Protéger la biodiversité en comprenant mieux les maladies des amphibiens

Les amphibiens constituent actuellement le groupe de vertébrés le plus menacé de la planète en raison de destructions de ses habitats, du braconnage à l'appui d'un commerce international insatiable des animaux de compagnie, de la pollution et, de plus en plus, de la présence de maladies.

L'une de ces maladies, causée par un champignon, le chytride ou Batrachochytrium dendrobatidis (Bd), qui infecte la peau des grenouilles, est particulièrement préoccupante. Au cours des deux dernières décennies, Bd a été rendu responsable de morts massives et de l'extinction d'espèce d'amphibiens de l'Australie à l'Amérique du Sud; il cause actuellement des problèmes au Canada.

Pierre Echaubard mesurant une grenouille léopard

Pierre Echaubard et une grenouille léopard au cours du travail sur le terrain mené dans la péninsule de Bruce, en Ontario. Photo : Magalie Baril

La situation de la grenouille léopard en Colombie-Britannique et en Alberta, une espèce en voie de disparition, est particulièrement préoccupante. Le champignon infecte ces populations depuis la fin des années 1990. Les grenouilles, lorsqu'elles sont infectées, peuvent en mourir et les tentatives de réintroduction de cette espèce n'ont remporté qu'un succès limité. Curieusement, le champignon ne semble pas afficher la même virulence chez la grenouille léopard de l'est du Canada, où les populations sont tellement stables qu'elles ne figurent même pas dans la liste des espèces en péril.

Bruce Pauli, un biologiste d'Environnement Canada spécialisé dans la santé des écosystèmes, tente d'obtenir le fin mot de l'histoire à l'aide d'outils reposant sur la génomique. L'une des possibilités est celle d'une différence génétique subtile entre ces deux populations de grenouilles. Grâce à un financement de l'Initiative de recherche et de développement en génomique (IRDG), Bruce Pauli collabore avec un laboratoire américain qui établit le génome des deux populations afin de découvrir si cela est bien le cas.

Une autre possibilité serait que, dans les habitats de l'ouest, il existerait un facteur de stress des grenouilles, qui affaiblirait leur système immunitaire et les rendrait incapables de lutter contre l'infection. Ou, encore, une différence génétique affichée par la souche occidentale du champignon pourrait rendre celui-ci plus virulent, bien que Bruce Pauli admette que, à l'heure actuelle, nous ne disposons que de peu de données sur la variabilité génétique du champignon.

Bruce Pauli se concentre principalement sur la cartographie de la répartition, de la prévalence et de la virulence des organismes responsables de maladies chez les amphibiens dans les écosystèmes canadiens et, outre le chytride, se penche sur les Ranavirus, un groupe de virus mortels. Il a remarqué que la souche des Ranavirus qui infectent les amphibiens est particulièrement résistante chez la grenouille des bois en certains lieux. Toutefois, le facteur commun à ces deux maladies est qu'elles sont considérées comme relativement nouvelles dans les écosystèmes canadiens.

En Amérique du Nord, la présence du chytride remonte à l'utilisation du dactylèthre de l'Afrique du Sud dans la conception des tests de grossesse qui remonte à la fin des années 1930. Comme le décrit le Bruce Pauli, les recherches ont démontré que Bd s'est établi chez le dactylèthre de l'Afrique du Sud, en Afrique du Sud, vers 1938. À cette époque, on a découvert que ces grenouilles étaient utiles dans l'élaboration des tests de grossesse chez l'humain; il en a résulté l'expédition à travers le monde d'énormes quantités de ces animaux, accompagnés du Bd qui les infecte.

L'introduction et la répartition du champignon sur tout le continent nord-américain n'étaient dès lors qu'une question de temps. En réalité, après les premières observations de Bd en Afrique du Sud, le cas suivant le plus précoce a été signalé au Canada, au cours d'un autre projet auquel travaillait Bruce Pauli et qui a pu mettre en évidence la présence du champignon chez deux grenouilles vertes collectées par le Musée canadien de la nature en 1961 dans la vallée du Saint-Laurent, au Québec. Le problème que posent ces organismes pathogènes envahissants introduits est le fait que les animaux indigènes pourraient ne pas afficher d'immunité naturelle contre eux et, ainsi, leurs effets peuvent être mortels.

Les techniques de génomique élaborées et mises à l'épreuve au cours du projet mené par Environnement Canada dans le cadre de l'Initiative de recherche et de développement en génomique (IRDG) permettent à Bruce Pauli de suivre les deux maladies de façon beaucoup plus efficace qu'avec des méthodes classiques. Par exemple, la réaction en chaîne de la polymérase (RCP) utilisée pour amplifier l'ADN n'exige qu'un très petit échantillon d'un animal. L'un des principaux résultats de la recherche de Bruce Pauli a confirmé que l'échantillonnage du chytride présent sur la peau des grenouilles pourrait être effectué tout simplement en frottant un écouvillon sur la peau de l'amphibien. Même l'infection aux Ranavirus, qui est une maladie transmise par le sang, peut être décelée à l'aide d'une épreuve sur écouvillon, sans toutefois afficher la même efficacité.

Ces essais non effractifs offrent de gros avantages dans une perspective de conservation. Le principal de ces avantages est le fait qu'aucun animal ne doit être sacrifié et qu'au minimum, un ou deux de ses orteils seront coupés aux fins d'échantillonnage. Alors même que l'on ne s'entend pas sur le fait que la coupure des orteils pourrait affaiblir ou non l'animal, Bruce Pauli explique que les écouvillons ne constituent pas un facteur de stress de plus pour notre population à l'étude, comme pourrait le faire la coupure de l'orteil, et que, définitivement, nous ne souhaitons pas utiliser des techniques effractives sur des espèces en voie de disparition.

Bruce Pauli s'intéresse également à ce qui se produit lorsqu'une maladie se propage au travers d'une zone donnée. À l'été 2011, un financement de l'Initiative de recherche et de développement en génomique a appuyé sa participation à une grande étude sur le terrain portant sur la santé des amphibiens dans les étangs du Nouveau-Brunswick, et l'équipe de recherche s'est penchée notamment sur la mortalité des grenouilles des bois. Les échantillons prélevés durant cette étude ont permis au groupe de prouver qu'il s'agissait d'un épisode de mortalité massive due aux Ranavirus. Comme on en était à la deuxième année de l'étude, les chercheurs disposaient de données de référence recueillies au cours du programme d'échantillonnage de la première année.

Les étangs se sont révélés comme étant un laboratoire naturel parfait, et Bruce Pauli les surveillera afin d'observer ce qui arrive aux populations de grenouilles concernées. Il espère découvrir comment les maladies influent sur la structure (c.-à-d. le nombre de grenouilles de différents âges et le rapport des mâles et des femelles) et la viabilité de ces populations.

Les recherches de Bruce Pauli nous offrent un premier regard sur le chytride et les Ranavirus dans la perspective de leur prévalence et de leur répartition chez les populations d'amphibiens au Canada ainsi que dans la perspective de leur impact sur ces populations. L'un des résultats les plus surprenants, selon lui, est l'ubiquité de ces deux maladies. Où que nous échantillonnions, nous en observons la présence.

À plus forte raison, de conclure Bruce Pauli, nous devons en savoir davantage sur la dynamique de ces maladies et sur l'impact qu'elles pourraient avoir sur nos espèces d'amphibiens indigènes.

Former la prochaine génération de chercheurs

Pierre Echaubard a achevé sa thèse de doctorat à l'Université Laurentienne. Pendant son doctorat, il a étudié les virus qui infectent les amphibiens, et en particulier les facteurs qui modulent la virulence des Ranavirus sur leur hôte. En 2009, sur la recommandation de son superviseur à l'Université Laurentienne, M. David Lesbarrères, Ph. D., il s'est joint à l'équipe du projet financé par l'Initiative de recherche et de développement en génomique de Bruce Pauli. Pierre Echaubard estime que le lien avec Environnement Canada a fait la preuve de sa valeur. Il m'a exposé à des recherches plus appliquées et m'a amené à diriger deux grands projets de recherche qui font partie intégrante de ma thèse, de dire l'étudiant-chercheur.

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