La recherche est un volet important de la gestion de la carpe asiatique. Les recherches se poursuivent pour trouver un plus grand nombre de moyens d’empêcher l’arrivée de ces espèces, de les contrôler et de les éradiquer. Les scientifiques visent quelques facettes clés du problème :

  • La biologie et le comportement des carpes asiatiques dans les environnements où une population est déjà établie (p. ex. dans les eaux des États-Unis, à l’exclusion des Grands Lacs) ou dans les milieux où leur arrivée est prévue.
  • Les répercussions sociales, économiques et environnementales de l’établissement d’une population.
  • Les méthodes de prévention, de surveillance et de détection.
  • Méthodes de contrôle

Biologie et comportement

Pour comprendre les répercussions des carpes asiatiques, il importe de comprendre leur biologie et leur comportement. À l’heure actuelle, il n’existe pas de population établie dans les eaux canadiennes des Grands Lacs. Une étude récente démontre que la carpe de roseau a frayé dans la rivière Sandusky, qui se verse dans le lac Érié (Embke et coll. 2016). En vue de mieux comprendre la dynamique de la reproduction de la carpe de roseau, on en a capturé quelques-unes dans la partie ouest du lac Érié sur une période de trois ans. Sur les 60 individus capturés, 86,7 % étaient capables de se reproduire (Wieringa et coll. 2016). D’après l’évaluation des risques posés par les carpes à grosse tête (la carpe à grosse tête et la carpe argentée) dans les Grands Lacs menée par Pêches et Océans Canada en 2011, nous savons que ces espèces pourraient survivre dans les Grands Lacs; la probabilité qu’un seul événement introduisant accidentellement quelques individus adultes mène à une population établie est élevée (Cudmore et coll. 2012, Cuddington et coll. 2013).

Répercussions

L’établissement de populations de carpe asiatique dans les Grands Lacs pourrait avoir des effets écologiques et socio-économiques dévastateurs. Dans les régions où des populations sont déjà établies, elles ont eu des répercussions négatives, non seulement sur l’écosystème, mais aussi sur les industries de la pêche commerciale et récréative (Kolar et coll. 2007). On prévoit qu’une population de carpes asiatiques pourrait s’établir dans le lac Érié et atteindre une biomasse supérieure à celle des espèces indigènes ayant une fonction similaire dans l’écosystème (Wittmann et coll. 2014).

À quel point la présence de carpes asiatiques a-t-elle des répercussions négatives sur les espèces de poissons indigènes?

D’après les recherches menées à ce jour, il semble qu’une population abondante de carpes à grosse tête et de carpes argentées a des répercussions négatives sur l’état corporel des espèces planctonivores, par exemple, le buffalo à grande bouche et l’alose noyer, parce que les régimes alimentaires de ces espèces se chevauchent (Irons et coll. 2007). Une invasion de carpes à roseau entraînerait une réduction de la biomasse de la végétation aquatique, ce qui aurait des répercussions négatives sur les espèces indigènes comme l’achigan à grande bouche et le crapet arlequin (Wittmann et coll. 2014).

Prevention, Monitoring and Detection

Il existe des méthodes de prévention, de surveillance et de détection des carpes asiatiques, par exemple, la barrière électrique à Chicago, la surveillance effectuée au moyen de matériel conventionnel (c.-à-d. la pêche électrique et la pêche au filet) et le programme d’ADN environnemental (ADNe). Actuellement, la méthode ADNe est utilisée comme méthode de détection précoce. Elle peut détecter le matériel génétique mué par les organismes dans leur environnement. Les nouvelles méthodes cherchent à créer des indicateurs propres à chaque espèce en vue de mieux détecter les carpes asiatiques (Farrington et coll. 2015). Plusieurs espèces aquatiques envahissantes des Grands Lacs ont utilisé le canal Welland comme voie d’accès reliant le lac Érié au lac Ontario; cependant, les mouvements précis de poissons dans ce canal sont inconnus (Kim et Mandrak 2016). La télémétrie acoustique a permis de déterminer que 7 poissons marqués sur 139 (3,9 %) s’étaient déplacés entre les lacs Ontario et Érié en utilisant le canal, ce qui démontre que les poissons peuvent traverser le canal, mais que les écluses en limitent la dispersion (Kim et Mandrak 2016).

Comment pouvons-nous empêcher les carpes asiatiques de pénétrer les Grands Lacs?

De nouvelles recherches sont en cours pour examiner plus d’options aux fins de la prévention. Les barrages à bulles d’air sont un moyen de dissuader les carpes asiatiques de se déplacer. Les barrages à bulles d’air utilisent des bulles d’air pour produire des bruits forts et créer de remous dans l’eau. Une étude expérimentale a démontré que cette technique permettait de repousser de 73 % à 83 % des carpes à grosse tête et des carpes argentées (Zielinski et Sorensen 2016). On étudie aussi l’utilisation du dioxyde de carbone comme moyen répulsif. On a découvert que les carpes à grosse tête évitaient les milieux où la concentration en dioxyde de carbone était plus élevée; en outre, plus le dioxyde de carbone se répandait dans le milieu étudié, plus les carpes à grosse tête s’éloignaient de la source (Donaldson et coll. 2016). On a découvert aussi que les moyens de répulsion acoustiques étaient efficaces pour lutter contre la carpe asiatique. La carpe argentée a démontré un comportement habituel lorsque confrontée à des moyens de répulsion acoustique (Vetter et coll. 2015). Elle réagissait et s’éloignait de la source plusieurs fois; cependant, elle a fini par ignorer la source, ce qui indique qu’il faut un stimulus sonore complexe comme moyen de prévention et de lutte contre les carpes asiatiques (Vetter et coll. 2015).

Quel est le moyen le plus efficace de détecter les carpes asiatiques?

Pour bien contrôler les carpes asiatiques et lutter contre ces espèces, il faut comprendre comment les détecter. La détection précoce des carpes asiatiques permet de réagir rapidement et de maîtriser la situation. Afin de mieux comprendre où il faut rechercher la présence de la carpe asiatique en cas de son arrivée, les scientifiques canadiens ont fait la modélisation de ses exigences en matière d’habitat et ont trouvé les correspondances avec les habitats canadiens en vue de déterminer les endroits qui conviennent bien à ces espèces (données non publiées de Pêches et Océans Canada). On continue de préciser ces résultats au moyen de nouveaux outils et à mesure que de nouvelles données sont disponibles afin de continuer à repérer les habitats à risque. Étudier les déplacements des carpes asiatiques nous permet de savoir où et quand mettre en œuvre des mesures de contrôle et de lutte. À l’aide de la télémétrie acoustique, qui permet de surveiller la direction des déplacements des carpes, la distance parcourue et le temps auquel les déplacements ont lieu, les recherches récentes indiquent qu’il est utile de viser des saisons particulières (printemps et début de l’automne) et des endroits précis (eaux dormantes) à des fins de contrôle dans la rivière Wabash en Indiana (Coulter et coll. 2015). Cette recherche donne des renseignements utiles qui peuvent nous aider à utiliser des méthodes de détection existantes.

Contrôle

Il est important d’étudier les méthodes de contrôle qui peuvent éliminer efficacement les populations de carpes asiatiques ou empêcher leurs déplacements et minimiser les éventuels dommages. Il faut aussi que ces méthodes empêchent les répercussions nuisibles sur les espèces indigènes.

Des prédateurs indigènes des carpes asiatiques existent-ils en Amérique du Nord?

L’un des problèmes courants que présentent les espèces envahissantes est qu’elles n’ont pas de prédateurs dans leurs nouveaux écosystèmes. C’est aussi le cas des carpes asiatiques. Les juvéniles de la carpe sont une proie pour les poissons prédateurs indigènes tout juste après le frai, mais la prédation diminue au fur et à mesure de la croissance rapide des carpes (Anderson 2016).

De récentes recherches ont fait état de la présence de carpes asiatiques dans le régime alimentaire des loutres de rivière en Illinois (Feltrop et coll. 2016). Si les loutres de rivière sont de plus en plus attirées par les carpes asiatiques, elles pourraient devenir un agent de contrôle biologique efficace.

 Les carpes asiatiques ont-elles d’autres utilités?

Puisque la prédation n’est pas toujours efficace en soi, il faut envisager d’autres options. Actuellement, aux États-Unis, on étudie la possibilité d’utiliser les carpes asiatiques comme engrais, aliments pour animaux ou aliments destinés à la consommation humaine. Dans un essai aveugle mené par le Missouri Department of Conservation, les sujets interrogés préféraient la carpe argentée à raison de 2 contre 1 par rapport au tilapia et au poisson-chat (Phelps 2016).

Les phéromones peuvent-elles nous aider à contrôler la carpe asiatique?

On a mis à l’étude l’utilisation des phéromones pour le contrôle des lamproies et des recherches à ce sujet sont en cours pour les carpes asiatiques. On a découvert que les carpes asiatiques évitent les phéromones d’alarme (c.-à-d. les phéromones d’un prédateur) et qu’elles sont attirées par les signaux chimiques des phéromones de rassemblement en bancs et des phéromones sexuelles (Little et coll. 2014). Ces résultats ont des implications pour la capture et la répulsion des populations de carpes asiatiques.

Changements climatiques : préparons-nous le terrain pour les carpes asiatiques?

Les changements climatiques influenceront la survie, l’établissement, la propagation et l’incidence de la carpe asiatique si elle arrive au Canada. Plus précisément, les changements climatiques auront des effets directs sur la température et les précipitations dans le bassin des Grands Lacs. À leur tour, ces facteurs amélioreront les conditions de survie, d’établissement et de propagation des carpes asiatiques. La hausse de la température coïncide avec une augmentation de la vitesse de maturation. À son tour, l’accélération du développement entraîne une croissance plus rapide de la population. En outre, les changements de température et de précipitations influenceront probablement la réussite du frai. Les changements de température et de précipitations pourraient agir en synergie pour permettre un plus grand succès des populations de carpes noires, argentées, de roseau et à grosse tête.

Température

Les changements climatiques augmenteront probablement la variation de la température de l’air et la température moyenne de l’air, ce qui influencera directement la température de l’eau. Une plus grande variation des températures signifie que les conditions extrêmes, tant chaudes que froides, seront probablement plus nombreuses. La température annuelle moyenne devrait également augmenter, ce qui signifie qu’il y aura, en moyenne, plus de jours chauds et moins de jours froids.

Les réactions chimiques peuvent se produire à des vitesses différentes selon les conditions météorologiques. Le métabolisme, qui est responsable de processus essentiels comme la croissance et la maturation sexuelle, est la somme de toutes les réactions chimiques dans un organisme. En d’autres termes, le métabolisme peut être considéré comme la vitesse de la vie. Les animaux à sang-froid comme les poissons, dont la température corporelle est contrôlée par l’environnement, verront leur métabolisme augmenter dans des conditions plus chaudes. Si le métabolisme est la vitesse de la vie, les poissons vivent plus de jours chauds que de jours froids au cours de leur vie. Des conditions plus chaudes entraînent une croissance plus rapide, ce qui permet d’obtenir des corps plus grands et donc des taux de survie plus élevés. Les carpes asiatiques font partie des espèces à qui pourrait profiter le réchauffement des températures, puisque ce réchauffement permet d’accélérer les processus et, par conséquent, contribue, du fait de la taille atteinte, à la survie face à la prédation ou à d’autres menaces.

Les carpes asiatiques peuvent également atteindre leur maturité plus rapidement du fait du réchauffement climatique, car des températures de l’air plus élevées coïncident avec une maturité sexuelle plus précoce. La réduction du nombre d’années avant d’atteindre l’âge de la reproduction raccourcit la durée de génération de ces poissons et, par conséquent, entraîne une croissance plus rapide de la population. Si l’augmentation du métabolisme est responsable d’un développement et d’une maturité sexuelle plus rapides, les adultes seront également plus petits, car la croissance diminue avec l’âge. Il est intéressant de souligner que des carpes asiatiques adultes plus petites produisent moins d’œufs. Il s’agit peut-être du seul facteur qui pourrait ralentir la reproduction. Néanmoins, cette altération du délai de maturité et de développement est préoccupante. Par exemple, la carpe à grosse tête atteint la maturité à des âges différents selon les environnements, en fonction de la température : dans les basses latitudes, elle atteint la maturité à un âge plus jeune que dans les environnements plus froids des hautes latitudes. Les climats des latitudes basses peuvent refléter les conditions potentielles qui résulteront des changements climatiques à des latitudes plus élevées. Selon cette hypothèse, il y a une forte abondance de carpes à grosse tête en raison d’un âge plus jeune à la maturité dans le fleuve Mississippi, et selon les scénarios climatiques futurs, nous pouvons nous attendre à ce que le bassin des Grands Lacs ait un climat similaire à celui de cette région. Cela pourrait signifier que les populations de carpes à grosse tête, ainsi que d’autres carpes asiatiques, connaîtront un succès similaire et poseront problème pour les Grands Lacs.

Les températures plus élevées auront également une incidence sur le frai. L’augmentation des débits élevés, combinée à la hausse de la température, déclencherait des événements de frai plus précoces et plus nombreux. La température de l’eau détermine le moment de l’éclosion; et des températures plus élevées entraîneront des moments d’éclosion plus courts, ce qui augmentera les chances de réussite des œufs. De plus, les températures plus élevées résultant des changements climatiques entraîneront une augmentation du nombre de rivières propices au frai dans le bassin des Grands Lacs.

Le Canada se réchauffe deux fois plus vite que la planète en raison de l’amplification polaire. Cela signifie que le réchauffement s’accélère à des latitudes plus hautes. Les répercussions de ce réchauffement seront évidentes dans les Grands Lacs : les carpes asiatiques, si elles s’établissent, verront leur métabolisme et leur développement s’accroître, et l’âge de la maturité diminuer. Cela aura pour effet une reproduction plus précoce et l’augmentation du taux de croissance de la population.

Précipitations

Les températures plus élevées ont également un effet sur les précipitations. L’air chaud peut contenir exponentiellement plus d’humidité que l’air froid, ce qui peut avoir un effet sur la quantité de pluie qui tombe. L’augmentation des précipitations est également liée aux modifications de la configuration du courant-jet polaire provoquées par les changements climatiques. Les configurations de « blocage », où le courant-jet est ralenti dans certaines zones, pourraient entraîner des précipitations plus importantes dues à l’air froid et humide piégé dans les systèmes de basse pression au-dessus des Grands Lacs. Cela signifie qu’il y a une plus grande probabilité d’événements de précipitations extrêmes et plus longs. Cela pourrait avoir une incidence sur les carpes asiatiques, car la réussite du frai dépend fortement des débits. Si les débits sont trop élevés, les œufs seront emportés hors de l’affluent de frai avant l’éclosion. À l’inverse, si les débits sont trop faibles, les œufs tomberont en suspension et ne parviendront pas à éclore sur le substrat. Néanmoins, l’effet global net des événements de précipitations plus extrêmes est un nombre croissant d’événements de frai réussis.

La modification des précipitations pourrait entraîner une augmentation des possibilités de reproduction, mais également une augmentation des inondations et des possibilités de franchir des barrières physiques, ainsi qu’une augmentation du ruissellement des engrais, ce qui augmentera ensuite la disponibilité de la nourriture. Dans l’ensemble, l’augmentation des précipitations profitera probablement aux carpes asiatiques.

 

Ressources :

Aperçu de la recherche menée au Canada sur la prévention de la carpe asiatique (en anglais seulement)

Recherche canadienne à l’appui de la gestion de la carpe asiatique : Nicholas Mandrak (en anglais seulement)

Séance d’information sur la carpe asiatique : mise à jour sur la recherche canadienne (invasion des eaux de l’Ontario I) (en anglais seulement)

Références

Anderson, Cory A. « Diet analysis of native predatory fish to investigate predation of juvenile Asian carp. » PhD diss., WESTERN ILLINOIS UNIVERSITY, 2016.

Coulter, Alison A., Elizabeth J. Bailey, Doug Keller, and Reuben R. Goforth. « Invasive Silver Carp movement patterns in the predominantly free-flowing Wabash River (Indiana, USA). » Biological Invasions 18, no. 2 (2016): 471-485.

Cudmore, B., N.E. Mandrak, J. Dettmers, D.C. Chapman, and C.S. Kolar 2012. Binational Ecological Risk Assessment of Bigheaded Carps (Hypophthalmichthys spp.) for the Great Lakes Basin. DFO Can. Sci. Advis. Sec. Res. Doc. 2011/114. vi + 57 p.

Cuddington, K., W. J. S. Currie, and M. A. Koops. « Could an Asian carp population establish in the Great Lakes from a small introduction?. » Biological invasions 16, no. 4 (2014): 903-917.

Donaldson, Michael R., Jon Amberg, Shivani Adhikari, Aaron Cupp, Nathan Jensen, Jason Romine, Adam Wright, Mark Gaikowski, and Cory D. Suski. « Carbon Dioxide as a Tool to Deter the Movement of Invasive Bigheaded Carps. » Transactions of the American Fisheries Society 145, no. 3 (2016): 657-670.

Embke, Holly S., Patrick M. Kocovsky, Catherine A. Richter, Jeremy J. Pritt, Christine M. Mayer, and Song S. Qian. « First direct confirmation of grass carp spawning in a Great Lakes tributary. » Journal of Great Lakes Research (2016).

Farrington, Heather L., Christine E. Edwards, Xin Guan, Matthew R. Carr, Kelly Baerwaldt, and Richard F. Lance. « Mitochondrial genome sequencing and development of genetic markers for the detection of DNA of invasive bighead and silver carp (Hypophthalmichthys nobilis and H. molitrix) in environmental water samples from the United States. » PloS one 10, no. 2 (2015): e0117803.

Feltrop, Preston D., Clayton K. Nielsen, and Eric M. Schauber. « Asian Carp in the Diet of River Otters in Illinois. » The American Midland Naturalist 176, no. 2 (2016): 298-305.

Irons, Kevin S., G. G. Sass, M. A. McClelland, and J. D. Stafford. « Reduced condition factor of two native fish species coincident with invasion of non‐native Asian carps in the Illinois River, USA Is this evidence for competition and reduced fitness?. » Journal of Fish Biology 71, no. sd (2007): 258-273.

Kim, Jaewoo, and Nicholas E. Mandrak. « Assessing the potential movement of invasive fishes through the Welland Canal. » Journal of Great Lakes Research 42, no. 5 (2016): 1102-1108.

Kolar, Cindy S., Duane C. Chapman, Walter R. Courtenay Jr, Christine M. Housel, James D. Williams, and Dawn P. Jennings. « Bigheaded carps: a biological synopsis and environmental risk assessment. » (2007).

Little, Edward E. « Field Evaluation of Sex Pheromone Attractants to Control Asian Carp and Development of Protocols for Field Verification of Response. » In 144th Annual Meeting of the American Fisheries Society. Afs, 2014.

Phelps, Quinton. “Carp Taste Test.” In fisherman. http://www.in-fisherman.com/carp/carp-taste-test/ (2016).

Vetter, Brooke J., Aaron R. Cupp, Kim T. Fredricks, Mark P. Gaikowski, and Allen F. Mensinger. « Acoustical deterrence of Silver Carp (Hypophthalmichthys molitrix). » Biological Invasions 17, no. 12 (2015): 3383-3392.

Wieringa, Jamin G., Seth J. Herbst, and Andrew R. Mahon. « The reproductive viability of grass carp (Ctenopharyngodon idella) in the western basin of Lake Erie. » Journal of Great Lakes Research (2016).

Wittmann, Marion E., Christopher L. Jerde, Jennifer G. Howeth, Sean P. Maher, Andrew M. Deines, Jill A. Jenkins, Gregory W. Whitledge et al. « Grass carp in the Great Lakes region: establishment potential, expert perceptions, and re-evaluation of experimental evidence of ecological impact. » Canadian Journal of Fisheries and Aquatic Sciences 71, no. 7 (2014): 992-999.

Zielinski, D. P., and P. W. Sorensen. « Bubble Curtain Deflection Screen Diverts the Movement of both Asian and Common Carp. » North American Journal of Fisheries Management 36, no. 2 (2016): 267-276.