Sous la surface d’un cours d’eau douce, les animaux, les plantes, les champignons et les micro-organismes créent des modèles complexes de biodiversité. Brooke Penaluna, biologiste des pêches de recherche à la station de recherche du nord-ouest du Pacifique du Service forestier de l’USDA, étudie ces dynamiques, qui peuvent être compliquées.
« Comprendre la biodiversité des écosystèmes d’eau douce et la répartition des différentes espèces le long d’un réseau de cours d’eau est un défi. Les cours d’eau sont interconnectés et contiennent de nombreuses espèces rares et difficiles à détecter », a déclaré Penaluna, auteur principal d’une étude récemment publiée dans le Journal de biogéographie.
Big data, grandes découvertes
Penaluna et son équipe de recherche ont étudié quatre bassins versants d’amont de la rivière Trask sur la côte de l’Oregon. Leur étude s’est appuyée sur l’analyse de l’ADN environnemental (eDNA), qui sont des traces de matériel génétique rejetées par des organismes vivants dans le cours d’eau. À partir de leurs échantillons d’eau, les scientifiques ont extrait de minuscules morceaux d’ADN et les ont envoyés à un laboratoire pour être séquencés, fournissant une signature génétique. Leurs échantillons contenaient plus de 2 millions de séquences ou « lectures », qui devaient ensuite être comparées à des bases de données génétiques connues pour déterminer l’identité des espèces.
« C’est la définition des mégadonnées », a déclaré Penaluna. « Il dépasse toutes les feuilles de calcul Excel. »
Les résultats de l’équipe ont détecté un changement dans le schéma de la biodiversité des cours d’eau des tronçons inférieurs vers les eaux d’amont où les poissons ont abandonné à un seuil en amont. Ils ont également détecté des salmonidés (saumon du Pacifique et truite fardée côtière) plus en amont que prévu, suggérant une extension de la distribution.
Les chabots volent la scène
Les chabots sont les vedettes de cette étude, et pas seulement à cause de leur apparence hérissée. « Nos découvertes sur les chabots nous montrent que les choses ne sont pas là où nous pensions qu’elles étaient. Nous identifions de nouvelles lignées de chabots en utilisant leurs signatures génétiques », a déclaré Penaluna. Ces découvertes révèlent la puissance de l’eDNA pour montrer des aspects de la biodiversité qui nous étaient « cachés ».
En plus de découvrir éventuellement de nouvelles espèces de chabots, l’analyse a également détecté un pathogène amphibien potentiellement dangereux appelé Batrachochytrium dendrobatidis ainsi que la présence de l’insaisissable castor de montagne.
Cette étude a transformé la compréhension de la présence des espèces dans les bassins versants et, par extension, a amélioré notre capacité à les suivre, à les protéger et à les gérer. Cela a également révélé tout ce que nous ne savions pas et combien il reste encore à apprendre.
Plus d’information:
Brooke E. Penaluna et al, Découvrir la biodiversité cachée des cours d’eau à la limite supérieure de distribution des poissons, Journal de biogéographie (2023). DOI : 10.1111/jbi.14605