Pleins feux sur… l’ADN environnemental et la science citoyenne
Fiction ou réalité? Il est possible de savoir si une espèce de poisson se trouve dans un lac simplement en analysant le contenu d’un échantillon d’eau de ce lac. Réalité! C’est maintenant possible grâce à la technique de l’ADN environnemental.
Fiction ou réalité? Il est possible pour un jeune comme toi de participer à une recherche scientifique en lien avec la technique de l’ADN environnemental et de contribuer ainsi à mieux comprendre la biodiversité des cours d’eau qui nous entourent. Réalité! C’est ce que l’on appelle la science citoyenne.
Ça t’intéresse? Alors lis la suite pour en savoir plus sur le sujet.
Que signifient les mots ADN environnemental (ADNe)?
D’abord, voyons ce que les mots ADN environnemental signifient. Les lettres A.D.N. proviennent de l’abréviation du mot acide désoxyribonucléique. N’aie pas peur, il n’est pas nécessaire de retenir ce mot (mais ça peut épater tes amis si tu l’utilises dans une conversation!). L’ADN est une énorme molécule qui contient toute l’information génétique de chaque individu. Tous les organismes vivants ont de l’ADN dans leurs cellules. C’est comme le plan de chaque être vivant avec beaucoup de détails. Ton ADN est ce qui fait de toi un être unique : c’est ton code génétique.
Bien que l’ADN soit unique à chaque individu, il y a quand même certaines parties (séquences) de cet ADN qui sont identiques pour tous les individus d’une même espèce. Ainsi, il est possible de distinguer la séquence de l’ADN d’un être humain, d’un chien ou d’un pissenlit (oui oui, même les plantes possèdent de l’ADN!). Chaque espèce peut être identifiée par son ADN.
Maintenant que tu en connais un peu plus sur l’ADN, qu’en est-il de l’ADN environnemental? Tout au cours de leurs vies, les êtres vivants laissent des traces de leur passage dans les endroits qu’ils fréquentent. Pas seulement des empreintes et des pistes qui sont visibles à l’œil nu. Ils laissent aussi des traces invisibles : de l’ADN. Ces traces d’ADN peuvent être de nature très variée : écailles, cellules de peaux mortes, mucus, poils, cheveux, excréments, urine, décomposition d’organismes morts, etc. Des traces d’ADN libres sont donc un peu partout dans l’environnement, que ce soit dans le sol, dans l’air ou dans l’eau. C’est ce que l’on appelle de l’ADN environnemental, aussi appelé ADNe.
Où peut-on trouver de l’ADNe?
Échantillonnage. © Génome Québec.
Tout d’abord, il faut prélever un échantillon dans l’environnement, soit dans le sol ou dans l’eau, que l’on souhaite étudier. Ensuite, il faut isoler les molécules d’ADN des autres molécules présentes dans l’échantillon. C’est un peu comme si on le nettoyait. C’est ce qu’on appelle faire l’extraction de l’ADN. Cette étape se fait en laboratoire. Les deux prochaines étapes se déroulent aussi en laboratoire et consistent en l’amplification et le séquençage d’ADN. L’amplification permet d’augmenter le nombre de copies de l’ADN présent dans l’échantillon. Le séquençage signifie que l’on décode l’ADN. On obtient ainsi une séquence, un code. Chaque échantillon récolté peut contenir plusieurs codes différents.
Que fait-on avec les codes obtenus dans les échantillons?
Laboratoire.
Il faut comparer les codes ainsi obtenus avec une énorme base de données publique. Cette base de données, telle une grande encyclopédie, contient les séquences d’ADN d’un très grand nombre d’espèces connues jusqu’à ce jour. On recherche dans cette base de données des séquences identiques à celles trouvées dans notre échantillon. Une fois qu’on a trouvé notre séquence dans la base de données, on obtient… roulement de tambour… le nom de l’espèce à qui appartient la séquence. Eh oui, on peut donc connaître avec précision le nom des espèces qui ont laissé des traces d’ADN dans l’environnement que nous avons échantillonné.
À quoi ça sert la technique de l’ADNe?
Échantillonnage. © Génome Québec.
Les possibilités d’analyse de l’ADNe sont nombreuses. La technique permet entre autres de dresser le portrait de la biodiversité d’un lieu sans avoir à observer directement les espèces qui s’y trouvent. L’analyse de l’ADNe est aussi fort utile pour détecter la présence d’espèces difficilement observables, comme une espèce menacée par exemple. De plus, on peut utiliser la technique de l’ADNe dans la détection des espèces exotiques avant que celles-ci ne deviennent envahissantes.
Quelles sont les limites de l’ADNe?
L’analyse du code d’ADNe ne permet pas de déterminer si l’ADN provient d’un individu vivant ou mort. Elle ne permet pas non plus d’établir l’âge, le sexe ni la taille, car elle ne fournit aucune information sur l’individu. De plus, il n’est pas possible de déterminer l’abondance d’une espèce à partir de l’ADN dans l’échantillon : une grande quantité d’ADN ne veut pas dire que cette espèce est abondante, car l’ADN peut provenir entièrement du même individu. L’information que l’on obtient nous permet seulement d’affirmer que l’espèce était présente (vivante ou morte) au moment de la collecte de l’échantillon. De plus, l’ADNe peut voyager sur de grandes distances, surtout dans l’eau, ce qui peut compliquer l’analyse des résultats.
Pour toutes ces raisons, la technique de l’ADNe ne peut pas remplacer les méthodes traditionnelles d’inventaire comme le piégeage, la pêche au filet, les inventaires visuel ou sonore, etc. Les deux méthodes sont complémentaires.
L’analyse de l’ADNe est un outil extraordinaire qui sera de plus en plus utilisé par les scientifiques afin de mieux comprendre et de mieux protéger la biodiversité qui nous entoure.
Comment peux-tu participer à un projet de science citoyenne sur l’ADNe?
Mission ADN-eau. © Génome Québec.
Cette technique te semble bien compliquée et tu es persuadé qu’il y a seulement les scientifiques qui l’utilisent? Détrompe-toi! Depuis 2019, des centaines d’élèves venant de différentes écoles secondaires du Québec ont participé à un projet de science citoyenne appelé Mission ADN-eauMission ADN-eau est une initiative de Génome Québec qui a été développée en collaboration avec le ministère des Forêts, de la Faune et des Parcs, le ministère de l’Environnement et de la Lutte contre les changements climatiques et l’Institut de biologie intégrative et des systèmes de l’Université Laval. 
. La science citoyenne permet à des non-chercheurs volontaires (comme toi!) de contribuer à la recherche scientifique en fournissant des données. Les participants à ce programme ont donc récolté des échantillons d’eau dans de nombreuses rivières du Québec. Ils ont filtré leurs échantillons pour ensuite les envoyer à des scientifiques afin que ceux-ci procèdent aux autres étapes en laboratoire.
Mission ADN-eau. © Génome Québec.
Les participants ont pu répondre à leur question de départ : quelle est la biodiversité que l’on trouve dans nos cours d’eau? Ils ont ensuite pu interpréter leurs résultats et formuler des hypothèses : pourquoi trouve-t-on telle espèce dans ce cours d’eau et pas dans un autre?
Enseignants et élèves du Québec, surveillez la page Web de Mission ADN-eau pour avoir tous les détails. Les chercheurs et chercheuses en génomique ont besoin de vous!
Il paraît que…
- À la base, l’ADN est formé de quatre bases azotées différentes : adénine (A), cytosine (C), guanine (G) et thymine (T).
- Le code génétique obtenu lors du séquençage est donc une combinaison de ces quatre lettres : A-C-G-T.
- Exemples de séquences d’ADN d’espèces connues :
- Chat : AGATACGATAGACAGATAGACAGTTATTAGGACAGATAGACAGATAGACAGT
- Doré jaune : ATGTTGTACGTACGTACGTACGATTCGTTACGATTCGTACTTTCGTCGTCGTCGTT
- Humain : GGACCAGATACAGATGGACAGATGGGATCAGTAGACGATGGACAGATAGCGTG
Doré jaune. © Louis L’Hérault.
