7.2.2024: Forschung CH

Biodiversität im Grundwasser: Partizipative Wissenschaft und Umwelt-DNA bringen grosse Vielfalt ans Licht

Biodiversité dans les eaux souterraines : la science participative et l’ADN environnemental mettent en lumière une grande diversité


Marjorie Couton et al.

Les méthodes basées sur l’ADN environnemental, qui isolent, amplifient et séquencent le matériel génétique dans des prélèvements environnementaux ont révélé une grande diversité biologique cachée dans les eaux souterraines suisses. Ensemble avec une approche participative où les fontainiers échantillonnent des organismes dans leurs captages des eaux de source, une image de plus en plus précise émerge de la biodiversité des eaux souterraines.

Methoden der Umwelt-DNA, bei der das Erbgut von Organismen aus Umweltproben isoliert, vervielfältigt und sequenziert wird, haben eine grosse verborgene biologische Vielfalt im Schweizer Grundwasser aufgedeckt. Zusammen mit einem partizipativen Ansatz, bei der Brunnenmeister Organismen in ihren Quellfassungen beproben, ergibt sich ein immer besseres Bild der Biodiversität im Grundwasser.


Les eaux souterraines constituent l'écosystème d'eau douce le plus vaste physiquement, et pourtant l'un des habitats les moins explorés sur terre, à la fois en raison des difficultés d'accès et de la rareté des organismes qui y vivent. La première étude montre comment une double approche permet d'obtenir des informations complémentaires sur la présence et la diversité des amphipodes des eaux souterraines. Des fontainiers municipaux ont échantillonné les organismes des eaux souterraines dans leurs sources de captage pendant plusieurs semaines. En complément, quatre échantillons d'eau de 10 litres ont été collectés sur chaque site, en un seul échantillonnage, pour le métabarcoding de l'ADN environnemental (ADNe). Les auteur·e·s ont constaté que la science participative était très efficace pour décrire la distribution et l'abondance des amphipodes des eaux souterraines. L'échantillonnage unique de l'ADNe a détecté moins d'amphipodes, mais il a permis d'évaluer l'ensemble de la communauté des eaux souterraines, y compris les micro-organismes. En combinant les deux méthodes, les scientifiques ont trouvé des espèces d'amphipodes distinctes en cooccurence avec des séquences d’ADN spécifiques. Une corrélation entre la diversité des amphipodes et la biodiversité globale des organismes des eaux souterraines détectés par l'ADNe sur chaque site a également été constaté.
Dans la deuxième publication, des échantillons d'eau ont été prélevés dans 20 sources de captage communales utilisées pour l'approvisionnement en eau potable en Suisse. Les chercheurs·ses ont séquencé une partie du gène mitochondrial COI, ce qui a donné 4917 séquences uniques dont seulement 3 % ont pu être attribuées à une espèce, un genre ou une famille. Une évaluation minutieuse des séquences non attribuées a corroboré le fait qu'elles étaient de véritables séquences COI appartenant pour la plupart à des groupes eukaryotes, non présents dans les bases de données de référence. Les analyses en composantes principales ont montré une forte corrélation entre la composition de la communauté et l'utilisation des sols en surface (agriculture ou forêt) et la géologie (roche fissurée ou sédiment non consolidé). Alors que les bases de données de référence incomplètes limitent l'attribution des taxons dans le métabarcoding de l'ADNe des eaux souterraines, cette étude a montré que les approches sans assignation taxonomique peuvent révéler une grande diversité cachée.

Source : Eawag


Keywords:
Eaux souterraines, amphipodes, sciences participatives, ADN environnemental, diversité souterraine

Art der Publikation:
Fachpublikation

Literatur:
Couton M., Studer A., Hürlemann S., Locher N., Knüsel M., Alther R., Altermatt F. (2023): Integrating citizen science and environmental DNA metabarcoding to study biodiversity of groundwater amphipods in Switzerland. Scientific Reports 13, 18097. https://doi.org/10.1038/s41598-023-44908-8
Couton M., Hürlemann S., Studer A., Alther R., Altermatt F. (2023): Groundwater environmental DNA metabarcoding reveals hidden diversity and reflects land-use and geology. Molecular Ecology 32(13), 3497-3512. https://doi.org/10.1111/mec.16955

https://www.nature.com/articles/s41598-023-44908-8
https://onlinelibrary.wiley.com/doi/epdf/10.1111/mec.16955

Kontaktadresse:
Florian Altermatt
Eawag
Überlandstrasse 133
CH-8600 Dübendorf

florian.altermatt@eawag.ch
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