Évaluation des populations intertidales du crabe vert européen envahissant

Résumé

Il est essentiel de comprendre les tendances spatiotemporales de la dynamique des populations de crabes verts pour prédire et gérer les impacts écologiques et économiques de cette espèce envahissante nuisible. Ce protocole a été élaboré dans le but de créer une méthode normalisée d’évaluation des populations de crabe vert dans la zone intertidale rocheuse de l’Atlantique Nord-Ouest.

Résumé

Les espèces envahissantes ont causé d’importantes perturbations aux écosystèmes du monde entier. Le crabe vert européen a envahi l’Amérique du Nord dans les années 1800 et est considéré comme l’un des 100 pires envahisseurs du monde par l’UICN. Les observations de la dynamique des populations de crabe vert spatiotemporal sont essentielles pour prédire et gérer les impacts écologiques et économiques de cette espèce envahissante nuisible. Ce protocole a été élaboré dans le but de créer une méthode normalisée d’évaluation de la dynamique des populations de crabe vert dans la zone intertidale rocheuse de la Nouvelle-Angleterre et du Canada atlantique. Le protocole a été conçu pour être accessible à plusieurs utilisateurs, y compris les chercheurs, les éducateurs, les étudiants et les scientifiques citoyens. Bien qu’il ait été conçu pour l’arpentage des populations de crabes, ce protocole est facile à adapter et pourrait être utilisé pour un certain nombre d’espèces intertidales. Les données recueillies à l’aide de ce protocole ont un large éventail d’utilisations, y compris pour éclairer la recherche écologique, les efforts de conservation, les stratégies d’atténuation et le développement des pêches, ainsi qu’à des fins éducatives de sensibilisation.

Introduction

Les invasions biologiques peuvent potentiellement perturber les interactions des espèces et les processus écologiques, et peuvent avoir des conséquences^{écologiques de grande portée 1,,2,,3} et économiques⁴. La capacité de prédire, d’atténuer et de s’adapter avec succès aux invasions dépend fortement de la caractérisation de la dynamique des populations spatiotemporales⁵. Bien qu’il existe une gamme d’outils (p. ex., génétique des populations, isotopes stables) et qu’ils émergent (p. ex., l’ADN) pour le suivi des espèces envahissantes, les techniques traditionnelles de surveillance in situ continuent d’être largement utilisées pour évaluer la répartition et l’abondance des espèces envahissantes.

Le crabe vert européen (Carcinus maenas) est une espèce envahissante qui a été détectée pour la première fois en Amérique du Nord en 1817 et qui a réussi à envahir les écosystèmes du^{monde entier 6,7}. Les crabes verts ont une multitude d’impacts négatifs sur les écosystèmes locaux, y compris la réduction des populations indigènes de bivalves par la prédation^8,9, la concurrence avec les crustacés indigènes pour la nourriture et^{l’abri 10,11},^{12 et}la destruction de l’habitat de l’herbe à anguille et les changements subséquents à la structure communautaire des poissons^12,13,14. Ces problèmes sont aggravés par le lien entre l’augmentation de la température et l’augmentation de l’abondance du crabe vert et/ou l’expansion de l’aire de répartition^15,16, ce qui a eu de graves conséquences écologiques et socio-économiques dans des régions comme le golfe du Maine, où le réchauffement se produit plus rapidement que 99 % des autres océans^{du monde 17}.

Sur la côte est de l’Amérique du Nord, les crabes verts vont de la Virginie à Terre-Neuve. On les trouve le plus souvent sur les rivages, les estuaires et les embayments protégés par les vagues dans des profondeurs allant du niveau de marée haute à 5-6 m¹⁸. Leur présence dans la zone intertidale en fait une espèce marine idéale pour les levés riverains. La caractéristique la plus distinctive utilisée pour identifier les crabes verts est le modèle de cinq épines ou « dents » de chaque côté des yeux et de trois épines entre les yeux (voir annexe 1). Leur carapace (côté dorsale) est généralement un vert foncé marbré et brun, mais les motifs de couleurs ventrales peuvent varier considérablement (voir annexe 2).

De nombreux organismes, chercheurs, groupes de scientifiques citoyens et éducateurs effectuent actuellement une surveillance de la population de crabes verts. Toutefois, en l’absence d’un protocole normalisé, il est difficile de comparer les ensembles de données et, en fin de compte, de comprendre les populations de crabe vert à l’échelle locale et régionale. Ce protocole est conçu pour quantifier la dynamique des populations spatiotemporales de crabes verts dans la zone intertidale rocheuse en Nouvelle-Angleterre et au Canada atlantique. Idéalement, l’élaboration d’une enquête normalisée, peu coûteuse et facilement adaptable favorisera les efforts de surveillance à long terme d’un large éventail d’utilisateurs, y compris des chercheurs, des citoyens scientifiques, des éducateurs et des étudiants.

Bien que les crabes verts soient les espèces cibles d’intérêt dans ce protocole, des données sont également recueillies pour les Jonah indigènes et les crabes des rochers(Borealis du cancer et cancer irroratus),ainsi que pour le crabe envahissant de rivage asiatique (Hemigrapsus sanguineus). Il s’appelle les espèces de crabe que l’on trouve couramment dans la zone intertidale rocheuse du nord de la Nouvelle-Angleterre, et les tendances de leur répartition et de leur abondance de la population ont une importance écologique et économique. Un guide intertidal sur le terrain du crabe a été élaboré parallèlement à ce protocole pour faciliter l’identification des crabes (annexe 1) propre au nord de la Nouvelle-Angleterre. Une plate-forme de saisie et de stockage de données appelée « Intertidal Green Crab Project » a également été développée pour ce protocole à l’aide d’Anecdata¹⁹. Anecdata est une plateforme gratuite de science citoyenne en ligne qui fournit des solutions web et mobiles pour la collecte et l’accès aux observations, et fournit une plate-forme conviviale pour recueillir, gérer et partager facilement des données.

Protocole

1. Calendrier des travaux d’enquête

1. Effectuer des enquêtes entre mai et novembre, au plus fort de la productivité dans la zone intertidale.
2. Planifiez des relevés autour des marées négatives ou nulles (généralement des cycles nouveaux et de pleine lune) pour prévoir suffisamment de temps dans la zone intertidale basse (c.-à-d. au moins 2 heures).

2. Préparation préalable à l’enquête

1. Localisez et imprimez tous les guides sur le terrain et les fiches de collecte de données (voir Annexes) avant d’effectuer l’enquête si c’est la méthode préférée. Si vous utilisez l’application Anecdata pour les guides sur le terrain et la collecte de données, visitez le site Web d’Anecdata et rejoignez le projet Intertidal Green Crab¹⁹. La fiche de collecte de données et les catégories de collecte d’Anecdata sont identiques.

3. Sélection et description du site

1. Localiser un site intertidal rocheux abrité par les vagues avec des pavés (c.-à-d. non stables, roulés par l’action des vagues) et un habitat de canopée d’algues. S’assurer qu’il y a au moins 100 m de rivage pour tenir compte de l’échantillonnage prévu.
2. Enregistrez l’emplacement du site d’étude à l’aide d’un système de positionnement global (GPS) ou d’un appareil tel qu’un téléphone intelligent qui a une capacité GPS (p. ex., de nombreuses applications compas sont gratuites à télécharger ou sont déjà préprogrammées sur les téléphones intelligents). Enregistrer les coordonnées du site sur la fiche de données de l’enquête intertidale (annexe 3) ou directement dans le projet intertidal de crabe vert sur Anecdata.
3. À l’heure prévue de marée basse (déterminée à partir du site Web des prédications des marées de la NOAA ou d’une application comme Tides), exécutez une bande transect de 50 m verticalement de la zone intertidale basse (c.-à-d. la zone d’éclaboussures) à la zone intertidale élevée (c.-à-d. la zone microalgique noire qui est généralement sèche à marée haute). Divisez la distance résultante en trois sections égales : haute, moyenne et basse (figure 1). La section intertidale basse, parallèle au rivage, est la zone d’échantillonnage cible.
4. Dans la zone intertidale basse, mesurer une distance de 100 m parallèle au rivage (figure 2) et établir des marqueurs permanents délimitant cette zone à l’aide de barres d’armature ou de repères permanents naturels tels que des rochers immeubles, des rebords, des pieux à quai, etc.

4. Mener un sondage

1. Avant d’arriver sur le site de l’arpentage, enregistrez les renseignements suivants sur la fiche de données de l’enquête intertidale(annexe 3)ou directement dans le projet de crabe vert intertidal sur Anecdata : nom du site, date d’échantillonnage, participants, heure et hauteur de marée basse à l’endroit/date à échantillonner (déterminé à l’aide du site Web des prédications des marées de la NOAA, ou d’une application comme Tides) et de la phase lunaire (déterminée à l’aide d’un calendrier lunaire tel que www.moongiant.com).
2. En arrivant sur le site d’arpentage, localisez la section de 100 m du littoral intertidal bas où l’arpentage sera effectué, déballez l’équipement et organisez des fiches de données et des guides sur le terrain.
3. En option, mesurez la température de l’eau à l’aide d’un thermomètre numérique étanche dans les eaux peu profondes adjacentes à la zone d’échantillonnage.
   1. Mesurer la salinité en plaçant plusieurs gouttes d’eau recueillies à côté de la zone d’échantillonnage sur le prisme de réfraction d’un réfractomètre de salinité.
   2. Enregistrez la température de l’eau en °C et la salinité en parties par millier (ppt) sur la fiche de données de l’enquête intertidale ou directement dans le projet intertidal de crabe vert sur l’application Anecdata.
4. Commencez l’arpentage en jetant au hasard le quadrat de 1 m² dans la zone intertidale basse prédéfinie qui est parallèle au rivage (une bande transecte n’est pas nécessaire pour effectuer l’étude parce que la zone de l’échantillon a déjà été définie). Enregistrez une estimation visuelle du pourcentage de roches déplaçables (c.-à-d. galets/graviers que vous pouvez regarder en dessous) et de la couverture de la canopée d’algues (p. ex. Ascophyllum ou Fucus spp.) dans le quadrat jusqu’au quart de cent le plus proche (c.-à-d. 0, 25, 50, 75 ou 100 %). Un habitat intertidal rocheux est souvent inégal et peut contenir des zones de sable, de boue, de rebord ou d’autres habitats où l’on ne trouve pas de crabes verts.
   1. Pour éviter de fausser les estimations de densité en échantillonnant un habitat inapproprié, échantillonner uniquement les quadrats dont la roche mobile est supérieure à 50 %, ou plus de 50 % de la canopée d’algues. Évitez également les zones d’échantillonnage où les rochers ou les corniches sont sensiblement élevés au-dessus du profil du rivage dans la zone intertidale basse, car cet habitat peut être plus représentatif de la zone intertidale moyenne.
5. À l’intérieur de chaque quadrat, soulevez des roches ou des galets déplaçables et déplacez soigneusement les algues pour rechercher les crabes. Assurez-vous de remplacer toutes les roches et les algues telles qu’elles sont trouvées. Recueillir tous les crabes trouvés et les stocker dans un seau jusqu’à ce que le quadrat entier a été fouillé.
6. Identifier les espèces de chaque crabe à l’aide du Guide intertidal sur le terrain du crabe(annexe 1,ou source sur la plate-forme du projet Anecdata) et enregistrer à l’aide des codes d’espèces énumérés sur la fiche de données de l’enquête intertidale(annexe 3)ou sur le projet intertidal de crabe vert sur l’application Anecdata.
7. Mesurer la largeur de la carapace (CW) de chaque crabe sur la partie la plus large de la carapace, allant de la pointe à la pointe des épines terminales, jusqu’aux 1 mm les plus proches à l’aide d’étriers Vernier.
8. Utilisez l’abdomen (ou « tablier ») sur le côté ventral du crabe pour déterminer le sexe. Les crabes mâles ont tendance à avoir un abdomen étroit et pointu et les crabes femelles ont tendance à avoir un abdomen plus large en forme de ruche(Annexe 1). Seulement enregistrer le sexe pour les crabes ≥ 10 mm CW.
9. Pour tous les crabes, un nombre record de griffes, le nombre de pattes, l’état de la coquille (c.-à-d. la coquille dure ou molle déterminée par la résistance (dure) ou donne (molle) lorsque la pression des doigts est appliquée), et la présence (c.-à-d. ovigerous) ou l’absence d’œufs extrudés pour les femelles.
10. En option, enregistrez la couleur des crabes verts, mais pas d’autres espèces de crabe, en utilisant le protocole de couleur développé par Young et Elliot²⁰ (Annexe 2). Ce protocole ne doit être utilisé que si les copeaux de peinture réels peuvent être source et introduits sur le terrain, car les versions imprimées peuvent varier considérablement. Identifier l’état de la coquille pré-mue pour les crabes verts à l’aide d’indicateurs externes pré-mue(annexe 4ou source sur la plate-forme du projet Anecdata). Les crabes verts pré-mue sont dans les 3 semaines suivant la mue et sont particulièrement intéressés par la pêche émergente au crabe vert à carapace^{molle 21,22}.
11. Retournez tous les crabes dans l’habitat du quadrat une fois que toutes les mesures et caractéristiques ont été enregistrées.
12. Continuer au hasard à jetant le quadrat dans la zone intertidale basse prédéfinie jusqu’à ce qu’un total de 10 m² soit échantillonné. Avancez continuellement le long de la faible zone intertidale du littoral et assurez-vous que les quadrats sont séparés par un minimum de 1 m afin que le rééchantillon ne se produise pas et un maximum de 10 m afin que la zone d’arpentage ne dépasse pas 100 m.

5. Gestion et analyse des données

1. Si vous utilisez des fiches de données, vérifiez toutes les fiches de données brutes pour les erreurs et la lisibilité après l’enquête, la photocopie, l’analyse et les archives. Utilisez la photocopie pour la saisie de données dans une feuille de calcul Excel (voir annexe 5 par exemple) ou dans le projet intertidal de crabe vert sur Anecdata¹⁹. Stockez les fiches de données numérisées par voie électronique.
2. Effectuer des analyses de données adaptées à la conception de l’étude. Les mesures utiles de la population comprennent la densité du crabe (nombre total de crabes divisé par le nombre total de quadrats échantillonnés), le rapport entre les sexes, la fréquence cumulative de la taille, le taux de blessures, le ratio d’état de la coquille et les taux globaux de rencontre des espèces (p. ex., % de crabes indigènes par rapport aux crabes envahissants).

Résultats

En 2019, ce protocole a été utilisé pour effectuer des relevés mensuels intertidals du crabe vert à trois endroits de mai à novembre (Sandy Point, Yarmouth, ME (43°46'17.92"N, 70° 8'45.52"W), Robinhood Cove, Georgetown, ME (43°48'13.80"N, 69°44'50.97"W), et New Meadows River, West Bath, ME (43°51'17.84"N, 69°51'55.2 (Damariscotta River, Walpole, ME (43°56'9.42"N, 69°34'52.75 »)). Les données recueillies indiquaient de grandes variations de la densité de la population de crabe vert spatial et temporel (<...

Discussion

Ce protocole décrit une méthode d’enquête pour évaluer les tendances spatiales et temporelles des populations de crabes dans la zone intertidale rocheuse qui est accessible à de multiples utilisateurs, y compris les chercheurs, les éducateurs, les étudiants et les scientifiques citoyens. Les avantages de ce protocole sont les suivants : il ne nécessite pas d’équipement spécialisé ou coûteux, la méthodologie est accessible à un large éventail de niveaux de compétence (p. ex., les élèves de^3e

matériels

Name	Company	Catalog Number	Comments
1 m2 PVC quadrat (1/2" PVC)	Any hardware/home improvement store		PVC can be sourced at any hardware/home improvement store and cut into 1m lengths to form quadrat (4 1/2" PVC elbows will also be needed to connect 1 m lengths into square)
1/2" rebar	Home depot	5152	*optional (for marking low intertidal area)
40 m Fiberglass Transect Tape	Grainger	3LJX1
5 gal bucket	Home depot	05GLHD2
Ade Advanced Optics Salinity Refractometer	Amazon		*optional
Clip board	Any office supply store or Amazon
Uei Waterproof Digital Thermometer	Amazon		*optional
Vernier calipers	Bel-Art		Many companies make calipers, however our preferred brand is Bel-Art which can be sourced on Amazon