La biodiversité est l’élément d’étude central dans le laboratoire. Bien que le milieu marin représente 71 % de la surface de la planète, il n’abrite que 15 % des espèces décrites. Il est donc indispensable d’établir un bilan de la biodiversité, de comprendre les processus modifiant la biodiversité tout en comprenant le rôle de celle-ci dans l’écosystème.

Les recherches menées dans le laboratoire d’écologie benthique s’orientent selon trois grands thèmes dont la biodiversité est le fil conducteur, soit

  1. l’écologie des perturbations;
  2. l’influence de l’aquaculture sur l’environnement;
  3. la biodiversité et ses fonctions dans l’écosystème.

L'écologie des perturbations

Les perturbations humaines et naturelles sont reconnues depuis longtemps comme facteur important dans la structuration des assemblages d’espèces. Selon l’hypothèse la plus connue à ce sujet, soit l’hypothèse de la perturbation intermédiaire, une plus forte biodiversité devrait être observée à un niveau intermédiaire d’intensité et/ou de fréquence de perturbations. Cette hypothèse écologique ne permet aucune prédiction quant à l’influence de perturbations sur l’altération de la variabilité spatiale et temporelle. Dans ce contexte, nous testons si les perturbations de type chronique (press) ou de type sporadique (pulse) affectent différemment la variabilité spatiale des patrons de distribution des assemblages benthiques. Le but est de développer un modèle écologique qui permettrait l’amélioration des outils de gestion et de conservation des écosystèmes marins. Pour ce faire, nous utilisons divers systèmes, dont un système de cuvettes marines naturelles, milieu amplement étudié pour tester notre modèle. Des perturbations d’intensités et de fréquences différentes sont appliquées et les communautés benthiques sont suivies dans le temps.

L'influence de l'aquaculture sur l'environnement

De nombreuses études ont mis en évidence l’influence des activités aquacoles sur l’environnement. La perception du grand public envers l’aquaculture est souvent négative du point de vue de l’environnement, la croyance populaire étant que les organismes sont absents ou en plus faible densité près de sites aquacoles. L’ampleur de l’impact est fonction de plusieurs facteurs, notamment la superficie et l’âge du site, l’espèce cultivée et les conditions hydrodynamiques et biologiques locales. L’objectif de ce thème est d’étudier les effets tant négatifs que positifs de l’aquaculture sur l’écosystème et sur son fonctionnement (lien avec le Thème III). Nos travaux démontrent un effet positif de la présence de structure de culture de bivalves sur l’abondance d’espèces telles homards, étoiles de mer et crabes. Une question se pose : est-ce que les structures pourraient agir comme récif artificiel? Ceci reste à être déterminé. Par contre, les flux biogéochimiques sont modifiés dans les secteurs avec un très fort apport de fécès et pseudo-fécès de moules. Les résultats de ces recherches permettront ainsi de mieux gérer l’empreinte des activités aquacoles sur l’environnement.

La biodiversité et ses fonctions dans l'écosystème

Le dernier thème de recherche est intimement lié aux deux premiers, car il permet de comprendre les effets d’une modification de biodiversité sur les services que celle-ci dispense. Le principe qu’une forte biodiversité permet à l’écosystème de mieux réagir à une altération par des événements perturbateurs est relativement accepté. Par contre, des hypothèses supportent aussi que ce n’est pas le nombre d’espèces, mais leur assemblage (quelles sont les espèces présentes) qui permettrait à l’écosystème de mieux répondre au stress. Plusieurs projets dans le laboratoire tentent de comprendre l’effet d’une perte d’une ou de plusieurs espèces et de voir si certaines espèces sont complémentaires dans l’environnement. Est-ce que la perte d’une espèce a de fortes probabilités de diminuer la capacité du système à se maintenir ou encore à se remettre de perturbations? Dans le cadre d’un projet portant sur la zone hypoxique de l’estuaire du Saint-Laurent, nous vérifions l’influence du phénomène hypoxique sur la biodiversité et sur les fonctions de bioturbation à plusieurs échelles spatiales et temporelles à partir de données historiques et récentes d’organismes benthiques. De plus, nous avons rapporté des carottes (48 x 45 x 40 cm) de sédiment, provenant du chenal laurentien (plus de 300 m). Le but est de maintenir plusieurs carottes de sédiment intact et de faire un suivi des changements dans la bioturbation et les flux biogéochimiques suite à différents niveaux d’eutrophisation. Ce Thème de recherche permet de mieux comprendre l’importance de la biodiversité pour l’écosystème, mais pour l’humain également.