Il existe des millions d’espèces sur Terre dont nous ne savons toujours rien. Les chercheurs appellent ces espèces « matière noire biologique », mais de nouvelles méthodes peuvent nous fournir plus rapidement une meilleure vue d’ensemble.
La Terre est une planète d’une diversité presque inimaginable en termes d’espèces. Les chercheurs ont identifié entre deux et trois millions d’espèces, mais il en existe bien d’autres dont nous ignorons tout.
Les espèces inconnues sont appelées « matière noire biologique », empruntant un terme à l’astrophysique.
« Nous voulons démontrer comment nous pouvons obtenir une meilleure vue d’ensemble de la matière noire biologique en utilisant le code-barres ADN », a déclaré la professeure agrégée Emily Hartop.
Le code-barres ADN, dans ce cas appelé « mégabarcoding », peut sembler mystérieux, mais il ne l’est pas vraiment. Nous y reviendrons plus tard. Voyons d’abord pourquoi nous n’en savons pas encore assez.
Pourquoi certaines espèces restent inconnues
Hartop travaille au Département d’histoire naturelle, qui fait partie du musée de l’université NTNU. Dans le département, elle est entourée de collègues également habitués à découvrir de nouvelles espèces et qui ne risquent pas de se retrouver à court de nouvelles tâches de sitôt.
« La matière noire biologique existe souvent en groupes constitués d’espèces très multiples que nous n’avons pas encore étudiées en profondeur », a déclaré Hartop.
Il existe de nombreuses raisons pour lesquelles nous n’en savons pas plus que nous n’en savons, et certaines d’entre elles sont de nature purement pratique.
Beaucoup de ces espèces non identifiées se trouvent dans l’océan ou dans d’autres régions du monde difficiles d’accès pour les chercheurs. Toutes ces espèces ne sont pas non plus présentes en grand nombre, il n’est donc pas toujours facile de les trouver.
Et ce n’est pas toute l’explication : même dans les régions du monde où des chercheurs dévoués travaillent depuis des centaines d’années, comme l’Europe et l’Amérique du Nord, nous sommes encore loin d’avoir une vue d’ensemble complète.
« Ces espèces inconnues peuvent être trouvées partout », a déclaré Hartop.
Une tâche énorme et pas assez d’experts
Le manque de chercheurs formés dans ce domaine d’expertise constitue sans aucun doute un problème. La tâche est tout simplement si vaste qu’il n’y a pas suffisamment d’experts par rapport à la charge de travail.
Une estimation courante est qu’il existe près de neuf millions d’espèces sur notre planète, mais nous n’en sommes pas sûrs. Ce chiffre n’inclut pas non plus les bactéries et autres organismes unicellulaires. Quoi qu’il en soit, il reste encore bien plus à découvrir que ce que nous savons déjà.
Identifier une espèce n’est pas quelque chose que n’importe qui peut faire. Il existe de nombreuses espèces que la plupart des gens penseraient identiques.
Nouvelle méthode facilitant le travail
Heureusement, les biologistes ont commencé à utiliser une nouvelle méthode efficace ces dernières années : le code-barres ADN.
« Dans le codage à barres ADN, vous n’avez besoin que d’un tout petit peu d’ADN pour identifier une espèce », a expliqué Hartop.
Cette petite séquence d’ADN peut ensuite être comparée à une base de données d’ADN d’espèces déjà décrites et enregistrées. Pour être certain qu’une espèce est nouvelle, la base de données ADN doit être complète avec les espèces connues du groupe auquel vous la comparez. Le travail d’enrichissement de la bibliothèque de référence est mené en permanence à travers des projets nationaux et internationaux.
Un grand nombre d’insectes inconnus trouvés
Les chercheurs en cette étude concentré sur les insectes en Suède. Ils ont collecté des mouches dans un total de 37 habitats à quatre moments différents de l’année. Ils se sont retrouvés avec 31 800 échantillons d’ADN à analyser et ont trouvé un bon nombre d’espèces. Les résultats sont publiés dans la revue Biologie BMC.
« Par exemple, nous avons trouvé un total de 549 espèces potentielles différentes de mouches des secutles. Il s’agit d’une densité et d’une diversité étonnamment élevées », a déclaré Hartop.
Auparavant, seules 374 de ces espèces de scuttle fly (Phoridae) étaient connues, ce qui signifie que 175 espèces étaient nouvelles en Suède.
Les variations environnementales affectent la composition des espèces
Les données sources donnent également aux chercheurs l’occasion de découvrir comment différentes variations environnementales affectent la composition des espèces dans une zone.
« En ce qui concerne les mouches des saborders, nous constatons que la prévalence des différentes espèces est influencée par les facteurs climatiques. Par exemple, il apparaît que 29% des espèces réagissent positivement à une augmentation de la température moyenne, tandis que 18% réagissent négativement », a déclaré Hartop.
Important d’établir rapidement une vue d’ensemble
« Il est important que nous ayons une vue d’ensemble de la biodiversité qui nous entoure. Cela signifie que nous devons étudier des groupes peu visibles, mais riches en espèces. Nous vivons à une époque où la biodiversité est menacée, y compris des espèces inconnues », a déclaré Hartop.
Selon la Plateforme intergouvernementale scientifique et politique sur la biodiversité et les services écosystémiques (IPBES), la plus grande menace pour la biodiversité est la perte d’habitat, due par exemple à des aménagements, ou au drainage des zones humides. La deuxième plus grande menace est l’exploitation des espèces, comme la chasse pour la viande de brousse, l’exploitation forestière ou la surpêche. Les plus grandes menaces restantes sont le changement climatique, la pollution et la propagation d’espèces dans des zones auxquelles elles n’appartiennent pas.
À l’origine de tout cela se trouve une population humaine toujours croissante et des besoins toujours croissants. C’est pourquoi il est essentiel d’identifier quelles espèces existent réellement, et c’est là que le code-barres ADN jouera un rôle très important.
« Nous voyons que cette méthode peut nous aider à obtenir rapidement et efficacement une vue d’ensemble de l’espèce. Le moment est venu d’explorer la matière noire biologique », a déclaré Hartop.
Plus d’informations :
Emily Hartop et al, Résoudre la matière noire de la biologie : richesse spécifique, distribution spatio-temporelle et composition communautaire d’un taxon noir, Biologie BMC (2024). DOI : 10.1186/s12915-024-02010-z