Afin de répondre à la demande de saumon, de nombreuses fermes salmonicoles se sont développées le long des côtes scandinaves et écossaises. Ces opérations sont régies par une réglementation environnementale stricte. Les fermes sont tenues de déterminer comment leur production de poisson affecte l'écosystème benthique marin. Par conséquent, ils analysent la présence d'organismes dits bioindicateurs tels que les crustacés et les vers sur le fond marin. Ce processus est long et coûteux. Des chercheurs de l'Université de Kaiserslautern et des collègues de l'Université de Genève développent des méthodes plus rapides et plus efficaces. Ils utilisent l'ADN de micro-organismes pour caractériser les changements plus précisément qu'auparavant. Leurs études ont été publiées dans des revues renommées Indicateurs écologiques et Bulletin sur la pollution marine .

À plus de 1,2 million de tonnes par an, La Norvège est l'un des plus gros producteurs de saumon au monde. Ces poissons sont élevés dans de grandes cages au large des côtes pendant environ deux ans. Les résidus alimentaires et les excrétions de poissons issus de ces opérations s'enfoncent dans les fonds marins et peuvent affecter l'écosystème benthique :les bactéries décomposent ces substances organiques dans un processus qui consomme de l'oxygène. Par conséquent, les niveaux d'oxygène peuvent chuter suffisamment bas pour que la plupart des organismes benthiques plus gros tels que de nombreux vers, les crustacés ou les oursins ne sont pas capables de survivre à ces conditions de faible teneur en oxygène.

Pour cette raison, les autorités environnementales ont imposé des réglementations strictes pour les fermes salmonicoles. « L'échange d'eau des courants océaniques doit être suffisant pour approvisionner les poissons en oxygène et évacuer le plus possible les déchets organiques, " note le professeur Dr Thorsten Stoeck, écologiste à l'Université de Kaiserslautern. "De plus, les réglementations environnementales n'autorisent que des impacts environnementaux significatifs immédiatement sous les cages à poissons. À très courte distance de la ferme, l'environnement a besoin de se rétablir."

Afin de tester l'impact des activités agricoles sur l'écosystème benthique, les agriculteurs doivent prélever des échantillons au fond de l'océan. "Les organismes vivant au fond de la mer sont des indicateurs de la santé des écosystèmes, " ajoute le Dr Stoeck. Cependant, le processus d'identification des espèces nécessite des experts en taxonomie et est coûteux et prend beaucoup de temps; il peut s'écouler près de 6 mois avant que les résultats ne soient connus :trop long pour que des mesures soient mises en place si l'écosystème est fortement stressé.

L'équipe de recherche de Stoeck en collaboration avec des collègues en Suisse (Université de Genève) développe actuellement une méthode plus simple, méthode plus rapide et plus économique dans leurs laboratoires du campus de Kaiserslautern. Les chercheurs recueillent des échantillons auprès des agriculteurs et isolent des micro-organismes tels que des ciliés et des bactéries. Les scientifiques utilisent l'ADN de ces microbes pour la procédure. « Leur matériel génétique est comme une empreinte digitale; il est unique à chaque individu, " explique l'écologiste. " Les résultats sont disponibles en une semaine seulement. " Ces minuscules animaux permettent de tirer des conclusions plus précises sur l'étendue de la pollution que les méthodes conventionnelles. " De nombreux organismes plus gros ne sont pas capables de survivre dans des conditions de faible teneur en oxygène, " note Stoeck. " Les microbes sont généralement plus résistants. Beaucoup sont capables de tolérer différents degrés de pollution et de contaminants et peuvent s'adapter plus rapidement aux conditions changeantes. »

L'objectif du projet est de créer une base de données avec les empreintes génétiques d'un large éventail de micro-organismes. "Nous pouvons créer un système de codes-barres ADN, analogue aux codes-barres utilisés pour les produits alimentaires à l'épicerie, " poursuit Stoeck, dont l'équipe collecte des échantillons de sédiments dans des fermes piscicoles du monde entier. « Ces codes-barres permettront aux éleveurs d'identifier rapidement l'état de santé de l'écosystème à proximité des fermes piscicoles.

À long terme, par exemple, les agriculteurs peuvent être en mesure d'utiliser une puce à ADN pour une analyse automatisée des échantillons de sédiments directement sur place. La collecte des codes-barres leur donnera des informations à jour sur l'état de l'océan, permettant aux agriculteurs de répondre plus rapidement aux problèmes. Les programmes de surveillance actuels ne s'intéressent généralement qu'aux conditions environnementales prévalant avant que les poissons ne soient placés dans les cages, puis au pic de production.