Les défenses de narvals révèlent une exposition au mercure liée aux changements climatiques

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Comme les anneaux d’un tronc d’arbre, une défense de narval ouvre une fenêtre sur les changements climatiques dans l’Arctique
Publié: 11mai2021
Narwhals with their characteristic spiralled tusks in dense pack ice. | Des narvals et leur défense torsadée caractéristique dans des eaux glacées.
Image par ©Paul Nicklen / paulnicklen.com.
Cut-through narwhal tusk displaying the individual year rings. Analyses of the individual layers of narwhal tusks have provided information about their food choice and their exposure to mercury throughout their life. | Défense de narval découpée laissant voir les couches annuelles successives. Une analyse de chaque couche a donné des informations sur l’alimentation et sur l’exposition au mercure.
Data on δ13C, δ15N and mercury in narwhal tusks measured in layers corresponding to the period 1968-2010. The cover of summer sea ice for the same period is also shown. | Données sur le δ13C, le δ15N et le taux de mercure mesurés dans les couches correspondant à la période 1968-2010. L’importance de la couverture de glace de mer, mesurée en été, pendant la même période est également illustrée.

Dans l’Arctique, les changements climatiques et la pollution sont les pires menaces pour les grands prédateurs comme les narvals. L’étude des défenses de narval révèle que l’alimentation et l’exposition à la pollution ont changé au cours des 50 dernières années en raison du déclin de l’étendue de glace de mer. De plus, les émissions produites par l’activité humaine ont grandement intensifié la présence de mercure au cours des dernières années, selon une équipe de recherche internationale.

« Nos recherches montrent que les changements climatiques ont des effets considérables sur les écosystèmes de l’Arctique, notamment une exposition à des polluants toxiques comme le mercure », explique Jean-Pierre Desforges, coauteur et boursier postdoctoral à l’Université McGill sous la direction de Nil Basu et de Melissa McKinney.

En examinant les différentes couches de la défense de narvals mâles, les chercheurs ont pu répertorier les changements dans l’exposition au mercure survenus chaque année depuis les années 1960; ils ont publié leurs conclusions dans Current Biology.

Les narvals mâles possèdent une défense qui sort du côté gauche de leur mâchoire supérieure et qui peut mesurer jusqu’à trois mètres de long. Comme les anneaux d’un tronc d’arbre, une nouvelle couche s’ajoute chaque année à la défense du narval.

Comme la défense est reliée au reste du corps par le sang, chaque nouvelle couche renferme des caractéristiques de la physiologie de l’animal et donne notamment des indications sur l’alimentation et sur l’exposition aux contaminants produits par l’activité humaine.

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« Les contaminants et les métaux lourds, comme le mercure, s’accumulent à chaque maillon de la chaîne alimentaire. Plus un organisme est haut dans la chaîne, plus il absorbe de mercure au cours de sa vie », précise Jean-Pierre Desforges. Présents en grande quantité, les métaux lourds sont toxiques et peuvent affecter les fonctions cognitives, le comportement et la capacité de reproduction.

Les chercheurs ont découvert que de 1990 à l’an 2000, les narvals ont ingéré des quantités relativement faibles de mercure parce que leurs proies se trouvaient alors assez bas dans la chaîne alimentaire. Avant 1990, la couverture de glace de mer était très importante, notamment dans la baie de Baffin, et le narval se nourrissait principalement de proies comme le flétan et la morue arctique.

Après 1990, avec la disparition progressive de la glace, les narvals ont modifié leur alimentation et préféré les espèces d’eaux libres, comme les capelans et les morues polaires. Toutefois, on constate qu’à partir de 2000, la quantité de mercure a nettement augmenté dans les défenses de narval sans qu’il y ait de changement simultané dans l’alimentation.

Répercussions des changements climatiques

Les chercheurs pointent du doigt une hausse des émissions de mercure attribuable à la l’incinération de combustibles fossiles en Asie du Sud-Est. L’augmentation de l’exposition au mercure pourrait également s’expliquer par la disparition de la banquise sous l’effet du réchauffement climatique, qui entraîne une modification du cycle du mercure dans l’Arctique.

Au cours des 30 ou 40 dernières années, les changements climatiques ont provoqué une réduction de l’étendue de glace de mer dans l’Arctique. Or, beaucoup d’espèces ont besoin de cette glace pour échapper à leurs prédateurs, trouver de la nourriture et se reproduire. Ces changements perturbent la chaîne alimentaire de l’Arctique et les conditions de vie de toutes les espèces.

Les changements de température et de conditions de la glace sont également propices aux invasions par des espèces provenant d’eaux plus chaudes. Pour le narval, la glace sert de protection contre des prédateurs, notamment les épaulards.

« Le narval est l’un des mammifères arctiques les plus touchés par les changements climatiques. Il ne possède pas de fonctions physiologiques qui l’aideraient à éliminer les contaminants. Il ne peut pas se débarrasser du mercure en l’emprisonnant dans un pelage ou un plumage, comme les ours polaires, les phoques ou les oiseaux de mer », ajoute Rune Dietz, coauteur et professeur au Département de biosciences à l’Université d’Aarhus, au Danemark.

Fenêtre ouverte sur l’Arctique

D’après les conclusions de l’étude, chaque couche d’une défense de narval contient des renseignements précieux sur les conditions de vie de l’animal et offre une fenêtre sur les changements qui touchent l’Arctique.

« Nous savons maintenant que les défenses de narval qu’on retrouve dans des musées du monde entier recèlent une mine de renseignements. En les analysant, nous devrions en apprendre davantage sur la stratégie alimentaire des narvals à différentes périodes, et nous aurons ainsi une base solide pour déterminer comment les espèces s’adaptent aux conditions changeantes de l’Arctique », conclut Rune Dietz, qui est également affilié au Centre de recherche sur l’Arctique de l’Université d’Aarhus.

 À propos de l'étude

L’article « Analysis of narwhal tusks reveals lifelong feeding ecology and mercury exposure », par Rune Dietz, Jean-Pierre Desforges, Frank F. Rigét, Aurore Aubail, Eva Garde, Per Ambus, Robert Drimmie, Mads Peter Heide-Jørgensen et Christian Sonne, a été publié dans Current Biology.

DOI : https://doi.org/10.1016/j.cub.2021.02.018

 


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