L’éperlan arc-en-ciel de Searun, un poisson culturellement et écologiquement précieux pour les pêcheurs, les consommateurs et les écosystèmes marins de la Nouvelle-Angleterre, est en déclin. Il est cependant difficile de déterminer l’ampleur de ce déclin dans le Maine. L’éperlan de Searun peut être facile à manquer car il n’entre dans les ruisseaux de frai côtiers à partir d’eaux plus profondes que pendant quelques nuits froides et humides chaque printemps, et il quitte les ruisseaux tôt le matin.
Dans une nouvelle étude, une équipe de recherche dirigée par l’Université du Maine a découvert que la collecte et l’analyse de l’ADN environnemental (eDNA), des fragments d’ADN que les organismes libèrent dans leur environnement, peuvent aider à détecter la présence d’éperlan arc-en-ciel avec plus de précision, d’efficacité, de sécurité et de sécurité. rentabilité. Cela peut également être bénéfique pour les relevés d’autres espèces de poissons rares et transitoires.
En réponse aux résultats de l’étude, le département des ressources marines du Maine commencera à utiliser l’eDNA et les tactiques de l’équipe dirigée par l’UMaine pour l’utiliser pour étudier plusieurs flux d’éperlan marin au printemps 2023.
Les méthodes traditionnelles de surveillance de l’éperlan arc-en-ciel consistent soit à le capturer dans des cours d’eau avec des verveux, soit à rechercher visuellement des poissons en train de frayer ou des œufs déposés sur des rochers. Il peut s’agir d’un travail de terrain difficile qui devient plus difficile à mesure que les poissons deviennent plus rares. Pour obtenir l’ADNe des rivières et des ruisseaux, les scientifiques peuvent prélever des échantillons d’eau pendant la journée sans équipement de terrain spécialisé ni contact direct avec les poissons.
Les chercheurs utilisent ensuite un processus appelé réaction en chaîne par polymérase quantitative (qPCR), le même outil utilisé pour détecter le COVID-19, pour isoler l’ADN qu’ils souhaitent étudier. Grâce à l’analyse en laboratoire d’échantillons d’eau, la détection qPCR de l’ADNe peut révéler où une espèce a été, quand elle se trouvait à cet endroit et combien s’y trouvaient à ce moment-là.
Dans le même temps, l’ADNe ne peut être obtenu que dans un laps de temps limité après que les organismes ont quitté une rivière ou un ruisseau, car l’eau qui coule finit par se diluer et l’évacue du système. Par conséquent, l’identification des stratégies optimales de collecte d’ADNe pour l’étude de l’éperlan arc-en-ciel est devenue une partie de l’enquête de l’équipe de recherche dirigée par l’UMaine.
En sondant deux sites dans le système de la rivière York, le groupe a découvert que les échantillons d’ADNe étaient détectables huit à 13 jours après un seul événement de frai, une fenêtre de temps beaucoup plus longue que celle allouée pour les relevés visuels ou au filet. L’équipe a ensuite interrogé quatre sites autour de la baie de Casco plusieurs fois par mois, après quoi ils ont déterminé que l’utilisation de trois événements d’échantillonnage par emplacement, trois échantillons par événement et six répétitions de qPCR par échantillon entraînait une capacité de détection combinée supérieure à 90 %.
« DMR est ravi d’appliquer les techniques eDNA pour nous aider à prendre le pouls des populations d’éperlans dans les cours d’eau du Maine ce printemps », déclare Danielle Frechette, scientifique du Maine DMR. « Les résultats compléteront les observations visuelles du frai de l’éperlan recueillies par les scientifiques communautaires le long de notre côte et peuvent nous aider à identifier les emplacements des projets de restauration de l’éperlan et à mieux comprendre comment le changement climatique peut affecter l’éperlan. »
L’étude a été dirigée par Vaughn Holmes, qui a mené les travaux lorsqu’il était étudiant à la maîtrise en écologie et sciences de l’environnement, en collaboration avec son conseiller diplômé Michael Kinnison, directeur du Maine Center for Genetics in the Environment; Geneva York, responsable du laboratoire UMaine Environmental DNA CORE ; et Jacob Aman, directeur de l’intendance de la Wells National Estuarine Research Reserve. Les conclusions de l’équipe ont été publiées dans BMC Ecologie et Evolution.
« Avec l’utilisation étendue de la méthodologie à l’horizon, je suis impatient de voir l’eDNA devenir un pilier dans la simplification des efforts d’enquête sur les poissons anadromes dans le Maine », a déclaré Holmes.
L’étude fait partie du programme quinquennal Maine-eDNA lancé en 2019.
« eDNA a vraiment pris son envol en tant qu’outil de surveillance et de gestion des ressources naturelles », déclare Kinnison, co-chercheur principal pour Maine-eDNA. « Ce n’est pas seulement un outil d’enquête puissant, il est très accessible. Presque tout le monde peut être formé pour prélever un échantillon d’eau, et je suis particulièrement ravi de la façon dont l’eDNA peut permettre à plus de personnes, de tous horizons, de participer. dans la surveillance des espèces et des habitats dont ils se soucient. »
Plus d’information:
Vaughn Holmes et al, Environmental DNA detects Spawning Habitat of an ephemeral migrant fish (Anadromous Rainbow Smelt: Osmerus mordax), BMC Ecologie et Evolution (2022). DOI : 10.1186/s12862-022-02073-y