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# Biologie# Zoologie

Avancées dans la recherche sur la diversité des insectes

De nouvelles méthodes révèlent une diversité cachée parmi les espèces de lépidoptères suédois.

Ela Iwaszkiewicz-Eggebrecht, R. M. Goodsell, B.-A. Bengsson, M. Mutanen, M. Klinth, L. J. A. van Dijk, P. Łukasik, A. Miraldo, A. F. Andresson, A. J. M. Tack, T. Roslin, F. Ronquist

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Les amoureux de la nature passent des heures à rassembler des infos sur différentes espèces. Ce boulot aide à créer des listes d’espèces trouvées à des endroits précis, suivre les changements avec le temps et guider les efforts pour protéger les espèces menacées. Cependant, la façon dont les données sont collectées peut être biaisée. Par exemple, certaines zones peuvent avoir plus d’attention que d’autres, ou certains types d’organismes peuvent être étudiés plus que d’autres. Ce biais peut rendre difficile l’obtention d’une image précise de toutes les espèces présentes dans une zone.

Les animaux plus grands, plus visibles ou plus populaires obtiennent souvent plus d’attention que les plus petits et moins remarquables, comme beaucoup d'insectes. Récemment, des chercheurs ont commencé à utiliser des méthodes standardisées et des techniques ADN pour découvrir ces espèces ignorées. Cette approche a montré de la promesse pour révéler la diversité cachée de groupes d’organismes souvent négligés.

Le besoin de meilleures données

Il y a différentes méthodes pour étudier la faune locale, mais toutes ont des limites. S'attendre à ce qu'une méthode capture tous les types d'espèces de manière égale est irréaliste. Lorsqu'ils essaient d’obtenir une image complète, les chercheurs doivent prendre en compte deux points clés concernant les groupes avec beaucoup d’espèces. D'abord, comme il y a tellement d’espèces différentes, les chercheurs doivent collecter un grand nombre d'échantillons pour toutes les identifier. Ensuite, beaucoup d'espèces sont rares, donc il est important de passer assez de temps et de couvrir une large zone lors de la collecte de données.

Pour faire face à ces défis, les chercheurs se tournent de plus en plus vers les pièges Malaise : des dispositifs qui attrapent passivement les insectes dans un bocal de collecte à travers lequel ils volent. Cette approche peut fournir un moyen complet de collecter des spécimens d'insectes.

Identifier les insectes

Une fois les échantillons collectés, identifier les espèces est la prochaine grande étape. Les méthodes traditionnelles d’identification des espèces reposent sur l'examen des traits physiques par des experts. Cependant, quand il y a des millions d’échantillons, ça peut être impraticable. Par exemple, certains échantillons provenant des forêts tropicales mettent longtemps à être identifiés.

Une alternative plus efficace est le Métabarcodage ADN, qui permet aux scientifiques d'identifier rapidement les espèces à partir de grands échantillons d'insectes. En analysant un court morceau d’ADN de chaque insecte, les chercheurs peuvent le comparer à des bases de données existantes pour identifier les espèces présentes dans une zone particulière.

Avancées techniques

Utiliser la technologie moderne peut vraiment améliorer notre capacité à suivre et protéger la diversité des insectes. La combinaison de l'échantillonnage massif d'insectes et de l'analyse ADN devient populaire dans le monde entier pour réaliser des inventaires de Biodiversité. Cependant, bien que la force du métabarcodage réside dans sa capacité à évaluer les communautés mal connues, il a aussi des limites. Étant donné que ces méthodes échantillonnent souvent des zones ou des espèces qui ne sont pas bien étudiées, les scientifiques peuvent ne pas savoir à quoi s'attendre en termes de distribution des espèces.

Les papillons et les mites, connus sous le nom de Lépidoptères, offrent une bonne occasion de tester l’efficacité de ces méthodes d’échantillonnage et d’analyse. Ce groupe d'insectes est bien étudié, ce qui en fait un bon repère pour évaluer comment ces nouvelles méthodes fonctionnent pour collecter des données sur les espèces.

Le contexte suédois

La Suède est un endroit idéal pour cette recherche grâce à sa riche histoire d’étude naturaliste, surtout avec les Lépidoptères. Au fil des ans, de nombreuses espèces ont été enregistrées, mais l’inventaire n’est toujours pas complet. De nouvelles espèces continuent d'être découvertes et certaines espèces connues sont divisées en plusieurs groupes distincts.

En 2019, des chercheurs ont cherché à combler les lacunes et à peaufiner la compréhension des Lépidoptères suédois en déployant des pièges Malaise à travers le pays pendant un an. Ils ont utilisé le métabarcodage ADN pour améliorer leurs découvertes et cherchaient à voir ce que ce projet pouvait révéler sur les populations locales de papillons et de mites.

Méthodes d'étude

Les chercheurs ont d'abord compilé une liste de toutes les espèces de Lépidoptères connues en Suède. Cette liste s'appuie sur des décennies de données collectées par des naturalistes. Ils ont aussi collecté des données de nombreuses sources pour quantifier les connaissances accumulées jusqu'à l'enquête IBA.

Pour collecter de nouveaux enregistrements, ils ont installé des pièges Malaise à divers endroits en Suède. Ces pièges ont été gérés par des citoyens scientifiques tout au long de l’année, collectant des échantillons qui ont ensuite été analysés à l'aide de techniques ADN.

L'analyse consistait à extraire de l'ADN des échantillons d'insectes et à le comparer à des bases de données existantes pour identifier les espèces. Ce processus a permis aux chercheurs de générer un grand ensemble de données pour l'analyse.

Couverture des espèces connues

Les principaux objectifs de l’étude étaient de déterminer quelle proportion des Lépidoptères suédois connus a été récupérée par l’enquête IBA, de comparer ces données avec les méthodes traditionnelles utilisées par les naturalistes et d’identifier de nouvelles espèces ou des extensions de gamme.

L’enquête IBA a réussi à identifier 51% de toutes les espèces de Lépidoptères connues de Suède, ce qui est une découverte significative, surtout compte tenu du fait que cela a été accompli en seulement un an avec un échantillonnage systématique. Cela inclut plus de la moitié des espèces résidentes dans le pays.

Comparaison avec les données des naturalistes

Les naturalistes ont rapporté près d’un demi-million d’enregistrements d'insectes en Suède en 2019, les Lépidoptères représentant une part importante. En comparant les données collectées via l’enquête IBA et celles des naturalistes, les données IBA représentaient 16% des enregistrements totaux pour les Lépidoptères.

Fait intéressant, les naturalistes ont tendance à se concentrer sur les papillons et les plus grandes mites, laissant de côté les espèces plus petites et moins visibles qui sont sous-représentées dans leurs enregistrements. Le sondage à haut débit a mieux réussi à collecter des données des zones peu peuplées et à capturer une plus grande variété d'espèces.

Nouvelles découvertes

Au cours de l'enquête, les chercheurs ont aussi découvert de nouvelles espèces et élargi les gammes connues de certains Lépidoptères. L'analyse a inclus des groupes de données qui ne correspondaient à aucune espèce connue auparavant.

Grâce à la validation, ils ont confirmé plusieurs nouvelles espèces pour la Suède et ont aussi identifié des enregistrements d'espèces qui étaient auparavant considérées comme présentes dans d'autres gammes. Cet aspect découverte souligne le potentiel des techniques à haut débit pour révéler une biodiversité importante qui a été négligée.

Résultats et importance

Dans l'ensemble, les résultats indiquent que l'utilisation de pièges Malaise et du métabarcodage ADN peut efficacement échantillonner et identifier les Lépidoptères. L'étude montre qu’en une seule année d’échantillonnage systématique, une part significative de la diversité lépidoptériste peut être capturée.

Cette découverte a des implications pour les futures études sur la biodiversité, car elle soutient l'idée que ces méthodes modernes devraient devenir intégrales au suivi de la biodiversité et aux efforts de conservation. De plus, elle souligne le besoin d'explorer et de valider continuellement les données existantes pour combler les lacunes de connaissances sur la biodiversité locale et régionale.

Conclusion

La recherche souligne l'importance de combiner les méthodes d'observation des espèces traditionnelles avec des techniques modernes comme le métabarcodage ADN pour obtenir une compréhension plus complète de la biodiversité. Avec les résultats de l’enquête IBA, il est clair que des informations significatives concernant la présence et la distribution des espèces peuvent être obtenues.

Ce type d'approche systématique pour les inventaires de biodiversité peut fournir une base fiable pour les futures efforts de conservation, garantissant que plus d'espèces soient correctement enregistrées et comprises. À mesure que les chercheurs continuent d'améliorer et de peaufiner ces méthodes, elles joueront un rôle crucial dans la protection des riches et diverses populations d'insectes que l'on trouve à travers le monde.

Source originale

Titre: High-throughput biodiversity surveying sheds new light on the brightest of insect taxa

Résumé: Sampling of species-rich taxa followed by DNA metabarcoding is quickly becoming a popular high-throughput method for biodiversity inventories. Unfortunately, we know little about its accuracy and efficiency, as the results mostly pertain to poorly-known organism groups in underexplored environments or regions of the world. Here we ask what an extensive sampling effort based on Malaise trapping and metabarcoding can tell us about the lepidopteran fauna of Sweden - one of the best-understood insect taxa in one of the most-surveyed countries of the world. Specifically, we deployed 197 Malaise traps for a single year across Sweden in a systematic sampling design, then metabarcoded the resulting 4,749 bulk samples, and compared the results to existing data sources. We detected more than half (1,535) of the 2,990 lepidopteran species ever recorded as occurring in Sweden, and 323 species not reported during the sampling period by other data providers. Full-length barcoding of individual specimens confirmed three new species for the country and extensive range extensions for two species. It also corroborated eight genetically distinct COI variants that may represent new species to science, one of which has since been described. Most of the new records are for small and inconspicuous species and poorly surveyed regions, suggesting that they represent previously overlooked components of the fauna. Our findings, corroborated by independent metagenomic analyses, show that DNA metabarcoding can be a highly efficient and accurate method of biodiversity sampling, to the extent that it can generate significant new discoveries even for the most well-known of insect faunas.

Auteurs: Ela Iwaszkiewicz-Eggebrecht, R. M. Goodsell, B.-A. Bengsson, M. Mutanen, M. Klinth, L. J. A. van Dijk, P. Łukasik, A. Miraldo, A. F. Andresson, A. J. M. Tack, T. Roslin, F. Ronquist

Dernière mise à jour: 2024-10-25 00:00:00

Langue: English

Source URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.10.25.620209

Source PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.10.25.620209.full.pdf

Licence: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

Changements: Ce résumé a été créé avec l'aide de l'IA et peut contenir des inexactitudes. Pour obtenir des informations précises, veuillez vous référer aux documents sources originaux dont les liens figurent ici.

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