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Mer Littoral

Développement d’un outil de détection précoce du crabe bleu par ADN environnemental

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publié le 31 mars 2022

L’Ecole Pratique des hautes Etudes (EPHE-CEFE) et la DREAL Occitanie ont initié, depuis 2020, un projet de recherche visant à mettre au point un marqueur génétique ou barcode, pour détecter l’ADN environnemental (ADNe) du crabe bleu (Callinectes sapidus).

Ce barcode permettra de détecter la présence de l’ADNe de crabe bleu, dans différents milieux, aussi bien en laboratoire qu’en milieu naturel, dans plusieurs lagunes, graus et milieux côtiers.

Ce projet apportera au Ministère de la Transition écologique (MTE) et à la DREAL, des éléments de réponses dans le cadre des directives Européennes et de ses politiques publiques ainsi que les moyens d’agir de manière concrète au niveau régional et local dans les milieux littoraux.

Développement en Occitanie d’un outil de détection précoce du crabe bleu Callinectes sapidus par ADN environnemental

Equipe projet : EPHE-CEFE (Stéphanie Manel et Claude Miaud, Erwan Delrieu-Trottin, Véronique Arnal), collaboration IRD - -MARBEC (Régis Hocdé) et DREAL Occitanie (Laetitia Cornil).

Considérant la situation préoccupante de l’étang de Canet-Saint-Nazaire face à l’invasion du crabe bleu, la DREAL Occitanie s’est associée à une équipe de recherche de l’Ecole Pratique des hautes Etudes (EPHE) basée à l’Unité Mixte de Recherche (UMR) Centre d’Écologie Évolutive et Fonctionnelle (CEFE) à Montpellier, pour développer une solution de détection précoce de cette espèce. Ce programme s’inscrit dans le plan d’action régional contre le Crabe bleu en Occitanie et participe au développement de nouveaux indicateurs de la Directive cadre stratégique sur le milieu marin.

S’appuyant sur l’expertise de l’EPHE, une phase préliminaire a porté sur des tests techniques d’un marqueur génétique, ou barcode, localisé sur l’ADN mitochondrial du crabe bleu. Cette étude de faisabilité s’est appuyée sur un ensemble de programmes bio-informatiques et une séquence génétique du génome mitochondrial complet, en libre consultation dans la base de données Genbank. (https://www.ncbi.nlm.nih.gov/nuccore/nc_006281.1). Ce marqueur a permis, dans un premier temps, d’identifier le crabe bleu à partir de l’ADN issu de tissu prélevé sur des individus.

L’ADN mitochrondrial est une molècule d’ADN circulaire que l’on retrouve dans la mitochondrie. Cette molècule d’ADN code pour une partie des protéines et des ARN-acide nucléique essentiel dans le transport du message génétique et la synthèse des protéines, spécifiques au fonctionnement de la mitochondrie.

Une phase de développement a ensuite été engagée afin de détecter de l’ADN sur des échantillons d’ADN environnemental de crabe bleu. De nouveaux tests, démarré en janvier 2022, sont programmés pour une durée de 2 ans.

En appui à la réalisation de cette phase, l’équipe-projet intègre un nouvel enseignant chercheur nouvellement recruté par l’EPHE et un CDD de 12 mois (à recruter à partir d’avril 2022) et prévoit l’encadrement d’un stagiaire de 6 mois recruté en 2023.

Trois étapes constituent cette seconde phase du projet :

1/ Finaliser le développement d’un barcode fonctionnel sur l’ADN de crabe bleu – de mars à juillet 2022
L’équipe projet continue les tests sur le marqueur en bénéficiant des échantillons (tissus et eDNA) collectés en 2021. Ces tests complémentaires permettront de vérifier l’hypothèse que le crabe bleu « sécrète » peu d’ADN ou que le marqueur utilisé n’est pas optimal pour l’ADNe.

Si les tests sont concluants sur l’ADNe, la méthode pourra être appliquée en conditions réelles pour informer de la présence et éventuellement de la densité d’individus présents dans le milieu. En revanche si le marqueur en cours de test ne se révèle pas satisfaisant, la définition de nouveaux marqueurs sera nécessaire.

2/ Évaluer les conditions de détectabilité du crabe bleu : concentration minimale d’ADN pour des densités connues de crabe bleu – juillet-décembre 2022
Cette détection se fera en laboratoire grâce à une collaboration avec l’UMR MARBEC de Montpellier qui dispose des accès à une plateforme expérimentale (EXAAQT) munie d’aquariums ainsi qu’en milieu naturel, à l’étang de Canet-Saint-Nazaire.

En situation contrôlée, les aquariums accueilleront des densités de crabes différentes pour tester des concentrations variables et connues d’ADNe (12 échantillons prévus) et définir des seuils de détection minimale. En milieu naturel, le barcode fonctionnel sera testé à l’étang de Canet, sur un site où la densité de Crabe pêchée est connue (9 sites sont prévus à cet effet pour un test de densité forte-moyenne-faible). Des réplicas seront réalisés pour chaque densité observée sur le terrain, afin d’obtenir des valeurs de probabilités de détection en fonction de ces concentrations.
Ainsi, avec le protocole testé, les volumes d’eau à filtrer seront définis pour obtenir ces seuils de détection puis des gradients de densités. Une approximation de la densité de Crabe bleu devrait pouvoir être réalisée avec l’ADNe.

Source image : Plateau d’expérimentation EXAAQT MARBEC Université de Montpellier (©Régis Hocdé IRD) qui accueillera des concentrations de 2 à 8 individus dans des bacs de 220 L.

3/ Suivi de plusieurs zones cibles lagunaires et côtières d’Occitanie – de juin à décembre 2023
La campagne de terrain prévoit que 60 échantillons soient répartis sur une trentaine de sites (2 réplicas par site). Les prélèvements seront réalisés au niveau des graus et des étangs littoraux. Cette étape prévue en 2023 sera réalisée en concertation avec les gestionnaires des sites ciblés pour le choix des stations à échantillonner. Des points de prélèvements seront également positionnés en limite de l’aire connue d’observation de cette espèce en Camargue.

Les résultats des différentes études en cours feront l’objet d’échanges réciproques sur les moyens mis en œuvre, les procédés et les techniques utilisés, ainsi que sur l’avancement des travaux. L’ensemble de la communauté scientifique et des partenaires (EPHE-CEFE, IRD-UMR Marbec, UMR Borea-Museum National d’histoire naturelle, Office de l’Environnement de la Corse, DREAL Occitanie, DREAL Corse) travaillent en parfaite collaboration afin de trouver des solutions efficaces dans la lutte contre l’invasion du crabe bleu.

Contacts :

  • Laetitia Cornil, Chargée de mission Milieu marin et côtier Montpellier, DREAL Occitanie
  • Stéphanie Manel, Directrice d’études, EPHE- PSL
  • Claude Miaud, Directeur d’études, EPHE- PSL