Innovating transnational aquatic biodiversity monitoring using high-throughput DNA tools and automated image recognition – DNAquaIMG

DNAquaIMG représente un consortium interdisciplinaire de 11 pays européens qui rassemble une expertise de pointe internationale dans le développement et la mise en œuvre de méthodes de reconnaissance d'images moléculaires et automatisées à haut débit pour la surveillance de la biodiversité des eaux douces. Les deux approches présentent des avantages complémentaires pour les évaluations de la biodiversité dans le contexte de la dégradation et de la restauration des écosystèmes : le métabarcoding de l'ADN offre une résolution taxonomique élevée et permet la détection d'une biodiversité encore non décrite. En revanche, les méthodes basées sur l'image peuvent fournir des données fiables sur l'abondance, la structure de taille et la biomasse des espèces, mais peuvent uniquement identifier les spécimens avec une résolution taxonomique plus grossière. Combinées, ces approches complémentaires offrent une opportunité pour des données de biodiversité considérablement enrichies à partir d'échantillons environnementaux. Les deux approches peuvent être automatisées dans une large mesure et produire des données FAIR sur la biodiversité. DNAquaIMG propose de développer, tester et harmoniser davantage la surveillance de la biodiversité basée sur l'ADN et l'évaluation automatisée de la biodiversité basée sur l'image et de fournir une feuille de route sur la façon de mettre en œuvre ces deux nouvelles approches de surveillance en combinaison dans le contexte de surveillance existant de la directive-cadre européenne sur l'eau (EG /2000/60, DCE). En tant qu'objectif scientifique clé, DNAquaIMG traite de la façon dont la biodiversité change du niveau de diversité génétique des communautés d'espèces à la diversité fonctionnelle (trait) en corrélation avec la classe d'état écologique évaluée par la biosurveillance de routine de la DCE. En ciblant les groupes d'indicateurs les plus couramment évalués dans la biosurveillance de routine, c'est-à-dire les invertébrés et les diatomées, nous allons construire des cas d'utilisation sur des échantillons collectés le long d'un gradient de classe d'état écologique par le biais de la biosurveillance de routine de la DCE dans huit pays. Nous quantifierons le changement de biodiversité correspondant qui résulte d'une dégradation d'un état élevé à un état bon, modéré, médiocre ou mauvais. Parallèlement, nous produirons des données issues de la restauration des cours d'eau afin d'évaluer si l'amélioration de la classe de qualité écologique se traduit par une augmentation de la biodiversité. Cet objectif sera atteint en évaluant la diversité des espèces à haute résolution dans tous les groupes, y compris la diversité cryptique dans les groupes taxonomiques morphologiquement difficiles à l'aide du métabarcoding de l'ADN, mais également en évaluant les données quantitatives et fonctionnelles sur les traits déduites via des méthodes basées sur l'image. Grâce à cela, le projet vise également à identifier de nouvelles cibles de biodiversité et des indicateurs respectifs qui peuvent éclairer les évaluations de l'état écologique. Sur la base des résultats du projet et des consultations des parties prenantes, DNAquaIMG développera une stratégie pour améliorer la surveillance transnationale de la biodiversité et des changements écosystémiques en utilisant des méthodes moléculaires et basées sur l'image. Ainsi, DNAquaIMG établira une base pour générer des informations plus inclusives sur le changement de la biodiversité, contribuer à une gestion efficace de la biodiversité aquatique et des écosystèmes, et soutenir la mise en œuvre du Green Deal européen, de la Biodiversité européenne et des objectifs post-2020 des Nations Unies.