Qu'est-ce que le suivi des sources microbiennes ?
Le suivi des sources microbiennes est une suite de techniques basées sur l'ADN utilisées pour déterminer les sources de bactéries fécales dans un environnement aquatique, comme un lac, une rivière ou un ruisseau.
Connaître la source de contamination fécale — bétail, animaux domestiques, faune ou humains — permet aux gestionnaires des ressources de prendre des décisions plus éclairées en matière de gestion de la qualité de l'eau.
Pourquoi la contamination fécale est-elle dangereuse ?
La contamination fécale de l'eau expose les personnes et les animaux à un risque immédiat de maladie causée par des organismes pathogènes. Il y a aussi des impacts économiques : fermetures de plages ; dommages à la récolte des mollusques et à l'aquaculture; et la contamination des cultures et autres produits agricoles.
Les techniques traditionnelles d'examen de l'eau contaminée mesurent la quantité de bactéries fécales indicatrices (FIB) dans un échantillon. Cela peut nous dire s'il y a des matières fécales dans un bassin versant, mais n'identifie pas la source.
Suivi des sources microbiennes (MST) donne aux gestionnaires des ressources en eau un outil puissant pour comprendre la source de contamination et atténuer ses effets - ou tout arrêter ensemble.
Pourquoi devons-nous identifier la source des bactéries ?
Supposons qu'une plage de baignade populaire soit contaminée par des bactéries fécales. La plage est près d'une rivière qui se jette dans l'océan, et cette rivière est alimentée par plusieurs ruisseaux.
On sait qu'il y a de la contamination fécale dans l'eau, mais d'où ?
Un parc pour chiens sans laisse en amont de la rivière ? Des troupeaux migrateurs de bernaches du Canada se reposant sur la plage ? Un égout qui fuit qui se déverse dans un ruisseau ? Ou est-ce une combinaison des trois ?
Grâce au suivi de la source microbienne et à la technologie de PCR quantitative en temps réel (qPCR), nous pouvons identifier la source de la bactérie.
Le MST analyse le matériel génétique présent dans les bactéries fécales pour déterminer les micro-organismes spécifiques présents, puis le compare à une base de données de micro-organismes connus provenant d'un large éventail de sources.
Comment le MST peut-il distinguer la contamination fécale entre les espèces animales ?
Les régimes alimentaires et les comportements uniques des animaux créent différentes communautés microbiennes dans leur tube digestif. Ces micro-organismes peuvent être utilisés comme indicateurs de la source de la contamination. Par exemple, certaines bactéries ou virus qui se trouvent dans les excréments de vaches peuvent ne pas être trouvés dans les excréments de porcs, et vice versa.
L'ADN extrait d'un seul échantillon d'eau peut être utilisé pour identifier la présence de plusieurs marqueurs MST, donnant une proportion exacte de bactéries de chaque contaminant potentiel.
LuminUltraLa technologie de suivi des sources microbiennes de peut faire la distinction entre :
- Oiseau (DFG)
- Wapiti / Cerf (EF990R)
- Oie (CGOF1, CGOF2)
- mouette (Mouette4)
- Ruminant (Rhum2Bac, BacR)
- Poulet assaisonné style Fajitas (CP2-9-EPA)
- Vache (M2-EPA1, M3-EPA2)
- Chien (DG3-EPA, BacCan-UCD, DF475F)
- Cheval (HoF597F)
- Cochon (Pig2Bac, Pig2Bac ddPCR)
- Volailles (CL)
- Eaux d'égout (BacV4V5-1, BacV6-21)
- Humain (HF183, HF183 ddPCR, HF183/BacR287, HumM2-EPA, HumM2-EPA ddPCR, BtH. BsteriF)
L'identification du marqueur génétique spécifique à une certaine espèce animale permet aux gestionnaires de l'eau de prendre des mesures ciblées, efficaces et rentables pour prévenir une contamination future.
Comment le MST peut-il traiter et prévenir une contamination future ?
Lagon de Topanga et State Beach
Des chercheurs californiens ont cherché à identifier les origines de la pollution fécale à Topanga Lagoon et State Beach, qui avaient été classées, pendant plusieurs années, comme l'une des plages les plus sales de l'État sur la base de bactéries fécales. Des échantillons ont été prélevés sur 10 sites sur une période de 21 mois menant à juin 2013 pour analyse avec MST.
L'étude a révélé une fréquence élevée de marqueurs associés aux goélands et aux chiens, les niveaux les plus élevés se produisant en hiver. Pourquoi? L'une des raisons est que de grandes populations d'oiseaux de rivage affluent vers les plages du sud de la Californie pendant les mois d'hiver. C'est aussi une époque où les propriétaires de chiens, sans être entravés par des maîtres-nageurs en été, laissent leurs animaux de compagnie courir sans laisse sur les plages. Les chercheurs ont recommandé une meilleure application des chiens sur la plage pour aider à améliorer la qualité de l'eau.
Groupe San Juan Wastershed
Dans une autre étude, LuminUltra analysé des échantillons d'eau prélevés dans deux rivières du Nouveau-Mexique pour le San Juan Watershed Group. Des échantillons d'eau ont été testés pour les marqueurs de source humaine, de vache, de ruminant (cerf, wapiti, vache, mouton) et d'oiseau. Les résultats ont indiqué que la contamination fécale humaine et des ruminants affectait tous les sites testés et indiquait sur quels sites la contamination humaine était un problème plus important.
Le groupe du bassin versant de San Juan a travaillé avec le ministère de l'Environnement du Nouveau-Mexique pour certifier tous les entrepreneurs en élimination des boues actifs dans le bassin versant. Des mesures ont également été prises pour mettre hors service un plan de traitement des eaux usées avec des problèmes persistants de conformité aux permis. Les efforts de suivi pour évaluer les améliorations de la qualité de l'eau comprenaient l'analyse d'échantillons supplémentaires pour les marqueurs de source humaine.
Découvrez comment vous pouvez utiliser le suivi des sources microbiennes
Notre webinaire à la demande, Protégez vos voies navigables : tirez parti du suivi des sources microbiennes pour gérer la contamination fécale, est votre introduction à MST et explique l'approche basée sur des hypothèses pour le suivi des sources.
Apprendre à:
- Développer et tester une hypothèse sur la source des bactéries
- Choisir les lieux d'échantillonnage
- Décider des marqueurs pour les tests
- Tirez parti des innovations en matière de technologie de suivi des sources de bactéries, notamment la PCR numérique (dPCR) et la détection directe des agents pathogènes
