TARA expedition Biodiversité d'après L.Micoud

Activité 1 - La mesure de la biodiversité planctonique grâce à la bio-informatique Du bateau au labo...

Découvrir tout d´abord le projet TARA

Modifié d'après L. Micoud

Objectif : Comprendre différentes méthodes d’échantillonnage d'un écosystème pour mesurer sa richesse spécifique.

Découvrir le trajet de la mission TARA Oceans

Votre mission : Vous êtes étudiants en doctorat au Museum National d´Histoire Naturelle de Paris et dans le cadre de votre thèse "influence des conditions physico-chimiques du milieu sur la biodiversité planctonique", vous avez passé un an à bord de la goélette TARA pour étudier la biodiversité du plancton marin au cours de la mission "Tara Oceans".De retour dans votre laboratoire de bio-informatique, vous devez identifier et mesurer la biodiversité planctonique dans 4 stations étudiées lors de votre expédition et essayer de proposer des explications aux différences de peuplements constatées dans un court article illustré de vos résultats.

1ère mission : identifier les espèces à partir de l´ADN environnemental recueilli

2ème mission : traiter les données numériques pour estimer la richesse spécifique et l´abondance des taxons

Bilan : communication scientifique des résultats et interprétations

Première mission : identifier les espèces planctoniques récoltées au laboratoire de biologie moléculaire et de bio-informatique

Les conditions de prélèvement des échantillons

Descriptif de l'expédition TARA et du protocole mis en oeuvre D´après Manuel Bordas - ES - Terminale Les différents outils d'échantillonnage D´après Manuel Bordas - ES - Terminale

Le traitement des données

Identifier et quantifier la biodiversité D´après Manuel Bordas - ES - Terminale

Travail attendu dans la mission 1A l´aide du logiciel professionnel de bio-informatique BLAST, identifier, lorsque cela est possible l´espèce (ou le taxon) à laquelle (auquel) appartient chaque fragment d´ADN environnemental recueilli et dont la séquence se trouve dans le fichier Excel fourni. Compléter ce fichier avec ces informations (document à intégrer ensuite dans l´article scientifique).

Ressources à consulter

Accéder à Blast

Tutoriel Blast

Des infos sur l'ADN environnemental

Identifier et quantifier la biodiversité D´après Manuel Bordas - ES - Terminale

Pour voir du plancton en 3D: Utilisez les cartes à votre disposition avec l'application Planktomania à installer sur vos téléphones

Identifier et quantifier la biodiversité D´après Manuel Bordas - ES - Terminale

Fichier Excel à télécharger

Descriptif de l'expédition TARA et du protocole mis en oeuvre D´après Manuel Bordas - ES - Terminale Les différents outils d'échantillonnage D´après Manuel Bordas - ES - Terminale D´après Manuel Nathan - ES - Terminale

Identifier et quantifier la biodiversité Source : Manuel Nathan ES Term p212 Source : Manuel Bordas ES Term

Des informations complémentaires sur l'ADN environnemental ou ADNe Le barcoding moléculaire consiste à identifier une espèce en comparant une courte séquence de son ADN à toutes les séquences connues d’ADN rassemblées dans un banque de données comme si l’on « scannait » son code-barres génétique. En comparant toutes les séquences d’ADN retrouvées dans un échantillon d’eau ou de sol à cette banque de données, les chercheurs peuvent identifier les espèces qui se trouvent dans cet échantillon : c’est le métabarcoding. Il faut plus de 85% de similitudes pour valider une reconnaissance. Ces méthodes sont cependant coûteuses et ne peuvent pas remplacer complètement les reconnaissances sur le terrain.

Deuxième mission : exprimer graphiquement l´abondance relative dans les 4 stations étudiées

Travail attendu dans la mission 2En utilisant les fonctionnalités d´Excel, réaliser un graphique qui exprime pour les 4 stations étudiées, l´abondance relative des différentes espèces retrouvées (vous pouvez vous aider du graphique présent dans la rubrique "Les notions de richesse spécifique et d´abondance relative" ci-dessus. Ce graphique sera intégré à l´article scientifique rédigé.

Ressources à consulter à propos de la biodiversité :Les notions de richesse spécifique et d´abondance relative

Exemple avec des espèces planctoniques récoltées dans toutes les stations étudiées Exemple de graphiques à construire avec les quatre stations que vous avez étudiées C'est sur ce modèle que vous allez construire votre graphique pour les quatre stations étudiées avec Excel ou équivalent.

tutoriel tableur de type Excel

Exemple avec des espèces planctoniques récoltées dans toutes les stations étudiées Exemple de graphiques à construire avec les quatre stations que vous avez étudiées C'est sur ce modèle que vous allez construire votre graphique pour les quatre stations étudiées avec Excel ou équivalent.

Travail final attenduPar groupe de 2 à 3 étudiants-chercheurs, vous êtes chargés de rédiger un petit article d´une demi-page pour la revue "Pour La Science" dans lequel vous présenterez les résultats de votre recherche.Votre article devra comprendre une présentation rapide des méthodes utilisées, les résultats obtenus communiqués scientifiquement, ainsi que des hypothèses concernant les différences de biodiversité constatées dans les 4 stations étudiées. Pour cela, vous exploiterez les données complémentaires du tableau excel.Vous terminerez votre article en soulignant l´importance du plancton à l´échelle des écosystèmes et plus globalement de la planète grâce aux informations extraites de la vidéo d'introduction.

Pour accéder aux critères de réussite de l'article

Critères de réussite de l'activité 1

Communiquer sur sa démarche, ses résultats et ses choix en argumentant à l'écrit

Communiquer ses résultats dans un langage scientifique (tableau et graphique)

Raisonner avec rigueur, interpréter des résultats en mobilisant ses connaissances, conclure

• mon article présente un titre pertinent (adapté au sujet)
• mon article présente les méthodes utilisées par les scientifiques et le cadre du projet de recherche
• le texte est pertinent (en lien avec le problème à résoudre et les études menées).
• les informations données sont justes. et extraites des études réalisées
• le texte est structuré en phrases qui ont du sens
• l’orthographe et la grammaire sont respectées
• des connecteurs logiques sont utilisés à bon escient

• le choix des axes est pertinent
• les fonctionnalités des logiciels (BLAST et tableur) ont été bien utilisées afin d'obtenir des résultats corrects
• les légendes sont exactes
• un titre en cohérence avec la relation exprimée par le graphique est donné
• les cases vides du tableau sont remplies de manière exacte avec le bon nom de taxon
• le tableau présente un titre pertinent

• les résultats et les informations en lien avec le problème posé sont relevés dans la vidéo et les docs produits
• des valeurs extraites du tableur et du graphique sont citées
• les notions de richesse spécifique et d'abondance relative sont construites sur les données de l'expédition
• Une hypothèse d'explication aux différences de biodiversité entre les 4 stations est proposée en utilisant certaines données du tableau

Un document pour réfléchir...