Une équipe dirigée par l’Université des sciences et technologies de Hong Kong (HKUST) a développé une technique pour étudier comment différentes espèces de poissons interagissent les unes avec les autres dans une région côtière, une percée qui aide à expliquer les relations complexes entre les espèces marines et comment le réchauffement climatique affecte populations de poissons.
En analysant des traces infimes d’ADN de poisson à partir d’échantillons d’eau de mer, l’équipe a combiné l’utilisation de l’ADN environnemental – connu sous le nom d’ADNe – et une analyse statistique avancée pour non seulement détecter la présence d’espèces de poissons, mais aussi révéler comment les espèces interagissent avec chacune d’entre elles. autre.
L’utilisation de l’eDNA pour surveiller la biodiversité a gagné en popularité ces dernières années, en particulier pour détecter les organismes aquatiques comme les poissons. Au fur et à mesure que les animaux se déplacent dans leur environnement, ils libèrent des fragments de matériel génétique, tels que des cellules de la peau, des déchets et d’autres fluides corporels. En extrayant ces traces d’ADN d’échantillons d’eau, de sol ou d’air, les scientifiques peuvent déterminer la présence et la diversité des espèces avec une grande précision.
Mais les études précédentes sur l’ADNe se sont principalement limitées à la détection de la présence ou de l’absence de certaines espèces. Pour mieux comprendre et surveiller les écosystèmes, il est nécessaire d’estimer la quantité d’espèces de poissons et de détecter les interactions interspécifiques ou entre espèces.
L’équipe, dirigée par le professeur Masayuki USHIO, professeur adjoint du département des sciences océaniques à HKUST et le Dr Masaki MIYA au musée et institut d’histoire naturelle de Chiba, au Japon, a développé une nouvelle technique pour atteindre l’objectif mentionné ci-dessus en analysant les hautes -données de séries chronologiques de fréquence à partir d’ADNe de poisson, permettant de surveiller de manière exhaustive les interactions entre les espèces.
Les interactions interspécifiques, telles que les relations proie-prédateur, compétitives et mutualistes, ont un impact significatif sur la dynamique des écosystèmes. La recherche ouvre la voie aux scientifiques pour contribuer à une évaluation plus précise de l’état de l’écosystème et des prévisions futures de sa dynamique.
Les chercheurs ont établi 11 sites d’étude le long de la côte de la péninsule de Boso dans la préfecture de Chiba, au Japon, où ils ont effectué des prélèvements d’eau toutes les deux semaines pendant deux ans. Ils ont extrait l’ADNe des échantillons collectés et analysé les communautés de poissons à l’aide d’une méthode qui a généré la série chronologique à haute fréquence basée sur l’ADNe des communautés de poissons dans les écosystèmes côtiers. Ensuite, ils ont détecté et quantifié la force des interactions interspécifiques poisson-poisson dans les communautés en analysant les données de séries chronologiques d’ADNe à haute fréquence à l’aide de méthodes d’analyse de séries chronologiques de pointe.
Parmi leurs découvertes importantes figurait le fait que la température de l’eau peut avoir des effets à la fois positifs et négatifs sur la façon dont différentes espèces de poissons interagissent les unes avec les autres. Ils ont également découvert que différentes espèces de poissons peuvent réagir différemment aux changements de température, mettant en lumière l’impact du réchauffement climatique sur les relations complexes entre les espèces de poissons dans les zones côtières.
Les résultats ont été récemment publiés dans la revue universitaire internationale eLife.
« En intégrant des techniques de pointe issues de différents domaines scientifiques, nous avons montré que l’analyse de l’eDNA peut estimer non seulement » quoi « et » combien « d’espèces présentes, mais aussi » qui interagit avec qui « », a déclaré le professeur Ushio. dit.
Le cadre peut être utilisé pour étudier les interactions entre différents types d’organismes, pas seulement les poissons. Cela comprend les microbes, les crustacés et autres invertébrés. Par exemple, les scientifiques pourraient utiliser la technique pour étudier comment différents organismes interagissent dans les systèmes aquacoles. Cela pourrait également aider à identifier les agents pathogènes nocifs potentiels qui pourraient avoir un impact sur les espèces de poissons importantes sur le plan commercial.
À long terme, il a déclaré que la recherche pourrait aider les scientifiques et les décideurs à mieux comprendre l’impact du changement climatique sur les populations de poissons, y compris les espèces commercialement importantes et rares.
« Cette information peut être utilisée pour développer de meilleures stratégies de conservation pour protéger ces espèces et assurer la durabilité à long terme des océans. Par exemple, pour conserver une espèce rare, il peut être important de protéger également une espèce de poisson qui a un impact significatif sur les espèces rares », dit-il.
L’équipe explorera bientôt de nouvelles technologies, telles que les systèmes automatisés d’échantillonnage de l’eau et l’échantillonnage de l’eau de mer avec des drones sous-marins, pour rendre les analyses d’eDNA plus efficaces et plus efficaces, pour approfondir notre compréhension de la façon dont les organismes interagissent les uns avec les autres dans la nature, comme l’impact des agents pathogènes sur les poissons. populations.
Ils prévoient également d’utiliser une technologie avancée de séquençage d’ADN pour étudier plus en détail les séquences d’ADNe, comme avec le séquençage à lecture longue.
« En utilisant ces nouvelles technologies et en collaborant avec des experts de différents domaines, nous pouvons continuer à faire progresser notre compréhension de l’impact du changement climatique sur les écosystèmes marins et développer de meilleures façons de les protéger », a-t-il déclaré.