Derrière chaque rivière, chaque barrage et chaque écosystème se cache un monde invisible composé de micro-organismes, de traces d'ADN et d'indices biologiques. Imaginez...
Et imaginez que les scientifiques puissent détecter la présence d'espèces animales sans jamais les voir. Leur secret ? L'ADN environnemental (ADNe).
Comment procèdent les chercheurs pour identifier des espèces sans intrusion ?
La biologie moléculaire est une science qui permet d’étudier les organismes à l’échelle des molécules, donc de l’ADN. En véritables détectives du vivant, les chercheurs du Laboratoire de Microbiologie et Biologie moléculaire du site d’EDF Lab Chatou prélèvent, mesurent et analysent ces signatures invisibles (en partenariat avec l’INRAE, SCIMABIO ou MIGADO) pour mieux comprendre et aider à protéger les espèces piscicoles, notamment les espèces migratrices aux abords des ouvrages d’EDF.
L’analyse de l’ADNe, la recette ?
- L’eau est prélevée en rivière. Les chercheurs prélèvent 1 à 10 litres d'eau de rivière.
- L'eau est ensuite filtrée. Grâce à une pipette, les chercheurs procèdent à la filtration des échantillons, pour concentrer les matières en suspension. Cette filtration se fait via des cônes filtrés intégrés à la pipette.
- L'ADNe est extrait en laboratoire. Les chercheurs effectuent l’extraction et la purification de l'ADN environnemental, dans leur laboratoire de Chatou.
- Les séquences génétiques sont analysées. Une analyse génétique de précision par la technique de métabarcoding, une méthode d'identification de l’ADNe par séquençage à haut débit est effectuée. Cette approche, non quantitative, compare les séquences ADN présentes dans l’échantillon à des bases de données de référence afin d’établir un inventaire des espèces présentes.
- Les scientifiques identifient les espèces et évaluent leur abondance. La quantification se fait par techniques PCR* (PCR quantitative et PCR digitale) pour quantifier précisément l’abondance des fragments d’ADN d’espèces ciblées (comme le saumon, l’anguille).
- Résultats : les chercheurs obtiennent une véritable carte d'identité de l'écosystème
*La « Polymerase Chain Reaction » ou PCR (ou encore ACP pour Amplification en Chaîne par Polymérase), est une technique de réplication ciblée in vitro. Elle permet d'obtenir, à partir d'un échantillon complexe et peu abondant, d'importantes quantités d'un fragment d'ADN spécifique et de longueur définie.
Quand une goutte d'eau devient une bibliothèque du vivant
Il existe des bases de données de référence qui établissent un inventaire des espèces existantes. L’approche par comparaison des séquences ADN présentes dans l’échantillon à ces bases de données de référence permettent d’identifier les espèces présentes dans un environnement.
Fun facts ?
Une goutte d'eau peut contenir des milliers de fragments d'ADN.
De l'ADN, il y en a partout. Il est donc nécessaire d’être vigilants, propres et rigoureux afin de ne pas contaminer les échantillons manipulés.
Les chercheurs portent des gants pour éviter de déposer leur propre ADN.
Les chercheurs utilisent des pipettes multiprélèvement pour étudier jusqu’à 8 échantillons à la fois.
Pourquoi EDF s'intéresse à l'ADN environnemental ?
La connaissance et la préservation de la biodiversité est un enjeu environnemental majeur pour le Groupe qui est engagé depuis plus de 50 ans sur ces sujets. Les centrales hydroélectriques et nucléaires sont directement connectées aux milieux naturels. Certaines espèces telles que les saumons, les anguilles ou d’autres poissons migrateurs peuvent parcourir des centaines voire des milliers de kilomètres au cours de leur vie. L'objectif est d'identifier précisément les périodes de migration afin d'adapter les dispositifs de franchissement des barrages et faciliter ces migrations.
La R&D déploie d’autres techniques complémentaires telles que la télémétrie et les caméras acoustiques basées essentiellement sur l’analyse d’image. Ces techniques permettent de suivre le comportement des poissons et leurs déplacements.
Comprendre l'évolution de la biodiversité permet de mieux protéger les espèces, de surveiller les écosystèmes, d'anticiper et faciliter les migrations et donc de concilier production d'électricité et préservation de la nature.
FAQ sur les ingrédients invisibles de la biodiversité
