L’ ANALYSE DE L ’ADN E POUR LES BIVALVES

(1)

L’ ^ANALYSE ^DE ^L ’ADN ^E ^POUR ^LES ^BIVALVES

PREMIERS RÉSULTATS , ^LIMITES ^ET PERSPECTIVES

Vincent Prié

¹

Alice Valentini

²

Tony Dejean

²

Nicolas Poulet

³

1 2 3

(2)

Les bivalves dulçaquicoles de France

• Diversité

⁵⁰

478 250

(3)

Les bivalves dulçaquicoles de France

• Diversité

• Bio-indicateurs

50

478 250

(4)

Les bivalves dulçaquicoles de France

• Diversité

• Bio-indicateurs

• Enjeux de conservation

50

478 250

% decline M. margaritifera 53 M. auricularia 89

P. littoralis 73

U. mancus 31

U. pictorum 18

U. crassus 42

U. tumidus 71

(5)

Les bivalves dulçaquicoles de France

• Diversité

• Bio-indicateurs

• Enjeux de conservation

• Enjeux réglementaires

50

478 250

% decline M. margaritifera 53 M. auricularia 89

P. littoralis 73

U. mancus 31

U. pictorum 18

U. crassus 42

U. tumidus 71

(6)

Etudes et mesures compensatoires liées au franchissement de la Vienne pour les bivalves : 400 000 €

=> Besoins d’expertises fiables !

(7)

Le challenge

• Aquatiques

• Pas notre monde…

• Ecosystèmes de l’aval

• Profondeur

• Turbidité

• Navigation…

• Espèces rares

• Fables densités

• Difficiles à trouver

• Petites

• Cachées (algues, vase…)

• Ecologie (individus enterrés)

• Détermination difficiles

• Caractères discriminants

• Variabilité morphologique

• Espèces cryptiques  Besoins de

méthodes performantes

(8)

Odhneripisidium moitessierianum:

Un spécialiste de l’aval

Le challenge

Bioindicateur

(9)

Le challenge

Bioindicateur

Odhneripisidium moitessierianum:

Un spécialiste de l’aval

(10)

Le challenge

(11)

L’ADNe comme outil d’expertise

• ADN degrade => fragments courts

• ~150 bp

• Informatifs

• ADN rare

• ADN mitochondrial

• Protocoles d’échantillonnage calibrés

(12)

L’ADNe comme outil d’expertise

• Protocoles de labo

• Extraction d’ADN rare (laboratoire ‘sans ADN’, surpression, traitements UV …)

• New Generation Sequencing

• De gros risques de contamination

• Protocoles d’extraction et d’amplification d’ADN rare

• Contrôles positifs / negatifs…

(13)

Les avantages de l’ADNe pour les bivalves

• Surface d’échange importante

Bivalve (ou poisson) = XX m² de surface cellulaire Ex. Actinonaias ligamentina = 30 cm² x 4 cténidies

=> Surface totale par gramme = ~100 cm² g

^-1

(14)

• Mode de reproduction

• Spermatozoïdes relâchés dans le milieu

• Larves véligères ou glochidies planctoniques

Les avantages de l’ADNe pour les bivalves

Larve véligère de Moule zébrée

(15)

• Une base de reference robuste pour l’AND mitochondrial

Les avantages de l’ADNe pour les bivalves

Naiades:

Prié & Puillandre 2014 + données inédites

=> Tous les taxons de France, specimens provenant de France

Dreissenidae & Cyrenidae:

=> Données inédites provenant de France

Sphaeriidae:

Lee & O’Foighil 2003 (++ Blespaya et al. 2016 ; Mouthon & Forcellini 2017…)

=> Principalement d’Europe, encore peu de specimens français Autres Venerida (Sphaerriidae manquants, specimens de France):

=> Prié & Valentini sequences inédites

(16)

Protocoles d’échantillonnage et d’analyse

• Prélèvement (pompe peristaltique ~25-50 l.)

• Filtration capsule

• Deux réplicats par site

• Deux couples d’amorces (Unionida + Venerida)

• Protocoles d’extraction d’ADN rare

• New Generation Sequencing

• Bioinformatique

(17)

Résultats

• Conditions environnementales

• Couverture taxonomique

• Méthodes traditionnelles vs. eDNA

• Test des conditions de crue

• Distances de détection

(18)

Résultats –conditions environnementales

• Différentes régions biogéographiques

• Continentale

• Atlantique

• Méditerranéenne

• Différents environnements

• Grands fleuves / ruisseaux

• Eaux turbides / limpides

• Eaux lotiques / lentiques

• Eaux acides / calcaires

En cours : lacs alpins

 Beaucoup d’eau

 Profondeur

 Eaux stagnantes (dilution)

 Eaux claires (moins d’ADNe adsorbé)

(19)

Résultats – couverture taxonomique

• Unionida

• Margaritiferidae 2 spp.

• Unionidae 10 spp.

• Venerida

• Dreissenidae 2 spp.

• Cyrenidae 1 complexe d’espèces

• Sphaeriidae 24 spp.

=> 39 taxa pris en compte

(20)

• Unionida

• Margaritiferidae 2 spp.

• Unionidae 10 spp.

• Venerida

• Dreissenidae 2 spp.

• Cyrenidae 1 complexe d’espèces

• Sphaeriidae 24 spp.

Résultats – couverture taxonomique

(21)

• Unionida

• Margaritiferidae 2 spp.

• Unionidae 10 spp.

• Venerida

• Dreissenidae 2 spp.

• Cyrenidae 1 complexe d’espèces

• Sphaeriidae 24 spp.

Résultats – couverture taxonomique

(22)

• Unionida

• Margaritiferidae 2 spp.

• Unionidae 10 spp.

• Venerida

• Dreissenidae 2 spp.

• Cyrenidae 1 complexe d’espèces

• Sphaeriidae 24 spp.

Résultats – couverture taxonomique

(23)

• Unionida

• Margaritiferidae 2 spp.

• Unionidae 10 spp.

• Venerida

• Dreissenidae 2 spp.

• Cyrenidae 1 complexe d’espèces

• Sphaeriidae 24 spp.

Résultats – couverture taxonomique

(24)

• Unionida

• Margaritiferidae 2 spp.

• Unionidae 10 spp.

• Venerida

• Dreissenidae 2 spp.

• Cyrenidae 1 complexe d’espèces

• Sphaeriidae 24 spp. 9 spp restent à détecter sur le terrain

Très rare 5

Sequences à travailler 3

Pas de séquence connue 1

Résultats – couverture taxonomique

> ¾ de la faune de France a pu être détectée sur le terrain

à l’aide de l’ADNe

(25)

Méthodes traditionnelles vs eDNA

• Inventaires malacologiques

• Etudes d’impact et programmes de recherche

• Equipe de malacologues expérimentés

• Principalement ciblé sur les grandes espèces ; peu

d’inventaires des sphaeriidae

(26)

Charente Palais Dronne Ardèche

Aigueze Orb Allier Vignoble Bruche Souffel Saône Pontallier

Saône

Maillys Lez

A B A B A B A B A B A B A B A B A B A B A B A B

Margaritifera auricularia 1 1

Margaritifera margaritifera 1 1 1

Anodonta anatina Cq 1 S 1 1 1 1 1 1 1 1

Anodonta cygnea 1 1 1 1 1 1 1 Cq

Pseudanodonta complanata Cq 1 1

Sinanodonta woodiana 1 1 1

Unio crassus crassus 1 1

Unio crassus courtillieri 1 1

Unio mancus Cq 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

Unio pictorum Cq 1 1 1 Cq 1 1 1

Unio tumidus 1 1 Cq 1 1 1

Potomida littoralis 1 1 Cq 1 1 1 1 1 1 1 1 1 Cq

Corbicula fluminea 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

Dreissena polymorpha 1 1 1 1 1 1 1 1

Dreissena r. bugensis 1 1 1 1 1 1

A : Méthodes traditionnelles (incl. plongée hyperbare) ; Cq = coquilles uniquement

B : inventaire ADNe Grandes espèces

uniquement

!

(27)

Saône

Maillys Lez

Anodonta anatina S 1 S 1 1 1 1 1 1 1 1

Anodonta cygnea 1 1 1 1 1 1 1 S

Pseudanodonta complanata S 1 1

Unio crassus crassus 1 0 1

Unio mancus S 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

Unio pictorum S 1 1 1 S 1 1 1

Unio tumidus 1 1 S 1 1 1

Potomida littoralis 1 1 S 1 1 1 1 1 1 1 1 1 S

0 2 4 6 8 10 12

Charente Palais Dronne Ardèche Aigueze Orb Allier Vignoble Bruche Souffel Saône PontallierSaône Maillys Lez Traditional surveys eDNA survey

Méthodes traditionnellles

(28)

Saône

Maillys Lez

Unio mancus S 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

0 2 4 6 8 10 12

Méthodes traditionnellles

(29)

Saône

Maillys Lez

Anodonta anatina Cq 1 Cq 1 1 1 1 1 1 1 1

Unio mancus Cq 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

Méthodes traditionnellles

(30)

Saône

Maillys Lez

Anodonta anatina Cq 1 Cq 1 1 1 1 1 1 1 1

Unio mancus Cq 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

ADNe = argument pour l’absence

Méthodes traditionnellles

(31)

Saône

Maillys Lez

Unio mancus S 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

0 2 4 6 8 10 12

Méthodes traditionnellles

Spécimens vivants

(32)

Saône

Maillys Lez

Unio mancus S 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1

0 2 4 6 8 10 12

Méthodes traditionnelles = 70 % des résultats ADNe

Méthodes traditionnellles

Spécimens vivants

(33)

• Sphaeridae (Cyclades et Pisidies)

• Peu de spécialistes

• Déterminations sujettes à caution

• Pas de distinction coquilles / vivant

• Dérive des coquilles

=> Manque d’inventaires exhaustifs

Néanmoins, résultats en accord avec

 Répartition connue

 Ecologie

 Inventaires analysés (avec quelques exceptions)

Méthodes traditionnelles vs

eDNA

(34)

Résultats - Crues

Anodonta cygnea X X X

Unio mancus X X X

Corbicula X X X

Dreissena polymorpha X

Sphaerium lacustre X 0 X

Euglesa casertana X

Odhneripisidium moitesserianum X 0 X

(35)

Les résultats peuvent varier en fonction des crues

Résultats - Crues

Anodonta cygnea X X X

Unio mancus X X X

Corbicula X X X

Dreissena polymorpha X

Sphaerium lacustre X 0 X

Euglesa casertana X

Odhneripisidium moitesserianum X 0 X

(36)

Résultats –distances de détection

• Très variable

• Taille de la population

• Présence de glochidies / spermatozoides

• Vitesse du courant

• Turbidité (adsorption)

(37)

Résultats – distances de détection

Limite aval de la population (inventaires 2007, 2010, 2014, 2016) Vase compacte

Pas de moules (inventaire 2007)

+1,7 km +2,7 km

+7 km

?

? ? ?

Quantité d’ADNe similaire dans tous les échantillons

=> Distance de détection > 7 km (?)

+ +

(38)

+4,3 km

Pseudanodonta complanata NO Pseudanodonta

complanata

NO Pseudanodonta complanata

=> Detection distance < 4,3 km

Résultats – distances de détection

0 +

0 0

(39)

10 km

Anodonta cygnea Unio mancus Dreissena polymorpha Sphaerium lacustre Odhneripisidium moitessierianum

Sinanodonta woodiana Euglesa subtruncata

Euglesa milium

Euglesa personata

Euglesa casertana Euglesa personata

Anodonta cygnea Euglesa casertana Sphaerium lacustre

Odhneripisidium moitessierianum Odhneripisidium tenuilineatum Euglesa subtruncata

Anodonta cygnea Euglesa casertana

Résultats – distances de détection

(40)

Euglesa milium

Euglesa personata

Euglesa casertana Euglesa personata

Anodonta cygnea Euglesa casertana Sphaerium lacustre

Odhneripisidium moitessierianum Odhneripisidium tenuilineatum Euglesa subtruncata

Assemblages très différents à faible distance

=> Distance de détection < 10 km ?

Anodonta cygnea Euglesa casertana Anodonta cygnea

Unio mancus Dreissena polymorpha Sphaerium lacustre Odhneripisidium moitessierianum

Sinanodonta woodiana Euglesa subtruncata

10 km

Résultats – distances de détection

(41)

Perspectives

• Attester la disparition

• Potomida littoralis dans le Lez ou le Palais : Beaucoup de coquilles, aucun individu vivant Pas d’ADNe => très probablement éteinte

• Détection d’espèces rares

• Pseudanodonta complanata dans la Charente : coquilles anciennes uniquement

ADNe => toujours présente

• Détection d’espèces introduites

(42)

Perspectives – disparue ou non détectée ?

(43)

Perspectives – Suivi des espèces envahissantes

Dreissena r. bugensis (Prié & Fruget 2017)

2011 2015

2014

2016

2017

• Argument pour l’absence

• Plus fiable

• Réitérable

• Moins cher

(44)

Perspectives – Découverte d’espèces envahissantes

Ardèche 2016 : ADNe

d’E. compressa,

espèce nord-américaine

(45)

Perspectives – Découverte d’espèces envahissantes

Ardèche 2016 : ADNe

d’E. compressa,

espèce nord-américaine

(46)

L’ ANALYSE DE L ’ADN E POUR LES BIVALVES