Bibliographie & annexes
Présentation
En anglais
RÉSUMÉ
L’expédition "Tara Océans" ,réalisée de 2009 à 2013 par des scientifiques embarqués sur le voilier Tara, a permis de conduire une étude d’ampleur inédite sur le plancton, au cours d’un périple de 140 000 km sur tous les océans de la planète. L’objet de cet article est de présenter plusieurs aspects marquants de cette expédition : la caractérisation métagénomique du plancton ; le programme éducatif de l’expédition ; l’exploration de la diversité génétique, à la fois qualitative et quantitative, du plancton ; les grands principes d’échantillonnage utilisés lors de l’expédition ; les grandes découvertes de l’expédition.
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Flora VINCENT : Institut de biologie de l’ENS (IBENS), Département de biologie, École normale supérieure, CNRS, INSERM, Université PSL, Paris, France Department of Plant and Environmental Sciences, Weizmann Institute of Science, Rehovot, Israël
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Chris BOWLER : Institut de biologie de l’ENS (IBENS), Département de biologie, École normale supérieure, CNRS, INSERM, Université PSL Fédération de Recherche Global Ocean Systems Ecology and Evolution, FR2022/Tara Oceans GOSEE, Paris
INTRODUCTION
L’océan représente le plus grand écosystème continu sur Terre, et 98 % de sa biomasse est composée d’organismes qui sont invisibles à l’œil nu : les micro-organismes marins, dont nombre d’entre eux constituent le « plancton ». L’objectif de cet article est de présenter la diversité du plancton, telle que révélée par le projet « Tara Océans », et de détailler l’approche et les méthodologies adoptées par ce projet ambitieux. Sur la base d’une partie des 40 000 échantillons prélevés dans tous les océans du monde au cours de l’expédition, l’équipe a cartographié la biodiversité d’un large éventail d’organismes planctoniques et exploré leurs interactions. Ce projet est le plus important effort de séquençage de l’ADN pour les sciences de la mer réalisé à ce jour. Les analyses moléculaires ont révélé environ 40 millions de gènes, dont la grande majorité étaient nouveaux, suggérant ainsi une biodiversité du plancton beaucoup plus large que celle connue jusqu’à présent. Ces données ont fourni à la communauté scientifique des ressources sans précédent, notamment un catalogue de plusieurs millions de nouveaux gènes qui ont transformé la manière dont les océans sont étudiés et le changement climatique est évalué.
Domaine : métagénomique
Degré de diffusion de la technologie : croissance
Technologies impliquées : technologies moléculaires (barcoding moléculaire, metabarcoding, séquençage de l’ADN, etc.)
Domaines d’application : biotechnologies marines
Principaux acteurs français :
Centres de compétence : Fédération de Recherche Global Ocean Systems Ecology and Evolution
Contact : [email protected] ; [email protected]
Reproduction avec l’aimable autorisation de l’Académie d’agriculture de France :
Vincent F., Bowler C. 2019. Plancton : la nouvelle frontière révélée par l’expédition Tara Océan, Notes Académiques de l’Académie d’agriculture de France/Academic Notes from the French Academy of Agriculture, 2019, 4, 1-16.
Rapporteurs : Brigitte Meunier, directrice de recherche CNRS au Laboratoire de Bioénergétique et Ingénierie des Protéines BIP2 et Christian Ferault, membre de l’Académie d’agriculture de France.
L'expertise technique et scientifique de référence
MOTS-CLÉS
KEYWORDS
metagenomics | biodiversity
DOI (Digital Object Identifier)
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Grands principes d’échantillonnage lors de l’expédition Tara Océans
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3. Expédition Tara Océans et génétique
Le séquençage ADN à haut débit a ouvert la porte à l’exploration, à la fois qualitative et quantitative, de la diversité génétique d’échantillons environnementaux. Elle a permis de comprendre qui est là, qui fait quoi, et quel est le répertoire de gènes présent dans l’océan.
3.1 Qui est là ?
L’exploration de la diversité génétique des échantillons s’est fondée sur l’utilisation de différentes technologies moléculaires.
HAUT DE PAGE3.1.1 Barcoding moléculaire (DNA barcoding)
La phylogénie des micro-organismes a longtemps été fondée sur des caractères morphologiques et biochimiques. Récemment, les marqueurs moléculaires dits codes-barres (barcodes), ont été utilisés pour reconstruire l’histoire évolutive des organismes vivants, en se fondant sur l’idée – simplifiée – que plus deux organismes sont distants évolutivement, plus la différence entre leur séquence génomique est grande.
Stricto sensu, un marqueur moléculaire ou code-barre ADN est une courte séquence (typiquement 100 à 400 paires de bases) correspondant à une portion standard du génome (par exemple, l’ADN ribosomal 18S), qui peut être utilisée pour identifier les espèces, comme un code-barre utilisé au supermarché, faisant la relation entre le produit (la séquence) et son prix (l’identification de l’espèce).
Cette séquence est choisie sur la base de critères précis : la variabilité intra-espèce doit être faible (cette séquence doit être quasi identique chez tous les organismes de la même espèce) et la variabilité inter-espèces doit être grande (afin qu’on puisse différencier deux espèces différentes...
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Expédition Tara Océans et génétique
BIBLIOGRAPHIE
-
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(2) - BLAXTER (M.), MANN (J.), CHAPMAN (T.), THOMAS (F.), WHITTON (C.), FLOYD (R.), EYUALEM (A.) - Defining operational taxonomic units using DNA barcode data. - Philosophical Transactions of the Royal Society B : Biological Sciences, 360, p. 1935-1943 (2005).
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(3) - BRUM (J.R.), CESAR IGNACIO-ESPINOZA (J.), ROUX (S.), DOULCIER (G.), ACINAS (S.G.), ALBERTI (A.), CHAFFRON (S.), CRUAUD (C.), DE VARGAS (C.), GASOL (J.M.), GORSKY (G.), GREGORY (A.C.), GUIDI (L.), HINGAMP (P.), IUDICONE (D.), NOT (F.), OGATA (H.), PESANT (S.), POULOS (B.T.), SCHWENCK (S.M.), SPEICH (S.), DIMIER (C.), KANDELS-LEWIS (S.), PICHERAL (M.), SEARSON (S.), BORK (P.), BOWLER (C.), SUNAGAWA (S.), WINCKER (P.), KARSENTI (E.), SULLIVAN (M.B.) - Patterns and ecological drivers of ocean viral communities. - Tara Oceans Science 2015, 348, 1261498 (2015).
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