Comme les enquêteurs médico-légaux, les scientifiques peuvent utiliser des techniques moléculaires pour détecter des preuves de krill antarctique dans des échantillons d’eau de mer prélevés dans l’océan Austral. La technologie révolutionnaire peut identifier l’ADN du krill antarctique dans la soupe alphabétique de molécules d’ADN libérées par de nombreuses autres créatures marines, notamment des bactéries, d’autres espèces de krill et des baleines.
Maintenant, pour la première fois, une nouvelle méthode de détective moléculaire peut identifier quand le krill antarctique a laissé son échantillon d’ADN sur une « scène ».
La recherche, dirigée par le Dr Leonie Suter, analyste de l’ADN environnemental de la Division antarctique australienne, promet de fournir des informations sur les habitats océaniques préférés du krill, y compris les habitats en haute mer et sous la glace qui sont difficiles à étudier par d’autres méthodes.
« Il existe de nombreuses zones de l’océan Austral où nous sommes pratiquement aveugles lorsqu’il s’agit de détecter le krill », a déclaré le Dr Suter. « La nouvelle technologie que nous avons développée nous permet d’estimer si l’ADN libéré par le krill se déplaçant dans l’eau a été libéré récemment ou s’il est plus ancien. Être capable de détecter ces fragments d’ADN nous permettra de regarder dans des endroits où nous ‘ « Je n’ai jamais pu regarder auparavant. Cela pourrait nous aider à comprendre comment le krill utilise ces habitats et contribuer à des estimations plus précises de l’abondance et de la distribution utilisées pour la gestion des pêches. »
Trouver des fragments
La technologie repose sur le fait que de longs brins d’ADN, à l’intérieur des cellules de tous les organismes, commencent à se dégrader ou à se fragmenter en plus petits morceaux lorsque les cellules meurent et que l’ADN est libéré dans l’environnement. Chez le krill, cela inclut quand ils défèquent et quand ils « muent » et perdent leur exosquelette dur.
« L’ADN récemment perdu se présente sous forme de fragments plus longs, tandis que l’ADN plus ancien s’est dégradé en fragments plus petits », a déclaré le Dr Suter.
Pour tirer parti de cela, l’équipe a développé des marqueurs moléculaires qui leur ont permis d’identifier si les échantillons d’eau contenaient plus de fragments « jeunes » plus longs ou de fragments « anciens » plus courts.
Le rapport des fragments courts aux fragments longs dans chaque échantillon d’eau indiquait si l’ADN avait été libéré récemment ou non.
« Avec cette nouvelle méthode moléculaire, si nous prélevons un petit échantillon d’eau du fond marin, par exemple, nous pouvons détecter la présence de krill à partir de minuscules traces d’ADN qu’ils laissent derrière eux », a déclaré le Dr Suter. « Si nous détectons beaucoup de longs fragments d’ADN, nous pourrions dire que le krill a probablement utilisé cet habitat en haute mer récemment. Si nous avons trouvé des fragments plus courts, il est probable que ce matériau flotte depuis un certain temps et aurait pu viennent d’ailleurs, y compris de la surface. »
Gestion de la pêche au krill
Le Dr Suter a déclaré que la méthode pourrait aider à la gestion des pêcheries de krill en permettant aux scientifiques de mesurer l’abondance et la distribution du krill dans de nouveaux habitats difficiles d’accès pour les technologies de mesure traditionnelles basées sur les navires.
« Il y a de plus en plus de preuves que le krill utilise la haute mer comme habitat alternatif à la surface, où il se nourrit de phytoplancton. Mais il est difficile de surveiller le fond marin avec des instruments acoustiques et des chaluts, car ils sont généralement limités à une zone autour du navire, » elle a expliqué.
« Pour gérer efficacement les pêcheries de krill, nous devons connaître l’abondance du krill. Mais si vous ne mesurez jamais le krill qu’en surface, vous pourriez manquer une proportion substantielle d’animaux dans les eaux profondes, de sorte que les estimations d’abondance ne seront pas exactes. »
Aquarium en Antarctique
L’équipe a développé la technique lors d’expériences en laboratoire dans l’aquarium de krill de la division antarctique australienne avant de la tester sur des échantillons d’eau de mer collectés lors d’un voyage de ravitaillement en Antarctique.
L’équipe va maintenant comparer sa méthode ADN avec d’autres méthodes d’étude du krill, y compris l’acoustique et les chaluts.
« Au cours d’une étude majeure sur le krill au large de l’Antarctique oriental en 2021, nous avons parcouru des essaims de krill et collecté des échantillons d’eau entre la surface et le fond marin. Nous avons également suivi et mesuré les essaims à l’aide des instruments acoustiques, des chaluts et des observations visuelles du navire », a déclaré le Dr. Suter a noté.
« Il sera intéressant d’utiliser nos marqueurs ADN sur les échantillons d’eau pour voir comment les résultats complètent les données recueillies par les autres méthodes. Pouvons-nous faire des comparaisons directes ? Je suis vraiment excité par le potentiel de cela.
La recherche est publiée dans la revue ADN environnemental.
Plus d’information:
Leonie Suter et al, ADN environnemental du krill antarctique ( Euphausia superba ): La mesure de la fragmentation de l’ADN ajoute un aspect temporel aux études quantitatives, ADN environnemental (2023). DOI : 10.1002/edn3.394
Fourni par le programme antarctique australien