Créé(e) 15/12/2017 Mis à jour 29/08/2019

Depuis le démarrage du projet, plusieurs campagnes de terrain se sont succédées... Le but de ces campagnes de terrain sont de tester des prototypes de recrutement des espèces en milieu portuaire et naturel et/ou d'obtenir des données d'abondance des espèces non-indigènes par des méthodes traditionnelles (par exemple des Rapid Assessment Surveys ou des techniques d'inventaires exhaustifs sur cadrats). Les résultats issus des méthodes traditionnelles seront ensuite comparées aux résultats de méthodes de type metabarcoding utilisant de l'ADN environnemental (ex. échantillon d'eau) ou massal (ensemble de spécimens) collectés lors de ces même campagnes de terrain.

Identifier et dénombrer les espèces en milieu portuaire par des méthodes traditionnelles...

© Yann Fontana - Station Biologique de Roscoff
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Un des objectifs d'AquaNIS2.0 est d'analyser les avantages et limites des méthodes dites de metabarcoding par rapport à un ensemble de méthodes traditionnellement mises en oeuvre pour identifier et inventorier les espèces non-indigènes, notamment dans leurs points chauds d'introductions, les ports.

Deux campagnes d'une dizaine de jours chacune de la Bretagne Nord à la Bretagne Sud nous ont permis de réaliser des comptages en abondance et semi-abondance sur des groupes cibles du projet, à savoir les ascidies, mollusques et byrozoaires, en utilisant une stratégie d'échantillonnage et d'observation sur le terrain classiquement utilisés pour atteindre ces objectifs. Des cadrats ont été grattés par des plongeurs le long de transects sous les pontons avant que d'être triés sur les pontons. Les spécimens sont ensuite assignés à la plus petite échelle taxonomique possible (si possible l'espèce) puis dénombrés.  En parallèle, des échantillons d'eau de mer ont été prélevés, et l'ADN total contenu dans ces échantillons extraits pour être ensuite analysés par une approche de metabarcoding sur ADN environnemental. Les données de metabarcoding sont en cours d'acquisition et d'analyse dans le cadre de la thèse de Marjorie Couton.

Comprendre pourquoi les espèces non-indigènes sont apparemment rares dans le milieu

© Wilfried Thomas - Station Biologique de Roscoff
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Les espèces non-indigènes forment une composante biologique importante (en diversité et en abondance) dans les ports de plaisance. A quelques exceptions près, elles semblent rares en milieu naturel. Des explications méthodologiques ou biologiques pourraient expliquer ce constat. Nous mettons en oeuvre plusieurs approches (traditionnelles et basées sur de l'ADN environnemental) pour déterminer si les méthodes sont à mettre en cause ou si cette apparente rareté peut être due à une limitation en propagules disponibles ou à des interactions compétitives au stade juveniles entre espèces indigènes et non-indigènes. Au cours de la première année, nous avons testé des protoypes de structures autonomes permettant de collecter des juvéniles sur des plaques de recrutement. Ces plaques sont ensuite grattées pour en extraire l'ADN total et réaliser des analyses par metabarcoding. Les premiers tests ont été prometteurs, et un ensemble de structures similaires ont été déployées en 2018, en différents sites naturels et portuaires de la zone d'étude ciblée, la Baie de Morlaix. Les résultats de ces études ADN seront comparés aux résultats issues des analyses morphologiques (observation morphologiques des plaques de recrutement sous loup binoculaire et par analyses photographiques). En parallèle des échantillons de meraplancton ont été prélevés tous les 15 jours pendant toute la durée du déploiement des structures de piégeages des juvéniles. Ces échantillons seront également l'objet d'une étude par metabarcoding. Les expérimentations et prélèvements ont été réalisés, les données morphologiques ont été acquises et les données ADN sont en cours d'acquisition.

Les études d'ADN environnemental ou massal sont principalement développées pour étudier la diversité taxinomique, et si possible dénombrer les espèces présentes dans le milieu. Les marqueurs utilisés sont néanmoins dans certains cas suffisamment résolutif pour révéler de la diversité génétique au sein de ces espèces. Les pipelines d'analyses et les méthodes à mettre en oeuvre sont encore à affiner. Dans le cadre du projet Aquanis2.0, nous avons choisi de travailler sur cette question en se focalisant sur un genre donné, le genre Botrylloides, particulièrement pertinent à étudier dans ce contexte: d'une part il regroupe des espèces et lignées cryptiques qui nécessitent l'emploi de méthodes moléculaires pour leur identification, et d'autre part il regroupe des espèces indigènes et introduites en Europe. Par ailleurs, nous avons profité de cette étude pour également tester le potentiel d'utilisation non par des organismes eux-même mais de la solution permettant de les conserver en vue de leur analyse génétique (ici de l'éthanol) pour réaliser une étude de metabarcoding. La possibilité d'utiliser comme source de l'ADN le milieu utilisé pour la conservation des échantillons permet en effet d'avoir une approche non-destructive des échantillons. Pour analyser le potentiel du metabarcoding dans ce contexte, nous avons collecté une trentaine de colonies de Botrylloides spp. dans 10 ports. Avant leur fixation ensemble (dans un même pot), un petit fragment de chacune a été collecté pour réaliser un barcoding simple (sur une seule colonie) avec le marqueurs COI, variable même au sein d'une espèce de Botrylloides spp.. Ceci permet de connaitre la composition attendue tant d'un point de spécifique que de diversité génétique populationnelle. Les résultats ont été très positifs: l'extraction de l'ADN contenu dans l'alcool de préservation de chacun des pots suivi d'une approche par metabarcoding montre une similarité quasi-parfaite avec la composition révélée par barcoding simlpe. Différents pipelines d'analyses ont été testés dans une démarche 'à l'aveugle' (i.e. sans connaissance a priori de la diversité moléculaire présente) visant à reconstitué la diversité moléculaire. Certaines sont plus robustes que d'autres mais dans tous les cas, des faux-positifs sont trouvés. Néanmoins, les indices décrivant la diversité génétique, calculés sur la base de cette diversité moléculaire issue du séquençage haut-débit, sont très bien corrélés à ceux trouvés par barcoding simple, rendant optimiste sur la possibilité d'utiliser cette approche pour des approches couplant étude de la diversité des communautés et des populations.

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