À la découverte de la biodiversité australienne

Australie

Rapport
Australie | Politiques de recherche, technologiques et universitaires | Biologie : médecine, santé, pharmacie, biotechnologie
5 juin 2018

Le plan stratégique décennal pour le domaine de l’étude de la biodiversité en Australie et en Nouvelle Zélande vient de paraître, avec le soutien de l’Académie des Sciences australienne et de la Royal Society Te Apārangi néo-zélandaise.

La biodiversité est cruciale pour notre survie et notre bien-être. Elle est à la base de toute notre nourriture, d’une majorité de nos médicaments, d’un grand nombre de nos produits industriels, et elle fournit des services écologiques essentiels. Connaître et comprendre la biodiversité relève de deux disciplines proches : la taxonomie, qui découvre, étudie, et classe les espèces selon leurs caractéristiques communes, et la bio-systématique, qui étudie l’évolution des espèces, et leurs filiations sur des milliards d’années.
 

  1. 1. Utilité de la taxonomie et de la bio-systématique 

Le rapport rappelle les champs d’action de ces deux disciplines, qui interviennent :
 

  • dans les secteurs de la production alimentaire, du commerce, et de la biosécurité, en identifiant les organismes invasifs et les maladies et en aidant à les maintenir hors des frontières
  • en médecine et santé publique, par leurs contributions à la découverte et au développement de nouvelles substances, aux contrôles de biosécurité, et à la gestion des risques pour la santé publique
  • pour l’écologie et les sciences de l’environnement, en fournissant les connaissances nécessaires à une gestion équilibrée de l’environnement face aux changements environnementaux
  • dans l’industrie, grâce à des connaissances à l’origine de nouveaux produits inspirés par la diversité et la créativité de la biodiversité
  • en science, par leurs contributions à la biologie et aux grandes questions sur l’apparition, l’évolution et la diversité de la vie
  • et enfin dans la société, en stimulant et favorisant une relation éclairée avec notre environnement.
  1. 2. État des lieux des deux disciplines en 2018 en Australie et Nouvelle-Zélande
     
    Avec leurs écosystèmes exceptionnels par leur particularité et leur endémisme, les pressions multiples auxquelles ils sont soumis, leur sensibilité, et leur importance socio-culturelle (avec notamment la relation des Aborigènes et des Maoris à l’environnement), la biodiversité de l’Australie et de la Nouvelle Zélande est un domaine d’étude précieux et encore peu connu.
     
    Seulement 31% des espèces auraient été identifiées, classifiées et nommées par les taxonomistes en Australie, et 23% en Nouvelle Zélande. Certains groupes taxonomiques sont peu documentés, malgré leur importance écologique, ou leur impact potentiel pour l’homme. C’est le cas des microchampignons, des bactéries ou des insectes, qui pourtant recyclent les nutriments du sol, transmettent ou préviennent de maladies, et ont un potentiel important pour l’industrie, l’agriculture et la médecine (cf. graphique).
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Biodiversité en Australie et Nouvelle Zélande selon différents groupes taxonomiques.
Australian Academy of Science 2018

De plus, l’Australie et la Nouvelle Zélande sont des terrains de recherche précieux de la biodiversité fossile, qui permet de remonter jusqu’à plusieurs centaines de millions d’années pour étudier l’évolution de la vie sous l’influence des changements environnementaux passés, et d’en comprendre l’évolution future.

Les infrastructures qui soutiennent la taxonomie et la bio-systématique consistent en collections de spécimens et d’échantillons, en séquences ADN, ainsi qu’en données numériques. Le rapport déplore la diminution d’un tiers des apports de nouveaux spécimens ou échantillons à ces collections dans la décade 2000-2009 par rapport à 1990-1999, alors que l’on découvre de nouvelles utilisations aux spécimens collectés grâce aux avancées technologiques, et que le numérique offre de nouveaux outils de recherche inédits. Peu de financement est dirigé vers la recherche de nouvelles espèces (autour de 10% du total, principalement fournis par l’Australian Biological Research Study), le reste va vers les salaires et l’entretien des infrastructures. De plus, le rapport souligne la baisse des effectifs des deux disciplines, le vieillissement de leurs effectifs, ainsi que leurs conditions de travail peu attractives, où notamment le temps de travail alloué à la recherche diminue au profit de tâches administratives, éducatives ou de tâche systématiques d’identification.

  1.  3. Education et formation
     
    À l’heure où la compréhension de notre biosphère devient critique, l’éducation doit jouer un rôle clé pour inspirer les jeunes, et les aider à appréhender la logique des liens et caractéristiques entre chaque créature vivante, ainsi que celle de leur évolution.
    La biologie reste une matière très populaire en Australie et en Nouvelle-Zélande, mais l’offre pour des études universitaires en taxonomie et bio-systématique reste très limitées (9 universités australiennes et 7 néo-zélandaises seulement proposent des cursus spécialisés).
    Avec les nouvelles biotechnologies et technologies numériques, la formation continue des chercheurs de ces disciplines permettrait de développer de nouvelles opportunités et méthodes pour accélérer la recherche sur la biodiversité.
    La participation des citoyens aux projets d’étude de la biodiversité est un très bon moyen de sensibiliser le public aux questions environnementales, et a un grand potentiel en Australie et en Nouvelle-Zélande. Plusieurs plateformes de sciences citoyennes y ont vu le jour, telles que l’Atlas of Living Australia, NatureWatch ou le portail DigiVol. Ces plateformes permettent au grand public d’enregistrer ses observations de la faune et la flore ou de participer à des projets scientifiques en mettant à disposition des outils de collection de données spécifiques.
  1. 4. Opportunités et défis
     
    Les avancées en technologies biologiques et numériques offrent de nouvelles opportunités que l’Australie et la Nouvelle Zélande sont bien placées pour saisir.
     
  • La révolution génétique ouvre le champ de la caractérisation génétique des espèces sur laquelle repose la classification moderne des espèces, mais également des possibilités de séquençage ADN d’échantillons issus de l’environnement qui permettent la découverte de branches entières insoupçonnées de formes de vie. Cependant, cette technologie souffre de lacunes dans sa librairie de séquençages ADN, et de limitations dans ses méthodes d’analyse.
  • Les technologies d’imagerie numérique de haute résolution, mais aussi d’imagerie 3D par micro-tomographies aux rayons X rendent accessibles partout dans le monde des images aux détails de la taille du micron ou des reconstitutions 3D de spécimens fossiles encastrés dans la roche. Des collections entières sont numérisées par de nombreux pays, et offrent des possibilités de partage des données rapides et peu coûteuses.
  • La bio-informatique et l’apprentissage automatique vont aider à l’analyse des vastes quantités de données issues de la numérisation des collections de spécimens ou des séquençages ADN, avec par exemple l’identification d’analogies ou de corrélations dans les données taxonomiques.
  • Enfin, la connectivité mondiale avec le réseau internet permet la mise en commun des données ainsi que l’établissement de collaborations à grande échelle pour l’étude de la biodiversité. L’Australie et la Nouvelle-Zélande doivent participer à ces collaborations d’ampleur mondiale afin de bénéficier de ce partage de connaissances et de techniques.

La taxonomie ainsi que la bio-systématique doivent cependant faire face à des défis de taille dans la prochaine décennie.

  • À l’ère de l’anthropocène, caractérisée par une nouvelle extinction de masse, nous sommes incapables d’évaluer le taux précis d’extinctions induites par l’homme – entre 10 et 1000 fois celui induit par l’évolution naturelle. Il est certain que de nombreuses espèces disparaissent avant même d’être identifiées et documentées.
  • Certains groupes taxonomiques comme les bactéries, les champignons, les nématodes, les mites, etc. sont hyper-diverses : ils comprennent des centaines de milliers voire des millions d’espèces différentes. Ces groupes représentent un défi pour les taxonomistes, et nécessitent une stratégie spécifique pour leur étude.
  • Enfin, les disciplines qui étudient et classifient la biodiversité souffrent d’une dévaluation au regard du grand public et parfois aussi du monde scientifique, qui les considèrent marginales.
  1. 5. Les actions stratégiques à mener
     
  • Accélérer le taux des découvertes grâce aux nouveaux outils de génie génétique et d’imagerie, aux plateformes de collections de données et à l’intelligence artificielle, mais aussi en favorisant les programmes participatifs de recherche impliquant le grand public ou les acteurs industriels et politiques. L’objectif pour 2028 est de porter l’effort sur la documentation des espèces connues mais non nommées ni classifiées, et de développer les arbres phylogéniques reflétant les filiations entre espèces grâce aux séquençages génétiques.
  • Améliorer les services pour les utilisateurs finaux des connaissances taxonomiques et bio-systématiques, avec la mise en place d’un service d’identification de la biodiversité australienne et néo-zélandaise intégrant séquences ADN, morphologies, images et autres données, ou encore une encyclopédie numérique de la biodiversité vivante et éteinte accessible aux scolaires comme aux experts scientifiques et autres professionnels…
  • Impliquer les aborigènes et les maoris afin de partager les connaissances sur la biodiversité australienne et néo-zélandaise, avec par exemple la gestion commune de certaines collections, la participation des communautés indigènes à la découverte et à la dénomination des nouvelles espèces, le développement de ressources pédagogiques incluant la perspective indigène…
  • Améliorer les infrastructures de collections de spécimens et de données pour lesquelles l’Australie et la Nouvelle-Zélande doivent maintenir leur place de leaders mondiaux. Plusieurs actions sont envisagées dans cet objectif :
    • la coordination des différents outils en plateformes intégrées d’envergure nationale
    • l’unification et l’actualisation des informations relatives aux espèces de chaque juridiction australienne et néo-zélandaise pour soutenir les législations de conservation, de biosécurité et de quarantaine
    • la mise en place d’une banque de séquences ADN, conservant rigoureusement tous les groupes taxonomiques des espèces natives et invasives
    • l’établissement d’une banque d’images pour la reconnaissance et l’identification des organismes australiens et néo-zélandais
    • la création d’une base de données pour les spécimens types australiens et néo-zélandais, qui sont à l’origine de la dénomination des taxa
    • l’élaboration d’une bibliothèque des caractéristiques morphologiques, anatomiques, écologiques, génétiques, etc. de la biodiversité, afin d’identifier des analogies, des tendances, et d’aider à l’identification d’espèces
    • la mise en ligne de la totalité des données botaniques et de la moitié des données zoologiques des collections australiennes et néo-zélandaises
    • enfin, la mise en place d’identifiants universels pour chaque ressource taxonomique issue des collections du vivant
  • Eduquer le public et les futures générations en proposant des ressources pédagogiques adaptées de l’école primaire à l’université, en initiant des formations sur l’identification et la taxonomie au sein d’industries pertinentes, et en favorisant la participation citoyenne aux programmes scientifiques de taxonomie et de bio-systématique
  • Soutenir le secteur de la taxonomie et de la bio-systématique, avec en premier lieu le renouvellement d’une main d’œuvre qui s’amenuise et vieillit depuis 30 ans, et la transmission nécessaire des compétences et des savoirs qui en découle, mais aussi une part plus importante allouée à la recherche dans le temps de travail des taxonomistes, l’objectif d’égalité des genres et de diversité du secteur, et enfin l’établissement d’un organisme national de communication et de coordination stratégique (sous le nom de Taxonomy Australia) pour représenter et promouvoir le secteur, et pour implémenter ce plan.
  1. 6. Mettre en œuvre ce plan
     
    Ce plan implique deux pays, l’Australie et la Nouvelle Zélande, leurs gouvernements nationaux, mais aussi les gouvernements d’Etats et de Territoires, les institutions de recherches nationales et les musées régionaux et universités. À ce stade, il ne contient pas d’objectifs de financement chiffrés, mais pose le cadre des futurs développements du secteur à négocier avec les différents acteurs publics ou privés.
    Cependant deux priorités de financement émergent de ces propositions :
  • un réinvestissement conséquent par le gouvernement australien dans l’Australian Biological Resources Study, et un investissement néo-zélandais dans un programme équivalent, afin de soutenir la recherche du secteur
  • l’établissement dans les deux pays d’un organisme (Taxonomy Australia et National Systematics and Taxonomic Collections Working Group) responsable de la mise en œuvre de ce plan, de sa défense, de la coordination stratégique du secteur, et de ses liens avec les partenaires extérieurs

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