Des scientifiques de l'Université d'Hawaï au département de biologie de Mānoa ont développé une technique pour mesurer la quantité de corail vivant sur un récif en analysant l'ADN dans de petits échantillons d'eau de mer. La nouvelle recherche de Patrick Nichols, un étudiant diplômé du programme d'études supérieures en biologie marine, et Peter Marko, professeur agrégé au Département de biologie, a été publié dans ADN environnemental .

Les relevés visuels sous-marins sont largement utilisés dans l'écologie des récifs coralliens et constituent une partie importante de tout programme de surveillance des récifs coralliens. Cependant, les relevés visuels sont généralement effectués à l'aide de SCUBA, ce qui peut être à la fois chronophage et difficile sur le plan logistique.

En complément efficace des relevés visuels, l'analyse de l'ADN environnemental (eDNA), ADN détaché ou expulsé d'organismes dans l'environnement, a été utilisé pour évaluer la diversité des espèces, principalement en milieu aquatique. La technique tire parti du fait que tous les organismes rejettent constamment de l'ADN dans l'environnement, laissant un résidu génétique qui peut être détecté et analysé avec des outils de biologie moléculaire.

Malgré l'utilisation croissante de l'eDNA pour cataloguer la présence et l'absence d'espèces, un lien fiable entre l'abondance des organismes et la quantité d'ADN est resté insaisissable. Dans leur papier, Nichols et Marko démontrent que cette nouvelle méthode testée sur les récifs coralliens d'Hawai?i est un moyen rapide et rentable de mesurer la « couverture, " la quantité d'un récif corallien occupé par des coraux vivants. Parce que les coraux facilitent la présence de nombreuses autres espèces sur un récif, la couverture de corail est l'un des nombreux bâtons de mesure importants que les scientifiques utilisent pour caractériser l'état d'un récif, une tâche urgente sur les récifs qui sont en déclin dans le monde entier en raison du changement climatique mondial.

"Cela m'étonne toujours que dans un petit tube d'eau, il y a suffisamment d'informations pour suivre l'abondance relative de communautés entières, " a déclaré Nichols. " Augmenter l'étendue et la portée des enquêtes est exactement ce qui rend l'avenir de l'eDNA si passionnant ! "

"Metabarcoding"

Le projet a utilisé le « métabarcodage, " une technique dans laquelle tout l'ADN dans un échantillon d'eau est analysé en une seule étape avec le séquençage de l'ADN. Les séquences d'ADN des coraux sont ensuite identifiées et comptées pour déterminer l'abondance des différents types de coraux sur chaque récif. Les récifs dégradés ont très peu d'ADN de corail tandis que les récifs avec plus de coraux vivants ont une signature eDNA de corail beaucoup plus forte.

Les auteurs expliquent dans leur article que cette nouvelle technique peut être utilisée pour suivre les changements dans la santé des récifs coralliens et la composition de la communauté au fil du temps, ainsi que de détecter des espèces rares qui pourraient autrement être manquées par les méthodes d'enquête visuelles traditionnelles.

"Si vous m'aviez demandé il y a 10 ans si cela était possible, J'aurais dit, 'Certainement pas, "", a déclaré Marko. "Mais les progrès technologiques et la baisse des coûts des méthodes de séquençage de l'ADN hautement sensibles ont ouvert la porte à toutes sortes de questions écologiques importantes."

Les chercheurs appliquent actuellement ce qu'ils ont appris du projet aux applications les plus convaincantes de la surveillance de l'eDNA dans les communautés qui sont beaucoup plus difficiles à évaluer visuellement, tels que les récifs profonds qui offrent un refuge potentiel contre le changement climatique pour les espèces sensibles à la température.