Réponse d’une espèce d’eau froide aux changements environnementaux : plasticité phénotypique et divergence des traits d’histoire de vie précoce chez les populations d’omble chevalier (Salvelinus alpinus) en limite Sud de distribution

In a warming climate, the capacity of species to adopt effective strategies to cope with temperature increase will be key to their persistence in hostile environments. Furthermore, elevated temperatures are likely to modulate the effects of other environmental pressures on biota.The Arctic charr (Salvelinus alpinus) is a cold water adapted stenotherm, found essentially below the Arctic circle. In Europe, the Southernmost edge of its native distribution range is located in the Alps where the species remained following the glacier retreat after the last glaciation. As alpine and peri-alpine lakes are deemed particularly vulnerable to warming, these isolated populations can be considered as sentinels of climate change and constitute an interesting study system to investigate i) local adaptation to thermal habitat and ii) population response to multiple environmental stressors.Using a common garden experimental design, we first reared embryos originating from four lakes along an altitudinal gradient to an optimum temperature (5°C) or to a temperature close to the thermal tolerance limit of arctic charr embryos (8.5°C). We measured fitness-related traits in hatched larvae and at near emergence and investigated the evolutionary processes underlying population divergence using a QST-FST approach. Results revealed contrasted thermal reaction norms with effects of temperature affecting survival, body size and timing of hatching, that reflected genetic divergence among populations. However, pairwise population comparisons showed that quantitative trait divergence could often be explained by drift and homogenous selection. Results also indicated that neutral genetic diversity was relatively high, but adaptive potential to warming was limited in populations managed by supportive breeding, suggesting a negative effect of local management practices on populations.A second study investigated the combined effects of temperature and fine sediment, a stressor that affects strongly oxygen availability and habitat quality of salmonids. Results revealed that temperature can decrease the tolerance of arctic charr early life stages to fine sediment. Exposure to a gradient of fine sediment under stressful thermal conditions during egg incubation had dramatic effects on embryonic life-history traits, with temperatures strongly exacerbating the impacts of sediment loads that did not exert any detrimental effects at cold.Finally, a third study showed that co-exposure to temperature and fine sediment during embryo development can lead to different trade-offs between size at hatching, yolk conversion efficiency and timing of hatching among wild populations. As a confirmation of the previous study, temperature and sediment did affect early life traits interactively, although the effects were essentially sublethal and temperature was dominant. This indicated that wild populations were more resistant than the previously studied captive stock, certainly due to natural exposure to sediment, but the observed reduction in size and increased energy expenditure might have critical consequences in later life stages.Overall, this work showed that wild arctic charr populations exhibit adaptive divergence in response to temperature to a certain extent, but the history of anthropogenic disturbances in alpine lakes (inappropriate stocking practices, allochthonous fish introductions, overfishing) is likely to hinder their capacity to respond and adapt to future temperature elevations. This work also highlighted that the reevaluation of common stressors in freshwaters (e.g. fine sediment deposition) under different thermal scenarios while taking into account population specificities is necessary.Dans le contexte actuel de réchauffement climatique, la capacité des espèces à adopter des stratégies de mitigation, face aux effets d’une augmentation des températures est cruciale à leur persistance dans des environnements non favorables. De plus, la température est susceptible de moduler les impacts d’autres facteurs environnementaux.L’omble chevalier (Salvelinus alpinus) est un poisson sténotherme d’eau froide que l’on retrouve essentiellement sous le cercle arctique. En Europe sa limite Sud de distribution se situe dans la région alpine où l’espèce s’est retrouvée enclavée suite à la dernière glaciation. Les lacs alpins et péri-alpins sont particulièrement vulnérables au réchauffement. Ces populations peuvent donc être considérées comme des sentinelles du changement climatique et constitue un système d’étude intéressant pour l’étude de i) l’adaptation locale à la température, et ii) la réponse des populations à des stress multiples.Suivant un schéma expérimental de jardin commun, des œufs originaires de quatre lacs situés le long d’un gradient altitudinal ont été exposés à une température optimale (5°C) ou proche de leur limite de tolérance thermique (8.5°C). Nous avons mesuré des traits liés à la fitness chez les individus à l’éclosion et proches de l’émergence et étudié les processus qui sous-tendent les divergences entre ces traits par une approche QST-FST. Les résultats ont montré des normes de réaction contrastées, la température affectant la survie, la taille et le timing de l’éclosion, reflétant des différences entre populations dont la base est génétique. Des comparaisons entre paires de population ont montré que la divergence entre traits quantitatifs peut être attribuable en grande partie à la de la sélection homogénéisante ou de la dérive. Les résultats ont également montré que la diversité génétique neutre est relativement élevée, mais que le potentiel adaptatif des populations gérées par des pratiques de repeuplement est limité, suggérant un impact négatif des pratiques de gestion locales.Une deuxième expérience s’est focalisée sur les effets combinés de la température et des sédiments fins, une pression qui affecte fortement la disponibilité en oxygène et la qualité de l’habitat des salmonidés. Les résultats ont révélé que la température diminue la tolérance aux sédiments fins des stades précoces d’omble. L’exposition à un gradient de sédiments sous des conditions thermiques défavorables ont eu des effets dramatiques sur les traits de vie embryonnaires, montrant que la température peut exacerber les effets des sédiments. Une troisième étude a montré...Globalement, ce travail a montré que les populations sauvages d’omble chevalier divergent en partie adaptativement en réponse à a température, mais l’historique de perturbations d’origine anthropique affectant ces populations dans les lacs alpins (pratiques de gestion et repeuplement non adaptées, introduction allochtones, surpêche) peuvent réduire leur capacité à répondre et s’adapter aux futures augmentations de température. Ce travail a également mis en avant la nécessité de ré-examiner les effets de pressions classiques dans les écosystèmes aquatiques (notamment l’accumulation de sédiments fins) sous différents scénarii thermiques tout en prenant en compte les particularités de chaque population

Réponse d’une espèce d’eau froide aux changements environnementaux : plasticité phénotypique et divergence des traits d’histoire de vie précoce chez les populations d’omble chevalier (Salvelinus alpinus) en limite Sud de distribution

In a warming climate, the capacity of species to adopt effective strategies to cope with temperature increase will be key to their persistence in hostile environments. Furthermore, elevated temperatures are likely to modulate the effects of other environmental pressures on biota.The Arctic charr (Salvelinus alpinus) is a cold water adapted stenotherm, found essentially below the Arctic circle. In Europe, the Southernmost edge of its native distribution range is located in the Alps where the species remained following the glacier retreat after the last glaciation. As alpine and peri-alpine lakes are deemed particularly vulnerable to warming, these isolated populations can be considered as sentinels of climate change and constitute an interesting study system to investigate i) local adaptation to thermal habitat and ii) population response to multiple environmental stressors.Using a common garden experimental design, we first reared embryos originating from four lakes along an altitudinal gradient to an optimum temperature (5°C) or to a temperature close to the thermal tolerance limit of arctic charr embryos (8.5°C). We measured fitness-related traits in hatched larvae and at near emergence and investigated the evolutionary processes underlying population divergence using a QST-FST approach. Results revealed contrasted thermal reaction norms with effects of temperature affecting survival, body size and timing of hatching, that reflected genetic divergence among populations. However, pairwise population comparisons showed that quantitative trait divergence could often be explained by drift and homogenous selection. Results also indicated that neutral genetic diversity was relatively high, but adaptive potential to warming was limited in populations managed by supportive breeding, suggesting a negative effect of local management practices on populations.A second study investigated the combined effects of temperature and fine sediment, a stressor that affects strongly oxygen availability and habitat quality of salmonids. Results revealed that temperature can decrease the tolerance of arctic charr early life stages to fine sediment. Exposure to a gradient of fine sediment under stressful thermal conditions during egg incubation had dramatic effects on embryonic life-history traits, with temperatures strongly exacerbating the impacts of sediment loads that did not exert any detrimental effects at cold.Finally, a third study showed that co-exposure to temperature and fine sediment during embryo development can lead to different trade-offs between size at hatching, yolk conversion efficiency and timing of hatching among wild populations. As a confirmation of the previous study, temperature and sediment did affect early life traits interactively, although the effects were essentially sublethal and temperature was dominant. This indicated that wild populations were more resistant than the previously studied captive stock, certainly due to natural exposure to sediment, but the observed reduction in size and increased energy expenditure might have critical consequences in later life stages.Overall, this work showed that wild arctic charr populations exhibit adaptive divergence in response to temperature to a certain extent, but the history of anthropogenic disturbances in alpine lakes (inappropriate stocking practices, allochthonous fish introductions, overfishing) is likely to hinder their capacity to respond and adapt to future temperature elevations. This work also highlighted that the reevaluation of common stressors in freshwaters (e.g. fine sediment deposition) under different thermal scenarios while taking into account population specificities is necessary.Dans le contexte actuel de réchauffement climatique, la capacité des espèces à adopter des stratégies de mitigation, face aux effets d’une augmentation des températures est cruciale à leur persistance dans des environnements non favorables. De plus, la température est susceptible de moduler les impacts d’autres facteurs environnementaux.L’omble chevalier (Salvelinus alpinus) est un poisson sténotherme d’eau froide que l’on retrouve essentiellement sous le cercle arctique. En Europe sa limite Sud de distribution se situe dans la région alpine où l’espèce s’est retrouvée enclavée suite à la dernière glaciation. Les lacs alpins et péri-alpins sont particulièrement vulnérables au réchauffement. Ces populations peuvent donc être considérées comme des sentinelles du changement climatique et constitue un système d’étude intéressant pour l’étude de i) l’adaptation locale à la température, et ii) la réponse des populations à des stress multiples.Suivant un schéma expérimental de jardin commun, des œufs originaires de quatre lacs situés le long d’un gradient altitudinal ont été exposés à une température optimale (5°C) ou proche de leur limite de tolérance thermique (8.5°C). Nous avons mesuré des traits liés à la fitness chez les individus à l’éclosion et proches de l’émergence et étudié les processus qui sous-tendent les divergences entre ces traits par une approche QST-FST. Les résultats ont montré des normes de réaction contrastées, la température affectant la survie, la taille et le timing de l’éclosion, reflétant des différences entre populations dont la base est génétique. Des comparaisons entre paires de population ont montré que la divergence entre traits quantitatifs peut être attribuable en grande partie à la de la sélection homogénéisante ou de la dérive. Les résultats ont également montré que la diversité génétique neutre est relativement élevée, mais que le potentiel adaptatif des populations gérées par des pratiques de repeuplement est limité, suggérant un impact négatif des pratiques de gestion locales.Une deuxième expérience s’est focalisée sur les effets combinés de la température et des sédiments fins, une pression qui affecte fortement la disponibilité en oxygène et la qualité de l’habitat des salmonidés. Les résultats ont révélé que la température diminue la tolérance aux sédiments fins des stades précoces d’omble. L’exposition à un gradient de sédiments sous des conditions thermiques défavorables ont eu des effets dramatiques sur les traits de vie embryonnaires, montrant que la température peut exacerber les effets des sédiments. Une troisième étude a montré...Globalement, ce travail a montré que les populations sauvages d’omble chevalier divergent en partie adaptativement en réponse à a température, mais l’historique de perturbations d’origine anthropique affectant ces populations dans les lacs alpins (pratiques de gestion et repeuplement non adaptées, introduction allochtones, surpêche) peuvent réduire leur capacité à répondre et s’adapter aux futures augmentations de température. Ce travail a également mis en avant la nécessité de ré-examiner les effets de pressions classiques dans les écosystèmes aquatiques (notamment l’accumulation de sédiments fins) sous différents scénarii thermiques tout en prenant en compte les particularités de chaque population

Response of a cold water adapted species to environmental changes : phenotypic plasticity and divergence in early life-history traits of arctic charr (Salvelinus alpinus) Southernmost populations

Dans le contexte actuel de réchauffement climatique, la capacité des espèces à adopter des stratégies de mitigation, face aux effets d’une augmentation des températures est cruciale à leur persistance dans des environnements non favorables. De plus, la température est susceptible de moduler les impacts d’autres facteurs environnementaux.L’omble chevalier (Salvelinus alpinus) est un poisson sténotherme d’eau froide que l’on retrouve essentiellement sous le cercle arctique. En Europe sa limite Sud de distribution se situe dans la région alpine où l’espèce s’est retrouvée enclavée suite à la dernière glaciation. Les lacs alpins et péri-alpins sont particulièrement vulnérables au réchauffement. Ces populations peuvent donc être considérées comme des sentinelles du changement climatique et constitue un système d’étude intéressant pour l’étude de i) l’adaptation locale à la température, et ii) la réponse des populations à des stress multiples.Suivant un schéma expérimental de jardin commun, des œufs originaires de quatre lacs situés le long d’un gradient altitudinal ont été exposés à une température optimale (5°C) ou proche de leur limite de tolérance thermique (8.5°C). Nous avons mesuré des traits liés à la fitness chez les individus à l’éclosion et proches de l’émergence et étudié les processus qui sous-tendent les divergences entre ces traits par une approche QST-FST. Les résultats ont montré des normes de réaction contrastées, la température affectant la survie, la taille et le timing de l’éclosion, reflétant des différences entre populations dont la base est génétique. Des comparaisons entre paires de population ont montré que la divergence entre traits quantitatifs peut être attribuable en grande partie à la de la sélection homogénéisante ou de la dérive. Les résultats ont également montré que la diversité génétique neutre est relativement élevée, mais que le potentiel adaptatif des populations gérées par des pratiques de repeuplement est limité, suggérant un impact négatif des pratiques de gestion locales.Une deuxième expérience s’est focalisée sur les effets combinés de la température et des sédiments fins, une pression qui affecte fortement la disponibilité en oxygène et la qualité de l’habitat des salmonidés. Les résultats ont révélé que la température diminue la tolérance aux sédiments fins des stades précoces d’omble. L’exposition à un gradient de sédiments sous des conditions thermiques défavorables ont eu des effets dramatiques sur les traits de vie embryonnaires, montrant que la température peut exacerber les effets des sédiments. Une troisième étude a montré...Globalement, ce travail a montré que les populations sauvages d’omble chevalier divergent en partie adaptativement en réponse à a température, mais l’historique de perturbations d’origine anthropique affectant ces populations dans les lacs alpins (pratiques de gestion et repeuplement non adaptées, introduction allochtones, surpêche) peuvent réduire leur capacité à répondre et s’adapter aux futures augmentations de température. Ce travail a également mis en avant la nécessité de ré-examiner les effets de pressions classiques dans les écosystèmes aquatiques (notamment l’accumulation de sédiments fins) sous différents scénarii thermiques tout en prenant en compte les particularités de chaque population.In a warming climate, the capacity of species to adopt effective strategies to cope with temperature increase will be key to their persistence in hostile environments. Furthermore, elevated temperatures are likely to modulate the effects of other environmental pressures on biota.The Arctic charr (Salvelinus alpinus) is a cold water adapted stenotherm, found essentially below the Arctic circle. In Europe, the Southernmost edge of its native distribution range is located in the Alps where the species remained following the glacier retreat after the last glaciation. As alpine and peri-alpine lakes are deemed particularly vulnerable to warming, these isolated populations can be considered as sentinels of climate change and constitute an interesting study system to investigate i) local adaptation to thermal habitat and ii) population response to multiple environmental stressors.Using a common garden experimental design, we first reared embryos originating from four lakes along an altitudinal gradient to an optimum temperature (5°C) or to a temperature close to the thermal tolerance limit of arctic charr embryos (8.5°C). We measured fitness-related traits in hatched larvae and at near emergence and investigated the evolutionary processes underlying population divergence using a QST-FST approach. Results revealed contrasted thermal reaction norms with effects of temperature affecting survival, body size and timing of hatching, that reflected genetic divergence among populations. However, pairwise population comparisons showed that quantitative trait divergence could often be explained by drift and homogenous selection. Results also indicated that neutral genetic diversity was relatively high, but adaptive potential to warming was limited in populations managed by supportive breeding, suggesting a negative effect of local management practices on populations.A second study investigated the combined effects of temperature and fine sediment, a stressor that affects strongly oxygen availability and habitat quality of salmonids. Results revealed that temperature can decrease the tolerance of arctic charr early life stages to fine sediment. Exposure to a gradient of fine sediment under stressful thermal conditions during egg incubation had dramatic effects on embryonic life-history traits, with temperatures strongly exacerbating the impacts of sediment loads that did not exert any detrimental effects at cold.Finally, a third study showed that co-exposure to temperature and fine sediment during embryo development can lead to different trade-offs between size at hatching, yolk conversion efficiency and timing of hatching among wild populations. As a confirmation of the previous study, temperature and sediment did affect early life traits interactively, although the effects were essentially sublethal and temperature was dominant. This indicated that wild populations were more resistant than the previously studied captive stock, certainly due to natural exposure to sediment, but the observed reduction in size and increased energy expenditure might have critical consequences in later life stages.Overall, this work showed that wild arctic charr populations exhibit adaptive divergence in response to temperature to a certain extent, but the history of anthropogenic disturbances in alpine lakes (inappropriate stocking practices, allochthonous fish introductions, overfishing) is likely to hinder their capacity to respond and adapt to future temperature elevations. This work also highlighted that the reevaluation of common stressors in freshwaters (e.g. fine sediment deposition) under different thermal scenarios while taking into account population specificities is necessary

Réponse d’une espèce d’eau froide aux changements environnementaux : plasticité phénotypique et divergence des traits d’histoire de vie précoce chez les populations d’omble chevalier (Salvelinus alpinus) en limite Sud de distribution

In a warming climate, the capacity of species to adopt effective strategies to cope with temperature increase will be key to their persistence in hostile environments. Furthermore, elevated temperatures are likely to modulate the effects of other environmental pressures on biota.The Arctic charr (Salvelinus alpinus) is a cold water adapted stenotherm, found essentially below the Arctic circle. In Europe, the Southernmost edge of its native distribution range is located in the Alps where the species remained following the glacier retreat after the last glaciation. As alpine and peri-alpine lakes are deemed particularly vulnerable to warming, these isolated populations can be considered as sentinels of climate change and constitute an interesting study system to investigate i) local adaptation to thermal habitat and ii) population response to multiple environmental stressors.Using a common garden experimental design, we first reared embryos originating from four lakes along an altitudinal gradient to an optimum temperature (5°C) or to a temperature close to the thermal tolerance limit of arctic charr embryos (8.5°C). We measured fitness-related traits in hatched larvae and at near emergence and investigated the evolutionary processes underlying population divergence using a QST-FST approach. Results revealed contrasted thermal reaction norms with effects of temperature affecting survival, body size and timing of hatching, that reflected genetic divergence among populations. However, pairwise population comparisons showed that quantitative trait divergence could often be explained by drift and homogenous selection. Results also indicated that neutral genetic diversity was relatively high, but adaptive potential to warming was limited in populations managed by supportive breeding, suggesting a negative effect of local management practices on populations.A second study investigated the combined effects of temperature and fine sediment, a stressor that affects strongly oxygen availability and habitat quality of salmonids. Results revealed that temperature can decrease the tolerance of arctic charr early life stages to fine sediment. Exposure to a gradient of fine sediment under stressful thermal conditions during egg incubation had dramatic effects on embryonic life-history traits, with temperatures strongly exacerbating the impacts of sediment loads that did not exert any detrimental effects at cold.Finally, a third study showed that co-exposure to temperature and fine sediment during embryo development can lead to different trade-offs between size at hatching, yolk conversion efficiency and timing of hatching among wild populations. As a confirmation of the previous study, temperature and sediment did affect early life traits interactively, although the effects were essentially sublethal and temperature was dominant. This indicated that wild populations were more resistant than the previously studied captive stock, certainly due to natural exposure to sediment, but the observed reduction in size and increased energy expenditure might have critical consequences in later life stages.Overall, this work showed that wild arctic charr populations exhibit adaptive divergence in response to temperature to a certain extent, but the history of anthropogenic disturbances in alpine lakes (inappropriate stocking practices, allochthonous fish introductions, overfishing) is likely to hinder their capacity to respond and adapt to future temperature elevations. This work also highlighted that the reevaluation of common stressors in freshwaters (e.g. fine sediment deposition) under different thermal scenarios while taking into account population specificities is necessary.Dans le contexte actuel de réchauffement climatique, la capacité des espèces à adopter des stratégies de mitigation, face aux effets d’une augmentation des températures est cruciale à leur persistance dans des environnements non favorables. De plus, la température est susceptible de moduler les impacts d’autres facteurs environnementaux.L’omble chevalier (Salvelinus alpinus) est un poisson sténotherme d’eau froide que l’on retrouve essentiellement sous le cercle arctique. En Europe sa limite Sud de distribution se situe dans la région alpine où l’espèce s’est retrouvée enclavée suite à la dernière glaciation. Les lacs alpins et péri-alpins sont particulièrement vulnérables au réchauffement. Ces populations peuvent donc être considérées comme des sentinelles du changement climatique et constitue un système d’étude intéressant pour l’étude de i) l’adaptation locale à la température, et ii) la réponse des populations à des stress multiples.Suivant un schéma expérimental de jardin commun, des œufs originaires de quatre lacs situés le long d’un gradient altitudinal ont été exposés à une température optimale (5°C) ou proche de leur limite de tolérance thermique (8.5°C). Nous avons mesuré des traits liés à la fitness chez les individus à l’éclosion et proches de l’émergence et étudié les processus qui sous-tendent les divergences entre ces traits par une approche QST-FST. Les résultats ont montré des normes de réaction contrastées, la température affectant la survie, la taille et le timing de l’éclosion, reflétant des différences entre populations dont la base est génétique. Des comparaisons entre paires de population ont montré que la divergence entre traits quantitatifs peut être attribuable en grande partie à la de la sélection homogénéisante ou de la dérive. Les résultats ont également montré que la diversité génétique neutre est relativement élevée, mais que le potentiel adaptatif des populations gérées par des pratiques de repeuplement est limité, suggérant un impact négatif des pratiques de gestion locales.Une deuxième expérience s’est focalisée sur les effets combinés de la température et des sédiments fins, une pression qui affecte fortement la disponibilité en oxygène et la qualité de l’habitat des salmonidés. Les résultats ont révélé que la température diminue la tolérance aux sédiments fins des stades précoces d’omble. L’exposition à un gradient de sédiments sous des conditions thermiques défavorables ont eu des effets dramatiques sur les traits de vie embryonnaires, montrant que la température peut exacerber les effets des sédiments. Une troisième étude a montré...Globalement, ce travail a montré que les populations sauvages d’omble chevalier divergent en partie adaptativement en réponse à a température, mais l’historique de perturbations d’origine anthropique affectant ces populations dans les lacs alpins (pratiques de gestion et repeuplement non adaptées, introduction allochtones, surpêche) peuvent réduire leur capacité à répondre et s’adapter aux futures augmentations de température. Ce travail a également mis en avant la nécessité de ré-examiner les effets de pressions classiques dans les écosystèmes aquatiques (notamment l’accumulation de sédiments fins) sous différents scénarii thermiques tout en prenant en compte les particularités de chaque population

Does size matter? Trade-offs in swimming speed and schooling behavior among shiner perch (Cymatogaster aggregata) conspecifics of dissimilar size

In animals, group motion can be highly organized in oriented and polarized structures. In fish, such movement is referred to as schooling behavior, and while a large body of literature has focused on characterizing this behavior in relation to group size, the implications of having individuals of differences in body sizes on group cohesion and coordination are unexplored. This study focused on this knowledge gap and investigated characteristics pertaining to swimming behavior in surfperch Cymatogaster aggregata among pairs of similar and dissimilar size (i.e. groups of two big individuals, two small individuals, or one big and one small individual). We analyzed the swimming speed of both individuals, nearest neighbor distance (NND), and characterized the proportion of time spent swimming actively as a group for 9 pairs of fish. Results showed that individuals in big-big groups interact with one another almost half of the time (proportion of time spent swimming together was 48%), a high proportion relative to small-small or big-small groups (12% and 7%, respectively). Swimming speed distributions indicated that the big-big groups were the most active. The average swimming speeds were 135.5 mm/s for big-big groups (equivalent to 1.37 BL/s), 82 mm/s for small-small groups (equivalent to 1.6BL/s), and 116.3 mm/s for groups of dissimilar size (equivalent to 1,05 BL/s for the big fish and 2.32 BL/s for the small fish). Although the observed patterns will require confirmation by completing the analysis with other pairs, and by quantifying other variables linked to locomotion and trajectory, these preliminary results show that while individuals of different size classes tend to adopt group swimming for shorter time periods than when paired with individuals of a same size class, they are also able to adjust their respective swimming speeds during such periods of interaction to maintain group swimming. The existence of such tradeoffs could explain the capacity of smaller individuals to remain in shoals and schools of mixed size classes

Higher temperature exacerbates the impact of sediments on embryo performances in a salmonid

In a warming climate, higher temperatures are likely to modulate positively or negatively the effect of other environmental factors on biota, although such interactions are poorly documented. Here, we explore under controlled conditions the combined effects of two common stressors in freshwater ecosystems, higher temperature and sediment load, on the embryonic development of arctic charr (Salvelinus alpinus L.). In the warm treatment, embryos had a lower survival, a longer incubation period and a smaller body size with a bigger yolk sac volume. Our data show a significant interaction between temperature and sediment load with temperature increasing dramatically the negative effects of sediment load on fitness-related traits. In the climate change context, these findings highlight the importance of taking into account different thermal scenarios when examining the effect of environmental or anthropogenic stressors

Elevated temperature and deposited sediment jointly affect early life history traits in southernmost Arctic char populations

International audienceThe combination of global warming and local stressors can have dramatic consequences on freshwater biota. Sediment deposition is an important pressure that can affect benthic species and benthic ontogenetic stages (eggs and larvae) habitat quality. However, knowledge on the effects of sediment in a warming context is lacking. We used a common garden approach to examine the effects of combined exposure to elevated temperature and deposited sediment on early life history traits in offspring of four wild Arctic char (Salvelinus alpinus) populations, originating from geographically isolated lakes at the southern edge of the species range. We report interactive effects of temperature and sediment, with higher temperature exacerbating the negative effects of sediments on the duration of the incubation period and on the body size – yolk expenditure trade-off during development. Our results highlight that reevaluating the impacts of sediment on organisms under the lens of global warming and at the scale of several wild populations is needed to improve our understanding of how vulnerable species can respond to environmental changes.La combinaison du réchauffement planétaire et de facteurs de stress locaux peut avoir des conséquences dramatiques sur le biote d'eau douce. Le dépôt de sédiments exerce une importante pression qui peut avoir une incidence sur les espèces benthiques et la qualité de l'habitat de différents stades ontogénétiques (oeufs et larves) d'organismes benthiques. Les connaissances sur les effets des sédiments dans un contexte de réchauffement manquent toutefois. Nous utilisons une approche de jardin commun pour examiner les effets de l'exposition combinée à des températures accrues et à des sédiments sur des caractères des premières étapes du cycle biologique de la progéniture de quatre populations sauvages d'ombles chevaliers (Salvelinus alpinus) issus de lacs isolés géographiquement situés à la limite sud de l'aire de répartition de l'espèce. Nous faisons état d'effets interactifs de la température et des sédiments, des températures élevées exacerbant les effets négatifs des sédiments sur la durée de la période d'incubation et sur le compromis entre la taille du corps et l'utilisation du vitellus durant le développement. Nos résultats soulignent le fait qu'il est nécessaire de réévaluer les impacts des sédiments sur les organismes dans une optique du réchauffement planétaire et à l'échelle de plusieurs populations sauvages, afin d'améliorer la compréhension des réactions possibles d'espèces vulnérables aux changements environnementaux. [Traduit par la Rédaction

(a) Stack of 7 24-well plates used for egg incubation, with increasing sediment load in the wells from bottom to top, (b) plate seen from above, (c) hatched embryo. Photographs by E.Lasne and L.Garaud. from Higher temperature exacerbates the impact of sediments on embryo performances in a salmonid

In a warming climate, higher temperatures are likely to modulate positively or negatively the effect of other environmental factors on biota, although such interactions are poorly documented. Here, we explore under controlled conditions the combined effects of two common stressors in freshwater ecosystems, higher temperature and sediment load, on the embryonic development of arctic charr (<i>Salvelinus alpinus</i> L.). In the warm treatment, embryos had a lower survival, a longer incubation period and a smaller body size with a bigger yolk sac volume (YSV). Our data show a significant interaction between temperature and sediment load with temperature increasing dramatically the negative effects of sediment load on fitness-related traits. In the climate change context, these findings highlight the importance of taking into account different thermal scenarios when examining the effect of environmental or anthropogenic stressors

Temperatures recorded over winter 2015-2016 on a 40m deep spawning ground of Lake Geneva from Higher temperature exacerbates the impact of sediments on embryo performances in a salmonid

In a warming climate, higher temperatures are likely to modulate positively or negatively the effect of other environmental factors on biota, although such interactions are poorly documented. Here, we explore under controlled conditions the combined effects of two common stressors in freshwater ecosystems, higher temperature and sediment load, on the embryonic development of arctic charr (<i>Salvelinus alpinus</i> L.). In the warm treatment, embryos had a lower survival, a longer incubation period and a smaller body size with a bigger yolk sac volume (YSV). Our data show a significant interaction between temperature and sediment load with temperature increasing dramatically the negative effects of sediment load on fitness-related traits. In the climate change context, these findings highlight the importance of taking into account different thermal scenarios when examining the effect of environmental or anthropogenic stressors

Response of a cold water species – the Arctic charr (Salvelinus alpinus) – to climate warming

Response of a cold water species – the Arctic charr (Salvelinus alpinus) – to climate warming . Séminaire ACCAF "Recherche et Adaptation au Changement Climatique