Les effets des vagues de chaleur marines et de la pêche accidentelle sur la survie et le métabolome de la mye commune Mya arenaria (Linnaeus, 1758) et de la mye tronquée Mya truncata (Linnaeus, 1758)

Beaudreau, Nicholas (2022). Les effets des vagues de chaleur marines et de la pêche accidentelle sur la survie et le métabolome de la mye commune Mya arenaria (Linnaeus, 1758) et de la mye tronquée Mya truncata (Linnaeus, 1758). Mémoire. Rimouski, Université du Québec à Rimouski, Département de biologie, chimie et géographie, 107 p.

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Résumé

RÉSUMÉ : La biodiversité mondiale subit une contraction sous l'effet des perturbations anthropiques, et les écosystèmes côtiers sont menacés par une gestion inadéquate des pêcheries et par les changements environnementaux qui comprennent l'augmentation des vagues de chaleur marines. Lorsqu'elles agissent conjointement, les perturbations multiples entraînent des effets complexes sur les organismes et sont difficiles à prédire. De plus, la tolérance des espèces d'invertébrés marins comme les palourdes est généralement méconnue, et leur vulnérabilité pourrait être aggravée en raison de leur susceptibilité aux variations thermiques et de leur capacité de dispersion limitée. Deux espèces de palourdes, la mye commune Mya arenaria (Linnaeus, 1758) et la mye tronquée Mya truncata (Linnaeus, 1758), ont été prélevées de l'estuaire du Saint-Laurent (Québec, Canada) là où leurs répartitions biogéographiques se recoupent. Afin d'évaluer leur tolérance aux vagues de chaleur marines et à la pêche accidentelle, ces espèces ont été assujetties à un design expérimental factoriel croisé comprenant sept températures (2, 7, 12, 17, 22, 27, 32 °C) ainsi que deux intensités de pêche accidentelle (présence, absence). La survie a été mesurée après une période de 12 jours et trois tissus (branchies, manteau, muscle adducteur postérieur) ont été récoltés pour caractériser leur profil métabolomique. La survie était principalement affectée par l'interaction significative entre l'espèce et la température sans effet de la pêche. La tolérance aux vagues de chaleur était nettement différente entre les espèces : 26,9 °C pour M. arenaria et 17,8 °C pour M. truncata. À la limite supérieure de tolérance de M. arenaria, les métabolites [acide a-aminoadipique], [histidine], [phénylalanine], [serine], [thréonine] et [valine] ont augmenté et [aspartate], [acide ß-aminoisobutyrique], [FAD], [glutamine], [acétyl-CoA], [ADP], [cis-aconitate], [citrate] et [oxaloacétate] ont diminué dans les trois tissus. Pour M. truncata, seul le métabolite [phénylalanine] a augmenté tandis que [glutamine], [glycine] et [succinate] ont diminué dans les trois tissus. Selon les analyses en composantes principales et les analyses discriminantes, le métabolome de chaque tissu changeait en réponse aux vagues de chaleur. Les analyses de réseau ont révélé que M. arenaria s'appuie sur un grand nombre de voies cellulaires et emploie principalement des voies d'expression et de réparation de l'ADN et des voies signalétiques. Notre étude a révélé des mécanismes physiologiques pouvant expliquer la survie des espèces d'invertébrés marins en conditions futures de vagues de chaleur marines. -- Mot(s) clé(s) en français : conservation, métabolomique, changements climatiques, physiologie, pêcheries, bivalves, biologie intégrative. --
ABSTRACT : Biodiversity is currently threatened by several anthropogenic global change stressors and coastal ecosystems are imperiled by both unsustainable fishing practices and changing environmental conditions such as marine heatwaves. The co-occurrence of multiple stressors may produce complex interactions that are difficult to predict without appropriate experimentation. Furthermore, the tolerance of marine invertebrate species such as clams to these stressors is poorly understood, yet their vulnerability may be high due to their acute sensitivity to temperature variations and limited dispersal abilities. Two species of clams, softshell clams Mya arenaria (Linnaeus, 1758) and blunt gapers Mya truncata (Linnaeus, 1758) were collected from the St-Lawrence Estuary (Québec, Canada) where their biogeographic distributions overlap. To test their tolerance to marine heatwaves and harvesting disturbance, these species were subjected to both stressors in a controlled experimental environment with a fully crossed design comprised of seven temperatures (2, 7, 12, 17, 22, 27, 32 °C) and two harvesting disturbance intensities (with, without). Survival was measured after a 12 d exposure period, and three tissues (gills, mantle, posterior adductor muscle) were collected from surviving individuals for metabolomic profiling. Breakpoint analysis for species survival revealed a significant interaction species x temperature, and no significant effect of harvesting disturbance. Heatwave tolerance differed between species: 26.9 °C for M. arenaria and 17.8 °C for M. truncata. At the upper thermal limit of M. arenaria, [a-aminoadipic acid], [histidine], [phenylalanine], [serine], [threonine], and [valine] consistently increased whereas [aspartate], [ß-aminoisobutyric acid], [FAD], [glutamine], [acetyl-CoA], [ADP], [cis-aconitate], [citrate], and [oxaloacetate] consistently decreased across tissues. At the upper thermal limit of M. truncata, only [phenylalanine] consistently increased whereas [glutamine], [glycine], and [succinate] consistently decreased across tissues. Entire metabolome profiles were most significantly impacted by the interactive effect of species × tissue. Individually, each species' tissue metabolome displayed a unique and gradated response to heatwaves as evidenced by the converging results of principal component analysis and discriminant analysis. Network analysis of species' individual tissues revealed striking differences in pathway utilization at the upper heatwave limit, with M. arenaria displaying more abundant pathways and a greater reliance on DNA repair and expression as well as cell signaling pathways. Our study offers an in-depth understanding of physiological underpinnings of survival in marine invertebrates exposed to intensified heatwaves. -- Mot(s) clé(s) en anglais : conservation, metabolomics, climate change, physiology, fisheries, bivalves, integrative biology.

Type de document :	Thèse ou mémoire de l'UQAR (Mémoire)
Directeur(trice) de mémoire/thèse :	Calosi, Piero
Co-directeur(s) ou co-directrice(s) de mémoire/thèse :	Mckindsey, Christopher W. et Howland, Kimberly
Information complémentaire :	Mémoire présenté dans le cadre du programme de maîtrise en biologie en vue de l'obtention du grade de maître ès sciences.
Mots-clés :	Mya arenaria; Mye commune; Mya truncata; Mye tronquée; Climat; Changements; Vagues de chaleur; Prises secondaires (Pêches); Métabolites; Métabolomique; Biologie de la conservation.
Départements et unités départementales :	Département de biologie, chimie et géographie > Biologie
Déposé par :	DIUQAR UQAR
Date de dépôt :	23 mai 2023 18:25
Dernière modification :	23 mai 2023 18:25
URI :	https://semaphore.uqar.ca/id/eprint/2304

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