitats aquatiques ou riverains. La mobilité du chenal des cours d'eau, soit par l'érosion des berges et la migration progressive du chenal ou bien par recoupement des méandres et la création de bras morts, est un des processus majeurs permettant la création et le maintien d'une diversité d'habitats. Cette étude a pour objectif de mettre en valeur les liens entre les caractéristiques géomorphologiques et la mobilité de la rivière Yamaska Sud‐Est, avec trois types d'habitats issus de la mobilité du chenal : les bancs de sédiments résultants de la migration des méandres, les bras morts des méandres et les embâcles de bois. Pour cela, la mobilité historique a été observée à partir de photographies aériennes sur la période 1950‐2009. Un découpage en tronçons géomorphologiquement homogènes permet une comparaison des données sur les habitats collectées lors de relevés de terrain et grâce à des photographies aériennes à haute résolution. Pour permettre la conservation des processus et des habitats étudiés, la pertinence d'établir un corridor de mobilité, à l'intérieur duquel les interventions humaines sont limitées et plus fortement réglementées, sera discutée. Samedi 11h30 ‐ Saturday 11:30 AM Développement d’un protocole de photographie pour la surveillance écologique des communautés végétales herbacées en bande riveraine Laurianne Bonin*, Raphaël Proulx et Guillaume Rheault Département des sciences de l’environnement, Université du Québec à Trois‐Rivières [email protected] Les chercheurs ont commencé à explorer les mérites de la photographie numérique, prise à petite échelle, dans une variété d’applications de surveillance écologique. De récentes études ont montré que les mesures non‐destructives de texture, calculées à partir d’images en tons de gris, corrélaient avec la croissance et la composition en espèce des communautés végétales. Cependant, le développement d’un protocole photographique standard, permettant une évaluation rapide et rigoureuse de ce type de communauté, nécessite une compréhension plus approfondie des facteurs biotiques et abiotiques
29
affectants les propriétés texturales des images. L’objectif de cette étude est d’étudier la relation entre les mesures de texture dans des communautés riveraines herbacées et différents facteurs environnementaux, tel que : les conditions d’illumination, la composition en espèces, la densité de floraison et les traits fonctionnels des plantes. Nos résultats montrent que la texture des images est peu influencée par les conditions d’illumination. La texture est plutôt déterminée par la quantité de polyphénols (substances de défenses) dans le feuillage et par la hauteur de la végétation, indépendante de la richesse en espèce. Globalement, ce protocole pourrait servir dans le suivi de la biodiversité et de l’intégrité écologique de différents écosystèmes, à différentes résolutions dans le temps et dans l’espace, et ce de manière rapide, non‐destructive et peu onéreuse. Samedi 11h45 ‐ Saturday 11:45 AM La diversité d'espèce végétale prolonge la saison de croissance des communautés riveraines herbacées en milieu agricole Guillaume Rheault*, Raphaël Proulx et Laurianne Bonin Département des sciences de l’environnement, Université du Québec à Trois‐Rivières [email protected] Les bandes riveraines en milieu agricole assument de nombreuses fonctions écologiques telles que l'assimilation de l'azote et du phosphore lessivé ainsi que la rétention des sols ce qui favorise une meilleure qualité des milieux aquatiques. Une saison de croissance allongée dans les communautés riveraines herbacées pourrait donc favoriser l'établissement d'un système racinaire bien développé, assurant la rétention des sols en plus de favoriser l'absorption d'azote et de phosphore. Au cours de cette étude, des caméras de type «time‐lapse» ont été utilisées pour déterminer la longueur de la période photosynthétique active (PPA) de 27 communautés herbacées riveraines de différente composition en espèces (variant de 2 à 30 espèces) et soumises à différents traitements (coupées et non‐coupées). Au cours de l'été 2012, chaque communauté a été photographiée quotidiennement et échantillonnée toutes les deux semaines pour déterminer le nombre d'espèces végétales présentes et leur abondance respective. Nos résultats révèlent que la PPA des communautés herbacées riveraines riches en espèces était en moyenne allongée de 50 jours comparativement aux communautés peu diversifiées. De plus, nous avons démontré que la PPA des communautés riches en espèces était similaire entre les parcelles coupées et non coupées. La coupe a cependant allongé la PPA des parcelles contenant peu d'espèces végétales. Samedi 13h00 ‐ Saturday 1:30 PM Crustacean zooplankton functional traits affect nutrient recycling in aquatic ecosystems Marie‐Pier Hébert*1, Roxane Maranger1, Beatrix Beisner2 et Guillaume Guénard1 1 Département de sciences biologiques, Université de Montréal marie‐[email protected] 2 Département des sciences biologiques, Université du Québec à Montréal Lorsque les systèmes aquatiques sont limités en nutriments dissous, les produits excrétés par le zooplancton peuvent représenter une source importante de nutriments pour les producteurs primaires. Les théories allométrique et physiologique soutiennent que les taux métaboliques varient en fonction de la taille de l'organisme et de la température. Toutefois, les traits fonctionnels, tels que la stochiométrie du
30
contenu corporel des organismes ou leur régime alimentaire, peuvent aussi influencer la quantité des nutriments relâchés. L'objectif visé par cette étude est donc de parvenir à mieux prédire le recyclage des nutriments en fonction de la structure de la communauté, tout en considérant les variables environnementales. Nous avons déterminé par méta‐analyse l'importance relative des traits fonctionnels, tout en contrôlant pour la variabilité associée aux facteurs environnementaux. Nous souhaitons ainsi pouvoir mieux caractériser (1) la variation interspécifique des taux d'excrétion et (2) du ratio stoechiométrique des produits excrétés. Les données manquantes dans la littérature ont été identifiées et devront être comblées afin d'estimer de façon réaliste le recyclage de nutriments via l'excrétion du zooplancton. Il y a cependant encore plusieurs traits de fonctionnels pour lesquels nous n'avons pas les valeurs. Pour pallier à cette situation, nous proposons une nouvelle technique d'inférence permettant d'estimer les valeurs manquantes sur une base phylogénétique. Samedi 13h45 ‐ Saturday 1:45 PM Microbial communities transforming dissolved organic matter in a large estuarine system Travis Dawson*1, Ting Ting Cui1, Etienne Yergeau2, Roxanne J. Maranger3, Yves C. Gélinas4, Luc Tremblay5 and David A. Walsh1 1 Department of Biology, Concordia University [email protected] 2 National Research Council of Canada, Biotechnology Research Institute 3 Département de sciences biologiques, Université de Montréal 4 Department of Chemistry and Biochemistry, Concordia University 5 Université de Moncton
Heterotrophic bacteria are responsible for degrading dissolved organic matter (DOM), and processes 50% or more of Earth's net primary production. Although integral to global nutrient cycling, the complexity of bacterial communities makes it difficult to resolve the mechanisms by which they degrade DOM. Adding to the complexity of this interaction is the compositional diversity of DOM. The St. Lawrence Estuary (SLE) is an important repository for DOM, produced both internally by phytoplankton and externally by terrestrial plants. I aim to identify the bacterial taxa that respond to differential DOM inputs using 16S rRNA abundance as a proxy for metabolic activity. A microcosm experiment was conducted in the SLE in which marine DOM and terrestrial DOM where extracted by ultrafiltration and solid‐phase extraction to isolate HMW and LMW DOM respectively. DOM extracts were amended to microcosms of raw SLE water and incubated at 7°C and 25°C for 32 hours. The Gammaproteobacterial lineage Pseudoalteromonadales experienced a 70% increase in metabolic activity in response to HMW marine DOM at both 7°C and 25°C, which was not observed in any other DOM treatment. Terrestrial DOM treatments showed a 13% increase in the metabolic activity of the Alphaproteobacterial lineage OM42 and proportional decrease in the metabolic activity of the Alphaproteobacterial lineage Sulfitobacter at 7°C, which experienced little metabolic response at 25°C. Microcosm experiments such as these aim to provide a better understanding of how DOM composition is responsible for bacterial community structure and metabolism. Considerations for future experiments could include transcriptomics analysis to describe the metabolic pathways involved in DOM degradation.
31
Samedi 14h00 ‐ Saturday 2:00 PM Fate of carbon export from boreal forested catchments to river systems in Abitibi, Quebec, Canada Mingfeng Li*, Paul A. del Giorgio and Yves T. Prairie Département des sciences biologiques, Université du Québec à Montréal [email protected] Carbon export from landscapes to river systems plays a very important role in linking terrestrial to aquatic carbon cycles. Few previous studies simultaneously measured different components of riverine carbon from the landscape and thus the fate of total carbon (TC) export to river systems were rarely explored. During the period of June 2010 through May 2011, degassing and loading of riverine carbon from the catchments in Abitibi, Quebec were simultaneously observed. Different components of riverine carbon in the TC export from the landscape were partitioned. Our results show that riverine dissolved organic carbon (DOC), inorganic carbon (DIC), CO2 and CH4 export averaged 8940, 5820, 1750 and 18 kg km
‐2 yr‐1, respectively, while atmospheric CO2 and CH4 emissions were, respectively, 1160 and 79 kg km‐2 yr‐1. On the average, DOC, DIC, POC, dissolved CO2 and CH4 and degassed CO2 and CH4 accounted, respectively, for 51%, 31%, 2.5%, 9%, 0.1%, 6% and 0.5% of the annual TC budgets, suggesting that around 90% TC from the landscape flows out of the catchments in dissolved form. Seasonally, TC export per km2 catchment is characterized as spring >autumn >summer. However, carbon emissions contributed significantly more during the summer and accounted for over 20% TC export (CO2, 13.5%; CH4, 6.7%). Moreover, peatland‐dominated catchments in the northern part of the Abitibi region had much higher DOC export rates, but lower DIC export, than in the southern Abitibi. In summary, DOC and DIC loading dominate the total riverine carbon export from the landscape and peatlands can markedly increase DOC export in the study area. Samedi 14h15 ‐ Saturday 2:15 PM Climate and catchment controls on fluorescent DOM in boreal lakes Jean‐Francois Lapierre* and Paul del Giorgio Département des sciences biologiques, Université du Québec à Montréal [email protected] Terrestrial inputs of dissolved organic carbon (DOC) largely control aquatic biogeochemical processes. Far from being a homogenous pool, this terrestrial DOC originates from various sources with distinct biochemical properties, yet little is known on the large‐scale controls on lake DOC composition. Here we explore how climate and catchment properties control large‐scale patterns in fluorescent dissolved organic matter (FDOM), a semi‐quantitative proxy of DOC composition, across the water‐rich boreal landscape of Québec, Canada. We find strong spatial patterns in both DOC concentration and composition, mainly explained by a combination of climate as well as lake and catchment properties, such as annual mean temperature and precipitations, lake and catchment area, percent wetlands and vegetation in the catchment or nutrient concentrations. These different variables affect DOC at different spatial scales, resulting in strong regional DOC patterns. These results show a strong interplay between landscape properties and DOC composition and fate in boreal lakes, highlighting the aquatic environment as a key constituent of the continental carbon cycle.
32
Samedi 14h30 ‐ Saturday 2:30 PM Annual cycle of dissolved organic matter reactivity in the context of CO2 dynamic of a boreal lake Dominic Vachon* and Paul A. del Giorgio Département des sciences biologiques, Université du Québec à Montréal [email protected] The widespread CO2 supersaturation in northern lakes suggests significant processing of terrestrial organic carbon. Not surprisingly, dissolved organic carbon (DOC) is found to be a good predictor of CO2 partial pressure (pCO2) in surface waters, especially in boreal lakes. There is, however, significant intra‐lake variability in the coupling between DOC and pCO2, which may originate in part from temporal variability in the processing of DOC within lakes. Over an annual cycle, lake DOC pool varies not only quantitatively, but also in quality, and in its potential to be degraded to CO2. Here we present a study of temporal patterns of DOC degradability in a typical boreal lake (Lac Simoncouche). We followed both biological lability and photochemical reactivity of lake surface water DOC monthly over an annual cycle. We first observed that DOC reactivity was highly variable compared to the low variation in DOC and that biological and photochemical degradability of DOC seem to covary negatively throughout the year. Then, we show that both temperature and DOC bio‐lability are explaining bacterial respiration rates, supporting that DOC quality may plays an important role in the internal production of CO2. Finally, there also appear to be hot moments of DOC reactivity related to specific climatic events, which may also play an important role in the lake annual CO2 dynamic. Samedi 15h00 ‐ Saturday 3:00 PM Les trois « C » des gaz à effet de serre : CH4, CO2 et Castor Annick St‐Pierre*, Paul A. del Giorgio et Lennie Boutet Département des sciences biologiques, Université du Québec à Montréal st‐[email protected] On reconnaît de plus en plus l'importance des systèmes aquatiques continentaux dans les budgets régionaux et globaux de gaz à effet de serre (GES). Jusqu'à maintenant, la majorité des recherches se sont concentrées sur les lacs, rivières et grandes zones humides alors que d'autres petits systèmes d'eau douce, tels que les étangs de castor, sont souvent ignorés malgré leur abondance élevée dans le biome boréal. Les populations de castor de l'Amérique du Nord ont augmenté dramatiquement au cours des dernières décennies. En construisant des barrages, les castors modifient le réseau aquatique et créent ainsi une importante mosaïque de zones humides de faible profondeur. Les milieux inondés résultants émettent des flux extrêmement élevés de CO2 et CH4. Les bulles de CH4 représentent une proportion importante de ces émissions de GES vers l'atmosphère. À l'opposé, la contribution du N2O est négative puisque les étangs de castor agissent plutôt comme des puits de N2O. Cependant, tous les flux de GES varient énormément spatialement et temporellement, une caractéristique qui doit être considérée lorsque l'on extrapole pour tout un territoire les processus prenant place dans les étangs de castor. Suite à une mise à l'échelle pour tout le territoire québécois et une année entière, nous montrons que les étangs de castor émettent vers l'atmosphère des quantités disproportionnellement élevées de CO2 et CH4 comparativement aux lacs et rivières à proximité et qu'ils jouent donc un rôle important au niveau régional en termes de budget de carbone boréal.
33
Samedi 15h15 ‐ Saturday 3:15 PM Contribution of ebullition to total methane emissions from boreal beaver ponds Lennie Boutet*, Annick St‐Pierre, Yves Prairie and Paul del Giorgio Département des sciences biologiques, Université du Québec à Montréal [email protected] Ebullition can be an important component of total methane (CH4) emissions from aquatic ecosystems. This process, however, has rarely been quantified simultaneously with diffusive fluxes, and both the regulation of the CH4 evasion mediated by bubbles in wetlands, and its contribution to total emissions, remain poorly understood. Here we present a study that explicitly addressed this issue in boreal wetlands. We measured CH4 ebullitive (using bubble traps) and diffusive (using floating chambers) fluxes to the atmosphere from 10 shallow beaver ponds in northern Québec, Chicoutimi, along the entire ice free season. Ebullition contributed 30 to over 70% of total CH4 emissions from these systems. Water and sediment temperature influenced both diffusive and ebullitive fluxes, although ebullition is considerably more temperature‐sensitive. Consequently, the contribution of ebullition to total CH4 emissions was typically higher during summer, and in warm and shallow environments such as wetlands. Ebullition needs to be included in aquatic greenhouse gas budgets, and this study provides tools to do this more effectively. Contribution de l’ébullition sur les émissions totales de méthane dans les étangs de castor de la région boréale Dans les écosystèmes aquatiques, l'ébullition représente possiblement une part importante des émissions totales de méthane (CH4). Ce processus est toutefois rarement quantifié de façon simultanée avec les flux diffusifs, et la régulation des émissions de CH4 dans les zones humides ainsi que la contribution de l'ébullition aux émissions totales demeurent grandement méconnues. Cette étude examine principalement cette problématique dans les zones humides boréales. Nous avons mesuré le flux de CH4 vers l'atmosphère par ébullition (en utilisant des trappes à bulles) et par diffusion (en utilisant une chambre flottante) sur 10 étangs de castor de la région de Chicoutimi pour la période sans glace. L'ébullition contribue de 30% à plus de 70% des émissions totales de CH4 pour ces systèmes. La température de l'eau et des sédiments influence à la fois les flux par diffusion et par ébullition, bien que ces derniers soient beaucoup plus sensibles à la température. Par conséquent, la contribution de l'ébullition sur les émissions totales de CH4 est plus élevée durant l'été et dans les environnements chauds et peu profonds tels que les étangs de castor. Les flux de CH4 par ébullition doivent donc être inclus dans les budgets aquatiques de gaz à effet de serre et cette étude fournit les outils nécessaires afin de le quantifier de façon plus efficace.
34
Samedi 15h30 ‐ Saturday 3:30 PM Les patrons spatio‐temporels des concentrations et flux d'oxyde nitreux (N2O) des lacs, rivières et étangs de la région boréale Cynthia Soued*1, Roxane Maranger1 et Paul del Giorgio2 1 Département de sciences biologiques, Université de Montréal [email protected] 2 Département des sciences biologiques, Université du Québec à Montréal Comme le CO2 et le CH4, le N2O est un puissant gaz à effet de serre produit par des processus majeurs du cycle de l'azote. Les eaux douces, étant des sites actifs de transformation de l'azote, pourraient grandement contribuer aux émissions de N2O, mais l'état actuel des connaissances ne permet pas l'intégration effective de ces systèmes dans les budgets régionaux et globaux. Nous présentons les résultats d'une étude à grande échelle des patrons de concentrations et flux de N2O vers l'atmosphère d'une grande gamme de lacs, rivières, et étangs à travers un gradient latitudinal du paysage Québécois. Les sites échantillonnés présentent une grande variation en termes de N2O, allant de puits à sources significatives pour l'atmosphère. Les trois types de systèmes présentent des patrons régionaux cohérents, ce qui suggère un facteur commun de contrôle du N2O à cette échelle spatiale. À l'inverse, les tendances saisonnières diffèrent selon le régime hydrologique, ce qui dénote l'importance de cette composante dans la dynamique du N2O. Bien que le dioxyde de carbone (CO2) et le méthane (CH4) récoltés aux mêmes sites soient corrélés entre eux, le N2O ne suit pas la tendance de ces deux gaz. Nos résultats mettent donc l'emphase sur l'importance d'intégrer le N2O dans l'établissement des budgets de GES. Samedi 15h45 ‐ Saturday 3:45 PM Sédimentation et stockage de carbone régional des lacs en milieu boréal et tempéré Marie‐Eve Ferland*1, Yves Prairie1, Paul del Giorgio1, Sebastian Sobek2, Lars Tranvik2 et David Bastviken3 1 Département des sciences biologiques, Université du Québec à Montréal [email protected] 2 Uppsala University, Sweden 3 Linköping University, Sweden Les lacs jouent un double rôle dans le cycle du carbone du paysage; ils agissent simultanément en tant que source de carbone vers l'atmosphère et en tant que puits de carbone. Jusqu'à maintenant, l'émission des gaz provenant des lacs a beaucoup été étudiée dans les contrées nordiques. Toutefois l'ampleur et les patrons régionaux d'accumulation de carbone dans les sédiments sont beaucoup moins connus. Nous avons mesuré l'accumulation Holocène totale de C dans les sédiments en utilisant une nouvelle approche qui détermine de façon précise la bathymétrie sédimentaire lacustre en utilisant un échosondeur de sub‐surface. Nous avons échantillonné 59 lacs situés dans 4 paysages nordiques : les basses‐terres de la Baie de James se trouvant dans le Québec boréal, les Laurentides se trouvant dans le bouclier Canadien, les Cantons de l'Est dans la région des Appalaches du sud du Québec et la Suède centrale située en zone boréale. Dans les deux régions boréales, nous avons mesuré l'accumulation sédimentaire récente centenaire basée sur des profils de 210Pb. Nos résultats montrent que l'accumulation de C est de 1.5 à 2.3 fois plus élevée en milieux boréal que tempéré et que le temps de déglaciation est un facteur crucial pour déterminer le taux d'accumulation de carbone à long terme des lacs à l'échelle régionale. Par ailleurs, les différences régionales dans les taux d'accumulation de carbone sont bien expliquées par la morphométrie
35
du bassin, particulièrement le ratio dynamique. Le taux d'accumulation centenaire et millénaire sont similaires au‐delà de 50 à 100 ans d'accumulation, ce qui suggère peu de dégradation. Nos résultats montrent également que le meilleur modèle prédictif d'accumulation du C dans les sédiments lacustres inclus le ratio dynamique, la Production Primaire Nette du paysage et le contenu en carbone des sols environnants. Regional carbon sedimentation and storage in boreal and temperate lakes Lakes play a dual role in the landscape carbon budget; in that they simultaneously act as a source of carbon to the atmosphere and a sedimentary carbon sink. Whereas gas evasion from lakes has been extensively studied in northern landscape, much less is known on the magnitude and regional patterns of carbon accumulation in lake sediment. We measured the total (Holocene) sediment organic carbon accumulation using a new approach involving the precise determination of the lake sedimentary basin using a sub‐bottom profiling ecosounder. We did this in 59 lakes located in 4 distinct northern landscapes: The James Bay lowlands in boreal Québec, the Laurentians in the Québec Canadian Shield, the Eastern townships in the Appalachian region of southern Québec, and in northern boreal Sweden. In the two boreal regions, we additionally measured the centennial‐scale carbon accumulation rate based on lead‐210 profiles. Our results show that organic C accumulation in boreal regions is between 1.3 and 2.5‐fold higher than in temperate regions, on the same, and the deglaciation history seems to be a critical factor determining the long‐term carbon accumulation in lakes at regional scales. Further regional differences in carbon accumulation rates are well explained by the morphometry of the lake basin, particularly with the dynamic ratio. The centennial and Holocene C accumulation rates are overall very similar, suggesting little C degradation beyond 50 to 100 years post‐sedimentation. Our best predictive models of C sedimentation in lakes include Dynamic ratio, Net Primary Production of the landscape and C in soils. Samedi 16h00 ‐ Saturday 4:00 PM Photodéméthylation du méthylmercure et physicochimie de mares thermokarstiques : observations in situ et expériences in vitro Catherine Girard*1,2 et Marc Amyot1,2 1 Département de sciences biologiques, Université de Montréal, Montréal, Canada 2 Groupe de recherche interuniversitaire en limnologie et en environnement aquatique (GRIL) [email protected] Le méthylmercure (MeHg) est une neurotoxine bioamplifiable qui pose un danger important aux écosystèmes arctiques. La photodéméthylation (PD), qui transforme le MeHg en mercure inorganique (Hg), est un procédé de dégradation important du MeHg. Toutefois, les mécanismes dirigeant ce processus sont toujours incompris, et la contribution de la PD au cycle du MeHg en milieu aquatique est méconnue. Les objectifs de cette étude étaient d'abord de déterminer les mécanismes de la PD, puis d'évaluer son impact sur les budgets de MeHg dans des écosystèmes aquatiques arctiques sur les îles Bylot et Cornwallis (Nunavut), respectivement un oasis et un désert polaire. Des expériences d'incubation sur le terrain ont montré des pertes variables associées à la PD du MeHg en fonction de différents acteurs chimiques. Les taux de PD dans les sites de l'oasis polaire étaient supérieurs d'un ordre de grandeur à ceux observés dans le désert arctique. Dans une deuxième expérience, une mare a été couverte pendant 4 jours pour obstruer la radiation solaire. La couverture a modifié les gradients physicochimiques de la colonne d'eau, sans affecter le budget de Hg. Toutefois, les concentrations de MeHg ont fluctué
36
grandement après la réexposition de la mare au soleil, indiquant l'importance de processus écosystémiques contrebalançant la PD. Ainsi, ce projet nous a permis d'identifier certains acteurs chimiques clés dans le processus de la PD, mais aussi souligne l'importance de la recherche in situ. Photodemethylation of methylmercury and water chemistry of permafrost thaw ponds: in situ observations and in vitro experiments Methylmercury (MeHg) is dangerous neurotoxin that can biomagnify in aquatic ecosystems. Photodemethylation (PD), which transforms MeHg into inorganic mercury (Hg), is an important degradation process of MeHg. However, the mechanisms driving PD are poorly understood, and its contribution to the cycle of MeHg in aquatic environments is unknown. The goals of this study were to identify the mechanisms of PD, and to evaluate its impact on MeHg budgets in arctic aquatic ecosystems on Bylot and Cornwallis Islands (Nunavut), respectively a polar oasis and polar desert. Incubation experiments on the field showed significant losses of MeHg associated with light‐mediated PD in the presence of various chemical actors. PD rates in the polar oasis sites were one order of magnitude greater than those measured in the polar desert. In a second experiment, a permafrost thaw pond was covered for 4 days to obstruct solar radiation. Covering the pond modified chemical gradients in the water column, but did not affect the Hg budget. MeHg concentrations on the other hand fluctuated after re‐exposure of the pond to solar radiation, indicating the importance of ecosystem‐wide processes in counterbalancing PD. Thus, this project allowed us to identify key chemical actors in the process of PD, but also underlines the importance of in situ research.
37
38
RÉSUMÉS DES AFFICHES
POSTER ABSTRACTS
39
Influence de la variation de la concentration en carbone organique dissous (COD) sur la croissance des poissons : une étude comparative Pierre‐Olivier Benoit*1, Christopher T. Solomon1 et Beatrix Beisner2 1 Department of Natural Resource Sciences, McGill University pierre‐[email protected] 2 Département des sciences biologiques, Université du Québec à Montréal Chez les poissons, une évolution rapide des traits d'histoire de vie et des traits morphologiques est observée lorsque les populations sont exposées à différentes conditions environnementales et ainsi, à différentes pressions sélectives. L'apport terrestre en carbone organique dissous (COD) vers le milieu aquatique est un des multiples facteurs pouvant influencer de manière significative les caractéristiques biologiques, chimiques et physiques des lacs par son effet sur la pénétration de la lumière et sur la disponibilité des ressources. À travers les dernières décennies, une augmentation générale de la concentration en COD a été observée dans les milieux aquatiques de l'est de l'Amérique du Nord. Ces apports proviennent essentiellement de sources allochtones, qui sont majoritairement issues de la décomposition de la végétation dans les milieux humides et dans la forêt du bassin versant. Mon projet vise principalement à vérifier l'influence de la variation de la concentration en COD sur la croissance des poissons. Pour ce faire, j'utiliserai des données de captures individuelles provenant de trois différentes espèces possédant d'importantes différences biologiques, morphologiques et comportementales, soit la truite grise (Salvelinus namaycush), le doré jaune (Sander vitreus) ainsi que la perchaude (Perca flavescens). Pour chacun des lacs échantillonnés, la concentration en COD et différentes variables environnementales seront mesurées. L'objectif est, pour chacune des espèces, de pouvoir comparer la croissance (obtenue à partir des mesures individuelles d'âge et de longueur) d'individus évoluant dans différentes concentrations de COD. En incluant différentes espèces, il sera possible d'analyser des lacs présentant une plus grande variation de COD, d'obtenir une meilleure évaluation de l'influence du COD sur la croissance des populations ichthyennes et d'associer les effets observés aux caractéristiques de chaque espèce. Les Grands projets GRIL, de nouvelles orientations pour une meilleure collaboration Morgan Botrel*1, Roxane Maranger2 et David Walsh3 1 Groupe de recherche interuniversitaire en limnologie et en environnement aquatique (GRIL) [email protected] 2 Département de sciences biologiques, Université de Montréal 3 Department of Biology, Concordia University Depuis l'été 2012, le GRIL a amorcé deux grands projets de recherche. Pour ces projets, le GRIL fournit un financement de base afin d'assurer les moyens nécessaires à leur réalisation, mais également afin de susciter la bonne collaboration entre les chercheurs membres. Le premier grand projet porte sur les herbiers aquatiques à l'embouchure des rivières Yamaska et St‐François au Lac St‐Pierre et vise à caractériser les plantes aquatiques submergées et leur rôle sur la physique, la chimie et la biologie de leur milieu. Le deuxième projet de lacs sentinelles est un suivi à long terme de variables biotiques et abiotiques de lacs du Québec situés dans un gradient Nord‐Sud. Dans cette présentation, nous discuterons pour chacun des projets du plan et des sites d'échantillonnage, des variables mesurées par le GRIL, de l'organisation de l'échantillonnage, de la participation des membres du GRIL ainsi que du partage des données « GRIL ». Pour terminer, nous indiquerons de futures directions à prendre dans les années à venir.
40
Since summer 2012, the GRIL has started two great research projects. For these projects, the GRIL provides core funding to insure the resources needed for their achievement but also to bring about collaboration between GRIL members. The first great project is on aquatic grass beds at the mouth of the Yamaska and St‐François rivers in the Lake St‐Pierre and aims at characterising submerged aquatic vegetation and their role on the physical, chemical and biological properties of their environment. The second project on sentinel lakes is a long term monitoring program of various biotic and abiotic variables in Quebec lakes located along a North to South gradient. In this presentation and for each project, we will discuss the sampling plan and sites, the variables measured by the GRIL, sampling organization, GRIL member participation and the sharing of data. To conclude, we will indicate future direction to take in the coming years. Effet de l'eutrophisation sur les chaînes trophiques des écosystèmes lentiques : une étude des communautés de macroinvertébrés Emmanuelle Chrétien*, Guillaume Pelletier, Jacob Ziegler et Irene Gregory‐Eaves Department of Biology, McGill University [email protected] Les chaînes trophiques influencent les fonctions des écosystèmes. Puisque l'apport en nutriments détermine l'énergie disponible pour un milieu, plus la productivité primaire est grande, plus le milieu peut soutenir de populations, et conséquemment, plus la chaîne trophique devrait être étendue. Par contre, les perturbations, telle l'eutrophisation des écosystèmes aquatiques, peuvent diminuer l'ampleur des chaînes trophiques par des limitations énergétique et la sensibilité des prédateurs de niveaux trophiques plus élevés. L'eutrophisation peut aussi altérer les habitats en zone littorale, par l'augmentation de la turbidité, puis une homogénéisation des communautés végétales. Ce processus affecte les espèces des zones littorales, pour lesquelles les macrophytes offrent un habitat et une protection contre la prédation. Ainsi, l'apport en nutriment pourrait plutôt engendrer un effet négatif sur la taille des chaînes trophiques, en particulier en affectant les communautés de macroinvertébrés des zones littorales. Une étude préliminaire menée sur 10 lacs des Cantons‐de‐l'Est a démontré un lien positif entre l'ampleur des chaînes trophiques des macroinvertébrés et la biomasse de macrophytes en zone littorale, mais un lien négatif avec l'augmentation de la productivité primaire des milieux. La richesse des familles de macroinvertébrés diminuait également avec l'augmentation de la productivité primaire, mais on n'a pas pu lier ce résultat à la perte de la complexité de l'habitat due à l'eutrophisation. Une deuxième série de 10 lacs échantillonnés à l'été 2012. L'analyse des données prélevées permettra de préciser les résultats préliminaires et de définir plus clairement l'impact de la complexité de l'habitat sur la richesse des communautés. Les communautés de macroinvertébrés sont sensibles aux changements de productivité des écosystèmes lentiques et influencent la stabilité des niveaux supérieurs des chaînes trophiques.
41
Effet des rayons UV sur la survie d'un stade larvaire de parasite Trématode, ainsi que sur sa capacité à infester un poisson Pierre‐Marc Constantin*, Andrea Bertolo et Gilbert Cabana Département des sciences de l’environnement, Université du Québec à Trois‐Rivières [email protected] Le projet portait sur l'effet des radiations UV sur la survie d'un stade larvaire de parasites Trématodes (genre Uvulifer) chez les poissons (phase 1 du projet), ainsi que sur sa capacité à pénétrer dans les tissus des poissons (phase 2 du projet). Nous avons premièrement testé différents traitements thermiques (10, 20, 24 degrés) et de lumière (cycles de 12h:12h, 24h de lumière, etc.) afin de déterminer les facteurs qui peuvent favoriser l'éclosion des parasites hors de l'escargot hôte (ici, Campeloma decisum). Les échantillonnages se sont faits durant une partie de l'été à intervalles de 1 ou 2 semaines. De plus, plusieurs techniques de coloration et de dénombrement ont été testées. Pour la phase 1 du projet, les parasites produits par les escargots ont été exposés aux rayons du soleil sur le campus de l'université. Un plan d'expérimentation factoriel avec des blocs complètement randomisés a été obtenu en croisant trois niveaux d'intensité lumineuse (filtres neutres) et trois niveaux de qualité spectrale (spectre solaire complet, filtre contre UV‐B et UV‐A, filtre contre les UV‐B seulement). L'expérience a été répliquée dans l'espace (différents bains thermostatés) et dans le temps. La deuxième phase du projet (en cours) a pour but de tester l'effet des rayons UV sur la capacité des parasites à infester leur deuxième hôte temporaire, un poisson. Des crapets‐soleil provenant d'un lac non infesté par cette classe de parasites ont été récoltés et incubés avec les parasites, préalablement exposés aux rayons UV selon la méthode utilisée lors de la phase 1. Selon les résultats préliminaires, les rayons UV n'ont pas eu d'effet significatif sur la survie de la cercaire. Une des raisons est que ces organismes possèdent des mécanismes de réparation de l'ADN. Les résultats pour la deuxième phase du projet seront disponibles vers la fin février. Dissolved organic carbon (DOC) decreases benthic invertebrate production in a cross‐lake survey Nicola Craig*1, Christopher T. Solomon1, Brian Weidel2, Stuart Jones3 and Alexandra Sumner1 1 Department of Natural Resource Sciences, McGill University [email protected] 2 United States Geological Survey, Great Lakes Science Center, Lake Ontario Biological Station 3 Department of Biological Sciences, University of Notre Dame, USA Widespread increases in freshwater DOC levels have been observed over the past few decades in the northern hemisphere which may have important implications for the productivity of affected ecosystems and their consumers. Most research on the effects of DOC on lake food webs has focused mainly on the pelagic zone, however, benthic invertebrates are an important resource in lakes, particularly for fish consumers. Increasing levels of DOC can decrease the amount of light reaching the benthos and thus limit benthic primary production and as a consequence, the benthic invertebrates that feed on this resource. Benthic invertebrate production was calculated for several depths in 10 lakes spanning a DOC gradient (5‐26 mg/l) in Northern Michigan, USA during summer 2012. We observed a decrease in benthic invertebrate production with increasing DOC at the majority of the depths sampled, indicating that increasing levels of DOC can lower benthic secondary production. This may have ramifications up the food web as there is less of this benthic resource available for higher consumers (i.e. fish predators).
42
Spatial variability in free‐living and particle‐associated bacterioplankton in the St. Lawrence Estuary Ting Ting Cui*1, Travis Dawson1, Etienne Yergeau2, Roxane J. Maranger3, Yves C. Gélinas4 and David A. Walsh1 1 Department of Biology, Concordia University [email protected] 2 National Research Council of Canada, Biotechnology Research Institute 3 Département de sciences biologiques, Université de Montréal 4 Department of Chemistry and Biochemistry, Concordia University The St. Lawrence Estuary (SLE) is a productive ecosystem characterized by steep gradients in salinity, carbon availability and nutrients. A progressive acidification and depletion of dissolved oxygen (DO) is on going in SLE bottom waters, making the SLE a dynamic system faced with long term changes in environmental factors (DO and pH). How these changes may impact microbial community structure and biogeochemical processes is difficult to predict since few studies linking microbial ecology and biogeochemistry in the SLE exist. Here, we used 16S rRNA gene surveys to assess the phylogenetic structure of both the free‐living and particle associated bacterioplankton of the estuarine community. Bacterial communities inhabiting particles were distinct from those found free‐living in the water column, and this structuring held true for both surface communities and those inhabiting the bottom hypoxic waters. In general, Proteobacteria were more common in the free‐living fraction, while Bacteroidetes were more commonly associated with particles. Moreover, particle‐associated bacterial communities had an abundance of Firmicutes and Planctomycetes, and free‐living bacteria exhibited a greater abundance of Marine Group A, particularly in the bottom waters. These findings are shedding light on the bacterial taxa inhabiting the SLE and further metagenomic analysis will elucidate the metabolic potential of the bacterial community. Expression des gènes chez les biotypes du complexe Chrosomus eos‐neogaeus Antoine Dallaire*, Rachel Morin et Bernard Angers Département de sciences biologiques, Université de Montréal [email protected] L'importance de la mitochondrie ne se réduit pas uniquement à la respiration cellulaire, il semblerait que cette organelle soit aussi impliquée dans l'expression du génome nucléaire. Le but de ce projet est de comprendre les réponses adaptatives face aux introgressions mitochondriales en cernant l'effet de la mitochondrie sur l'expression du génome nucléaire. Pour ce faire, nous utiliserons le séquençage à haut débit pour étudier le transcriptome des différents biotypes du complexe Chrosomus eos‐neogaeus. À l'aide d'outils bio‐informatiques, nous pourrons ainsi mesurer l'expression différentielle d'allèles en fonction de l'origine de la mitochondrie présente chez ces biotypes. Ces résultats pourront donner une explication moléculaire à la répartition allopatrique de certains biotypes en fonction de leur mitochondrie.
43
Assessing the temporal variability of thermal refuge abundance and temperature long profile complexity in an Atlantic salmon river using airborne thermal infrared imagery Stephen Dugdale*, Normand Bergeron and André St‐Hilaire INRS‐Centre Eau, Terre et Environnement [email protected] In response to summer heat stress, salmonids thermoregulate in discrete units of cold water. Termed thermal refuges, these are of great significance to the ability of salmonids to survive increased water temperatures. Although research has documented how the spatial arrangement of thermal refuges affects salmonid distribution and behaviour, temporal variation in the abundance and types of thermal refuges has never been studied. In this study, airborne thermal infrared (TIR) images acquired six times between 2009 and 2011 were used to characterise temporal variability in thermal refuges and broader scale water temperature complexity in the Rivière Ouelle, Québec. Thermal refuges detected from TIR imagery were classified into a series of categories, revealing notable inter‐survey variability between the refugia classes. Broader‐scale longitudinal temperature profiles were also extracted. Temporal variability in the absolute counts of lateral groundwater seeps (the most frequently observed thermal refuge class) was shown to correlate strongly with long duration hydrometeorological metrics such as seasonal mean discharge. Conversely, thermal refuges resulting from cold water tributaries were more temporally stable. Downstream temperature complexity was shown to correlate best with short duration metrics such as cumulative precipitation depth within a 5 day period prior to each survey. This study is the first of its kind to link thermal refuge dynamics to hydrometeorological conditions and may offer valuable insights into how changing climatic regimes could influence these important cold water units in the future. Les facteurs explicatifs de la présence de méduses d'eau douce (Craspedicusta sowerbyi) dans les lacs au Québec Nadia El Moussaoui* et Beatrix E. Beisner Département des sciences biologiques, Université du Québec à Montréal [email protected] Les dernières années, il y a eu plus de reportages des proliférations des méduses dans les lacs nord tempérés en Amérique du Nord. Cependant très peu sur la répartition et l'écologie de l'espèce est connu. L'objectif de cette recherche est de déterminer la distribution spatiale et les facteurs environnementaux responsables de la prolifération de la méduse d'eau douce Craspedicusta sowerbyi surtout au Québec. Dans les étés les plus chauds des cinq dernières années, la présence de C. sowerbyi a été notée dans plusieurs lacs au Québec, principalement vers la fin de l'été avec des températures de l'eau atteignant 25°C et plus. Une perturbation dans les populations zooplanctoniques a été observée en relation avec la prolifération de cette méduse qui se nourrit de zooplancton. Cependant, mis à part la température de l'eau, aucune étude scientifique n'a été réalisée, jusqu'à date, pour connaitre les paramètres des milieux déclancheurs. En liant les lacs dans lesquels il y a eu des proliférations avec les facteurs environnementaux et morphométriques de ces mêmes lacs, nous allons voir si l'apparition est liée à la qualité de l'eau des lacs ou aux facteurs physiques.
44
The Lake Montjoie Plankton Observatory: a cabled automated profiling platform for high frequency and high resolution planktonic community studies Maxime Fradette*, Yannick Huot and Anahid Kasbarian Département de géomatique appliquée, Université de Sherbrooke [email protected] With the objective of studying the ecophysiology of phytoplankton in lakes at high temporal and spatial resolution, we deployed in the summer of 2012, a cabled automated profiling platform in the lake Montjoie (Saint‐Denis‐de‐Bompton, Québec; see website at http://profileur.flsh.usherbrooke.ca). The instrumented platform is anchored to the lake bottom and is raised and lowered using an onboard winch. The set of instruments mounted on it make it the most sophisticated autonomous plankton observatory ever deployed. The sensors allow us to image phytoplankton and zooplankton organisms individually through the water column, as well as obtain information about most of the key variables influencing their growth. These include temperature, conductivity, pH, nutrients (nitrates and phosphates), hyperspectral irradiance and others. The system, thus allows us to obtain time series of in situ data taken at high frequency and high temporal resolution. In addition to the data provided by the observational platform, we also collect a suit of satellite data as well as local meteorological data. All this data is processed to physical units and included in a database in near real time. In this contribution I will describe the instrumented plateform as well as the data processing and web interface that were developed to access the data. Metaphylogenomics and global distribution of tannase: a microbial weapon targeting plant warfare Michael Gasse and David Walsh Department of Biology, Concordia University [email protected] Tannins are plant polyphenolics that precipitate proteins and other useful macromolecules to discourage herbivory and prevent the destruction of plant matter by microbes. In aquatic systems, the toxic effect of tannins prevents microorganisms from efficiently processing organic matter due to enzyme inhibition, metal ion chelation or deprivation of substrates. The tannase enzyme is expressed by a wide variety of bacteria and fungi in order to degrade tannins for the purpose of pathogenicity, processing organic carbon or facilitating herbivory. In an effort to piece together the unknown evolutionary history of the tannase enzyme, a maximum likelihood tree was generated from 110 tannase reference sequences. The tree showcases eight tentative tannase clades, as well as a rift between the fungal clades. Using this tree, an argument can be made for a bacterial origin for fungal tannases via lateral gene transfer from either Actinobacteria or Proteobacteria. In addition, each clade was compared to tannase sequences from environmental metagenomes in order to associate a microbiome type with each clade. The main microbiomes associated with the clades include: human, rhizosphere, Coleopteran insect, Hymenopteran insect, freshwaters, and marine photic and aphotic zones. The analysis of the enzyme also sparks speculation regarding its presence in the human oral cavity, bivalves, as well as fungi associated with the BP oil spill in the Gulf of Mexico, and the extracellular space of marine sponges.
45
Phytoplankton community of lakes and saline lakes in brazilian Pantanal Deborah Christiane Leite Kufner* and Alessandra Giani Department of Botany, Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG), Brazil [email protected] The Pantanal is a particular tropical system, a wetland periodically submerged during the rainy season, and it is situated in central Brazil. The water bodies formed as a result of flood pulses in the Pantanal favour the development of the phytoplanktonic community, which is sensitive to the environmental fluctuations. Because of the great biodiversity of this floodplain and of the scarcity of knowledge about the phytoplankton composition and dynamic, this work aimed to identify the main phytoplanktonic species of 12 lakes and 4 salt lakes and to relate their presence to physical and chemical variables. The first sampling was on February 2011 in the Pantanal sub‐region called Nhecolandia (MS, Brazil). Dissolved oxygen, conductivity, salinity, pH, temperature were obtained in the field with a YSI probe and transparency was measured with a Secchi disk. Samples were also collected for chemical analyses and phytoplankton identification. Nutrients values showed that lakes with higher concentration of total nitrogen (TN) were also the ones that presented higher total phosphorus (TP). Elevated concentrations of TN and TP were found in the saline lakes. Some of the most eutrophic lakes were not saline, but presented high iron concentrations. Regarding the phytoplankton, the class Euglenophyceae (represented by Phacus, Strombomonas, Trachelomonas, Lepocinclis) showed higher taxon richness in most lakes, followed by the class Chlorophyceae. In the salt lakes, the cyanobacteria (mainly Anabaena and Anabaenopsis) were the most abundant, indicating their tolerance to high salinity, conductivity and basic pH. The lakes characterized by abundance of Euglenophyceae were in general deeper, with dense aquatic vegetation distributed either on the shores or completely covering the water surface. Representatives of this group showed large tolerance to variation in pH and conductivity, mainly occurring in acid waters. The abundant presence of this class demonstrated close connection to organic matter concentration, which was produced mainly by the decomposition of macrophytes. Disentangling lateral versus vertical evolution in marine and freshwater Flavobacteria using comparative genomics Josine Lafontaine*1, Jessica W. Leigh2, Yannick Huot3 and David A. Walsh1 1 Department of Biology, Concordia University [email protected] 2 Post‐doctorate fellow in Mathematics and Statistics, University of Otago, Dunedin, New‐Zealand 3 Département de géomatique appliquée, Université de Sherbrooke As aquatic bacteria migrate between oceans and freshwaters, their success in the newly colonized environment may be facillitated by the lateral acquisition of genes favourable to the new selective pressures they face. For example, in order to deal with the salinities that tipify freshwaters, the genome of a recent marine colonizer might gain genes involved in osmoregulation. In this study, we focus on the Flavobacteria, a diverse class of bacteria that occupy both marine and freshwater habitats. Our first aim is to assess the occurrence of lateral gene transfer events between a set of marine and freshwater bacteria by constructing a set of 453 phylogenetic trees that each correspond to single copy genes shared by all species. Meaningful incongruencies in these trees trace the timeline of lateral gene transfer events. The second aim of this study is to compare gene content between marine and non‐marine bacteria, in order to ascertain connections between gene content and habitat. We identified orthologs that are exclusively found in marine genomes, then functionally annotated them using the COG and KEGG databases. The
46
preliminary results were surprising: 95% of orthologs were found in no more than two of my species, indicating that habitat is a poor predictor of genome content. Future work will extend beyond core genes to lifestyle‐defining genes, to assess their evolution across separate habitats. We also intend to sample local lakes to sequence new Flavobacteria genomes. La production de thiols biogéniques par les microorganismes aquatiques du lac Saint‐Pierre Maxime Leclerc*1, Dolors Planas2 et Marc Amyot1 1 Département de sciences biologiques, Université de Montréal [email protected] 2 Département des sciences biologiques, Université du Québec à Montréal Les thiols à faible poids moléculaire (FPM) forment un groupe de molécules organo‐sulfurées pouvant se retrouver sous forme libre dans les systèmes aquatiques. Bien qu’ils ne constituent qu’une faible portion de la matière organique dissoute, leur forte affinité pour le mercure (Hg) les rend particulièrement intéressants lors de processus de complexation avec ce métal. Les thiols à FPM restent cependant peu étudiés dans les milieux d’eau douce. Deux campagnes d’échantillonnage ont été effectuées en juin et en août 2012, dans les herbiers du Lac Saint‐Pierre (LSP), avec pour objectif de mesurer la concentration de différentes espèces de thiols à FPM à 0.5m sous la surface et de déterminer leurs origines biologiques et abiotiques. Les espèces de thiols à FPM considérées furent la cystéine (Cys), le γ‐glutamyl‐Cys, la Cys‐glycine, le N‐acétyl‐L‐Cys, l’acide thioglycolique (AT), l’acide 3‐mercaptopropionique et les phytochélatines 2 à 4 pour la portion dissoute de 55 sites du LSP. Les concentrations en thiols totaux ont varié de 0.55 à 3.68 nmol•L‐1 en juin et de 1.28 à 9.81 nmol•L‐1 en août. Parmi les espèces de thiols à FPM détectés, l’AT fût l’espèce la plus abondante, atteignant des concentrations allant jusqu’à 3.26 nmol•L‐1 en août. À ces concentrations, la formation de complexes thiol‐Hg pourrait possiblement influencer la biodisponibilité du Hg chez plusieurs microorganismes et donc avoir un effet sur la production de monométhylmercure, une neurotoxine bioamplifiable. Le rôle clé des crustacés zooplanctoniques de la famille Daphnidés dans le transfert trophique du méthylmecure au sein des lacs et étangs arctiques en mutation Gwyneth MacMillan*1, John Chételat2, Murray Richardson3, France Dufresne4 et Marc Amyot1 1 Département de sciences biologiques, Université de Montréal [email protected] 2 Environnement Canada, Ottawa 3 Carleton University, Canada 4 Université du Québec à Rimouski Le méthylmercure est un contaminant prioritaire avec un fort potentiel de bioaccumulation et bioamplification au sein des réseaux trophiques arctiques, posant des risques importants pour la santé écosystémique et humaine. Cependant, les effets des changements environnementaux actuels liés au climat sur la bioaccumulation de méthylmercure dans le biote sont incertains au sein des lacs et étangs arctiques. Mon projet vise à élucider le rôle clé du zooplancton dans l'assimilation de méthylmercure dans ces écosystèmes vulnérables aux changements environnementaux. Nous examinons plusieurs sites sur un gradient latitudinal afin de comparer les facteurs environnementaux clés (dépendant du climat) qui influencent la bioaccumulation. Au cours de l'été 2012, nous avons prélevé des échantillons d'eau, de seston et de zooplancton venant de 16 lacs et étangs situés dans la taïga subarctique autour de
47
Kuujjuarapik, Nunavik, QC. Nous prévoyons un échantillonnage du même nombre de sites à Iqaluit en été 2013, situé dans la toundra arctique. Nos résultats préliminaires confirment que les crustacés zooplanctoniques de la famille Daphnidés jouent un rôle déterminant dans le transfert trophique de méthylmercure au sein de ces écosystèmes subarctiques. Notre approche méthodologique nous permet d'examiner les corrélations potentielles entre la productivité et la stochiométrie écologique des sites d'échantillonnage et les concentrations élevées de méthylmercure retrouvées chez le zooplancton (de 56.6 à 415.2 ng/g poids sec). Nous examinons pour la première fois l'influence des variations génétiques régionales du complexe d'espèce Daphnia pulex (clones polyploïdes et diploïdes) sur la contamination de ces écosystèmes en méthylmercure. Life under the Ice: Exploring food webs in subarctic waters Heather Mariash* and Milla Rautio Département des sciences fondamentales, Université du Québec à Chicoutimi [email protected] The physiological adaptations zooplankton use to cope with often extreme seasonal conditions on an annual scale can provide insight into how different strategies may adapt to a changing climate. In the arctic, the annual ice cover period is a critical denominator underlying lake metabolism. Ice cover controls much of the internal lake function, from timing of different carbon sources, to the light environment, and subsequently to food availability. Our study investigates the different strategies zooplankton use to cope with the constraints of food limitation during prolonged ice cover. We experimentally observed that copepods (Eudiaptomus graciloides) were able to survive more than six months of starvation. Based on stable isotope and fatty acid analysis we found that copepods survive the winter by using stored energy gained from the previous summer, with the storage lipids gradually decreasing throughout the winter months. By investigating zooplankton during the polar winter, we will better understand the subsequent trophic interactions as a consequence of ice cover and in turn the degree of population plasticity in response to ongoing environmental change. The importance of ecological and evolutionary interactions in the context of exotic invasions Jorge Negrin Dastis* and Alison Derry Département des sciences biologiques, Université du Québec à Montréal [email protected] Understanding how predatory regimes operate, especially when adding exotic fish in a natural environment, is particularly important concerning food web modifications. The ability to predict whether or not particular species will recover following fish removal is critically important for the design and implementation of lake restoration efforts but is currently not possible because of a lack of information on what factors affect recovery (Knapp & Sarnelle 2008). It is quite unknown how these types of food web modifications driven by top‐down predatory pressures will impact the contemporary evolution of lower trophic levels (e.g. zooplankton). Adaptive responses in prey to predation involve a change in genetic and plastic characteristics that provide evolutionary advantage and better defense mechanisms to fight' against predators. The different ecological impacts of phenotypes and genotypes may alter selection on many species and promote a cascade of ecological and evolutionary change throughout the food web (Walsh et al 2012). Further, predator and prey‐induced changes can ultimately invoke feedbacks on each other (Palkovacs et al 2009). Modifying the strength of top‐down trophic interactions could potentially
48
therefore not only provoke evolutionary responses in prey populations, but also alter higher level community and ecosystem processes as a whole. In order to better understand how these introductions could impact natural freshwater ecosystems we approach the problem with an eco‐evolutionary framework of investigation. To characterise these interactions, top‐down scenarios will be presented in the form of predator‐prey/fish‐zooplankton dynamics. Introducing the first GRIL autonomous buoy, Lac Simoncouche, spring 2013 Alice H. Parkes*, Paul A. del Giorgio and Yves T. Prairie Département des sciences biologiques, Université du Québec à Montréal [email protected] In April 2013, the first GRIL autonomous buoy will be installed on Lac Simoncouche, near UQAC's FERS field station, in the Saguenay region. The GRIL buoy design is based on the C‐BASS buoy prototype, with several improvements. The C‐BASS, installed on Lac Croche in June 2011, was developed for the CarBBAS chair, held by Paul del Giorgio at UQAM. Both buoys are equipped to measure over 20 different parameters in water and air and, being solar powered, they are completely autonomous. Data is logged on‐board and transmitted via satellite to an internet site for viewing and downloading. In this way, the GRIL buoy will send hourly updates of temperature and dissolved O2 profiles, dissolved CO2, PAR, chlorophyll, CDOM and turbidity, as well as 6 weather parameters, 3‐axes of orientation, and battery voltage. This kind of high resolution data is already being used in many applications. For example, we can examine how a lake's physical, biological, and chemical properties are affected by stochastic events, such as storms. We can also use diel cycles in dissolved CO2 and O2 to model lake metabolism and how it changes in time. We will ultimately link transmissions from the GRIL and C‐BASS buoys to the Global Lake Ecological Observatory Network (GLEON), a global network of people studying lakes, many using high resolution data from buoys. The addition of these two new Canadian sites to GLEON will increase the visibility of the GRIL and create opportunities for collaborations world‐wide. Introduction à la première bouée autonome du GRIL, Lac Simoncouche, printemps 2013 En avril 2013, la première bouée autonome du GRIL sera installée sur le Lac Simoncouche, près de la station FERS de l'UQAC, dans la région du Saguenay. La conception de la bouée GRIL est basée sur le prototype C‐BASS, avec plusieurs améliorations. La bouée C‐BASS, installée sur le Lac Croche en juin 2011, a été développée pour la Chaire BiCÉAB dont Paul del Giorgio de l'UQAM en est titulaire. Les deux bouées sont équipées pour mesurer plus de 20 variables différentes dans l'eau et dans l'air et, étant alimentées par énergie solaire, elles sont complètement autonomes. Les données sont enregistrées sur la bouée et transmises par satellite à un site internet pour la visualisation et le téléchargement. De cette façon, la bouée GRIL enverra les mises à jour horaires des profiles de température et O2 dissous, CO2 dissous, PAR, chlorophylle, CDOM et de la turbidité, ainsi que 6 paramètres météorologiques, 3‐axes d'orientation, et le voltage des batteries. Ce type de données à haute résolution est déjà utilisé dans de nombreuses applications. Par exemple, nous pouvons examiner comment les propriétés physiques, biologiques et chimiques du lac sont affectées par des phénomènes épisodiques, comme les tempêtes. Nous pouvons également utiliser des cycles journaliers de CO2 et O2 dissous pour estimer le métabolisme du lac et son changement dans le temps. Ultimement, nous allons relier les transmissions des bouées GRIL et C‐BASS au GLEON (Global Lake Ecological Observatory Network), un réseau mondial de personnes qui étudient les lacs, plusieurs entre eux en utilisant les données à haute résolution provenant des bouées. L'ajout de ces deux nouveaux sites canadiens au GLEON augmentera la visibilité du GRIL et créera des possibilités de collaboration à travers le monde.
49
Implications of periodic weak stratification to turbulence and plankton distribution in the epilimnion of Lake Opeongo Patricia Pernica*1, Mathew G. Wells2, Sally MacIntyre3 and Gary Sprules4 1 Department of Physics, University of Toronto, 60 St. George St., Toronto, Ontario, M5S 1A7, Canada [email protected] 2 Department of Physical and Environmental Sciences, University of Toronto, 1265 Military Trail, Toronto, Ontario M1C 1A4, Canada
3 Department of Ecology, Evolution & Marine Biology, University of California Santa Barbara, Santa Barbara, CA 93106‐9620, USA
4 Department of Biology, University of Toronto Mississauga, 3359 Mississauga Road north, Mississauga, Ontario L5L 1C6, Canada
We show that episodic weak stratification is a persistent feature of the epilimnion of Lake Opeongo. Using meteorological, water temperature and water velocity data collected during July and August 2009 and 2010 we report observations and discuss implications of persistent micro‐stratification within the epilimnion. The surface layer displays intermittent mixing and a non‐uniform temperature profile, and the weak stratification leads to statistically different spatial distributions of plankton. Near surface stratification (defined by dT/dz > 0.2˚C m‐1 between 1 m and 2 m) occurred for 24% of the sampling period in 2009 and 37% in 2010. Stratification of at least 2˚C across the 5 m deep epilimnion also occurred for almost 30% of the 2009 summer. During these stratified periods there were increases in gradient Richardson numbers (Rig), and decreases in rates of dissipation of turbulent kinetic energy, (ε ) and vertical eddy diffusivity (Kz). This stratification was also observed to support internal waves and we linked their movement to enhanced small‐scale spatial variability in zooplankton distribution. To quantify this physical‐biological coupling, we compared variance of isotherm displacement and Rig, with small‐scale spatial distributions of zooplankton. For the smallest size ranges of zooplankton (284‐450 μm) we found that spatial variability was statistically greatest at intermediate Rig (0.25 < Rig <1). Highest values of variability of isotherm displacement, which was used to identify the presence of internal waves, were also found at intermediate Rig. Vertical velocities estimated from wave characteristics were faster than swimming speeds of small zooplankton essentially rendering them passive.
À la recherche des mécanismes sous‐jacents au polymorphisme trophique chez l'omble de fontaine Méloée Prud'homme*1, Pierre Magnan2 et Bernard Angers1 1 Département de sciences biologiques, Université de Montréal [email protected] 2 Département des sciences de l’environnement, Université du Québec à Trois‐rivières En réponse aux variations de l'environnement, les individus ont souvent la capacité de modifier leur phénotype. La plasticité phénotypique permet ainsi un ajustement des performances en fonction de l'environnement. Dans les lacs du Bouclier Canadien, les ombles de fontaine (Salvelinus fontinalis) se retrouvent en zone littorale ou pélagique. On retrouvera ainsi deux types de poissons : un type spécialisé à un mode d'alimentation sur les proies benthiques et l'autre type spécialisé dans la capture de zooplancton où la morphologie de la bouche diffère en fonction du mode d'alimentation. L'objectif de mon projet de maîtrise porte sur le déterminisme épigénétique du polymorphisme trophique des ombles de fontaine. Un système expérimental d'alimentation servira à induire les changements développementaux associés au polymorphisme trophique. L'étude des patrons de méthylation des gènes ayant un rôle clé dans le
50
développement permettrait ainsi de comprendre leur rôle dans le changement phénotypique. En parallèle, les séquences développementales seront suivit à l'aide d'une technique de coloration appelée clear and stain. Ces résultats devraient permettre de mieux comprendre la part génétique et épigénétique associé à ce polymorphisme. Effets des barrages sur la structure des communautés de bactérioplancton riverain Clara Ruiz‐González1, Lorenzo Proia2, Guillem Salazar3, Ramiro Logares3, Josep M. Gasol3 et Sergi Sabater2 1 Département des sciences biologiques, Université du Québec à Montréal [email protected] 2 Institute of Aquatic Ecology, University of Girona, Girona, Spain 3 Institut de Ciències del Mar, ICM‐CSIC, Barcelona, Spain Les grandes rivières sont souvent régulées par des barrages, mais l'impact de cette perturbation sur les communautés procaryotiques a rarement été étudié. Nous décrivons ici les effets d'un grand système de réservoirs, situé sur le fleuve Ebro (NE Espagne), sur les patrons spatio‐temporels de structure des communautés de bacterioplancton riverain. L'évaluation de la composition bactérienne par sonde ADNr a montré que les sites en aval présentaient un déclin marqué pour plusieurs groupes, tels que Betaproteobacteria, Gammaproteobacteria et Bacteroidetes, de même que pour les procaryotes filamenteuses et fixées sur des particules, tandis que les Alphaproteobacteria et les Actinobacteria augmentaient significativement en aval des réservoirs. L'analyse de redondance a révélé que la conductivité, la température et les nitrates étaient les paramètres environnementaux expliquant le mieux la variabilité observée entre les assemblages bactériens. Le pyroséquençage 454 du gène 16S ADNr nous a permit d'explorer la composition intragroupe des phylotypes dominants détectés par sonde d'hybridation qui étaient affectés différemment par la présence de réservoirs, non seulement en termes de leur contribution à la composition de la communauté, mais aussi en terme de richesse, diversité taxonomique et degré de la similarité phylogénétique. Nos résultats montrent que les changements environnementaux produits par les réservoirs provoquent une différence dans la structure des communautés bactériennes entre les sites en amont et en aval. De telles modifications pourraient avoir des implications pour le fonctionnement des écosystèmes et les processus biogéochimiques locaux. Are carotenoid pigments in zooplankton related to UV‐protection or to lipid metabolism? Tobias Schneider* and Milla Rautio Département des sciences fondamentales, Université du Québec à Chicoutimi [email protected] Carotenoid pigmentation in freshwater copepods has been linked to the need of protection against solar ultraviolet radiation (UVR). Other factors, including predation pressure, diet quality and availability of alternative UV‐protective strategies, may additionally affect carotenoid accumulation. The observation of intensely colored copepods during the ice‐covered winter season suggests that some functions of the pigments are also important in the absence of strong UVR or light exposure. Here we investigate the pigmentation of calanoid copepods as a response to their optical and biotic environment in lentic freshwater habitats situated in boreal Quebec, sub‐arctic Finland and high‐arctic Greenland. Considering the lipophilic nature of carotenoids, we test to which extent the pigment accumulation can be explained by the build‐up of fatty acid reserves versus ambient UVR exposure. Seston and zooplankton samples were collected at multiple occasions throughout the year and analyzed for fatty acid and carotenoid
51
composition. To characterize the optical environment, analysis of dissolved organic material and suspended particles were combined with in situ measurements of UVR and light attenuation. Comparing multiple ecosystems on a seasonal scale will enhance our understanding of the ecological and physiological roles of carotenoids in crustacean zooplankton. Pelagic and benthic production and respiration estimated with automated sensors in lakes around the world Christopher T. Solomon*1, Sean Godwin2, Stuart Jones3 and Brian Weidel4 1 Department of Natural Resource Sciences, McGill University [email protected] 2 McGill University and Simon Fraser University 3 University of Notre Dame 4 United States Geological Survey We estimated pelagic gross primary production and community respiration in 25 lakes around the globe, and benthic primary production and respiration in 10 lakes in Michigan, USA, to explore temporal and spatial drivers of variation in these rates. Rates were estimated by maximum likelihood fits of simple metabolism models to high‐frequency dissolved oxygen data from automated sensors. Daily variation in GPP explained 5% to 85% of the daily variation in respiration after temperature correction. Respiration was tightly coupled to GPP at a daily scale in oligotrophic and dystrophic lakes, and more weakly coupled in mesotrophic and eutrophic lakes. Background respiration ranged from 0.017 to 2.1 mg O2 L
‐1 d‐1 and was positively related to indicators of recalcitrant allochthonous and autochthonous organic matter loads, but was not clearly related to an indicator of the quality of allochthonous organic matter inputs. Lake productivity and its impact on the establishment of the invader Eubosmina coregoni in North American lakes Katherine Velghe*1, Matthew Moccia2, Beatrix Beisner1 and Irene Gregory‐Eaves2 1 Département des sciences biologiques, Université du Québec à Montréal [email protected] 2 Department of Biology, McGill University Over the past few decades, the Great Lakes ‐ Saint‐Lawrence ecosystem has been invaded by close to 150 plant and animal species, primarily due to ship traffic between North America and Europe. Eubosmina coregoni, a species endemic to the Ponto‐Caspian region of Eurasia, is one such invasive zooplankter to reach the Great Lakes in the 1960s. Since then, its presence has been recorded in lakes in the Northeastern United‐States and southern Canada. Although certain aspects of the range of the invasion have been recorded, the conditions which favour the establishment of E. coregoni and its consequences on the native fauna remain unknown. Using a combination of water column sampling (ELA 2007 dataset) and paleolimnology (Roxton Pond, southern Quebec), we investigated the spatial and historical patterns of E. coregoni invasion across lakes in North America. Of the 1152 lakes sampled in the United‐States, we quantified that close to 5% of them had been invaded by E. coregoni and that lakes of higher trophic status (>30 µg/L TP) tended to support a greater relative abundance of E. coregoni (two‐tailed, T = 2.04, p = 0.02). Our paleolimnological approach yielded similar results whereby the abundance of E. coregoni gradually increased in the sediments over time, in parallel to the increased phosphorus load to the catchment (R2 = 0.48, p = 0.005). Our preliminary results are consistent with other studies which show that
52
53
productivity increases the invasibility of ecosystems. Future investigation into this topic will seek to uncover changes in native zooplankton abundance in the presence of E. coregoni. The effects of ecosystem size and habitat complexity on species richness and food chain length within shallow lakes Jacob Ziegler*1, Christopher T. Solomon2 and Irene Gregory‐Eaves1 1 Department of Biology, McGill University [email protected] 2 Department of Natural Resource Sciences, McGill University Freshwater ecosystems have disproportionality higher species richness compared to other systems. Lakes have experienced increased anthropogenic stressors such as cultural eutrophication and fishing pressure as human densities have increased within watersheds. This puts lakes at risk of losing a large number of species, which will likely have impacts on community structure and function. Many studies have identified ecosystem size as a driver of richness. Further, habitat structure likely plays a key role in maintaining richness as studies have shown positive correlations between fish richness and macrophyte abundance. However, it is hard to quantify the impacts richness has on community structure and function. Food chain length (FCL) is a simple ecological metric that has direct relation to ecosystem structure and function through processes like trophic cascades. In this study I address two hypotheses: 1. Habitat structure and ecosystem size are important drivers of richness, therefore, both variables together should explain greater variation in richness than either variable on its own 2. If richness is positively correlated to FCL then there should be consistent positive correlations between the two within scientific literature. As a preliminary step to test hypothesis 1 I will conduct a partial least squares analysis of a data set from 20 shallow lakes present in South Eastern Quebec to determine the amount of variation in richness explained by both ecosystem size and macrophyte abundance. Next, to address hypothesis 2 I will perform a vote count of peer reviewed articles that related richness to FCL to determine the relationship between the two. Consequently, if richness is correlated to FCL than factors that increase richness should also affect community structure and function. This study is a part of a larger stable isotope project that is focused on determining the relationship between macrophytes and FCL within shallow lakes.