L’ADN environnemental, nouvel outil pour la biodiversité

Le 31 août 2016 par Romain Loury
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La faune aquatique sème son ADN
La faune aquatique sème son ADN
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Les techniques d’«ADN environnemental», qui consistent à effectuer un séquençage génétique sur un échantillon d’eau de rivière, pourraient bien révolutionner l’évaluation de la biodiversité aquatique. Moins fastidieuses que le piégeage classique, elles apportent une vision plus complète de la diversité d’espèces présentes, révèle une étude publiée dans Nature Communications.

Que ce soit par des cellules, des fragments de tissu, des cellules reproductrices ou des excréments, les animaux ne cessent de semer leur ADN dans leur environnement. D’où l’idée, très en vogue parmi les chercheurs en écologie, que cet «ADN environnemental», ou «eDNA», pourrait constituer un nouvel outil majeur pour déterminer la biodiversité en un site donné, en général aquatique, par simple séquençage d’un échantillon d’eau.

Encore balbutiante, cette approche aurait de très nets avantages sur la méthode classique, celle du piégeage et comptage in situ. Demandant de solides connaissances zoologiques, parfois d’importants moyens financiers, elle entraîne le plus souvent une sous-estimation de la biodiversité. Surtout, elle ne permet que l’observation d’espèces individuelles, jamais une analyse globale de l’ensemble des espèces présentes.

Une photographie de la biodiversité

La technique de l’eDNA vient de connaître une très nette avancée avec l’étude publiée par l’équipe de Florian Altermatt, de l’Institut fédéral suisse des sciences aquatiques (EAWAG, Dübendorf), dans Nature Communications. Menée sur huit sites de la rivière Glatt, au nord de la Suisse, elle révèle une grande efficacité de l’eDNA, avec 296 familles d’eucaryotes (organismes dont la cellule comporte un noyau, allant de l’amibe à l’homme) détectées. S’il s’agit pour la plupart d’invertébrés aquatiques, plusieurs séquences appartiennent à des poissons, des amphibiens, des oiseaux, et même à l’homme.

Les chercheurs ont même noté la présence de séquences provenant d’espèces terrestres, ce qui permettrait d’envisager l’eDNA comme une technique d’analyse du milieu aquatique au sens large, incluant ses rives. Et contrairement au piégeage, qui ne permet qu’une analyse du site étudié, l’eDNA pourrait provenir de sites plus en amont, les chercheurs évoquant une dérive allant jusqu’à 12 km, offrant un point de vue plus global sur le cours d’eau.

Une tentative d’approche quantitative

Au-delà de cette approche qualitative (présence ou absence d’une espèce, composition globale), certains chercheurs envisagent d’ores et déjà d’utiliser l’eDNA pour déterminer le nombre d’individus présents sur un site. Mercredi 31 août lors de la conférence Ecosummit2016, qui s’achève jeudi 1er septembre à Montpellier, Thierry Chambert, biologiste à la Pennsylvania State University, a présenté de premiers résultats en ce sens, portant sur la carpe commune et la grenouille-à-queue.

Prometteuse bien que très préliminaire, l’étude révèle une corrélation entre le nombre d’individus dans un milieu et le taux d’eDNA, malgré un haut degré d’incertitude statistique. Dans la pratique, cette approche quantitative pourrait buter sur de nombreux obstacles, notamment le stade de vie (un œuf de grenouille relâche-t-il autant d’ADN qu’un têtard ou un adulte?), le flux de la rivière et les caractéristiques physico-chimiques de l’eau (pH, ensoleillement, température) qui influent sur la stabilité de l’ADN.



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