Tracy Rittenhouse, professeure agrégée de ressources naturelles et d’environnement au Collège d’agriculture, de santé et de ressources naturelles (CAHNR) d’UConn, menait une expérience pour étudier les épidémies de ranavirus chez les grenouilles des bois. Lorsque Meghan Parsley, alors titulaire d’un doctorat. étudiante à l’Université de l’État de Washington, en a entendu parler, elle a réalisé que cette approche serait également idéale pour étudier certaines questions qu’elle se posait sur l’ADN environnemental (ADNe).
Les deux se sont connectés et ont commencé à collaborer pour répondre à plusieurs questions scientifiques grâce à une expérience menée à UConn.
« Ce projet est né par hasard et d’une manière vraiment merveilleuse », déclare Rittenhouse. « Cela a été une excellente collaboration entre UConn et l’Université de l’État de Washington. »
L’ADN environnemental, également connu sous le nom d’ADNe, est du matériel génétique provenant d’animaux et de plantes que les scientifiques peuvent utiliser pour déterminer quels types d’organismes vivent dans un environnement. Cependant, les scientifiques ne peuvent actuellement pas utiliser l’ADNe de manière fiable pour estimer le nombre d’animaux d’une espèce donnée présents dans l’environnement, en particulier dans les populations plus petites. En effet, une multitude de facteurs peuvent influencer les concentrations d’ADNe qui n’ont rien à voir avec le nombre de populations.
« Une chose que nous avons apprise au cours des dernières années grâce à l’ADNe est que nous pouvons assez bien détecter si des espèces sont présentes ou non », explique Parsley. « Mais la question suivante que nous posent toujours les gens qui sont sur le terrain et qui effectuent des travaux de conservation ou de gestion est : « Combien y en a-t-il ? Et nous devons toujours dire que nous ne savons pas. »
Traditionnellement, les scientifiques doivent capturer, marquer, relâcher et recapturer les animaux pour estimer la taille des populations. Cela nécessite beaucoup de temps, d’argent et de ressources, ce qui fait de l’eDNA, qui gagne en popularité depuis plus d’une décennie, une alternative prometteuse s’il peut être rendu plus fiable.
« La façon d’estimer la taille d’une population est réellement l’épine dorsale de la recherche sur la faune sauvage », explique Rittenhouse. « La question numéro un que l’on pose à tout biologiste de la faune est de savoir combien d’animaux y a-t-il ? »
L’expérience de Rittenhouse a créé une série d’épidémies de ranavirus dans la population expérimentale de grenouilles afin de mieux comprendre l’impact de cette maladie courante sur les populations de grenouilles sauvages. L’expérience comportait 120 réservoirs avec deux variables environnementales, une température et une salinité élevées, qui représentaient respectivement le changement climatique et le ruissellement des sels de déneigement dans la nature. L’équipe de recherche a reproduit l’expérience à plusieurs reprises.
« Quand j’étudie une espèce trouvée dans le Connecticut ou dans cette région du monde, je demande ‘quel est le problème de conservation pour cette espèce particulière' », explique Rittenhouse. « Pour les grenouilles des bois, nous savons que les épidémies de ranavirus se produisent dans la nature, mais nous Je ne sais pas à quelle fréquence ni où. Ainsi, le grand problème de conservation de cette espèce est sa sensibilité au ranavirus.
Rittenhouse a une publication à venir partageant ses conclusions de cette étude et analyse actuellement les résultats sur la façon dont les densités de têtards ont affecté les épidémies.
Pendant ce temps, Parsley a entrepris d’étudier l’impact des facteurs environnementaux sur la quantité d’ADNe produite par chaque organisme ainsi que sur la rapidité avec laquelle l’ADNe se dégrade dans l’environnement.
Elle a découvert que des températures plus élevées étaient associées à une diminution de la quantité d’ADNe dans les premiers stades de l’épidémie. Cependant, lorsque la maladie a progressé jusqu’aux stades avancés, les facteurs environnementaux n’ont pas eu d’impact significatif, mais le nombre croissant d’organismes morts, résultant de la progression de l’épidémie, a contribué davantage à l’ADNe.
Ces résultats ont été publiés dans Rapports scientifiques avec les co-auteurs Caren Goldberg, Erica Crespi et Jesse Brunner de l’Université de l’État de Washington.
Les chercheurs ont découvert que les conditions environnementales et l’état de l’épidémie influençaient fortement l’ADNe de ces populations de grenouilles. Mais en raison des niveaux élevés de variation des quantités d’ADNe qui n’ont pas de relation étroite avec l’ADNe et la taille de la population, ils ne sont pas sûrs de la précision de l’approche.
« Cela nous a amené à nous demander dans quelle mesure l’ADNe peut être précis pour discerner des tailles de population plus petites ou plus étroites, ce qui peut être important dans certains contextes de conservation ou de gestion », explique Parsley. « L’ADNe pourrait détecter plus facilement les grandes différences de population, comme 1 000 contre 10 organismes, qui peuvent survenir dans les populations naturelles. »
Un problème lié à la précision de cette méthode peut résider dans la variation d’un échantillon à l’autre. Lorsque les chercheurs prélèvent un échantillon d’ADNe, ils ne font que prélever de l’eau de l’environnement. Des méthodes d’échantillonnage alternatives peuvent aider à atténuer cette variation, un problème abordé par Persley dans une prochaine publication.
« Je pense que l’un des points les plus importants à retenir est que les facteurs environnementaux ont un impact sur les concentrations d’ADN dans l’environnement et que nous devrions en être conscients », explique Parsley.
Plus d’informations :
Meghan B. Parsley et al, Les concentrations d’ADN environnemental varient considérablement selon les conditions productives et dégradantes, avec des implications pour la précision des estimations de population, Rapports scientifiques (2024). DOI : 10.1038/s41598-024-66732-4