Comme le révèlent de nouveaux outils scientifiques, l’une des espèces aquatiques envahissantes les plus nuisibles au Canada est présente sur le territoire depuis bien plus longtemps qu’on ne le pensait.

1er octobre 2026 — Une nouvelle étude que mènent des chercheurs, en se fondant sur des analyses d’ADN environnemental et la datation au radiocarbone, a renversé l’histoire du cladocère épineux, l’une des espèces aquatiques envahissantes les plus nuisibles d’Amérique du Nord, et dévoile des pistes pour améliorer la surveillance et accélérer la détection précoce.

Les scientifiques ont longtemps cru que le cladocère épineux avait fait irruption dans les Grands Lacs au début des années 1980 à bord de navires transatlantiques, avant de se propager dans les lacs intérieurs de l’Ontario et ailleurs. Aujourd’hui, de nouveaux travaux que dirige M. Andrew Tanentzap (Ph. D.), titulaire de la Chaire de recherche du Canada sur les changements climatiques et écosystèmes nordiques à l’Université Trent, proposent une nouvelle chronologie de l’arrivée de ce crustacé en Amérique du Nord.

Publiée dans les Proceedings of the National Academy of Sciences, l’étude a établi que cette espèce envahissante (Bythotrephes longimanus) était déjà implantée dans les lacs ontariens au moins un siècle avant que les scientifiques ne la découvrent en Amérique du Nord, ce qui remet en question l’histoire largement admise de son invasion dans le domaine de l’écologie des eaux douces.

L’équipe de recherche multi-institutionnelle comprend la co-auteure Elizabeth Favot (Ph. D.), professeure adjointe en écologie aquatique à l’École des sciences naturelles de l’Université Laurentienne et membre de l’Unité conjointe d’écologie d’eau douce du Centre pour la vitalité des lacs Vale. 

« Pendant des décennies, les scientifiques ont cru que le cladocère épineux était arrivé par l’entremise des eaux de ballast rejetées par les navires transatlantiques entrant dans les Grands Lacs, explique M. Tanentzap.  Cette chronologie a déterminé comment les organismes gouvernementaux et de conservation se sont pris pour gérer sa propagation dans l’Amérique du Nord, l’approche ayant entraîné des coûts appréciables et causé d’importants préjudices économiques et environnementaux aux eaux douces de l’Ontario. »

Se servant d’une nouvelle méthode, le groupe de M. Tanentzap a estimé l’âge des vestiges provenant de fossiles d’insectes conservés dans la vase au fond des lacs. Le groupe a également cherché des molécules d’ADN laissées par le cladocère épineux au fond des lacs. Mettant en œuvre cette double stratégie, les chercheurs ont trouvé des preuves que le cladocère épineux était présent dans les lacs de l’Ontario plusieurs décennies et, dans certains cas, plus d’un siècle, avant sa découverte communément admise, dans le lac Ontario, en 1982.

« Cette étude découle directement des recherches au cours desquelles nous avions initialement repéré des subfossiles du cladocère épineux dans les sédiments lacustres, a expliqué Mme Elizabeth. La datation au radiocarbone des vestiges nous fournit une preuve indépendante essentielle : ces espèces envahissantes s’étaient établies dans les lacs intérieurs de l’Ontario bien avant que les méthodes de surveillance traditionnelles ne les détectent. »

« Les profils sédimentaires des lacs peuvent agir comme des « machines à remonter le temps », parce qu’ils ont accumulé lentement des trésors d’information que nous pouvons alors utiliser pour évaluer rétrospectivement l’état de l’environnement, a expliqué M. John P. Smol (Ph. D.), professeur de biologie à l’Université Queen’s et coauteur de l’étude. Ces perspectives historiques peuvent souvent apporter des informations essentielles pour une gestion efficace des lacs. »

Les résultats de l’étude portent à croire que l’espèce aurait pu exister sous la forme de ce qu’on appelle une « population dormante », restant rare et largement inaperçue jusqu’à ce que les conditions environnementales permettent à ses effectifs de se multiplier rapidement.

L’invasion que personne n’avait vue venir

La surveillance classique des espèces aquatiques consiste à prélever au filet des organismes échantillons ou à les observer vivre dans la colonne d’eau. Puisque le cladocère épineux mesure à peu près la longueur d’un ongle et est presque transparent dans l’eau, elle échappe facilement à l’œil de quiconque scrute la surface d’un lac. Des recherches antérieures ont montré que, pour capturer qu’un seul cladocère épineux dans un échantillon prélevé au filet, ce qui ne représente qu’une infime fraction du lac, il faudrait que des millions d’individus y soient présents.

De ce crustacé, la caractéristique la plus distinctive est sa longue épine caudale en forme d’aiguille, qui peut atteindre presque la longueur totale de son corps et qui est parsemé de barbes acérées. Cette particularité, qui fait que de nombreux petits poissons ne peuvent pas l’ingérer sans risque, contribue à la protéger contre les prédateurs.

Un microprédateur aux répercussions considérables

Le cladocère épineux est un prédateur redoutable. Elle se nourrit de zooplancton indigène, ces microorganismes à la base des réseaux trophiques d’eau douce qui sont essentiels à la santé des lacs dans la mesure où ils se nourrissent d’algues et servent de nourriture aux jeunes poissons. Une fois implanté, le cladocère épineux peut réduire sensiblement les populations de zooplancton indigène, tant en nombre qu’en diversité, perturbant ainsi les réseaux trophiques de la base au sommet. 

Les études citées dans cette étude par les chercheurs - parmi lesquels figurent des collègues de l’Université Queen’s, de l’Université Laurentienne, de l’Université de Leeds au Royaume-Uni et du Centre de recherche environnementale des universités écossaises - ont fait état de baisses de la biomasse zooplanctonique indigène, de l’ordre de 34 %, et de la diversité des espèces de 54 % à la suite de l’invasion. 

« Les conséquences écologiques peuvent se répercuter sur l’ensemble d’un lac, a commenté M. Tanentzap. À mesure que les brouteurs indigènes disparaissent, les algues ont tendance à se multiplier, et la qualité de l’eau s’en trouve atteinte. La perte de ces services écosystémiques peut coûter des dizaines, voire des centaines de millions de dollars par lac. »

Comme M. Tanentzap l’a également montré, l’envahisseur est à l’origine de changements évolutionnaires chez les espèces indigènes, contraignant certains organismes à s’adapter à un prédateur qu’ils n’avaient jamais rencontré jusqu’alors. 

Apport de la Laurentienne aux sciences des eaux douces

La participation de Mme Favot s’inscrit dans le cadre des travaux de recherche menés à l’Unité conjointe d’écologie d’eau douce du Centre pour la vitalité des lacs Vale. S’appuyant sur les travaux innovateurs de sa thèse de doctorat qui ont permis de repérer les vestiges des cladocères épineux profondément dans les sédiments lacustres, son laboratoire à la Laurentienne étudie le registre des sédiments lacustres et les données écologiques à long terme pour comprendre les mutations environnementales sur des décennies et des siècles, renforçant ainsi la protection des bassins versants et la résilience des écosystèmes d’eau douce dans l’ensemble du nord de l’Ontario. 

Par ses conclusions, l’étude soulève une question urgente concernant la gestion aussi bien du milieu écologique que des espèces : comment repérer les espèces envahissantes avant qu’elles ne viennent perturber l’environnement, si elles sont pour ainsi dire invisibles?

« Nous devons nous mettre à l’affût des menaces bien avant de savoir qu’elles sont là, a estimé M. Tanentzap. Nous développons et mettons actuellement en œuvre de nouvelles approches nous permettant de déceler les changements environnementaux avant que les moyens de surveillance traditionnels ne les dévoilent. »

M. Tanentzap et ses collaborateurs, alliant des techniques de pointe en ADN environnemental à la paléolimnologie, ont étudié l’histoire écologique que recèlent les sédiments lacustres. Ce faisant, les chercheurs ont pu reconstituer des décennies, voire des siècles, d’évolution environnementale à partir des traces biologiques laissées dans la vase au fond des lacs.

Il en résulte une mémoire écologique bien plus longue que celle que permettent les programmes de surveillance classiques.

L’étude a révélé que l’ADN sédimentaire pourrait aider à repérer le cladocère épineux bien avant qu’elle n’apparaisse lors des prélèvements au filet. Il en ressort que ce type d’échantillonnage, associé à l’analyse des sédiments et aux techniques modernes de surveillance du patrimoine génétique environnemental, offre un potentiel certain pour constituer un système d’alerte précoce essentiel face à de futures invasions. Ces résultats montrent en fin de compte qu’il existe des outils pouvant aider les scientifiques à dévoiler l’histoire cachée des écosystèmes et à mieux les protéger.

En apprendre plus sur l’École des sciences naturelles, Biologie et Chimie à l’Université Laurentienne.