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Our Planet Reviewed - Expedition Papua New-guinea :: Rubriques

Our Planet Reviewed - Expedition Papua New-guinea

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Le trajet d’un échantillon d’algue : du terrain à l’herbier national

Tous niveaux

Approche biologie – EDD (biodiversité)

Objectifs :

Les documents rassemblés ici proposent de retracer le trajet d’un échantillon, depuis sa collecte sur le terrain lors d’une expédition, jusqu’à son retour au Muséum, son analyse et sa mise en collection. C’est donc une occasion de mieux comprendre l’intérêt des inventaires de la biodiversité et d’aborder les rôles des collections scientifiques.

Contexte :

Un échantillon collecté sur le terrain devra attendre souvent plusieurs années avant d’être identifié. La raison ?... Les différentes étapes de tri et de transport, puis d’analyses et d’interprétation de celles-ci, et finalement de publication des résultats. Ces étapes demandent des spécialistes, parfois différents pour chacune, et surtout propres à chaque discipline scientifique.
Le laps de temps entre l’obtention d’un spécimen appartenant a priori à une espèce nouvelle et sa description en tant que tel a été évalué à environ 10 ans par une étude réalisée en 2009. Et ce « temps de latence » varie selon les domaines scientifiques. Ainsi il peut atteindre près de 50 ans pour la botanique… Les facteurs principaux sont non seulement le temps nécessaire d’analyse et de description, mais aussi la disponibilité des spécialistes et le temps incompressible de la publication qui nécessite une étape de validation par des experts.
Or, face à la crise actuelle de la biodiversité, cette latence peut avoir d’importances conséquences. La taxonomie étant essentielle à la connaissance et par conséquent à la gestion de la biodiversité, la vitesse de description des espèces jour un rôle important.

Les échantillons collectés lors des expéditions permettent donc parfois d’identifier de nouvelles espèces, mais ils renseignent aussi et surtout sur l’état de la biodiversité et son fonctionnement.
Les collections scientifiques ont ainsi plusieurs rôles : bien sûr elles assurent la conservation d’un patrimoine naturel, mais elles constituent aussi une extraordinaire base de données pour les chercheurs du monde entier. 

Cette fiche propose donc quelques éléments pour illustrer le trajet d’un échantillon, à partir d’un exemple précis : celui des algues. En effet l’expédition ‘Madagascar’, qui se déroule dans le sud malgache en avril 2010, prévoit une importante collecte d’algues qui viendront enrichir l’herbier national et parmi lesquelles de nouvelles espèces seront peut être identifiées.


Documents :

Document 1 : sur le terrain, la collecte

C’est sur le terrain que sont effectués la collecte et une première identification des algues. Cette dernière sera affinée par la suite grâce au séquençage ADN. Les échantillons sont ensuite mis en herbier et référencés.
Pour chaque algue, des tissus sont prélevés et conservés dans du silicagel (l’humidité dégrade à long terme les algues et l’ADN en particulier). Ces extraits ‘secs’ permettront par la suite le séquençage de l’ADN.

Collecte d’algues lors d’une plongée sous marine

Collecte d’algues lors d’une plongée sous marine

 

Document 2 : le transport et le traitement au Muséum

Les planches d’herbier sont bien souvent rapportées de mission par avion, avec les bagages. Au Muséum, on leur attribue un code-barre unique de référencement dans l’herbier du Muséum national d’Histoire naturelle (MNHN). Les planches sont également étiquetées de façon rigoureuse (identification possible, date, lieu de collecte…).

Un exemple d’étiquettes d’une planche d’herbier et un extrait sec en tube

Un exemple d’étiquettes d’une planche d’herbier et un extrait sec en tube

 

Document 3 : l’analyse moléculaire des échantillons

Les échantillons secs sont transmis au Service de Systématique moléculaire (SSM), une plate-forme de recherche du Département Systématique et Evolution du MNHN. Les séquences d’ADN y sont amplifiées par PCR.

Line Le Gall, maître de conférence au MNHN, présente un extrait sec en tube

Line Le Gall, maître de conférence au MNHN, présente un extrait sec en tube

 

Le séquençage (en particulier du gène mitochondrial cytochrome oxydase I [COI] qui sert de référence dans le cadre du projet International du Barcode of Life est ensuite réalisé par le Génoscope (Service de l'Institut de Génomique du CEA à Evry).

Le coût d’un échantillon (comprenant les dépenses liées à la mission, et a sa mise en collection) est estimé à 10€. Il faut compter 10 euros de plus pour l’extraction, la réalisation de la PCR et du séquençage.

Document 4 : Exploitation des données et mise à disposition de la communauté scientifique

Les chercheurs récupèrent les résultats du séquençage sur la base de données du Génoscope puis en font l’analyse, notamment pour identifier d’éventuels contaminants. La séquence permet alors d’affiner l’identification (on parvient ainsi jusqu’au genre ou a l’espèce). 
A ce stade, les résultats sont publiés et mis à disposition des autres scientifiques, notamment via le site Barcode of Life Data Systems (BOLD) : www.barcodinglife.org
Les planches d’herbier et les extraits secs sont conservés dans l’herbier national.

Un travail de comparaison plus précis avec les types (le type est le premier échantillon qui a permis la description de l’espèce – de nombreux types sont conservés dans l’herbier national français) sera ensuite nécessaire pour déterminer si l’échantillon appartient à une espèce connue ou à une nouvelle espèce. Ce travail peut prendre de nombreuses années, car il y a en fait aujourd’hui peu de taxonomistes spécialistes des algues (sans doute une cinquantaine de chercheurs, dont la moitié est proche de la retraite).

L’herbier national au Muséum à Paris

L’herbier national au Muséum à Paris

 
Quelques planches sorties de l’herbier pour étude

Quelques planches sorties de l’herbier pour étude

 

Document 5 : L’utilisation des échantillons en herbier

L’herbier sert à l’identification des algues (souvent sur le terrain l’identification n’a pas pu être complète) ou permet d’enrichir ensuite les travaux d’autres chercheurs qui souhaiteront par exemple comparer des spécimens de l’herbier à de nouveaux échantillons récoltés. Cette analyse ultérieure peut être macroscopique ou microscopique. En effet l’herbier, en tant que mode de conservation des plantes, permet facilement l’observation microscopique des tissus. Il suffit de réhydrater l’algue à l’aide d’une goutte d’eau, d’en découper un fragment avec une lame de rasoir et de le monter entre lame et lamelle.

Compétences du socle commun pouvant être mises en oeuvre :

Compétence 3 (culture scientifique) : les êtres vivants dans leur environnement, importance de la biodiversité.
Compétence 5 : identifier les enjeux du développement durable (ici lien avec la connaissance de la biodiversité et conséquences pour sa gestion)


Bibliographie – webographie :

A. PERRARD (2009). Temps de latence entre l’obtention d’un spécimen et la description en tant que nouvelle espèce. Rapport de stage de Master 2 au MNHN. Université P. et M. Curie (Paris).

Sites web :

Page des collections du site du MNHN :
http://www.mnhn.fr/museum/foffice/science/science/ColEtBd/collectionsMuseum/collectionSci.xsp?i=1

Site Barcode of Life Data Systems (BOLD) :
www.barcodinglife.org

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