Détecter des espèces grâce à l'ADN présent dans l'air
Dernière mise à jour : 27 août 2022
Nous vivons dans un monde urbanisé et dominé par l'être humain. La 6ème extinction de masse a déjà commencé et les espèces disparaissent à un rythme sans précédent. Une différence avec les 5 premières? Nous en sommes entièrement responsables.
La surveillance de l'état de la biodiversité devient donc un enjeu crucial de notre époque. Il est nécessaire de suivre l'évolution des populations animales et végétales, de connaître la répartition des espèces et les liens qui existent entre elles (réseaux trophiques). Ces données permettent d'étudier l'impact des changements environnementaux mais surtout l'impact de l'homme sur les écosystèmes naturels et d'émettre des hypothèses sur l'évolution de la biosphère. Les modélisations ainsi produites ont pour objectif de mettre en place des programmes de conservation afin d'inverser la tendance et de rétablir un équilibre durable.
Différentes approches ont déjà été mises en place pour rendre compte de l'état de la biodiversité. La première qui paraît certes triviale passe tout simplement par l'observation des écosystèmes, afin d'en dénombrer les individus et de comprendre les relations entre les différentes populations écosystémiques. Cependant cette technique manque de fiabilité, notamment lorsqu'il s'agit de dénombrer les animaux nocturnes ou d'estimer la taille d'une population d'insectes sociaux par exemple. Il existe cependant d'autres techniques qui permettent d'améliorer notre compréhension d'un milieu comme par exemple l'analyse de contenu stomacal, ou encore celle des fèces.
Connaissez vous l'e-DNA, aussi appelé l'ADN environnemental?
Nous savons que chaque cellule de notre corps est composée d'ADN et que tout organisme vivant perd régulièrement des cellules. Ainsi il y a constamment de l'ADN initialement contenue dans les cellules animales qui se retrouve dans l'environnement extérieur. Or l'ADN est spécifique à chaque individu et porte l'information génétique de son espèce. Cet ADN environnemental est donc un marqueur montrant quelles sont les espèces qui vivent ou qui ont vécu dans le milieu étudié.
Cet ADN était auparavant récupéré directement sur un support physique, que ce soit à même le sol, sur un arbre, sur un caillou etc.
La technique pour analyser cet échantillon d'ADN est la suivante: l'ADN est récupéré, il est ensuite amplifié par PCR, cela signifie qu'une partie de l'échantillon prélevé va être multiplié et répliqué afin d'avoir une quantité plus importante de la séquence qui nous intéresse (séquence spécifique à de l'ADN d'antilope par exemple). Cela facilite les analyses, nous permet de détecter la séquence qui nous intéresse et de savoir si celle-ci est présente dans l'ADN. On sait dès lors quelles espèces vivent dans le milieu étudié et on obtient même des informations quantitatives. Par exemple, de manière très simpliste, si vous avez 5 lions, 5 zèbres et 10 antilopes dans un écosystème, vous retrouverez théoriquement de l'ADN environnemental pour ces trois espèces avec proportionnellement plus d'ADN d'antilope.
Mais une technique innovante et révolutionnaire pour la biologie de la conservation a récemment été testée. L'idée était d'utiliser l'ADN flottant dans le milieu et pas seulement celui qui repose sur un support solide. Pour cela, de petits appareils ont été conçus, des sortes d'aspirateurs à air qui emprisonnent les particules sur un filtre où les scientifiques peuvent ensuite récupérer l'ADN.
Deux équipes de chercheurs, l'une danoise et l'autre anglaise, ont réalisé des tests pour évaluer la fiabilité de la technique. Les deux groupes ont essayé les appareils dans un zoo pendant la crise sanitaire donc en l'absence de visiteurs.
Suite aux échantillonnages et à l'analyse des données collectées, les deux équipes ont récupéré de l'ADN de bactéries, de virus, de plantes et d'animaux. Par la suite l'ADN des vertébrés a été sélectionné pour être analysé.
Et le résultat est fascinant. Les équipes ont retrouvé de l'ADN de plusieurs des animaux des zoos, mais aussi de la faune environnante comme les hérissons par exemple. Ils ont déterminé que la distance maximale pour détecter un animal grâce à cette technique est de 245 mètres.
Cette innovation pourrait donc se montrer très efficace sur le terrain et permettre de faciliter et de baisser le coût de la collecte d'ADN environnemental. On pourrait ainsi créer une caractérisation plus simple et rapide des communautés écosystémiques. Cela rendrait la surveillance des animaux sauvages plus efficace car on protège mieux ce que l'on comprend.
Article rédigé par Jade Mercier
