Jeunes saumons Chinook : ils tolèrent moins l’eau chaude en nageant

Les jeunes saumons supportent moins bien l’eau chaude lorsqu’ils nagent que lorsqu’ils restent immobiles - or, en rivière, ils passent leurs journées à se maintenir en mouvement. Une étude récente montre que, testés en pleine nage, des juvéniles abandonnent à des températures plus basses que des poissons au repos. Autrement dit, la méthode classique utilisée pour estimer leurs limites thermiques a tendance à être trop optimiste.

Cet écart change la manière d’évaluer le risque posé par le réchauffement des cours d’eau. Si l’on déclare une rivière « acceptable » en se basant sur des poissons immobiles en laboratoire, on peut conclure qu’un tronçon est vivable alors qu’il pousse déjà des poissons en nage au-delà d’un seuil dont ils ne se remettent plus.

Tester des poissons en mouvement

Les travaux ont été menés à l’Université de la Colombie-Britannique (UBC). Le laboratoire sur le saumon y a élevé de jeunes saumons Chinook issus de la rivière Nicola, dans l’intérieur de la Colombie-Britannique. Le Chinook est le plus grand des saumons du Pacifique et l’un des piliers des pêcheries de la côte Ouest : comprendre sa réaction à la chaleur relève donc autant d’un enjeu concret que d’une curiosité scientifique.

La Dre Kim Birnie-Gauvin, auteure principale de l’étude et physiologiste des poissons ayant travaillé avec l’équipe, s’est concentrée sur un indicateur que la plupart des recherches sur la chaleur laissent de côté. Plutôt que de faire monter la température avec des poissons qui se reposent calmement, le protocole a consisté à réchauffer l’eau pendant que les poissons nageaient à contre-courant, puis à noter la température à laquelle chacun finissait par fatiguer et n’arrivait plus à tenir sa position.

La comparaison entre repos et nage s’est révélée nette. Des poissons qui paraissaient robustes lorsqu’ils restaient immobiles atteignaient beaucoup plus vite leur limite dès qu’ils devaient « travailler ». Cela suggère que les valeurs obtenues au repos - largement répandues dans la littérature - surestiment probablement la quantité de chaleur qu’un saumon sauvage peut réellement encaisser.

Une revue récente, coécrite par Birnie-Gauvin, avait déjà remis en question le test thermique standard au repos, sur lequel les biologistes s’appuient depuis les années 1950. Le fait d’observer des poissons lâcher prise en pleine nage apporte des chiffres concrets qui étayent cette remise en cause.

Les plus jeunes s’en sortent mieux

La surprise principale est venue de la comparaison entre deux âges. L’équipe a opposé des alevins d’environ deux mois à des tacons d’environ six mois, à un stade plus avancé, en s’attendant à ce que les poissons plus âgés et plus grands résistent mieux. C’est l’inverse qui a été observé.

Les alevins ont continué à nager jusqu’à des températures d’environ 1.7 °C (3 °F) plus élevées que les tacons avant de fatiguer. Ces quelques degrés font une différence réelle entre ceux qui restent capables de se déplacer et ceux qui ne le peuvent plus - chez des animaux dont la survie dépend, dans cette eau qui se réchauffe, de trouver de la nourriture et d’échapper aux prédateurs.

L’explication renvoie à la façon dont les plus jeunes alimentent leurs muscles. Quand l’eau montait en température, les alevins qui parvenaient le plus longtemps à produire de l’énergie en consommant de l’oxygène - et qui évitaient ainsi l’accumulation du déchet métabolique qu’est le lactate dans les muscles - étaient ceux qui tenaient le plus avant l’épuisement. Chez ces jeunes poissons, la tolérance à la chaleur se jouait donc largement sur la capacité à rester en mode aérobie.

Par ailleurs, un article distinct portant sur des juvéniles Chinook provenant d’autres rivières a montré que leurs limites thermiques peuvent varier fortement d’une population à l’autre, rappelant qu’un seul chiffre ne peut pas résumer une espèce entière.

Pourquoi les plus âgés flanchent

Chez les tacons plus âgés, l’histoire du lactate expliquait beaucoup moins ce qui déterminait la limite. Un autre mécanisme semblait intervenir, et l’équipe pense que le point de blocage pourrait concerner la circulation sanguine plutôt que la production d’énergie.

Quand la température augmente, le cœur d’un poisson doit battre plus vite pour maintenir l’apport en sang riche en oxygène vers les muscles sollicités. Les chercheurs estiment que des saumons plus âgés pourraient avoir du mal à déplacer suffisamment de sang pour répondre à cette demande croissante, tout en précisant qu’il s’agit d’une explication probable et non d’une conclusion définitivement établie.

Cette hypothèse s’inscrit dans une longue tradition de travaux sur les saumons. Une étude de référence publiée en 2011, consacrée au saumon rouge du fleuve Fraser, a conclu que le cœur et le système de livraison d’oxygène fixaient le plafond de chaleur que ces poissons peuvent survivre.

Les populations adaptées à des migrations plus exigeantes présentaient des cœurs plus volumineux et une meilleure irrigation. Les nouveaux résultats suggèrent qu’une limite cardiaque du même ordre pourrait se manifester à mesure que les saumons vieillissent, et contribuer à déterminer quels individus déclinent en premier lorsqu’un cours d’eau se réchauffe.

S’ajuster à la chaleur

Le milieu thermique récent comptait lui aussi. Des saumons maintenus pendant plusieurs semaines dans une eau plus chaude se sont ajustés et ont mieux tenu lorsque la température continuait de grimper - jusqu’à un certain niveau. Aux alentours de 20 °C (68 °F), cet avantage s’est estompé et leur capacité à encaisser davantage de chaleur a chuté.

Le risque le plus marqué apparaît dans une étude complémentaire issue du même laboratoire. Des poissons acclimatés à une eau fraîche, au milieu des 50 °F (autour de 13 °C), puis forcés à nager intensément vers 24 °C (75 °F), sont morts peu après, incapables de récupérer après une seule hausse rapide de température.

Un saumon qui n’a connu qu’une rivière froide et rencontre soudain un tronçon très chaud peut ne pas survivre à ce choc.

Garder les rivières fraîches

Ces résultats orientent davantage les actions de conservation vers le maintien d’eaux fraîches là où les poissons vivent déjà : protéger les arbres des berges qui apportent de l’ombre, ainsi que les suintements de nappe qui injectent de l’eau froide dans les rivières pendant les semaines les plus chaudes.

Deux points ressortent plus clairement qu’auparavant. L’âge d’un jeune saumon et son historique thermique récent modifient la chaleur qu’il peut endurer, et des tests réalisés au repos masquent une part du danger auquel sont réellement confrontés des poissons en nage.

La protection contre la chaleur doit désormais prendre en compte l’ensemble de la phase en eau douce de la vie d’un saumon, des alevins les plus jeunes aux tacons plus âgés, plutôt que de s’appuyer sur un unique seuil de tolérance.

Alors que davantage de rivières franchissent ce seuil chaque été, comprendre quels poissons cèdent en premier - et pour quelles raisons - donne aux gestionnaires une cible plus précise.