Les stations de surveillance de la qualité de l'air recueillent les données nécessaires sur la biodiversité

Une équipe internationale de chercheurs a découvert que des milliers de stations de surveillance de la qualité de l'air ambiant dans le monde enregistrent involontairement plus que des polluants atmosphériques et de la poussière : elles collectent également probablement des données sur la biodiversité sous la forme d'ADN environnemental (eDNA). Jusqu'à présent, on pensait que l'infrastructure de surveillance de la biodiversité et des échelles nationales et mondiales n'existait pas.

"L'un des plus grands problèmes auxquels la planète est confrontée aujourd'hui est l'accélération de la perte de biodiversité", déclare la professeure adjointe de l'Université York Elizabeth Clare de Toronto, experte en eDNA aéroporté et auteur correspondant dele papier publié en biologie actuelle. "Cela pourrait être un trésor de données sur la biodiversité. Ce que nous avons trouvé en analysant les filtres de ces stations de surveillance est étonnant. En seulement deux endroits, nous avons trouvé des preuves eDNA pour plus de 180 plantes et animaux différents."

"Le potentiel de cela ne peut être surestimé. Cela pourrait changer la donne pour le suivi et la surveillance de la biodiversité", déclare le Dr Joanne Littlefair de l'Université Queen Mary de Londres, Royaume-Uni et premier auteur de l'article. "Presque tous les pays disposent d'une sorte de système ou de réseau de surveillance de la pollution atmosphérique, appartenant au gouvernement ou privé, et dans de nombreux cas les deux. Cela pourrait résoudre un problème mondial de mesure de la biodiversité à grande échelle."

Jusqu'à présent, personne n'avait pensé que ces stations de surveillance de la qualité de l'air pourraient collecter et stocker des données eDNA sur les oiseaux, les abeilles, les tiques, les champignons, les insectes, les plantes et les mammifères à travers le monde en tant que sous-produit de leur fonction habituelle. Mais c'est exactement ce qu'il faut pour surveiller la biodiversité à une échelle qui n'avait jamais été possible auparavant.

Selon le rapport Planète vivante du Fonds mondial pour la nature, il y a eu une baisse de 69 % des populations d'animaux sauvages depuis 1970. Ces stations de qualité de l'air pourraient être exactement ce qui est nécessaire non seulement pour suivre la biodiversité à travers la planète, mais aussi pour potentiellement exploiter les décennies de données historiques sur la biodiversité eDNA sur des filtres accumulés pendant des années.

Les gouvernements, les scientifiques et les agences environnementales du monde entier ont appelé à des méthodes standard à grande échelle pour suivre la biodiversité en temps réel - mais cela a été une tâche impossible - sans approche standardisée et sans infrastructure déployée proposée, jusqu'à présent.

La découverte que ces stations de surveillance de l'air pourraient collecter de l'eDNA est encore plus surprenante car elles l'ont peut-être fait discrètement depuis le début.

Ce n'est que lorsque des chercheurs, dont Clare et Littlefair, ont prouvé qu'il était possible de déterminer quelles espèces sont présentes à l'aide d'ADNe échantillonné dans l'air, que les scientifiques du National Physical Laboratory (NPL) du Royaume-Uni, qui exploitent les grilles nationales d'échantillonnage de la qualité de l'air, ont réalisé le potentiel de ce qu'ils avaient déjà. Dr.James Allerton et Dr.André Brun at NPL a contacté Littlefair et Clare pour se demander si les réseaux nationaux de surveillance de la qualité de l'air au Royaume-Uni collectaient l'eDNA pendant le fonctionnement normal. Ensemble, les nouveaux collaborateurs improbables ont leur première réponse : un oui retentissant.

"Nous collections régulièrement des particules en vue de mesurer les polluants dans l'air, mais lorsque nous avons vu le travail de Clare et Littlefair, nous avons réalisé que nous étions peut-être assis sur quelque chose de beaucoup plus précieux", explique Allerton.

L'équipe a mis en place un test dans une station de qualité de l'air à Londres à l'extérieur d'un grand parc urbain, collectant des échantillons pendant une heure, un jour et une semaine, et les a comparés à des échantillons de huit mois d'une station publique en Ecosse.

À l'Université Queen Mary de Londres, Littlefair a manipulé les échantillons, tandis que Clare et l'étudiante diplômée Nina Garrett ont analysé les données à l'Université York.

"Nous avons été surpris par la diversité de la vie que nous avons pu étudier avec une approche, presque inédite dans ce domaine scientifique. Dans ces deux endroits, nous avons simultanément détecté l'eDNA de 34 espèces d'oiseaux et de 24 mammifères, une grande variété d'insectes, des cultures, des champignons pathogènes, de belles fleurs sauvages, des plantes de jardin ornementales et des graminées », explique Clare de la Faculté des sciences.

"Nous avons trouvé des espèces intéressantes, telles que des hérissons, ainsi que des blaireaux, des cerfs, des loirs, des petits hiboux, des tritons lisses, des oiseaux chanteurs et 80 espèces différentes d'arbres et de plantes des bois - chênes, tilleuls, frênes, pins - tout y était collecté sur ces minuscules filtres. C'est incroyablement excitant.

Il s'agit d'un mécanisme permettant de mesurer la biodiversité terrestre de manière standardisée et reproductible dans des pays entiers, chaque jour, chaque semaine, à des milliers d'endroits.

"La beauté de l'idée est que nous utilisons quelque chose qui existe déjà", déclare Brown, qui exploite le réseau chez NPL. "Si les réseaux d'échantillonneurs d'air du monde entier collectent tous des matériaux similaires - dans le cadre de leur fonctionnement normal - c'est une ressource incroyable."

L'équipe essaie maintenant de conserver autant d'échantillons que possible en gardant à l'esprit l'eDNA. "Nous ne connaissons pas encore la véritable valeur de ces échantillons, mais au fur et à mesure qu'ils sont collectés, ils pourraient fournir une vision sans précédent de notre monde naturel. L'échelle des échantillons répétés pourrait nous donner les données chronologiques insaisissables de la biodiversité et la capacité de mesurer la dynamique des espèces sous une forme à haute résolution jamais envisagée pour la surveillance de la biodiversité auparavant », explique Clare.

Comme le dit Littlefair : "Cela nécessitera un effort mondial pour collecter et évaluer ces échantillons, mais c'est une opportunité extraordinaire de tirer parti d'une infrastructure mondiale préexistante qui collecte des données eDNA standardisées depuis des décennies et jusqu'à présent, nous avons simplement n'ont pas réalisé que la ressource existait."

- Ce communiqué de presse a été fourni par l'Université York