From the Field Blog #2 "Tout est dans les gènes - Utiliser l'ADN environnemental pour étudier les baleines".
L'équipe des baleines de Ocean Wise a eu une saison de terrain bien remplie. Voici le deuxième d'une série de quatre articles de blog de l'équipe de la côte nord. Restez à l'écoute de notre compte de médias sociaux pour les parties 3 et 4 !
La science est en constante évolution, mais une nouvelle technique de recherche particulièrement intéressante est apparue pour étudier les animaux marins. Le problème de la surveillance des baleines et autres animaux marins est qu'ils passent la majorité de leur temps hors de vue sous l'eau. Il serait donc très utile de disposer d'un outil permettant de déterminer s'ils sont là sans avoir à les voir ou à les entendre. Cela semble trop facile, non ? C'est faux ! L'ADN environnemental (ADNe) est la collection de matériel génétique prélevé dans l'environnement. Comme vous et moi, les animaux répandent constamment leur ADN dans leur environnement et nous sommes capables de détecter leur présence ou leur absence grâce à cet ADN, d'une manière beaucoup moins invasive que les méthodes traditionnelles telles que les biopsies cutanées. Les échantillons d'ADN électronique permettent aux scientifiques de rechercher la présence d'une seule espèce, comme la baleine à bosse ou le marsouin commun, en utilisant des amorces spécifiques, qui sont de courtes séquences génétiques dotées d'un code unique qui ne se lient qu'à l'espèce recherchée. L'ADN électronique peut également être utilisé pour détecter plusieurs espèces dans un écosystème en utilisant des amorces qui se fixent à l'ADN de plusieurs espèces dans un processus appelé métabarcodage. Ce dernier nous aide à comprendre la biodiversité et son évolution dans le temps.
Malgré la simplicité de la collecte et de la détection de l'ADN électronique, comme pour toute méthode, il y a quelques inconvénients à utiliser cette approche pour les mammifères marins. Tout d'abord, lors de la collecte de l'ADN électronique, l'ADN humain et d'autres ADN non ciblés peuvent facilement pénétrer dans l'échantillon d'eau que vous recueillez, ce qui peut interférer avec les résultats. Il est donc très important de réduire la quantité de cette contamination par l'ADN en stérilisant tous les outils à l'aide d'une solution aussi simple que de l'eau de Javel et en veillant à porter des gants lors de la collecte des échantillons. Deuxièmement, l'application de l'ADN électronique à l'étude des baleines est actuellement mal comprise. Les baleines perdent leur ADN en permanence par leur peau, leur bouche, leurs excréments, etc., mais l'ADN présent dans l'océan peut être dispersé par les courants, les marées et les vagues. Mais l'ADN dans l'océan peut être dispersé par les courants, les marées et les vagues. Même la température de l'eau et la quantité de lumière du soleil peuvent affecter la durée pendant laquelle l'ADN restera dans l'océan ! Et bien sûr, les mouvements des baleines sont assez imprévisibles. Pour aider à comprendre comment fonctionne l'échantillonnage de l'ADN électronique des baleines, nous avons entrepris quelques projets sur la côte nord. Cette année, nous avons collecté des échantillons d'ADN électronique de deux manières différentes, que nous allons vous expliquer.
Nous avons commencé à effectuer des travaux sur l'ADN des mammifères marins de la côte Nord en recueillant des échantillons opportunistes d'"empreintes de pattes" sur des baleines à bosse et des marsouins communs. Lorsque les baleines plongent, elles laissent souvent un cercle visible dans l'eau (une rupture de la tension de surface) à l'endroit où elles se trouvaient la dernière fois à la surface. C'est l'endroit idéal pour recueillir un échantillon d'ADN électronique. À partir de celui-ci, nous pouvons même déterminer le sexe de l'animal. Nous avons collecté près de 70 échantillons d'empreintes de douve rien que cet été ! Si nous avons de la chance, ils laisseront aussi quelque chose d'autre pour nous. Vous pouvez regarder l'image ci-dessous et vous demander ce que c'est... de la barbe à papa ? De la cervelle ? De la viande ? La réponse est sans doute bien plus excitante (et odorante). Il s'agit du caca de la baleine à bosse. La collecte d'échantillons fécaux est un autre moyen très opportuniste de recueillir de l'ADN. Cela n'arrive pas souvent, mais quand c'est le cas, nous n'hésitons pas à le faire.
Forts de notre succès avec les études sur les empreintes de douve et l'ADN fécal, nous avons récemment mené une étude pilote sur la faisabilité de la détection de l'ADN électronique à partir d'échantillons d'eau. Pour ce faire, nous avons recueilli des échantillons d'eau à 15 stations fixes autour des eaux de Chatham Sound, dans le nord de la Colombie-Britannique, à une profondeur d'environ 1,5 m, à l'aide d'une perche de 2 mètres de long. En même temps, nous avons écouté les baleines à l'aide d'un hydrophone et nous avons fait un relevé visuel de l'eau pour les repérer afin de pouvoir comparer les résultats de présence avec l'ADN électronique. Nous avons effectué cette opération quatre fois entre les mois de juin et d'octobre, et nous utiliserons ces échantillons pour voir si nous pouvons déterminer la présence de baleines à bosse et de marsouins communs dans la région en utilisant une approche ADN mono-espèce. Nous sommes impatients de voir comment les résultats de l'ADN électronique se comparent aux détections visuelles et acoustiques dans les stations !
Pour les échantillons de flukeprint et les échantillons d'ADN électronique de la station, une fois que nous avons collecté tous nos échantillons et les avons filtrés à travers la pompe d'échantillonnage scientifique citoyen eDNA (comme on le voit ci-dessus), nous extrayons ensuite le papier filtre et le conservons dans de petits tubes à essai pour l'envoyer à notre laboratoire à Vancouver. Là, les scientifiques peuvent extraire l'ADN et, à l'aide d'une machine qPCR, cribler nos échantillons pour y détecter les espèces qui nous intéressent. Les données que nous avons recueillies cet été nous permettent de déterminer la meilleure méthodologie à utiliser pour collecter l'ADN électronique des baleines, de mieux comprendre la dynamique des populations d'espèces de baleines sur la côte nord, de déterminer les rapports de sexe des baleines dans le nord et même d'identifier les baleines au niveau individuel. Restez à l'écoute pour de nombreuses recherches sur l'ADN électronique à l'avenir !
