How we can detect pretty much anything - Hélène Morlon and Anna Papadopoulou

Traducteur: chiraz bouzaidi Relecteur: Claire Ghyselen

For years, scientists have been staking out this remote forest in Montana

Depuis des années, les scientifiques arpentent la forêt isolée du Montana

for an animal that’s notoriously tricky to find.

pour un animal notoirement difficile à trouver.

Camera traps haven’t offered definitive evidence,

Les pièges photographiques n’ont pas fourni de preuves définitives

and even experts can't identify its tracks with certainty.

et même les experts ne peuvent pas identifier ses traces avec certitude.

But within the past decades,

Mais lors des dernières décennies,

researchers have developed methods that can detect even the most elusive species.

les chercheurs ont développé des méthodes detectant des espèces insaisissables.

And so, in 2018, these scientists took a sample from some conspicuous snow tracks.

Et en 2018, ces scientifiques ont pris un panel de traces de neige visibles.

Lab tests showed conclusive results:

Les tests en laboratoire ont montré des résultats concluants :

the Canada lynx was indeed present in the area.

le lynx du Canada était bien présent dans la zone.

Without seeing the cat, scientists had proof it was there

Sans voir le chat, les scientifiques avaient la preuve qu’il était là

because of environmental DNA or eDNA.

à cause de l’ADN environnemental ou eDNA.

Using a technique called DNA metabarcoding,

En utilisant une technique appelée codage à barres de l’ADN,

researchers can take a sample from the environment

les chercheurs peuvent prélever des échantillons

and learn which organisms are in it or have recently passed through it.

et apprendre quels organismes s’y trouvent ou l’ont récemment traversé.

The world is covered in DNA.

Le monde est couvert d’ADN.

It’s all around us—

Il est tout autour de nous,

on the ground, at the bottom of the ocean, and up in the clouds.

au sol, au fond de l’océan, et dans les nuages.

Multicellular organisms are constantly shedding cells.

Les organismes multicellulaires sécrètent constamment des cellules.

But until recently, eDNA wasn’t very useful to us.

Mais jusqu’à récemment, l’ eDNA ne nous a pas été très utile.

Traditional scientific techniques couldn’t parse environmental samples

Les techniques traditionnelles n’avaient que des échantillons environnementaux

containing mixed genetic material from multiple species.

contenant du matériel génétique mixte de plusieurs espèces.

But DNA metabarcoding can.

Mais le codage à barres de l’ADN rend cela possible.

DNA begins to degrade once it’s exposed to the environment.

L’ADN commence à se dégrader une fois qu’il est exposé à l’environnement.

In the ocean, for example, it may only persist for a few days.

Dans l’océan, par exemple, il ne peut persister que quelques jours.

So in many contexts, eDNA is useful for telling us about the recent past.

Ainsi, parfois, l’eDNA est utile pour nous parler du passé récent.

The process of DNA metabarcoding starts with an environmental sample

Le processus de codage à barres de l’ADN débute avec un échantillon environnemental

like a core of soil, a vial of water, some feces, an insect trap,

comme un noyau de terre, une fiole d’eau, des excréments, un piège à insectes,

or even the blood from leeches’ stomachs.

ou même le sang des estomacs des sangsues.

Researchers then sift out everything aside from DNA by blending the sample up

Les chercheurs passent tout au crible à partir de l’ADN, mélangent l’échantillon

and using enzymes that break down cellular proteins and release DNA,

et utilisent les enzymes qui décomposent les protéines et libèrent l’ADN,

which they purify.

qu’ils purifient.

The result is a “soup” of all the DNA in the sample.

Le résultat est une «soupe» de tout l’ADN de l’échantillon.

Scientists then apply the polymerase chain reaction or PCR,

Les scientifiques appliquent ensuite la polymérase, réaction en chaîne ou PCR,

which uses artificial DNA strands called universal primers.

qui utilise des brins d’ADN artificiels appelés amorces universelles.

These primers bind to DNA sequences that are similar across species,

Ces amorces se lient aux séquences d’ADN similaires d’une espèce à l’autre,

then amplify genetic barcodes that are species-specific.

puis amplifient les codes-barres génétiques spécifiques à l’espèce.

High-throughput sequencing then reads millions of these DNA fragments,

Le séquençage à haut débit lit ensuite des millions de ces fragments d’ADN,

simultaneously.

simultanément.

And finally, researchers compare them to reference databases

Et enfin, les chercheurs les comparent pour référencer des bases de données

and identify how many and which species are present—

et identifier combien et quelles espèces sont présents -

or if they’ve found entirely new ones.

ou s’ils en ont trouvé de tout nouveaux.

This method has led to the discovery of tens of thousands of species

Cette méthode a permis de découvrir de dizaines de milliers d’espèces

over the past decade.

durant la dernière décennie.

While metabarcoding can detect elusive animals like the Canada lynx,

Certes, cette méthode trouve des animaux insaisissables comme le lynx du Canada,

it can also help scientists identify invasive species.

mais cela peut aussi contribuer à identifier les espèces envahissantes.

In Yosemite, researchers used eDNA to track and remove invasive bullfrogs.

À Yosemite,les chercheurs utilisent l’eDNA pour suivre et éliminer les ouaouarons.

Once no trace of these amphibians remained,

Une fois qu’aucune trace d’amphibiens demeurent,

they reintroduced a threatened native species, California red-legged frogs,

ils ont réintroduit un indigène menacé,

la grenouille à pattes rouges de Californie,

which had disappeared from the area some 50 years prior.

qui avait disparu de la région une cinquantaine d’années auparavant.

Likewise, DNA metabarcoding can be used to monitor biodiversity.

De même, le codage à barres de l’ADN peut surveiller la biodiversité.

For example, using traditional approaches,

Par exemple, en utilisant des approches traditionnelles,

categorizing all of the insects in a hectare of rainforest can take decades.

classer tous les insectes dans un hectare de forêt tropicale prend des décennies.

But DNA from insect traps could yield these results in just a few months.

Mais l’ADN venant de pièges à insectes donne ces résultats en quelques mois.

One study compared insects from adjacent forest and plantation sites

Une étude a comparé des insectes des forêts adjacentes et sites de plantation

within China’s Yunnan province.

dans la province chinoise du Yunnan.

It quickly found that not only were plantations less diverse,

Il s’est rapidement avéré que les plantations sont moins diversifiées,

but deforestation affected insect groups unequally.

mais la déforestation a affecté des groupes d’insectes inégalement.

Grasshoppers thrived in cleared areas while specialist forest beetles declined.

Les sauterelles prospérent dans les zones défrichées et les dendroctones diminuent.

Using eDNA, scientists are able to investigate

Grâce à l’eDNA, les scientifiques peuvent enquêter

complex ecosystem interactions.

sur les interactions écosystémiques complexes.

Tracking thousands of insects as they visit flowers is impossible.

Traquer des milliers d’insectes comme visiter des fleurs serait impossible.

Instead, researchers can study the DNA left on flowers and insects

Au lieu de cela, les chercheurs étudient l’ADN laissé sur les fleurs et insectes,

to map pollination networks.

pour cartographier les réseaux de pollinisation.

Before these techniques were available, we didn’t really know how much pollination

Avant ces techniques, nous ne savions pas vraiment combien de pollinisation

was happening at night because we couldn’t observe it.

se passait la nuit car nous ne pouvions pas l’observer.

Now scientists understand that moths are important nocturnal pollinators.

Maintenant on a compris que les papillons sont des pollinisateurs nocturnes.

eDNA can even tell stories of long extinct species.

L’ eDNA peut même raconter des histoires d’espèces éteintes depuis longtemps.

Cold, dry, and low oxygen conditions are perfect for preserving genetic material.

Le froid, la sècheresse et peu d’oxygène préservent le matériel génétique,

By digging deep into the Arctic permafrost,

En creusant profondément dans le pergélisol arctique,

researchers found 50,000 year old DNA,

les chercheurs ont trouvé un ADN vieux de 50 000 ans,

which they matched to the nutrient-rich plants

auquel ils correspondent aux plantes riches en nutriments

found in the stomachs of woolly mammoths.

trouvé dans l’estomac des mammouths laineux.

With eDNA, they also found that less nutritious grasses

Avec l’ eDNA, ils ont également trouvé que des graminées moins nutritives

colonized the Arctic steppe during the last ice age,

ont colonisé la steppe arctique pendant la dernière période glaciaire,

potentially contributing to the mammoth decline.

ont contribué potentiellement au déclin mammouth.

As we face another period of climate change—

Alors qu’on fait face à une période du changement climatique

this time due to human activities—

cette fois à cause des activités humaines—

understanding our planet’s rapidly shifting biodiversity

comprendre rapidement notre planète et la biodiversité changeante

will be crucial to protecting it.

sera crucial pour la protéger.

Fortunately, eDNA and metabarcoding

Heureusement, l’eDNA et le metabarcoding

give us the tools to document rapid change in real time.

nous donne les outils pour documenter changement rapide en temps réel.