Paul Hebert

Évolution et écologie

Développement d'un système d'identification des espèces appelé «codes à barres de l'ADN», qui utilise un petit fragment d'ADN pour différencier les espèces.

Imaginez que vous faites une randonnée à travers la forêt par un jour ensoleillé - le ciel est clair, les vues sont spectaculaires, et vous êtes d'une humeur vibrante. Jusqu'à ce que vous découvez une tique sur votre cuisse, gonflée après s'être gorgée de votre sang. Venez-vous d'attrapper la borréliose (la maladie de Lyme)? Si, par chance, vous êtes équipé d'un microscope et d'un guide d'identification de tiques et d'un bon oeil - ou, si vous êtes accompagné d'un entomologiste - vous pourriez être en mesure de déterminer si le sanguinivore est membre d'une espèce qui porte la borréliose. Mais les chances sont que vous êtes loin de trouver une réponse facile. Peut-être que vous commencerez à vous inquiéter de la tique. Et puis, de le moustique qui vient de te mordre le bras, la fourmi qui grimpe votre jambe, et les fleurs qui vous font éternuer.

Si Paul Hébert rencontre son objectif, bientôt il ne sera pas nécessaire de paniquer. Vous pourrez tout simplement placer l'insecte ratatiné dans un dispositif à main, et quelques secondes seront affichées l'espèce, une photo en gros plan et une description complète de ses caractéristiques biologiques. En vous servant de cet appareil, vous découvrez que la tique qui vous a piqué est relativement inoffensive. La moustique ne t'a pas transmis de maladies. La fleur te donne un léger rhume des foins, mais rien de pire. Et la fourmi est une nouvelle espèce qui était auparavant inconnue par les biologistes. Finalement, il s'agit d'une meilleure randonnée que prévu! 

Hébert, un biologiste évolutionniste à l'Université de Guelph, en Ontario, a consacré sa carrière à l'étude de la biodiversité - la variation dans la vie vue dans le monde naturel. Le problème est que la plupart des espèces n'ont jamais été vus auparavant. À ce jour, les scientifiques ont identifié environ deux millions d'espèces sur la terre. Mais ils estiment qu'il y en a au moins dix millions, sinon plus. La mission d'Hebert est de trouver et de caractériser ces espèces inconnues, ce qui l'a conduit aux tropiques du Sud du Pacifique Sud, sur les eaux douces des Grands Lacs et dans le désert inconnu de l'Arctique canadien. Mais un problème lancinant l'a toujours gêné partout où il allait - sa boîte à outils pour identifier les animaux. 

Dans les années 1990, de nouvelles techniques de biologie moléculaire ont rendu plus la séquençage de l'ADN plus rapide et de bon marché. Il vint à l'esprit Hebert qu'il pourrait utiliser ces méthodes moléculaires pour accélérer et améliorer considérablement ses efforts. Inspiré par les codes à barres simples utilisés sur les produits alimentaires, il a développé une approche semblable en utilisant l'ADN. Mais, contrairement aux lignes noires et blanches utilisées dans les codes à barres trouvés dans les supermarché, ses codes à barres de l'ADN utilisent des nucléotides - la "lettres" de la génétique qui constituent les gènes. Dans le codage à barres de l'ADN, les lettres uniques dans un tronçon de l'ADN de chaque espèce agissent comme une balise fiable servant à distinguer une espèce d'une autre. 

Les biologistes ont déjà utilisé l'ADN pour décrire les espèces. Mais Hébert a montré qu'il est possible de standardiser cette méthode à l'aide d'un même gène trouvé dans toutes les espèces animales. Le gène qu'il a proposé s'appellait CO1, ou cytochrome c oxydase 1. Ce gène se trouve dans les mitochondries, les unités de production d'énergie de la cellule. (Contrairement à la plupart des gènes, qui se trouvent dans le noyau.) Étant donné que l'ADN mitochondrial acquiert les mutations plus rapidement que l'ADN nucléaire, il sert à bien distinguer les espèces étroitement apparentées. Hebert a montré que le gène CO1 est une espèce indicateur fiable, et son approche est maintenant utilisée à travers le monde. En comparant la séquence de ce gène dans le règne animal, les chercheurs peuvent systématiquement ajouter au catalogue de la vie, et continuent de découvrir de nouvelles espèces en cours de route. 

En 2006, Hébert a créé le Centre canadien pour les codes à barres de l'ADN à l'Université de Guelph - la première installation à grande échelle consacré aux codes à barres d'ADN dans le monde. Ses efforts ont rapidement conduit à une base de données de codes à barres pour environ 30.000 espèces. Et Hébert n'a pas l'intention de ralentir. Il prévoit d'avoir un demi-million espèces dans sa base de données d'ici 2014 - ce qui est rapide si l'on considère qu'aprèes trois siècles de recherches scientifiques on a découvert au plus deux millions d'espèces. Plusieurs entreprises sont également activement à élaborer des dispositifs tenus à la main, qui , d'après Hébert, vont servir à accélérer ce processus. Les dispositifs évoquent le tricordeur utilisé dans Star Trek pour détecter les formes de vie exotiques. Mais si Hébert réalise son rêve, il ne restera bientôt plus d'espèces inconnues sur la planète! 

Carrière