L’environnement a peu de secrets pour le BeeOmonitoring grâce à la biodiversité moléculaire

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.

biodiversité photovoltaiques

De la lentille au séquençage

Si la palynologie (l’étude des grains de pollen) n’est pas une science nouvelle, elle est longtemps restée confinée à la microscopie. Pour évaluer la composition en espèces végétales d’un échantillon, plusieurs centaines de grains de pollen étaient comptés et isolés par observation sous microscope, puis comparés à des planches pour identifier les espèces. En plus d’être un processus laborieux et lent, il manquait aussi de précision, les caractères morphologiques de deux espèces différentes n’étant pas toujours suffisamment distincts. Grâce aux progrès des techniques de séquençage dans le début des années 2000, la possibilité d’utiliser l’ADN environnemental est venue pallier ces limitations. On peut ainsi traiter une quantité de grains de pollen beaucoup plus importante simultanément sur un nombre important d’échantillons différents. L’identification des espèces est aussi beaucoup plus fine et permet une représentation du milieu environnant la ruche bien plus précis.

 

BeeOmonitoring 2.0 et impact !

BeeOdiversity intègre donc l’ADN environnemental dans son service de BeeOmonitoring. En améliorant la qualité et le niveau de détails des données obtenues par le BeeOmonitoring, le metabarcoding permet aussi à BeeOdiversity de vous proposer un accompagnement et des actions d’amélioration encore plus poussés que ce soit pour la gestion des ressources alimentaires des ruches, de l’ensemble de la biodiversité dépendante d’un couvert végétal (que ce soit en termes de composition ou de qualité) ainsi qu’en terme de création de valeurs pour votre entreprise ou collectivité, votre territoire et/ou vos parties prenantes.

L’impact est déjà visible ! A titre d’exemple, nous avons pu identifier plusieurs espèces invasives dans une zone naturelle qui n’avaient pas été recensées par les experts locaux. L’impact de plantations et d’un changement de mode de gestion d’un site a pu être mesuré malgré la petite taille du site et ce, grâce à l’identification des espèces à l’échelle de trace. Les résultats sont parfois surprenants : plantes exceptionnelles, comestibles, toxiques, hallucinogènes, etc !

L’environnement a peu de secrets pour le BeeOmonitoring !

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