Une avancée scientifique décrypte l’ADN des loutres sans les approcher

Les limites des méthodes traditionnelles face à la faune discrète

Étudier des espèces animales menacées d’extinction sans les déranger ni perturber leur habitat naturel présente des avantages considérables. Une telle approche contribuerait directement à leur protection en leur évitant un stress inutile. Les méthodes conventionnelles pour étudier ces espèces et prélever leur ADN nécessitent généralement de capturer les animaux pour de courtes périodes. Les scientifiques procèdent alors à des examens et collectent des tissus ou d’autres échantillons biologiques de manière directe.

Ces pratiques habituelles exigent d’importantes ressources logistiques et matérielles, tout en s’avérant très éprouvantes pour les animaux concernés. Dans le cas d’espèces dites insaisissables, qui se dissimulent avec une grande habileté, la recherche sur le terrain devient particulièrement complexe. Il est alors très difficile de trouver ou d’observer ces individus de manière prolongée, rendant l’approche classique impraticable.

La loutre d’Europe, désignée sous le nom scientifique de Lutra lutra, illustre parfaitement cette capacité à échapper au regard humain. Ce mammifère semi-aquatique et solitaire évolue dans les rivières, les lacs, les zones humides et les régions côtières à travers l’Europe, ainsi que dans certaines parties de l’Asie, du Moyen-Orient et de l’Afrique du Nord. Cette espèce est aujourd’hui classée comme menacée à cause de la chasse intensive, de la perturbation de son habitat naturel et de la pollution des cours d’eau.

Une stratégie d’analyse innovante au Pays de Galles

Face à ces défis, des chercheurs de l’Université de Cardiff ont mis au point une nouvelle approche pour étudier l’ADN de ces loutres furtives, le tout sans avoir à les capturer ni à interférer avec leur environnement. La stratégie proposée par cette équipe universitaire a été détaillée dans un article publié au sein de la revue scientifique Royal Society Open Science. Elle repose sur l’analyse des épreintes, c’est-à-dire les matières fécales des loutres, en utilisant des techniques de laboratoire couplées à la bio-informatique.

Pour concevoir cette méthode de collecte et d’analyse, les scientifiques se sont appuyés sur l’étude de l’ADN ancien ainsi que sur des recherches préalables en génétique animale. Ils ont ainsi pu identifier diverses techniques capables d’extraire des informations génétiques directement depuis les fèces animales. La validation de cette théorie nécessitait une phase de test rigoureuse sur le terrain.

Les équipes ont collecté vingt-sept déjections de loutres le long de la rivière Usk, située dans le sud du Pays de Galles, au Royaume-Uni. Une fois ces échantillons rapportés, les chercheurs ont procédé à l’extraction de l’ADN en utilisant des outils de laboratoire spécialisés, entamant ainsi une phase d’analyse microscopique inédite pour cette population.

Le séquençage génétique appliqué aux épreintes

Au cœur de leur dispositif analytique, les scientifiques ont employé une technique spécifique appelée séquençage aléatoire, ou shotgun sequencing. Ce procédé permet de dériver l’intégralité de la séquence ADN du génome d’un organisme en la divisant d’abord en de multiples petits fragments aléatoires. Ces derniers sont ensuite réassemblés grâce à l’utilisation d’algorithmes informatiques avancés.

L’application de ces techniques informatiques a permis à l’équipe de reconstruire le génome mitochondrial de la loutre. Il s’agit d’une petite molécule d’ADN circulaire qui se trouve à l’intérieur des mitochondries. Ces dernières sont des organites situés à l’intérieur des cellules qui génèrent l’énergie chimique nécessaire au fonctionnement de l’organisme.

« Tirant parti des techniques issues des domaines de la métagénomique et de l’ADN ancien, nous présentons un pipeline de laboratoire et bioinformatique pour récupérer des génomes mitochondriaux entiers (mitogénomes) par le biais du séquençage métagénomique aléatoire, dit shotgun, d’échantillons d’épreintes (fécaux) de loutre d’Europe », écrivent Sarah J. du Plessis, Jennifer E. Smith et leurs collègues dans le cadre de leur publication.

Des résultats validés par les travaux antérieurs

En appliquant cette nouvelle approche, les chercheurs ont réussi à récupérer l’ensemble complet des informations génétiques codées dans l’ADN mitochondrial sur vingt des vingt-sept échantillons fécaux qu’ils ont analysés. Au cours de ce processus, ils ont observé trois groupes de gènes hérités, connus sous le nom d’haplotypes. Ces groupes correspondaient parfaitement à ceux signalés lors d’études antérieures axées sur les loutres vivant au Pays de Galles, des travaux qui s’étaient pourtant appuyés sur l’analyse de tissus musculaires.

« Les trois haplotypes récupérés dans ces échantillons étaient identiques aux séquences précédemment documentées dans l’ADN de haute qualité provenant d’échantillons de tissus musculaires de loutres du Pays de Galles, validant notre approche », expliquent Plessis, Smith et leurs collègues. « Nous avons récupéré une plus grande profondeur mitochondriale dans les échantillons d’épreintes collectés au printemps qu’en hiver et dans les échantillons collectés en moins de 24 heures. Cependant, notre taille d’échantillon limitée nous a empêchés de déterminer les facteurs qui ont influencé la profondeur mitochondriale dans un cadre multivarié. »

Les analyses de ces déjections ont livré d’autres données scientifiques inattendues. Les scientifiques ont pu dériver des informations génétiques liées à d’autres espèces, qui constituent les proies habituelles de la loutre d’Europe. L’intégralité de ces données a été obtenue sans extraire les loutres ou leurs proies de leur environnement naturel, ni prélever la moindre once de tissu sur les animaux eux-mêmes.

Vers une surveillance élargie de la faune menacée

Le processus introduit au cours de cette recherche s’est avéré particulièrement prometteur pour l’étude de l’ADN des loutres. L’efficacité maximale de la méthode dépend néanmoins de paramètres temporels et saisonniers stricts : les chercheurs ont constaté que la technique est optimale lorsque les déjections sont collectées au printemps et récupérées dans les 24 heures suivant le passage de l’animal.

Bien que ce procédé n’ait été utilisé pour l’instant que sur un corpus de vingt-sept échantillons, il pourrait rapidement faire l’objet de tests à une échelle bien plus vaste. La même méthodologie de laboratoire pourrait servir à dériver des informations génétiques à partir des fèces d’autres espèces animales menacées et tout aussi difficiles à repérer dans la nature.

De nombreuses espèces animales étant exposées à un risque d’extinction, leur retrait temporaire de leur milieu naturel peut se révéler tout autant nuisible qu’inapplicable. Les stratégies de recherche novatrices comme celle développée par les auteurs de l’Université de Cardiff prennent alors une valeur inestimable. À l’avenir, cette étude pourrait inspirer la création de nouvelles approches permettant d’étudier les animaux en danger, sans les exposer au moindre stress ni altérer leur fragile habitat.

Selon la source : phys.org