Introduction au DNA-Barcoding : rapport d'étude bibliographique

DNA barcoding has great potential for carrying out rapid biodiversity assessments of relatively unknown tropical faunas. DNA barcode libraries can be used to examine species richness/identities, and thus spatial and phenological turnover between surveys. The Nouragues nature reserve (French Guiana) has been the focus of three expeditions in two different seasons (January/February and September, 2010-2011). The aim of this project was to barcode all Lepidoptera species with a particular focus on microlepidoptera. Facing an extremely diverse, largely unexplored biota, we identified the specimens by querying the DNA barcode reference library. We were also helped by several expert taxonomists. Overall, 7610 individuals were collected, of which 7279 were successfully barcoded, and xx were identified to species level. We employed a barcode clustering system (Barcode Index number, BIN) to provide uniquely numbered units for faunal analysis. We used two families, Sphingidae and Saturniidae that are well known taxonomically to show that BIN clusters are a good match to the species delimitations based on traditional taxonomy. We then used BINs as a proxy to species for measuring the number of clusters in families with many undentified species. Our findings reveal an outstanding level of diversity with 550 to 575 BINs for Arctiidae and 117 to 240 for Gracillariidae. Our data set is particularly rich in Microlepidoptera, especially Oecophoridae with 9.25 % of all BINs, Gelechiidae (4.16 %) and Gracillariidae (3.27 %) for which most of the species are likely to be undescribed. In total, the 7279 sequences obtained represent 3146 BINs (30.75% singletons). Our estimates of total species richness on the study site is as high as 5937 species (Chao 1, 95% cls), thus representing nearly twice the number of species of Lepidoptera in the United Kingdom alone. This study represents one of the first attempts to quantify the complete diversity of Lepidoptera of a Neotropical rainforest.

Le DNA Barcoding est un outil de la biologie moléculaire destiné à l'identification des espèces. Il a été proposé comme très prometteur pour caractériser la biodiversité présente au sein de faunes encore très peu connues telles que les faunes tropicales. Les bibliothèques de barcodes ADN peuvent aider à caractériser les espèces pour établir ainsi la richesse spécifique des milieux et mettre en évidence un turnover spatial et phénologique de cette biodiversité. Cette étude s'inscrit dans un projet dont l'objectif principal fut de barcoder toutes les espèces de lépidoptères de la station de recherche des Nouragues en Guyane Française, avec un intérêt tout particulier pour les microlépidoptères. La Réserve Naturelle des Nouragues fut visitée au cours de trois expéditions réalisées à deux saisons différentes (Janvier/Février et Septembre, 2010-2011). Faisant face à une faune très diversifiée et largement inexplorée, nous avons identifié les spécimens collectés via les données de référence présentes en ligne (BOLD Systems). Nous avons aussi bénéficié de l'aide de plusieurs experts taxonomistes. Pour l'ensemble de ces expéditions, 7610 lépidoptères ont pu être collectés, 7279 ont pu être barcodé et 3020 ont pu être identifiés jusqu'à l'espèce. Nous également avons utilisé un outil de la taxonomie moléculaire (Barcode Index Number, BIN) pour caractériser les espèces n'ayant pas pu être identifiées et réaliser ensuite nos analyses. Nous nous sommes basés sur deux familles (Sphingidae et Saturniidae) très bien connues d'un point de vue taxonomique pour montrer que les clusters génétiques caractérisés par le BIN concordaient très bien avec les espèces déterminées via la taxonomie traditionnelle. Nous avons alors utilisé le BIN pour déterminer le nombre de clusters présents au sein des familles les moins connues et nous avons pu ainsi mettre en évidence une diversité remarquable notamment chez les Arctiidae (550 à 575 BINs) et les Gracillariidae (117 à 240 Bins). Nos données sont particulièrement riches en microlépidoptères, notamment la famille des Oecophoridae avec 9.25% du nombre total de BINs, les Gelechiidae (4.16%) et les Gracillariidae (3.27%) pour lesquelles la grande majorité des espèces n'a pas encore été décrite. Au total, parmi les 7279 barcodes, 3146 BINs ont pu être caractérisés (30.75% singletons). L'estimation à 5937 (Chao1, 1.95% cls) du nombre total d'espèces présente sur le site présentes sur le site d’étude révèle une richesse considérable représentant près du double de la faune de Lépidoptères du Royaume Uni. Cette étude représente une des premières démarches dans l'estimation de la biodiversité totale des lépidoptères en région tropicale.