Le changement climatique soulève de nombreuses questions importantes, notamment comment cela affecte les animaux et les plantes :s'adaptent-ils, migrer progressivement vers différentes zones ou disparaître ? Et quel est le rôle joué par les activités humaines ? Cela s'applique notamment au Groenland et au reste de l'Arctique, qui devraient faire face aux effets les plus importants des changements climatiques.

« Nous en savons étonnamment peu sur les espèces et les écosystèmes marins de l'Arctique, car il est souvent coûteux et difficile de faire des travaux de terrain et de suivre la biodiversité dans cette zone, " déclare le professeur agrégé des mammifères marins et instigateur de l'étude Morten Tange Olsen de l'Institut GLOBE à la Faculté des sciences de la santé et de la médecine, Université de Copenhague.

Pour répondre à ces questions, chercheurs de l'Université de Copenhague, L'Université d'Aarhus et l'Institut des ressources naturelles du Groenland ont collecté des échantillons d'eau dans l'ouest du Groenland avec l'aide de chasseurs et de pêcheurs locaux. Leur méthode est simple :sortir en mer dans un petit bateau et récupérer de l'eau dans des bouteilles. Le contenu, cependant, est beaucoup plus complexe. Les bouteilles d'eau de mer contiennent de l'ADN dit environnemental, qui peut donner un aperçu de l'impact des changements climatiques et des activités humaines sur la biodiversité. Les chercheurs ont choisi de se concentrer sur la baleine boréale, qui constitue une espèce clé dans l'écosystème arctique et est donc un bon indicateur des changements des températures de l'eau et de la couverture de glace de mer.

"Les échantillons d'eau contiennent suffisamment d'ADN de baleines boréales pour déterminer leur présence, diversité génétique, la composition de la population et les schémas de migration. Vous pouvez réellement surveiller la biodiversité marine de l'Arctique simplement en sortant dans un petit bateau et en collectant de l'eau dans des bouteilles, qui est ensuite analysé dans le laboratoire d'ADN. Par ici, nous sommes en mesure de garder un œil sur l'impact des humains et des changements climatiques sur la baleine boréale et d'autres espèces marines dans l'Arctique, " dit Morten Tange Olsen.

Empreinte dans une bouteille

Avec des chasseurs et des pêcheurs locaux à Qeqertarsuaq (Godhavn), les chercheurs ont collecté plus de 100 échantillons d'eau d'un litre dans la baie de Disko dans l'ouest du Groenland en mai 2017 et 2018. En mai, la banquise vient de se briser et les baleines boréales visitent la région pour se nourrir. Les échantillons ont été prélevés sur de petits bateaux le long de transects et plus particulièrement dans « l'empreinte » des baleines boréales, les petites ondulations à la surface de l'eau créées lorsque les baleines remontent pour respirer et replonger.

"Il y a beaucoup plus d'ADN de baleine boréale dans une telle empreinte que dans un échantillon d'eau aléatoire prélevé au même moment dans la même zone. Vous pouvez trouver de l'ADN de baleine boréale dans une empreinte au moins 10 minutes après la plongée de la baleine, " dit Natasja Lykke Corfixen, qui a aidé à lancer l'étude dans le cadre de sa thèse de maîtrise à la Faculté des sciences de l'Université de Copenhague et à l'Institut des ressources naturelles du Groenland.

En optimisant les méthodes ADN en laboratoire, les chercheurs espèrent pouvoir séquencer l'intégralité du génome de la baleine à partir d'échantillons d'eau. "Jusqu'à présent, nous avons réussi à séquencer les génomes mitochondriaux des échantillons d'eau, et nous testons actuellement différentes méthodes pour capturer l'intégralité du génome de la baleine, ainsi que les génomes des algues et des crustacés qui font partie de leur chaîne alimentaire, " déclare Dóra Székely, doctorante à l'institut GLOBE.

Santé et génétique à partir d'un échantillon d'eau

Les chercheurs espèrent qu'en optimisant les protocoles d'extraction et de séquençage de l'ADN, et en apprendre davantage sur le lien entre les gènes, comportement et santé, ils pourront éventuellement utiliser la méthode pour surveiller l'état de santé de la baleine boréale et de nombreux autres animaux.

« Le domaine de l'ADN environnemental connaît un développement rapide et est de plus en plus utilisé pour le suivi de la biodiversité dans les lacs, rivières, les zones humides et, dans une certaine mesure, la mer. Nous avons montré que la méthode est également utile dans l'Arctique, et qu'il peut être utilisé pour surveiller non seulement la présence d'une espèce, mais aussi sa diversité et ses modes de déplacement. En développant davantage cette méthode simple, nous sommes en mesure d'accroître considérablement notre connaissance de la biodiversité marine, et, espérons-le, l'impact des changements climatiques et des activités humaines, " dit Morten Tange Olsen.