Arctic BIOSCAN: Cartographie des organismes vivants à l'aide de codes-barres ADN dans la région de Kitikmeot au Nunavut et développement d'une plateforme pour la surveillance communautaire de la biodiversité

Auteurs

1. James, Centre pour la biodiversité génomique, Université de Guelph, Ontario, Canada, hjames@uoguelph.ca
2. Borisenko, Centre pour la biodiversité génomique, Université de Guelph, Ontario, Canada
3. Vandenbrink, ARCBIO ‘Ranger’ scientifique, école secondaire Kiilinik, Cambridge Bay, Nunavut, Canada
4. Maksagak, ARCBIO ‘Ranger’ scientifique, école secondaire Kiilinik, Cambridge Bay, Nunavut, Canada
5. Lear, ARCBIO ‘Ranger’ scientifique, école secondaire Kiilinik, Cambridge Bay, Nunavut, Canada
6. Kuzmina, Centre pour la biodiversité génomique, Université de Guelph, Ontario, Canada
7. Perez, Centre pour la biodiversité génomique, Université de Guelph, Ontario, Canada
8. Sobel, Centre pour la biodiversité génomique, Université de Guelph, Ontario, Canada
9. McIlwraith, Département de sociologie et d'anthropologie, Université de Guelph, Canada
10. D. Hogg, Savoir polaire Canada, Station canadienne de recherche dans l’Extrême-Arctique, Cambridge Bay, Nunavut, Canada
11. deWaard, Centre pour la biodiversité génomique, Université de Guelph, Ontario, Canada
12. Hebert, Centre pour la biodiversité génomique, Université de Guelph, Ontario, Canada

Référence suggérée

James, H., Borisenko, A., Vandenbrink, B., Maksagak, J., Lear, C., Kuzmina, M., Perez, K., Sobel, C., McIlwraith, T., I. Hogg, I.D., deWaard, J., et P. Hebert, P. 2020. Arctic BIOSCAN: Cartographie des organismes vivants à l'aide de codes-barres ADN dans la région de Kitikmeot au Nunavut et développement d'une plateforme pour la surveillance communautaire de la biodiversité. Savoir polaire : Rapport Aqhaliat, volume 3, Savoir polaire Canada, p. 34–38. DOI : 10.35298/pkc.2020.09.fra

Article

La compréhension des impacts du changement global sur l'Arctique canadien sera incomplète sans une information complète sur la biodiversité. Dans le passé, les relevés se sont surtout concentrés sur les espèces les plus visibles et les plus faciles à identifier, mais l'identification de la majeure partie de la biodiversité de l'Arctique exige une expertise taxonomique spécialisée. Un nouveau projet dirigé par le Centre pour la biodiversité génomique (CBG) de l'Université de Guelph vise à changer cette situation. Arctic BIOSCAN (ARCBIO) jette les bases d'une surveillance inclusive de la biodiversité grâce à une approche qui identifie les espèces en séquençant les codes-barres ADN – de minuscules segments du génome d'un organisme. Rendu possible par le Programme des sciences et technologies nordiques de Savoir polaire Canada (POLAIRE), ARCBIO implique des partenariats avec la Station canadienne de recherche dans l’Extrême-Arctique (SCREA) et des organisations communautaires, notamment les organisations de chasseurs et de trappeurs (OCT) d'Ekaluktutiak et de Kugluktuk, ainsi que les bureaux régionaux de la faune et des parcs territoriaux.

ARCBIO a de grands projets : il vise à fournir à POLAIRE la capacité d'étudier les changements biotiques dans l'Arctique. Sa phase pilote vise à démontrer l'efficacité de cette approche dans une région – la zone de recherche environnementale établie par SCREA dans la région de Kitikmeot au Nunavut (Figure 1). Les travaux sont axés sur l’assemblage d'une bibliothèque de référence de codes-barres ADN pour la faune et la flore de cette région. Au cours de la première moitié de la phase pilote de cinq ans, les chercheurs d'ARCBIO ont recueilli plus de 2 000 échantillons en vrac d'animaux, de plantes, de champignons et de lichens provenant d'environnements terrestres, d'eau douce et marins près de Cambridge Bay et de Kugluktuk (Figure 2). Ces collections ont été traitées et dotées de codes-barres ADN au CBG (deWaard et al., 2019), et les résultats sont accessibles au public sur le système de données ‘Barcode of Life’ (Ratnasingham et Hebert, 2007). Outre l'analyse de nouvelles collections (par ex., Pentinsaari et al., 2020), le personnel d'ARCBIO travaille avec d'importantes collections d'histoire naturelle, telles que le Musée canadien de la nature, afin de trouver des espèces à analyser qui seraient autrement difficiles à recollecter. Un contexte géographique plus large est également ajouté en analysant les spécimens collectés par d'autres expéditions récentes dans l'Arctique (par ex., McMullin, 2019). Dans l'ensemble, ARCBIO a maintenant documenté plus de 110 000 fiches d'occurrence pour près de 14 000 espèces dans les territoires nordiques du Canada.

Les progrès d'ARCBIO sont fortement tributaires des conseils et du soutien des organisations de la région de Kitikmeot (Figure 3). Par exemple, l'équipe de terrain de 2019 a été renforcée par trois Science Rangers (Figure 4), recrutés par les OCT, qui ont suivi une formation sur les protocoles d'évaluation de la biodiversité. Un cadre simplifié est en cours d'élaboration pour garantir un signalement rapide des changements de biodiversité susceptibles d'affecter les moyens de subsistance des communautés ou la santé des écosystèmes. Ces partenariats seront essentiels au succès des efforts de surveillance en cours et jetteront les bases de la surveillance future communautaire de la biodiversité dans la zone de recherche environnementale et dans l'Arctique en général. L'information est également diffusée sur le site Web du projet et par d'autres médias.

ARCBIO est également une composante importante de BIOSCAN, un effort mondial visant à déployer des plateformes de surveillance de la biodiversité en temps réel basées sur l'ADN pour tous les organismes multi-cellulaires (Hobern, 2020).

Remerciements

Le projet a été rendu possible grâce à un accord de contribution dans le cadre du programme POLAIRE pour la science et la technologie. L'équipe d'ARCBIO est également reconnaissante envers ses collègues du CBG pour leur travail acharné sur le terrain dans les collections et en laboratoire. Nous sommes également reconnaissants à nos partenaires communautaires du projet à Cambridge Bay et à Kugluktuk, ainsi qu'au personnel et aux chercheurs du GBC pour leurs conseils et leur soutien à diverses étapes du développement du projet et pendant les activités de terrain.

Nous tenons en particulier à remercier les personnes suivantes de Cambridge Bay et de Kugluktuk :

• Beverly Maksagak (gestionnaire, Ekaluktutiak OCT),
• Amanda Dumond (gestionnaire, Kugluktuk OCT),
• Carter Lear (garde scientifique ARCBIO, Cambridge Bay),
• Thomas Bolt (garde scientifique, Kugluktuk),
• Dettrick Hokanak (surveillant de la faune, Kugluktuk),
• Bobby Greenley (président, Ekaluktutiak OCT)
• Larry Adjun (président, Kugluktuk OCT),
• Gerry Atatahak (coordonnateur régional de Kitikmeot, Planification et opérations des parcs, Kugluktuk),
• Allen Niptanatiak et Russell Akeeagok (agents de conservation II, ministère de l'Environnement du Nunavut, Kugluktuk),
• Ipeelie Ootoova (Ekaluktutiak OCT),
• Bob et Brenda Jencke (Cambridge Bay),
• Baba Pederson (Kugluktuk),
• Kerry et Irene Horn (Coppermine Inn, Kugluktuk),
• Terence Milton (technicien de la faune, Kugluktuk),
• Kevin Methuen (gestionnaire régional de la faune, KRWB, Kugluktuk),
• Lisa-Marie Leclerc (biologiste régionale de la faune, KRWB, Kugluktuk),
• Lashawna Taipana (KIA, Kugluktuk).

Références

• deWaard, J. R., Ratnasingham, S., Zakharov, E. V., Borisenko, A. V., Steinke, D., et al. 2019. A reference library for the identification of Canadian invertebrates: 1.5 million DNA barcodes, voucher specimens, and genomic samples. Scientific Data 6:308. doi:10.1038/s41597-019-0320-2.
• Hobern, D. 2020. BIOSCAN: DNA barcoding to accelerate taxonomy and biogeography for conservation and sustainability. Genome 8:1–4. doi:10.1139/gen-2020-0009.
• Pentinsaari, M., Blagoev, G. A., Hogg, I. D., Levesque-Beaudin, V., Perez, K., Sobel, C. N., Vandenbrink, B., and Borisenko, A. 2020. A DNA barcoding survey of an Arctic arthropod community: Implications for future monitoring. Insects 11:46. doi:10.3390/insects11010046
• McMullin, R. 2019. New and interesting Canadian lichens and allied fungi II: Reports from British Columbia, New Brunswick, Nova Scotia, Nunavut, Prince Edward Island, Ontario, and Quebec. Opuscula Philolichenum 18:396–419.
• Ratnasingham, S and Hebert, P. D. N. 2007. BOLD: The Barcode of Life Data System (www.barcodinglife.org). Molecular Ecology Notes 7:355–364. doi:10.1111/j.1471-8286.2007.01678.x.