Les poissons diminuent à mesure que la température de l’eau augmente

La théorie de la limitation de l’oxygène dans les branchies (GOL) suggère que les poissons diminuent à mesure que les eaux mondiales se réchauffent en raison de la surface limitée de leurs branchies, ce qui limite l’absorption d’oxygène. Cependant, cette hypothèse largement acceptée a été récemment contestée par une équipe de scientifiques dirigée par l’Université du Massachusetts à Amherst.

La recherche, axée sur l’omble de fontaine, a révélé que même si des températures plus élevées entraînaient effectivement une taille de poisson plus petite, le changement n’était pas directement lié aux limitations de la surface des branchies.

Impact de la température sur la taille du poisson

Joshua Lonthair, maître de conférences en biologie à l’UMass Amherst et auteur principal de l’étude, a souligné l’incertitude entourant l’impact de la température sur la taille des poissons.

« Nous savons que le changement climatique mondial est en train de se produire et que nos océans et nos rivières se réchauffent. Et nous savons que de nombreux animaux – pas seulement les poissons – deviennent des adultes plus petits sous des températures plus chaudes. Nous avons même un nom pour cela, la règle de taille de température. Mais malgré des décennies de recherche, nous ne comprenons toujours pas pourquoi la taille diminue à mesure que la température augmente. »

Objet de l’étude

Les chercheurs ont entrepris d’examiner les effets de l’augmentation de la température de l’eau sur trois aspects critiques de la théorie de la limitation de l’oxygène dans les branchies (GOL) : le taux de croissance, les besoins énergétiques et la surface des branchies des poissons. Ils ont choisi l’omble de fontaine comme sujet en raison de la croissance rapide de l’espèce, de son importance pour l’économie et l’écologie du nord-est des États-Unis et de sa facilité d’étude.

L’équipe a commencé l’expérience avec de jeunes ombles de fontaine, pesant chacun entre un et deux grammes, et les a placés dans des réservoirs d’eau standard à 15 º Celsius ou d’eau plus chaude à 20 º Celsius.

Les experts ont surveillé le poids et la taille des poissons mensuellement depuis le début, ainsi que leur consommation d’oxygène après deux semaines, trois mois et six mois pour évaluer leur taux métabolique. De plus, ils ont collecté des échantillons de branchies de ces poissons pour évaluer tout changement dans leur surface au fil du temps.

Principales conclusions

L’analyse des données recueillies a révélé des résultats significatifs : les ombles de fontaine dans les bassins chauffés présentaient une taille réduite, conformément aux attentes de la règle de taille de température.

Il est intéressant de noter que les données ont également montré que la surface des branchies était suffisante pour répondre aux besoins en oxygène du poisson, contredisant l’hypothèse de la théorie du GOL selon laquelle une surface branchiale limitée restreint la croissance à des températures plus élevées.

De plus, bien que les taux métaboliques des poissons dans les bassins plus chauds aient initialement augmenté, indiquant une consommation d’oxygène plus élevée, ces taux se sont normalisés au bout de six mois. Cette adaptation suggère que l’omble de fontaine peut s’adapter physiologiquement à des conditions plus chaudes au fil du temps, remettant ainsi en question la prémisse de la théorie du GOL selon laquelle les limitations en oxygène induites par la température limitent la croissance des poissons.

Prédire les futurs impacts climatiques

« L’utilisation d’oxygène peut encore être un facteur limitant important dans la taille des poissons, mais, pris ensemble, nos résultats montrent que GOL ne peut pas prédire ce que nous observons, ce qui a des implications pour la prévision des impacts climatiques sur les pêcheries et les écosystèmes futurs », a déclaré Lonthair.

« Notre travail met en évidence l’importance de l’interdisciplinarité. Les scientifiques halieutiques et en macroécologie ont tendance à travailler au niveau de la population et des espèces, tandis que les physiologistes ont tendance à travailler aux niveaux individuel et cellulaire. Mais ce sont des distinctions académiques, pas naturelles, et si nous voulons aider les poissons à survivre aux eaux qui se réchauffent, nous devons travailler à toutes les échelles biologiques et combiner les connaissances de tous ces domaines », a ajouté la professeure Lisa Komoroske, auteure principale.

Des recherches supplémentaires sont nécessaires

Ainsi, la recherche remet non seulement en question la validité de la théorie du GOL, mais souligne également la nécessité de réaliser des études plus complètes pour bien comprendre les facteurs influençant la réduction de la taille des poissons dans un climat en réchauffement.

L’étude préconise des recherches interdisciplinaires supplémentaires pour adapter nos stratégies de gestion des pêches aux réalités de notre monde en évolution, allant au-delà des explications simplistes fournies par des théories comme GOL.

Alors, quels sont les mécanismes précis qui régissent la taille et la température des poissons ? « Nous ne le savons pas encore », a déclaré Lonthair. « Et il ne s’agit peut-être pas d’un mécanisme unique – il peut s’agir d’une multitude de facteurs, notamment la consommation d’oxygène. Nous avons besoin de davantage d’études interdisciplinaires à long terme afin de comprendre comment nous adapter au mieux au réchauffement climatique.

Les auteurs de l’étude ont collaboré avec des chercheurs de la National Oceanic and Atmospheric Administration, de l’US Geological Survey et de l’Université de Californie Davis.

La recherche est publiée dans le Journal de biologie expérimentale.

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