L’eau de rivière, l’eau de lac et l’eau de mer contiennent de l’ADN appartenant à des organismes tels que les animaux et les plantes. Les écologistes ont commencé à analyser activement ces molécules d’ADN, appelées ADN environnemental, pour évaluer la distribution des macro-organismes. Il reste cependant des défis à relever dans les apps quantitatives de l’ADN environnemental.



Dans un report de recherche publié en ligne dans Molecular Ecology, des chercheurs de l’Institut national des études environnementales, de l’Université de Tohoku, de l’Université de Shimane, de l’Université de Kyoto, de l’Université de Hokkaido et de l’Université de Kobe, ont signalé une nouvelle méthode d’estimation de l’abondance des espèces de poissons (ou furthermore) généralement une espèce aquatique cible), en mesurant la concentration d’ADN environnemental dans l’eau. Leurs résultats suggèrent le potentiel de l’approche proposée pour la surveillance quantitative et non invasive des écosystèmes aquatiques.

Les molécules d’ADN sont libérées par les organismes présents, sont transportées par le flux d’eau et sont finalement dégradées. Dans un environnement naturel, ces processus peuvent fonctionner de manière complexe.



« Cela complique et limite l’approche traditionnelle de la quantification de la population basée sur l’ADN environnemental où la présence d’une relation définie entre la concentration d’ADN environnemental et l’abondance de la populace a été critique », a expliqué Keiichi Fukaya, chercheur associé à l’Institut nationwide d’études environnementales et l’auteur principal de l’article.

« Nous pensions que ces processus fondamentaux de l’ADN environnemental, l’excrétion, le transport et la dégradation, devraient être pris en compte lorsque nous estimons l’abondance de la population grâce à l’ADN environnemental », a-t-il déclaré.

Les auteurs ont mis en œuvre cette idée en adoptant un modèle hydrodynamique numérique qui tient explicitement compte des processus de simulation de la distribution des concentrations environnementales d’ADN dans une zone aquatique. « En résolvant ce modèle dans la » direction inverse « , nous pouvons estimer l’abondance de la population de poissons en fonction de la distribution observée des concentrations environnementales d’ADN », a expliqué Fukaya.

Une étude de cas menée dans la baie de Maizuru, au Japon, a confirmé que l’estimation de l’abondance de la populace de chinchard japonais (Trachurus japonicus), obtenue par la méthode proposée, était comparable à celle d’une méthode quantitative d’écho-sondeur.

« L’idée et le cadre présentés dans cette étude constituent une pierre angulaire de la surveillance quantitative des écosystèmes à travers l’analyse de l’ADN environnemental. En combinant l’observation sur le terrain, les procedures de biologie moléculaire et la modélisation mathématique / statistique, la portée de l’analyse de l’ADN environnemental sera élargie au-delà de la détermination de la présence ou de l’absence d’espèces cibles « , a expliqué le professeur Michio Kondoh de l’Université de Tohoku, qui a dirigé le projet de recherche sur l’ADN environnemental de 5,5 ans, financé par la Japan Science and Know-how Agency (CREST).

Ce travail a été soutenu par le JST CREST Grant Variety JPMJCR13A2, Japon.