Respirométrie

Contexte scientifique

Contexte scientifique

Système de type « Blazka » L'utilisation d'un respiromètre de nage permet de mesurer l'effet des faibles teneurs en oxygène sur le métabolisme et l'activité locomotrice des morues. Cet appareil est particulièrement intéressant, tant par sa conception que par l'usage qu'en font les scientifiques.

Les travaux sur l'oxygène, le métabolisme et la nage datent de quelques années déjà. Après avoir expérimenté avec des systèmes statiques où la consommation d'oxygène était mesurée au repos dans des systèmes fermés, il a été possible de passer à l'étape suivante, soit de faire ces mesures à l'effort. Cette approche n'est pas nouvelle et plusieurs appareils ont déjà été conçus pour différentes espèces de poissons, des très petits (épinoches) aux très gros (thons). Après une revue de littérature et plusieurs consultations, un système de type « Blazka », du nom de son inventeur, a été choisi et adapté pour des morues ayant une taille pouvant atteindre 50 cm. L'instrument utilisé à l'Institut Maurice-Lamontagne permet de filmer un poisson pendant qu'il nage à différentes vitesses; le type de nage change lorsque le poisson se fatigue. Il permet également de contrôler la vitesse du courant et donc la vitesse de nage du poisson; il est alors possible d'imposer un exercice natatoire à un poisson soumis à différents traitements. Il permet enfin de mesurer la consommation d'oxygène (taux métabolique) d'un poisson au repos et pendant l'exercice. Il est ainsi possible d'évaluer comment une variable, par exemple la disponibilité de l'oxygène, influence le taux métabolique et la capacité de nage d'un poisson. Toutes ces mesures peuvent être faites en circuit ouvert ou fermé. Il est aussi possible de faire varier la concentration en oxygène pour simuler divers environnements de l'estuaire ou du Golfe. Couplé à un système de saisie de données automatisé et à de l'enregistrement sur vidéo, ce système s'est avéré être extrêmement polyvalent.

Expérience-type

Lorsque les conditions environnementales se détériorent et que la nourriture devient moins abondante, la morue mobilise les réserves énergétiques qu'elle a cumulées sous forme de lipides dans le foie et de protéines dans sa masse musculaire. C'est un phénomène naturel qui se produit au cours de l'hiver et culmine au printemps au moment de la reproduction. On considère alors que la condition énergétique de la morue se détériore ce qui sous-entend que ses capacités sont moindres. Par contre en été, la morue s'alimente intensivement et reconstitue ses réserves énergétiques en vue d'un nouveau cycle de jeûne et de maturation sexuelle. Pour connaître les impacts de la condition énergétique sur les capacités physiologiques de la morue, des poissons ont été soumis à l'expérience suivante.

Des morues ont été soit privées de nourriture, soit alimentées de capelan, une de leurs proies favorites, de manière à obtenir des morues dont la condition énergétique était faible ou élevée. Elles ont ensuite été placées dans un respiromètre statique où leur taux métabolique de base a été déterminé. Le taux métabolique de base est la consommation minimale d'oxygène d'un poisson à jeun et au repos. Ensuite elles ont été placées dans le « Blazka » et soumises à une augmentation progressive de la vitesse du courant ce qui les oblige à nager de plus en plus vite. Leur consommation d'oxygène est mesurée à chacune de ces vitesses. Les poissons ont une capacité de nage limitée et éventuellement ne peuvent soutenir les vitesses élevées. La consommation d'oxygène mesurée à la vitesse la plus élevée qu'un poisson peut soutenir est la consommation maximale. Consommation minimale et consommation maximale définissent le registre aérobie d'un individu.

Exemple d'une journée-type

Résultats

Bien que la condition individuelle diffère nettement entre les morues à jeun et les morues alimentées (facteur de condition de 0.68 et 0.92, respectivement), la consommation d'oxygène au repos (par kg de poisson) ne diffère pas entre les deux groupes. Par contre la consommation d'oxygène pendant l'exercice (par kg de poisson) augmente davantage chez les poissons à jeun. L'augmentation de la consommation pendant l'exercice est par contre sensiblement la même lorsqu'elle est exprimée par individu sans tenir compte de la masse.

Toutefois, la capacité de nage des poissons qui ont un facteur de condition plus faible est nettement moindre, ce qui suggère que les poissons en mauvaise condition énergétique sont moins efficaces. Ceci peut se traduire par exemple par une plus grande vulnérabilité aux prédateurs, incluant les chaluts de pêche, et un succès moindre lorsque la morue s'alimente de proies mobiles.

Poissons à jeun Poissons alimentés
Facteurde condition : 0.68 Facteur de condition : 0.92
Longueur (mm) : 442 Longueur (mm) :464
Masse (g) : 580 Masse (g) : 924

Consommation au repos et à l'exercice (mg O2 / heure)

  par kg par individu
  repos exercice repos exercice
Poissons à jeun : 42.3 251.3 24.6 145.8
Poissons alimentés : 43.8 182.8 40.5 168.9

Consommation nette due à l'exercice

Poissons à jeun : 121.2 mg O2 / h / individu
Poissons alimentés : 128.4 mg O2 / h / individu

Effet du jeûne sur l'endurance et la nage

Effet du jeûne sur l'endurance et la nage

Effet de l'exercice sur la concentration d'oxygène

Effet de l'exercice sur la concentration d'oxygène

Consommation d'oxygène en fonction de la vitesse de nage

Consommation d'oxygène en fonction de la vitesse de nage