L’échantillonnage génétique révèle une “richesse en espèces” cachée dans les herbiers de zostères côtiers :

Selon une nouvelle étude canadienne, l’échantillonnage de l’ADN environnemental (eDNA) dans les eaux côtières du Pacifique et de l’Atlantique a révélé une “richesse en espèces” inédite – détectant deux fois plus d’espèces de poissons qu’un relevé au filet traditionnel.

Les scientifiques à l’origine de la recherche affirment que les résultats indiquent que l’eDNA est un moyen moins coûteux, plus simple et moins intrusif de mesurer la biodiversité et de surveiller le mouvement des poissons vers le nord causé par le changement climatique.

Dix-neuf herbiers de zostère – 10 en Nouvelle-Écosse et neuf dans le sud de l’île de Vancouver – ont été échantillonnés en 2019.

Une longue senne de plage a été utilisée pour capturer les poissons. Au même moment et au même endroit, des échantillons d’eau de mer ont été prélevés pour tester les traces de matériel génétique rejetées par les poissons qui passaient.

L’objectif était de comparer les méthodes d’échantillonnage pour mesurer la biodiversité.

« Nous avons en fait capturé plus de diversité, presque deux fois plus. Ainsi, pour chaque senne, si nous devions capturer 10 espèces, nous séquencerions en moyenne 20 espèces à partir de l’ADN », a déclaré Ryan Stanley, biologiste de Pêches et Océans Canada au Bedford Institute of Oceanography en Nouvelle-Écosse.

Ce minuscule barracuda du Nord a été capturé dans un filet placé dans un herbier de zostères sur la côte est de la Nouvelle-Écosse. eDNA a également détecté la présence de barracudas dans la même zone à partir de quantités infimes de matériel génétique libéré par les poissons. (Ryan Stanley / Pêches et Océans Canada)

Stanley est co-auteur d’un article qui a publié les résultats dans le Journal canadien des sciences halieutiques et aquatiques.

Les scientifiques ont utilisé un processus connu sous le nom de métabarcodage eDNA.

Ce système convertit une séquence génétique en un code-barres qui peut identifier une espèce à des fins de comparaison dans une base de données de référence génétique, de la même manière qu’un code universel de produit (UPC) est utilisé par un scanner de supermarché pour identifier les produits.

Contrairement au code UPC en magasin, toutes les espèces n’ont pas une correspondance exacte de code-barres dans la référence génétique.

Sur les 129 types de poissons détectés par eDNA, seuls quatre n’étaient pas associés à l’enregistrement dans leur région respective.

L’un était un wrymouth géant, un poisson allongé ressemblant à une anguille avec une tête large, détecté en Nouvelle-Écosse par eDNA même s’il s’agit d’une espèce du Pacifique.

Un poisson-globe du Nord capturé au large de Taylor Head. Le poisson subtropical n’a pas été détecté par l’échantillonnage d’ADNe, ce qui était l’exception dans l’étude. (Ryan Stanley / Pêches et Océans Canada)

Il s’agissait peut-être d’une autre espèce de wrymouth connue dans l’Atlantique, mais pas dans leur base de données de référence.

La généticienne de Pêches et Océans Canada, Cathryn Abbott, à la Station biologique du Pacifique à Nanaimo, en Colombie-Britannique, affirme que les chercheurs ont pris soin de tester leurs découvertes, mais ont trouvé quelques lacunes où un ADN détecté ne correspondait pas à la référence locale.

“Nous avons trouvé que c’était vraiment efficace”, a déclaré Abbott.

“C’était notre premier essai avec cette méthode, dans ce contexte. Et l’eDNA a incroyablement bien fonctionné dans mon esprit. J’ai été étonné que nous ayons détecté deux fois plus d’espèces, mais immédiatement elles ont toutes eu un sens écologique et étaient plausibles.”

En Nouvelle-Écosse, des herbiers de zostères ont été échantillonnés depuis Taylor Head sur la rive est jusqu’à l’île McNabs à l’embouchure du port d’Halifax jusqu’à Rosebay sur la rive sud.

“Nous avons quelques espèces auxquelles nous ne nous attendions pas”, a déclaré Stanley dans une interview à Taylor Head.

Là, la senne de plage de 25 mètres a capturé un minuscule poisson-globe du nord et un barracuda du nord légèrement plus grand – tous deux semi-tropicaux.

Le petit poisson-globe du Nord que l’on trouve sur la côte est de la Nouvelle-Écosse. (Ryan Stanley / Pêches et Océans Canada)

L’eDNA n’a pas détecté le poisson-globe, mais a détecté le barracuda, plusieurs types de carangues et un poisson-papillon à nageoires bleues non capturés à la senne.

“Ces espèces ont parfois été observées le long de la côte, en particulier plus dans la partie sud de la province par des plongeurs récréatifs. Mais elles sont extrêmement rares”, a déclaré Stanley.

“L’eDNA a fait un très bon travail, en particulier chez Taylor Head ici, en identifiant la diversité que nous n’aurions pas autrement attrapée directement dans le filet.”

En Colombie-Britannique, des chercheurs ont détecté cinq espèces de saumon du Pacifique qui n’ont pas été capturées dans les sennes de plage. Des saumons quinnat ont été détectés à huit des neuf sites, mais n’ont été capturés à la senne à aucun site.

À titre d’exemple d’efficacité, les scientifiques ont déclaré que le code-barres eDNA sur les neuf sites a détecté 84% des espèces capturées lors d’une précédente enquête à la senne de plage qui impliquait 89 emplacements sur une zone beaucoup plus vaste.

Au Canada, avec le plus long littoral du monde – 240 000 kilomètres – cela a des avantages.

En Nouvelle-Écosse, des herbiers de zostères ont été échantillonnés depuis Taylor Head sur la rive est jusqu’à l’île McNabs à l’embouchure du port d’Halifax jusqu’à Rosebay sur la rive sud. (Ryan Stanley / Pêches et Océans Canada)

“C’est un moyen idéal pour sortir dans un environnement et jeter un coup d’œil rapide sur ce qui pourrait s’y trouver ou sur ce qui ne s’y trouve pas. Et quand je dis, vite, regardez, c’est parce que nous sortons avec une bouteille pour capturer un litre d’eau, ce qui est beaucoup plus facile qu’un gros navire évidemment, qui doit aller avec un grand filet et un groupe d’équipage », a déclaré Abbott.

L’eDNA a ses limites. Il ne compte pas les poissons, ne peut pas détecter l’âge, le sexe ou la taille, mais c’est un moyen de dépister la présence ou l’absence d’une espèce.

Abbott a déclaré que cela peut aider à surveiller les changements dans l’écosystème, comme le changement climatique.

“Nous nous attendons à une expansion plus importante des poissons vers le nord à mesure que les eaux chaudes et les aires de répartition plus septentrionales deviennent tolérantes à ce qui est plus d’espèces tropicales et subtropicales. les attraper dans un filet.”

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