Utilisation d’outils moléculaires pour le suivi des communautés planctoniques

L’utilisation d’outils moléculaires (c’est-à-dire se basant sur l’analyse de l’ADN) va être comparée à la méthode traditionnelle de suivi du plancton, qui consiste à analyser sous loupe binoculaire la composition taxonomique d’échantillons récoltés au filet à plancton. Cette étude de R&D permettra d’évaluer l’apport de ces nouvelles approches en complément de la méthode traditionnelle.

Définitions : plancton, phytoplancton et zooplancton

Le plancton correspond aux organismes aquatiques qui vivent dans la colonne d’eau et dérivent suivant les courants car leurs capacités de déplacement sont faibles par rapport aux mouvements des masses d’eau. Ces capacités leur permettent néanmoins de se déplacer, notamment sur la verticale (de nombreuses espèces planctoniques migrent entre le fond et la surface selon le moment de la journée).

Au sein du plancton, on peut distinguer le phytoplancton, c’est-à-dire le plancton végétal, du zooplancton, le plancton animal. On parle de communauté planctonique (phytoplanctoniques ou zooplanctoniques) pour désigner l’ensemble des espèces coexistant dans un endroit donné à une période donnée.

Contexte : suivi des communautés phytoplanctoniques et zooplanctoniques en relation avec la future construction du parc éolien en mer de Dieppe Le Tréport

Lors de l’établissement de l’état de référence du parc éolien en mer de Dieppe Le Tréport, les communautés planctoniques vont faire l’objet d’une étude spécifique. Cette étude permettra de voir si, au cours de la construction puis de l’exploitation du parc, les communautés planctoniques changent en relation avec un potentiel changement des conditions environnementales.

La méthode traditionnellement utilisée pour l’étude du zooplancton consiste à prélever des échantillons à l’aide d’un filet, les filtrer et les étudier sous loupe binoculaire pour identifier les individus présents avec une précision taxonomique la plus fine possible. Le phytoplancton est lui identifié sous microscope. Cette technique permet de décrire la diversité des communautés planctoniques. Cependant, cette méthode présente des limites en termes d’identification des espèces présentes sous forme d’œufs ou de larves (par exemple larves d’espèces benthiques, qui font partie du plancton), de détection d’espèces rares ou de différenciation d’espèces cryptiques (espèces différenciées génétiquement, mais morphologiquement similaires).

Echantillon de zooplancton observé à la loupe binoculaire. 1- copépodes ; 2- cladocère ; 3- larve de gastéropode ; 4- larve de bivalve ; 5- capsule ovigère de bigorneau, contenant deux embryons ; 6- larve de bryozoaire ; 7- larve de cirripède (balane). (Photo Marie Le Goff, Station Biologique de Roscoff)
Organisme du phytoplancton : diatomée du genre Coscinodiscus. (Photo Fanny Leroy, Station Biologique de Roscoff)

Objectifs du test des analyses moléculaires

Le GIS Éolien en Mer a ainsi proposé de tester l’utilisation d’outils moléculaires lors de la phase d’établissement de l’état de référence du parc éolien en mer de Dieppe Le Tréport.

Grâce aux technologies récentes de séquençage d’ADN, il est maintenant possible d’effectuer un inventaire des espèces présentes dans un échantillon de plancton ou même dans un échantillon d’eau (approche de metabarcoding). Cette approche est aujourd’hui en plein essor, connait un intérêt croissant de la communauté scientifique, et commence à être intégrée dans les stratégies d’observation et de suivi de la biodiversité.

Setec In Vivo, réalisant le suivi des communautés phyto- et zooplanctoniques dans le cadre des suivis environnementaux réglementaires du parc éolien en mer de Dieppe Le Tréport, a été chargée par le GIS, en association avec la Station Biologique de Roscoff, d’effectuer ces essais de l’usage des outils moléculaires en complément de la méthode traditionnelle.

Schéma des différentes étapes d’analyse d’ADN environnemental par metabarcoding (schéma : Thierry Comtet, Station Biologique de Roscoff)

Tout d’abord une analyse bibliographique et des échanges avec des spécialistes de ces outils moléculaires seront effectués, afin de déterminer les protocoles d’échantillonnage, d’extraction d’ADN, d’amplification et de séquençage, puis d’analyse des séquences. L’échantillonnage se fera simultanément à celui dédié pour la méthode traditionnelle. Finalement, l’inventaire et l’abondance des espèces identifiées par la méthode traditionnelle seront comparés à ceux obtenus à partir des analyses ADN, pour évaluer l’apport de cette nouvelle méthode. Cette phase d’essai aura ainsi pour objectif d’établir un protocole optimisé permettant la réalisation des analyses moléculaires en routine lors des phases suivantes du parc éolien en mer.