L’observation du vivant au XXIème siècle

La biodiversité connait un déclin massif, essentiellement dû à l’augmentation de la pression anthropique sur les écosystèmes (changements climatiques, fragmentations des habitats, introduction d’espèces exotiques, …). Il est donc plus que jamais urgent d’assurer un inventaire du vivant, afin de pouvoir s’assurer que les mesures, visant à la préservation de cette biodiversité, seront efficaces pour l’ensemble des espèces qui la compose.

Si les enjeux ont pris un tour dramatique, les outils à la disposition des scientifiques ont, quant à eux, évolué, que ce soit dû à des améliorations ou à différents développements technologiques. Citons par exemple la généralisation d’utilisation de pièges photographiques, qui permettent l’observation d’espèces plus discrètes sans nécessiter d’observateur présent sur le site. Dans la même optique, l’amélioration de la qualité des images des appareils photos intégrés dans les cellulaires permet de mobiliser le public dans des projets de science participative/citoyenne. Chaque photo prise, une fois envoyée sur une plateforme dédiée au projet, permet au photographe de connaître le nom de l’espèce observée, tandis que le chercheur obtient de l’information sur l’aire de répartition géographique de ladite espèce.

Cependant la technique la plus prometteuse de ce début de XXIème siècle passe outre le spectre du visible, via le laboratoire. 

L’ADN environnemental ou metabarcoding

Plutôt que de baser l’inventaire sur les espèces que l’on pourrait observer sur un site, on s’intéresse ici au contenu en ADN de ce site. Pour cela, on va cibler un fragment d’ADN bien particulier que l’on appelle « barcode ». En fonction du type d’organismes que l’on considère (plantes, insectes, mammifères, champignons, bactéries, …), le fragment peut être différent. Cependant un barcode est choisi parce qu’il répond à deux critères :

• les individus de la même espèce ont des barcodes similaires
• des espèces différentes ont des barcodes différents

Cette technique s’affranchit du côté aléatoire des observations visuelles. Elle permet de relever les espèces microscopiques (elle est donc plus complète), et mène aussi à une plus grande distinction entre espèces. Il est parfois difficile de séparer deux espèces uniquement sur des caractères morphologiques. Cette méthode est aussi applicable sur une grande variété de types d’organismes (plantes, insectes, …), et a été utilisée avec succès sur différents types de milieux, que ce soit aquatique (détection de la biodiversité d’un lac), aérien (un volume d’air passé un travers un filtre), dans du sol, voire même sur de la poussière balayée dans une cabane aux fonds des bois. Encore faut-il savoir quoi et comment échantillonner.

L’ADN environnemental combiné au génie de l’abeille et à l’expertise de BeeOdiversity permettent d’affiner substantiellement la caractérisation d’un écosystème et d’identifier plus précisément les carences en biodiversité. Comment ?

Les abeilles comme échantillonneuses de pollen ultra qualifiées

En moyenne, sur 1 heure, une abeille domestique (Apis mellifera) va visiter et collecter le pollen d’environ 250 fleurs. Le nombre d’heures de butinage variera en fonction de la période de l’année et de la météo (pluviomètrie, force du vent, mais aussi température). À chaque fois, elle ramènera sa récolte en un lieu unique qu’est la ruche. Ainsi c’est 10.000 à 15.000 butineuses qui assureront la prospection des 700ha environnant la ruche au cours des 6 à 7 mois de la saison apicole. Les abeilles domestiques sont souvent considérées comme “super-généralistes”, c’est à dire qu’elles vont butiner sur une grande variété d’espèces de plantes à fleurs. Grâce à ce comportement, on peut donc retrouver non seulement les espèces végétales majoritaires présentent dans le milieu, mais aussi les plus rares dont la détection peut présenter un intérêt accru (par exemple des espèces végétales menacées, ou protégées, ou invasives). Ces abeilles réalisent donc indirectement pour BeeOdiversity, un échantillonnage extrêmement poussé de leur environnement immédiat. Seule une infime partie de ce pollen est prélevée pour effectuer les analyses. Suffisamment pour assurer une représentativité du milieu, sans pour autant compromettre le bon développement de la colonie.