Détecter une grande diversité d'animaux de la forêt tropicale en prélevant leur ADN sur des feuilles
La surveillance des espèces sauvages présentes dans des zones spécifiques est une première étape essentielle pour estimer le risque de transmission de maladies infectieuses à l'homme
Dans une nouvelle étude, une équipe de recherche internationale montre que les cotons-tiges, que nous avons tous appris à connaître si intimement pendant la pandémie de COVID-19, sont un outil précieux pour cartographier la biodiversité. C'est le résultat d'une équipe de recherche internationale dirigée par des scientifiques du Helmholtz Institute for One Health (HIOH) de Greifswald, un site du Helmholtz Centre for Infection Research (HZI) de Braunschweig, en Allemagne. En substance, les chercheurs démontrent qu'il est possible de détecter une vaste multitude d'oiseaux et de mammifères en prélevant simplement l'ADN laissé par les animaux sur les feuilles. Ils ont démontré la puissance de cette approche dans un écosystème qui abrite une multitude d'espèces sauvages et où la détection des animaux s'est toujours avérée extrêmement difficile, à savoir la forêt tropicale humide. L'étude a été publiée dans Current Biology.
Compte tenu de l'accélération de la perte de biodiversité à l'échelle mondiale, il est essentiel de suivre l'évolution de la faune et de la flore afin d'élaborer des stratégies de gestion adaptatives et de préserver la biodiversité. Parallèlement, la majorité des maladies infectieuses émergentes trouvent leur origine dans les populations d'animaux sauvages. Comprendre quelles espèces animales sont présentes est donc une première étape importante pour estimer et éventuellement réduire le risque d'émergence de maladies infectieuses dans les populations humaines.
L'étude a été dirigée par le Dr Christina Lynggaard, écologiste moléculaire (Helmholtz Institute for One Health et Globe Institute de l'université de Copenhague, Danemark) et le Dr Jan Gogarten, écologiste communautaire (Helmholtz Institute for One Health et département de zoologie appliquée et de conservation de la nature de l'université de Greifswald, Allemagne). L'objectif était de déterminer la composition des espèces dans une zone spécifique à l'aide de méthodes simples. Christina Lynggaard faisait partie d'une équipe qui a récemment démontré qu'il était possible de prélever de l'ADN animal dans l'air, ce qui a donné une idée à Jan Gogarten : "Si l'ADN animal est présent dans l'air tout autour de nous, peut-être se dépose-t-il et se colle-t-il sur des surfaces collantes comme les feuilles. La forêt tropicale et ses plantes sont souvent appelées "les poumons de la planète". Les poumons de la planète pourraient-ils représenter l'endroit idéal pour prélever de l'ADN sédimentaire dans l'air ?
L'équipe de recherche est partie tester cette idée dans le parc national de Kibale, en Ouganda, un endroit connu pour sa grande diversité animale et qui attire les biologistes depuis des décennies. L'équipe s'est aventurée dans la forêt tropicale dense armée de 24 cotons-tiges et de la tâche inhabituelle de nettoyer des feuilles pendant trois minutes avec chacun d'entre eux, essentiellement pour nettoyer autant de feuilles que possible dans le temps imparti. "Pour être honnête, nous ne nous attendions pas à de grands résultats", déclare Christina Lynggaard. "La forêt tropicale est chaude et humide et ces conditions entraînent une dégradation rapide de l'ADN.
Les chercheurs ont donc été sidérés par les résultats du séquenceur d'ADN. "Nous avons trouvé dans ces 24 cotons-tiges l'ADN d'une diversité animale absolument stupéfiante : plus de 50 espèces de mammifères et d'oiseaux, ainsi qu'une grenouille. Et tout cela en 72 minutes d'écouvillonnage de feuilles", explique Jan Gogarten.
Les chercheurs ont détecté en moyenne près de huit espèces animales dans chacun des cotons-tiges. Ces espèces couvrent une grande diversité de mammifères et d'oiseaux, depuis le très grand éléphant d'Afrique, en voie de disparition, jusqu'à une toute petite espèce d'oiseau-soleil. Parmi les animaux détectés figuraient la chauve-souris frugivore à tête marteau, dont l'envergure des ailes peut atteindre un mètre, des singes comme l'insaisissable singe de L'Hoest et le colobe rouge cendré, une espèce menacée, ainsi que des rongeurs comme l'écureuil géant des forêts. Une grande diversité d'oiseaux a été détectée, notamment le grand turaco bleu et le perroquet gris, une espèce menacée. "Cette diversité d'animaux détectés et le taux élevé de détection d'animaux par écouvillon montrent qu'il est possible de prélever facilement de l'ADN animal sur des feuilles", explique Jan Gogarten. "Le taux de détection élevé et la facilité d'échantillonnage peuvent faire de l'écouvillonnage un nouvel outil permettant d'éclairer les stratégies de gestion de la faune.
Les animaux du monde entier sont confrontés à de graves menaces liées aux activités humaines, la perte de biodiversité étant particulièrement importante dans les régions tropicales. Cette perte a des conséquences considérables sur les services et fonctions essentiels fournis par ces écosystèmes, notamment la pollinisation et la dispersion des graines. La surveillance des populations animales est donc cruciale pour comprendre l'ampleur des changements dans les écosystèmes et pour guider l'élaboration de stratégies de gestion efficaces. En outre, il est important de savoir quels animaux se trouvent où pour évaluer le risque de propagation de maladies dans les zones où les animaux sauvages peuvent entrer en contact avec l'homme.
"De nombreux facteurs évoluant rapidement sur notre planète, comprendre comment ils influencent les populations d'animaux sauvages est une tâche complexe mais essentielle, et nous pensons que l'ADN détecté à l'aide d'écouvillons de feuilles peut nous fournir des informations précieuses", déclare Jan Gogarten. "Nous savons que de nombreux animaux vivent dans ces forêts tropicales denses, mais nous les voyons rarement et il est très difficile de cartographier l'évolution de leur répartition. Cette méthode d'échantillonnage remarquablement simple nous offre un outil efficace pour rendre visible ce qui ne l'est pas".
"L'écouvillonnage des feuilles ne nécessite pas d'équipement sophistiqué et coûteux, ni une longue formation, et peut donc être facilement réalisé dans le cadre de programmes de science citoyenne", explique Christina Lynggaard. "Pendant la pandémie de COVID-19, les tests ont nécessité l'extraction automatisée d'acides nucléiques à partir de millions d'écouvillons par jour, et les appareils d'analyse ont été disséminés aux quatre coins de la planète. Et si ces instruments pouvaient être réutilisés pour utiliser des écouvillons afin de surveiller les animaux à grande échelle ?
Note: Cet article a été traduit à l'aide d'un système informatique sans intervention humaine. LUMITOS propose ces traductions automatiques pour présenter un plus large éventail d'actualités. Comme cet article a été traduit avec traduction automatique, il est possible qu'il contienne des erreurs de vocabulaire, de syntaxe ou de grammaire. L'article original dans Anglais peut être trouvé ici.
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