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Face aux changements globaux actuels, l’enjeu des suivis de la dynamique de la biodiversité est croissant et entraîne une forte demande d’évaluations rapides et détaillées des changements de biodiversité. L’identification moléculaire des espèces est de plus en plus utilisée pour remplacer ou compléter les méthodes de surveillance écologique plus classiques. Le metabarcoding est considéré comme un outil d’inventaire, de connaissance de la biologie (prédateurs proies, pollinisateurs, etc.) et même de la découverte de l’histoire d’écosystèmes. Il permet de générer des données sur la biodiversité de manière rapide, précise et fiable, sur un large éventail d’organismes. Publications scientifiques du Muséum national d'Histoire naturelle Avis de DocBiodiv : LE BORGNE H. & BOUGET C. 2024. — La reconnaissance des espèces basée sur l’ADN : applications, perspectives et défis en milieu continental terrestre. Naturae 2024 (3): 31-67. https://doi.org/10.5852/naturae2024a3
Via DocBiodiv, Bernadette Cassel
Cafards, araignées, mouches: voici quelques-uns des milliers d'arthropodes –un large groupe d'insectes– dont on peut trouver des traces dans nos sachets de thé. C'est ce que rapporte une nouvelle étude scientifique publiée dans la revue Biology Letters. par Robin Tutenges — 23 juin 2022
"Pour arriver à ces conclusions, les auteurs de l'étude ont utilisé une approche bien particulière qui a fait ses preuves dans la surveillance des arthropodes et qui consiste à extraire d'échantillons l'ADN environnemental (ADNe). Ici, les scientifiques se sont concentrés sur des échantillons de feuilles de thé séchées et d'herbes que l'on trouve dans les commerces allemands.
Ils ont identifié sur à peine 40 échantillons les traces de 3.264 invertébrés, représentant environ 1.200 espèces différentes. Parmi elles, on retrouve des papillons, des cafards ou encore des coléoptères, qui ont laissé derrière eux des morceaux d'exosquelette ou diverses sécrétions remplies d'ADN.
«Ce qui m'a vraiment surpris, c'est la grande diversité que nous avons détectée. [ ...] Nous avons trouvé dans le thé vert jusqu'à 400 espèces d'insectes dans un seul sachet de thé», a expliqué à The Scientist Henrik Krehenwinkel, généticien à l'Université de Trèves, en Allemagne." (...) ---------- NDÉ L'étude : [Image] Taxonomic composition of arthropods recovered from dried plant samples. (a) Bar plot showing per cent composition of OTUs by arthropod order. Numbers above bars indicate mean number of OTUs|total number of OTUs recovered from each plant. (b) NMDS ordination of arthropod composition by sample. (c) Venn diagram showing total numbers of OTUs (greater than 10 reads for a given plant) recovered for each plant. Exemplary arthropods are shown next to plants from which they were recovered, clockwise from upper left: Udea profundalis (crambid pest of mint), Nysius senecionis (lygaeid pest of chamomile), Sphaerophoria scripta (hoverfly associated with Apiaceae), Caloptilia theivora (gracillariid pest of tea).
Notre planète regorge de vie, et celle-ci laisse des traces partout où elle passe. Il s’agit de marques visibles, comme les empreintes de pattes ou des nids abandonnés, mais aussi d’autres traces invisibles à l’œil nu, comme l’ADN. Au cours de la dernière décennie, les biologistes ont remporté un franc succès dans l’identification d’espèces animales et de leur abondance grâce à l’ADN environnemental (ADNe) recueilli dans le milieu aquatique. Guru Med, 08.01.2022
"Par exemple, récemment une équipe de l’université de Lund en Suède a pu ainsi identifier 85 espèces d’insectes à partir d’ADNe dans des échantillons d’air prélevés sur trois sites en Suède *." (...) "Plus une espèce s’approche de l’extinction, plus il est difficile de la surveiller. Les méthodes à base d’ADNe facilitent ce travail de protection. L’ADN aéroporté nécessite encore des recherches, mais Clare a noté la rapidité avec laquelle l’ADN aquatique est devenu une méthode largement utilisée dans le domaine de la conservation. Les deux études publiées dans Current Biology : … et présentées sur le site de la Queen Mary University of London : DNA from air could revolutionize the way we measure animal biodiversity, say scientists." image d’entête : plan du zoo de Copenhague. (Mads Berg/ Behance) _________________________________ * Des scientifiques évaluent la biodiversité des insectes en analysant l'ADN dans l'air - De www.gurumed.org - 21 décembre 2021, 18:49
The current biodiversity crisis calls for rapid and wide-ranging surveys to assess living organisms. However, some taxa are more elusive than others, making monitoring challenging. This is the case for soil invertebrates, but new molecular technologies such as eDNA metabarcoding could help to alleviate this problem. In this study, we evaluated the feasibility of using an eDNA approach to survey dung beetles, adapting existing monitoring methods for surveying dung fauna to enable eDNA collection in a non-destructive way. A novel trap design for non-lethal monitoring of dung beetles using eDNA metabarcoding Leandro Camila, Dejean Tony, Valentini Alice, Jean Pauline & Jay-Robert Pierre Journal of Insect Conservation, 21.06.2021 Traduction : La crise actuelle de la biodiversité appelle des enquêtes rapides et de grande envergure pour évaluer les organismes vivants. Cependant, certains taxons sont plus insaisissables que d'autres, ce qui rend la surveillance difficile. C'est le cas des invertébrés du sol, mais les nouvelles technologies moléculaires telles que le métabarcodage de l'ADN environnemental (ADNe) pourraient contribuer à atténuer ce problème. Dans cette étude, nous avons évalué la faisabilité de l'utilisation d'une approche d'ADNe pour étudier les bousiers, en adaptant les méthodes de surveillance existantes pour étudier la faune des bouses afin de permettre la collecte d'ADNe de manière non destructive. L'idée principale de la conception est de capturer les sécrétions et les excrétions des espèces sur une compresse non tissée imbibée de sérum dans un piège non destructif appâté. Bien que l'attrait du dispositif pour les bousiers et le protocole d'échantillonnage mériteraient d'être perfectionnés, l'ADNe a permis d'identifier plus de 68 % des espèces piégées et un taux de correspondance entre l'identification et l'abondance relative de 79 %. Les résultats de l'étude démontrent l'efficacité des outils de détection basés sur l'ADN électronique pour le suivi des bousiers par rapport aux techniques de relevé et d'identification standard. De plus, le dispositif de collecte adapté développé pour l'étude pourrait être utilisé pour des enquêtes similaires sur d'autres invertébrés terrestres ou même réadapté. En fin de compte, nous espérons que cette étude encourage davantage d'études non invasives des insectes en permettant à d'autres d'utiliser ces techniques moléculaires émergentes et non destructives et, par conséquent, de favoriser de vastes programmes de surveillance et de conservation des insectes.
Implications pour la conservation des insectes
La normalisation et l'optimisation des protocoles d'échantillonnage pour l'inventaire et le suivi sont essentielles pour débloquer les études sur les invertébrés et les évaluations de conservation. Nous montrons ici comment les outils moléculaires, tels que l'ADN environnemental, sont un moyen prometteur de recueillir rapidement des informations écologiques sans tuer les populations ciblées en adaptant les outils d'inventaire traditionnels. Des pièges NDC nouvellement développés pour les bousiers, inspirés des pièges CSR, ont permis la collecte d'informations qualitatives et quantitatives dans des écosystèmes agropastoraux tempérés, ouvrant la voie à un suivi à grande échelle de l'ADNe pour informer les plans de gestion et de conservation. Traduit avec www.DeepL.com/Translator (version gratuite) via Camila Leandro R. sur Twitter, 22.06.2021 https://twitter.com/CamLeandroRivel/status/1407310130702655499?cn=ZmxleGlibGVfcmVjcw%3D%3D&refsrc=email : "Mon article de thèse à propos du #monitoring de coléoptères coprophages (bousiers) avec des pièges non destructifs ADN environnemental est ici ! || My PhD paper on #DungBeetle and #eDNA (A novel trap design for non‑lethal monitoring) is finaly here! → https://t.co/9dfkqJvn9u → https://t.co/7BHKmeDmng"
Une équipe internationale, dirigée par des chercheurs du Département d'écologie et évolution de l'Université de Lausanne et du Musée cantonal de zoologie de Lausanne, a développé, pour la première fois, un test basé sur la méthode de l'ADN environnemental (ADNe). En prélevant des échantillons d'eau, le test utilise une technologie de pointe et permet d'identifier des espèces de moustiques qui transmettent des maladies telles la dengue, le chikungunya et le virus Zika. L'étude a est publiée mercredi 14 septembre dans la revue PLoS ONE. [L'étude] Detection of Invasive Mosquito Vectors Using Environmental DNA (eDNA) from Water Samples - PLOS ONE, 14.09.2016 http://journals.plos.org/plosone/article?id=10.1371/journal.pone.0162493
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Des chercheurs ont découvert dans les sols gelés de Groenland les fragments d’ADN les plus anciens jamais découverts. Vieux de pas moins de deux millions d’années, ils représentent un environnement qui n’existe plus aujourd’hui. par LIBERATION et AFP publié le 7 décembre 2022 à 18h51 ------- NDÉ L'étude [Image] Geographical location and depositional sequence.
L’ADN environnemental révèle que la biodiversité des grands fonds est bien plus importante que ce que l’on pensait, avec plus d’un tiers des espèces encore inconnues. Sophie Arnaud Haond, 09.05.2022 (...) L’ADN environnemental, qu’est-ce que c’est ? Quoique l’ADN soit le support de l’hérédité et la signature des êtres vivants (par opposition à l’eau, aux roches, etc.), il peut être extrait de l’environnement. En effet, les êtres vivants laissent des traces de leur passage dans leur environnement : des microgouttelettes de salive, des cheveux, du mucus, de la peau, des écailles, des déjections, des cellules en décomposition… Ces restes chargés d’ADN flottent dans l’air, au gré des courants, et se déposent dans le sol ou dans le sédiment. Ainsi, à l’instar des inspecteurs de police scientifique inspectant l’ADN suspect des scènes de crime, les biologistes extraient l’ADN contenu dans des échantillons d’environnement, afin de caractériser les espèces qui y vivent ou qui sont passées par là. Désormais, on sait identifier dans des extraits de génomes ou de mélanges de génomes (comme dans l’ADNe) des fragments particuliers suffisamment variables entre espèces pour que leur séquence permette de reconnaître les grands groupes auxquels ils appartiennent (espèces, genres, familles…). Par analogies avec les codes-barres du commerce, on appelle ces fragments des « codes-barres », ou barcodes. La découverte de pans inexplorés de la biodiversité, dans l’espace et dans le temps En microbiologie, ce type d’avancées a eu une incidence primordiale, puisque l’immense majorité des organismes microbiens, bactéries et archéobactéries est incultivable : leur caractérisation n’a été possible que grâce à l’ADNe. L’arbre du vivant s’est vu enrichi d’un grand nombre de lignées majeures, notamment d’archéobactéries qui peuplent les sources d’eau chaude et le fond des océans, et qui sont l’objet d’hypothèses fondamentales pour la compréhension de la diversification ancestrale du vivant en trois règnes (bactéries, archéobactéries et eucaryotes). En écologie au sens large, la capacité des approches ADNe à déceler et différencier les espèces cryptiques (impossibles à reconnaître sur la base de critères morphologiques) a été mise à profit dans une diversité d’environnements. C’est ainsi que l’expédition « Tara Océan », en couplant des analyses morphologiques et ADN, a révolutionné l’appréhension de la diversité du plancton dans les océans en révélant l’existence de quasiment quinze fois plus de lignées planctoniques que les 11 000 décrites auparavant." (...) [Image] La biodiversité marine est toujours méconnue. Ici, des espèces d'eaux intermédiaires, qui pourraient être affectées par les activités minières dans les abysses. (Avec l'autorisation de l'Université de Hawaii.) E. Goetze, K. Peijnenburg, D. Perrine, B. Takenaka, J. Kaneko, S. Haddock, J. Drazen, B. Robison, Danté Fenolio & [Amphipode Hyperia Macrocephala, une espèce de zooplancton]
Les scientifiques sont déjà capables de déterminer les espèces présentes dans les milieux aquatiques en analysant l'ADN résiduel présent dans l'eau. Désormais, pour la première fois, une équipe a mené une étude sur les insectes en analysant l'ADN présent dans l'air. GuruMed, 14.12.2021 "L'ADN dit environnemental, ou ADNe en abrégé, est contenu dans les excréments, les peau mortes ou toute autre matière biologique dispersée par les organismes vivants de façon continue." (...) [Image] Image d’entête : Coriolis µ. L’échantillonneur d’air utilisé pour obtenir l’ADN électronique des insectes sur le terrain. Il fonctionne en aspirant l’air et en le faisant tourbillonner dans l’eau, où les particules contenues dans l’air sont capturées. (Fabian Roger)
Des chercheurs de l'UZH et de l'EAWAG ont déterminé la diversité spécifique d'une rivière à l'aide de l'ADN environnemental. Autrefois, toutes les espèces présentes devaient être collectées et identifiées une à une. Aujourd'hui, l'ADN environnemental permet de déterminer la biodiversité, non seulement dans la rivière mais aussi dans les milieux limitrophes. [Image] L'inventaire des macro-invertébrés est difficile à établir avec les méthodes classiques. Crédit photo : Eawag [L'étude] Environmental DNA reveals that rivers are conveyer belts of biodiversity information. Nature Communications, 30.08.2016 https://doi.org/10.1038/ncomms12544
"Le séquençage à haut débit de l’ADN qui a émergé au début des années 2000 constitue une rupture dans la manière d’aborder les questions scientifiques, voire en poser de nouvelles en biologie et sciences de l’environnement. De ces bouleversements émerge un nouveau champ de recherche appelé « génomique environnementale »."
Institut Ecologie et Environnement du CNRS (INEE), 18.09.2015
« En 15 ans, le séquençage à haut débit a changé de manière irréversible la production de séquences ADN en elle-même, mais aussi l’analyse, l’échange, le stockage et l’exploitation des données produites. En effet, il donne accès aux (méta)génomes, (méta)transcriptomes et (méta)codes-barres d’individus, de populations et de communautés d’organismes appartenant à l’ensemble des domaines du vivant, Archées, Bactéries et Eucaryotes, ainsi qu’aux Virus. De nouvelles opportunités scientifiques s’offrent aux chercheurs pour comprendre la vie sur Terre dans de nombreux champs de recherche comme la classification du vivant, l’exploration, l’inventaire et la dynamique de la biodiversité, l’évolution, l’adaptation et l’écologie des organismes vivants et des virus, le fonctionnement des communautés ou encore la connaissance des écosystèmes contemporains et passés. » Références Heredity : Special Issue on Environmental Genomics Volume 114, Issue 5 (May 2015) http://www.nature.com/hdy/journal/v114/n5/index.html Genetica : Special Issue on Next-generation sequencing for Biodiversity, Taxonomy, Evolution and Ecology Volume 143, Issue 2 (April 2015)
http://link.springer.com/journal/10709/143/2/page/1
Via Bourdoncle
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LE BORGNE H. & BOUGET C. 2024. — La reconnaissance des espèces basée sur l’ADN : applications, perspectives et défis en milieu continental terrestre. Naturae 2024 (3): 31-67. https://doi.org/10.5852/naturae2024a3