Programme Scientifique
OBJECTIF
Evaluer la biodiversité des poissons osseux et cartilagineux, dont les raies et les requins, dans des zones clefs du parcours: caps, zones de migrations, zones soumises à la pression anthropique.
FINALITE
Participer à la protection de la biodiversité en contribuant à la création d’Aires Marines Protégées, dans le cadre des objectifs de la COP15 : 30% des océans protégés d’ici 2030.
MOYENS
Collecte et analyse d'ADN environnemental (ADNe) avec un protocole spécifiquement adapté à la rareté de l'ADN recherché.
COLLABORATION
La direction scientifique du projet Odysea est assurée par le Professeur David Mouillot, rattaché au Laboratoire MARBEC, de l'Université de Montpellier.
Direction scientifique du projet ODYSEA
Professeur David Mouillot
Spécialiste en génomique environnementale, le professeur Mouillot mène ses recherches au sein du laboratoire MARBEC et de l'Université de Montpellier. Récompensé par la médaille de bronze du CNRS en 2011, il est également membre senior de l’Institut Universitaire de France. Auteur de 191 publications référencées sur PubMed, ses travaux bénéficient d’une reconnaissance internationale, illustrée par un H-index de 81.
Laboratoire MARBEC
Un laboratoire de référence en génomique environnementale
4 TUTELLES PRINCIPALES : Université de Montpellier, IRD, Ifremer, CNRS.
Le laboratoire a pour objectif d’étudier la biodiversité marine des écosystèmes lagunaires, côtiers et hauturiers, depuis les mécanismes moléculaires jusqu’à la dynamique des populations, ainsi que les usages que les sociétés humaines font de cette biodiversité.
ADNe
ADN environnemental
L’ADNe, c’est l’ensemble des traces génétiques laissées par les organismes vivants (animaux, microorganismes plantes ) dans leur milieu (eau, sol, air).
Ces traces génétiques peuvent être contenues dans des cellules, fragments de tissus, écailles, mucus, gamètes ou excréments…
Avec un échantillon d’eau ou de terre, il est possible d’extraire, de séquencer et d’analyser cet ADNe pour identifier les espèces présentes, sans les observer directement ni les capturer.
L’ADNe permet donc d’évaluer la biodiversité: inventaire et suivi de milieux soumis à des pollutions ou la pression anthropique, connaissance des aires de répartition et niches écologiques, mise en place de protections…
Utilisation de l'ADNe
La détection d'espèces par ADNe permet d'améliorer la connaissance de leurs aires de répartition géographique et de leurs niches écologiques, et d'effectuer un suivi de la la biodiversité dans les écosystèmes.
L'ADNe permet de mettre en évidence la présence d'espèces protégées et l'arrivée précoce d'espèces invasives dans des écosystèmes et d'adapter ainsi des mesures de protection.
Sanchez L, et al. (2025), PLoS Biol : e3003432 eDNA surveys substantially expand known geographic and ecological niche boundaries of marine fishes - PubMed
Protocole de collecte d'ADNe
A l'aide d'une pompe péristaltique, 30L d'eau de mer sont traités dans une capsule de filtration contenant un filtre qui permet de retenir l'ADNe.
Le prélèvement s'effectue le long d'un transect d'environ 2 km de long, à 1 m sous la surface. Les coordonnées GPS de début et fin de filtration et les autres métadonnées sont enregistrées.
L'eau de mer de la capsule de filtration est ensuite remplacée par un tampon de préservation permettant de conserver l'ADNe pendant 2 mois à température ambiante.
Lors de l'escale suivante, les capsules de filtration sont envoyées à la plateforme SPYGEN qui effectue les étapes suivantes, de l'extraction jusqu'au séquençage.
Sanchez L, et al. (2025), PLoS Biol : e3003432 eDNA surveys substantially expand known geographic and ecological niche boundaries of marine fishes - PubMed
Protocoles d'Extraction, Amplification
& Séquençage de l'ADNe
Une fois l'ADNe collecté, les étapes suivantes seront effectuées au sein de la plateforme SPYGEN, entreprise pionnière de l’analyse de l’ADNe et partenaire de MARBEC. Les technologies VigiDNA® développées par SPYGEN sont aujourd’hui utilisées pour des suivis de biodiversité, des études d’impact environnemental et des projets de conservation à travers le monde.
L’extraction de l’ADNe contenu dans le tampon de préservation est réalisée par précipitation à l’éthanol, suivie d’une purification sur colonnes NucleoSpin®.
Les amorces utilisées pour l’amplification du métabarcode ciblent le gène ribosomal mitochondrial 12S, générant des amplicons d’environ 63 paires de bases. Le métabarcode désigne une courte séquence d’ADN commune à plusieurs organismes, mais assez variable pour distinguer les espèces entre elles.
Le séquençage des amplicons est ensuite réalisé en paired-end (2 × 125 pb) sur des séquenceurs Illumina, avec une profondeur théorique d’environ un million de reads par échantillon.
Pont, D. et al. Environmental DNA reveals quantitative patterns of fish biodiversity in large rivers despite its downstream transportation. Sci Rep 8, 10361 (2018). https://doi.org/10.1038/s41598-018-28424-8
JB Juhel, et al. Accumulation curves of environmental DNA sequences predict coastal fish diversity in the coral triangle. Proc Biol Sci 1 July 2020; 287 (1930): 20200248. https://doi.org/10.1098/rspb.2020.0248
Analyses bio-informatiques
Les données brutes issues du séquençage sont analysées au sein du laboratoire MARBEC à l’aide du logiciel OBITools. Développé par des chercheurs français, il permet d'identifier les espèces correspondant aux séquences de métabarcode. Pour cela, plusieurs étapes bio-informatiques sont nécessaires.
Les reads obtenus en paired-end sont tout d'abord assemblés afin de reconstituer les séquences complètes qui seront ensuite démultiplexées, c'est à dire associées à leur échantillon d'origine. Les séquences identiques sont alors regroupées et celles trop courtes ou trop rares sont supprimées: ce sont les étapes de regroupement et de débruitage.
L'identification des espèces, c'est à dire l'assignation taxonomique, peut alors être effectuée en comparant les séquences obtenues à une base de données génétiques de référence, en l'occurrence la base teleo. Elle est construite à partir de la base de données nucléotidique GenBank du NCBI et à partir d'une base de données interne du laboratoire MARBEC.
Les bases de données génétiques de référence sont enrichies en continu avec des échantillons collectés sur le terrain, et leur qualité est essentielle pour assurer des assignations taxonomiques précises.
Sanchez L, et al. (2025), PLoS Biol : e3003432 eDNA surveys substantially expand known geographic and ecological niche boundaries of marine fishes - PubMed