Macroinvertébré benthique dulcicole

On regroupe les macroinvertébrés en plusieurs compartiments :

• Les macroinvertébrés épibenthiques, qui vivent à l’interface entre l’eau et le sédiment tels que les larves d’insectes, les isopodes et les mollusques.
• Les macroinvertébrés suprabenthiques, qui vivent au contact du sédiment mais qui peuvent aussi devenir pélagiques en se déplaçant dans l’eau (exemple d’organismes : larves de diptères et crustacés amphipodes)
• Les macroinvertébrés endobenthiques, qui sont des organismes fouisseurs tels que les oligochètes, les nématodes et les larves de chironomes.

Dans un lac, la répartition des macroinvertébrés varie selon la profondeur. La topographie d’un lac est la suivante : il y a d’abord la zone littorale peu profonde, une zone sublittorale un peu plus profonde et la zone profonde, qui correspond au fond du lac.
La zone littorale est la plus diversifiée et formée de macroinvertébrés épibenthiques (gastéropodes, larves d’éphémères et de trichoptères…).
La zone sublittorale est une zone de changements : de la température, de l’oxygène, de la répartition des algues, c’est donc une zone ou la densité de macroinvertébrés se réduit.
Enfin la zone profonde est peu diversifiée et regroupe surtout des larves de chironomes et des oligochètes de petite taille.
Certains organismes effectuent des migrations entre la zone profonde et la zone littorale, la zone profonde étant utilisée comme refuge pour l’hibernation et la zone littorale pour la reproduction.
On note que la zonation, dans le sédiment, des organismes fouisseurs dépend de leur propre comportement, en effet l’activité des larves de chironomes et des oligochètes peut aller jusqu’à 50 cm de profondeur (en période d’hivernage) alors qu’elle est à 10 cm de profondeur en période d’alimentation.

Dans une rivière, la répartition des macroinvertébrés dépend surtout de la vitesse du courant, de la granulométrie du substrat, de la quantité de lumière incidente, de la transparence des eaux et de l’enrichissement en nutriments.

Un cycle biologique est l’ensemble des étapes que doit traverser un individu au cours de sa vie. La durée du cycle est très variables selon les macroinvertébrés considérés, ils peuvent s’écouler sur plusieurs mois ou sur plusieurs années.

Les macroinvertébrés benthiques ont un régime alimentaire très varié : bactéries, détritus, algues, micro-benthos et macro-benthos. On peut classer les macroinvertébrés benthiques selon 5 groupes trophiques :

• Les Filtreurs (bivalves, ostracodes, chironomes…) : filtrent de fines particules en suspension dans l’eau.
• Les Prédateurs (nématodes, oligochètes, odonates, hémiptères, trichoptères…) : se nourrissent de zooplancton (cladocères, copépodes) ou d’autres macroinvertébrés benthiques.
• Les Détritivores (nématodes, oligochètes, éphémères, trichoptères, chironomes…) : se nourrissent de détritus, de cadavres et de matières organiques dissoutes.
• Les Herbivores (éphémères, coléoptères, chironomes, gastéropodes…) : se nourrissent principalement de macrophytes et d’algues.
• Les Omnivores (éphémères, coléoptères, chironomes, gastéropodes…) : se nourrissent à la fois de débris végétaux et de débris animaux.

Dans les lacs, les décomposeurs sont dominants lorsqu’il y a beaucoup de plantes aquatiques (macrophytes) car c’est une source importante de matière organique. Ce cas est souvent rencontré dans les lacs peu profonds. Dans les cours d’eau ou dans des lacs peu chargés en éléments nutritifs, ce sont les herbivores qui sont dominants s'il y a assez de lumière permettant le développement d’algues.

Selon les différents groupes taxonomiques présents dans les diverses types de cours d’eau et plans d’eau, les macroinvertébrés jouent des rôles essentiels dans la chaîne trophique. Les groupes fonctionnels tels que les filtreurs, les détritivores, les prédateurs, les herbivores ainsi que les omnivores exercent une importante influence dans les forces “buttom-up” et “top-down”. Cependant, ils sont également eux-mêmes soumis à ces forces qui régulent leurs populations et donc l’entière communauté de macroinvertébrés benthiques du plan d’eau respectif. Plusieurs espèces exploitent les propriétés physiques de certains types de cours d’eau pour acquérir leur nourriture. Ces organismes ont également une influence importante dans les cycles des nutriments tels que l’azote, le phosphore et la matière organique. Dans le cas par exemple des herbivores et détritivores, ils contribuent incontestablement au contrôle de la quantité de biomasse en influençant la production primaire, ainsi que sur le taux de décomposition de la matière. De plus, les macroinvertébrés représentent eux-mêmes une source de nourriture pour de nombreuses espèces de poissons[1].

En ce qui concerne l’effet des macroinvertébrés sur l’industrie de la pêche, le lien paraît à priori bien simple. Quelques études ont démontré qu’il existe une relation directe entre la productivité d’organismes benthiques et les populations de salmonidés. Cependant, il existe des relations prédateurs/ proies en fonction de l’habitat bien plus complexes qui permettraient de déterminer de façon plus précise les liens trophiques régissant ces communautés[1].

Les macroinvertébrés benthiques sont tous poïkilothermes (à température corporelle variant fortement en fonction de celle de l’environnement). Ils sont donc très dépendant de la température de leur milieu de vie car elle conditionne leur cycle biologique (développement des œufs, croissance des larves, métabolisme).

L’anoxie des eaux, la trophie du milieu (degré d'abondance du milieu) et la nature des plantes aquatiques ainsi que la granulométrie des substrats[2] sont aussi des facteurs importants notamment pour leur taille et abondance (ainsi, les abondances les plus élevées sont retrouvées sur des sédiments fins et riches en détritus).

Les oligochètes et les chironomes sont les plus tolérants à l'anoxie grâce à un pigment rouge ressemblant à l’hémoglobine, leur permettant de survivre même avec de faible quantité d’oxygène.

La vitesse de courant est aussi déterminante car elle conditionne le transport des nutriments, le renouvellement de l’oxygène et la dérive d'une partie de la nourriture et des invertébrés eux-mêmes. Beaucoup d'invertébrés ont développé des adaptations morphologiques pour résister au courant. Ainsi les larves de trichoptères sont recouvertes de petits cailloux et de bouts de bois, ceci leur permet de se protéger et de s’orienter face au courant. Certaines larves d’éphémères sont aplaties afin de réduire la surface de leur corps exposée au courant, ce qui leur permet de moins se faire entraîner.

Les modifications (ou destruction) des zones humides par l'homme affectent les communautés de macroinvertébrés [3]

En effet, de nombreux paramètres physico-chimiques associés ou non à des facteurs anthropiques ont un important impact sur l’occurrence, l’abondance ainsi que la distribution des communautés de macroinvertébrés. Selon une étude menée dans un milieu humide au centre des montagnes himalayennes de l’Inde, d’importantes relations statistiques significatives ressortent en corrélant l’abondance et la diversité des macroinvertébrés avec des fluctuations de facteurs environnementaux causés par les perturbations dues aux activités anthropiques. La turbidité, la transparence de l’eau, la quantité d’oxygène dissout, la quantité totale de solides dissous, la profondeur hydromédiane et la température de l’eau sont donc corrélés positivement ou négativement avec la densité des macroinvertébrés[4].

Entre autres, en tant que facteur influent dans le développement et la croissance des communautés de macroinvertébrés, le type, la composition ainsi que la taille des plantes émergentes se trouvant dans les points d’eau sont d’importants paramètres[5]. En effet, une étude menée aux États-Unis démontre que l’abondance des macroinvertébrés se nourrissant de macrophytes est influencée par différents types de structures de plantes. Ce faisant, certaines structures particulières de plantes représentent un meilleur substrat pour la recherche de nourriture ou tout simplement une bonne cachette pour les macroinvertébrés prédateurs. Finalement, il est démontré que la densité et la biomasse des macroinvertébrés peuvent varier en fonction de la structure et le type de plantes, impactant par le fait même le reste du plan d’eau[6]. Une étude similaire ayant eu lieu au Zimbabwe a démontré que la densité de macrophytes n’affecte pas nécessairement la structure de la communauté de macroinvertébrés, dont l’abondance, la richesse et la diversité, mais plutôt la distribution de taille des divers taxons[7].

C’est le nombre de taxon présents dans l’échantillon. Plus ce nombre est élevé plus l’échantillon est riche. Cependant il faut faire attention car ce nombre varie selon le niveau d’identification, il est donc important de mentionner ce niveau (ordre ou famille ou espèces par exemple).
Une richesse taxonomique élevée est souvent synonyme de bonne santé du milieu. On peut aussi calculer cette richesse de manière plus précise, pour certains groupes bioindicateurs de la communauté.
Ainsi l’indice EPT, est le nombre de taxon appartenant aux ordres de Éphéméroptères, au Plécoptères et Trichoptères. Ces trois ordres sont généralement sensibles à la pollution, ainsi un indice EPT faible traduit un milieu perturbé.
A contrario, une forte proportion de Chironomes ou d’Oligochètes (taxons tolérants aux pollutions) est signe de mauvaise santé de l’eau.

On utilise souvent pour déterminer cette diversité, l’indice de Shannon-Wiener (H’) qui tient en compte à la fois du nombre de taxons présents et du nombre d’individus de retrouvés dans chaque taxon. On mesure ainsi l’abondance et la régularité de la distribution de chaque taxon.

${\displaystyle H^{\prime }=-\sum _{i=1}^{S}p_{i}\ln p_{i}}$

${\displaystyle p_{i}}$ : proportion du ième taxon sur le nombre total d’organismes
S : nombre total de taxons dans l’échantillon
Une valeur élevée de cet indice signifie que tous les taxons sont aussi denses, ce qui correspond à un milieu favorable et non pollué. Alors qu’une valeur faible signifie qu’il règne des conditions de vie difficiles dans le milieu, ce qui permet à peu d’espèces de s’établir et en l’absence de compétition, ces espèces auront tendance à pulluler.

Ce sont des insectes dont les larves sont aquatiques. Ils ont généralement 3 cerques (queues) et ont des branchies sorties disposées le long de l’abdomen. Ils ne possèdent qu’une seule griffe au bout des pattes, ce qui les différencient des plécoptères. Ce sont des organismes fragiles, généralement considérés comme sensibles à la pollution, cependant il existe certaines familles tolérantes (Caenidae par exemple).

Ce sont des insectes dont les larves sont aquatiques et surtout retrouvées dans les rivières propres (pas dans les lacs). Ils possèdent deux griffes au bout des pattes et n’ont généralement que 2 cerques (queues). Ils possèdent de longues antennes segmentées. Les branchies peuvent être présentes ou absentes et situées à divers endroits sur le corps (cou, thorax, abdomen) Les plécoptères sont sensibles à la pollution.

Ce sont des insectes dont les larves et les nymphes sont aquatiques. La présence de 2 crochets anaux au bout de l’abdomen est caractéristique des larves, ces crochets leur permettent de se fixer à leur étui. L’abdomen est mou mais la tête est le thorax est généralement dur. La matière utilisée pour la fabrication des étuis et la forme des étuis sont utiles à l’identification. Les trichoptères sont généralement sensibles à la pollution, cependant la famille des Hydropsychidae à une tolérance moyenne à la pollution.

Famille de diptères (mouches) la plus abondante en milieu aquatique : le stade larvaire et nymphal sont adaptés à la vie aquatique. Les larves ont un corps mince et allongé, les segments du thorax sont bien distingués et elles possèdent une paire de fausse patte au début du thorax et à la fin de l’abdomen. Elles vivent généralement dans un étui souple. Les nymphes ont un thorax renflé portant des organes respiratoires, le bout de l’abdomen avec des lobes anaux aplatis, des pattes longues et recourbées sous les ailes et des antennes passant en dessous des yeux. Les chironomidés (chironomes) sont généralement tolérants à la pollution.

Ce sont des vers aquatiques, qui ont un corps mou, allongé, cylindrique et segmenté. Les segments sont censés porter des soies mais elles sont difficiles à voir. Les oligochètes sont tolérantes à la pollution.

• Macroinvertébré
• Macroinvertébré benthique
• Bioindication

• Site gouvernemental : développement durable, environnement et parcs du Québec ; section fleuves, rivières et lac
• Site didactique d'enseignement en Entomologie et Ecologie
• Site gouvernemental: Ministère du Développement durable, Environnement et lutte aux changements climatiques; section Benthos - Des macroinvertébrés benthiques comme indicateurs de la santé des cours d’eau
• Site éducatif: G3E; Groupe d'éducation et d'écosurveillance de l'eau

• Tachet, H., Bournaud, M., & Richoux, P. (1987). Introduction à l'étude des macroinvertébrés des eaux douces (systématique élémentaire et aperçu écologique). Ministère de l'Environnement, Université de Lyon 1, Biologie Animale et Ecologie et Association Française de Limnologie (notice Inist-CNRS)