Tout animal laisse dans l’eau des cellules, des fragments de peau, du mucus, des déjections. Cet ADN environnemental reste détectable quelques heures à quelques jours, et il suffit de filtrer de l’eau de mer pour savoir qui est passé. Reste à savoir ce que la méthode vaut face au comptage classique. Une équipe de Vigo l’a mesuré en embarquant sur la plus grande campagne de recensement des cétacés d’Europe, produisant au passage le plus grand relevé d’ADN environnemental jamais consacré aux cétacés. Sa conclusion est plus nuancée que celle qu’on lui prête : les deux méthodes s’accordent, jusqu’à une certaine échelle.
Le protocole
SCANS-IV est la quatrième édition de l’opération de recensement des cétacés des eaux européennes de l’Atlantique. Du 3 au 31 juillet 2022, à bord du navire océanographique Ramón Margalef, l’équipe a travaillé dans les eaux océaniques espagnoles au nord et au nord-ouest de la péninsule Ibérique, sur 270 684 kilomètres carrés répartis en trois blocs : au large de la Galice, dans le nord-ouest ibérique, et dans le golfe de Gascogne.
Pendant que deux observateurs scrutaient la mer depuis une plateforme surélevée, à l’œil nu et par état de mer inférieur ou égal à 5 Beaufort, une pompe puisait de l’eau à 4 à 5 mètres de profondeur. Deux échantillons de 4 litres par station, préfiltrés à 60 micromètres puis filtrés sur membrane de 0,45 micromètre. Vingt-quatre contrôles à l’eau ultrapure ont été traités chaque jour pour surveiller les contaminations.
| Échantillons d’eau de mer | 258, sur 129 stations |
|---|---|
| Kilomètres de transect visuel | 4 667 |
| Observations visuelles | 349, dont 10 espèces identifiées |
| Espèces détectées par l’ADN | 9, sur 114 stations (88 %) |
| Total combiné | 13 espèces |
| Détectées par les deux méthodes | 6 |
La technique employée s’appelle le métabarcodage. On amplifie une région courte du génome, ici une portion du gène de l’ARN ribosomique 16S des vertébrés marins, on séquence tout ce que l’échantillon contient, puis on compare chaque séquence à une base de référence. Les amorces avaient été modifiées pour ne pas amplifier l’ADN des oiseaux et des tortues marines.
Sur cent lectures d’ADN de mammifère, quatre-vingt-onze sont humaines
Avant les résultats, un chiffre qui dit tout de la difficulté de l’exercice.
Sur les seize millions et demi de lectures brutes, sept millions ont passé les filtres de qualité. Parmi elles, 97,4 % appartiennent aux vertébrés, à peu près pour moitié à des mammifères et pour moitié à des poissons. Mais dans la moitié « mammifères », les cétacés ne représentent que 7,66 % des lectures. Tout le reste vient de mammifères terrestres : 90,78 % d’Homo sapiens, puis du porc, du bœuf, du chien, du chat et du mouton.
Autrement dit, le séquenceur passe l’essentiel de son temps à lire l’équipage, la cuisine du bord et les rejets de la côte. L’ADN de cétacé ne pèse que 3,74 % du total exploitable. Les auteurs recommandent d’employer des amorces bloquantes pour l’ADN humain, et des amorces spécifiques aux cétacés. Ce détail technique explique une bonne part des échecs publiés dans ce domaine.
Malgré cela, le rendement est bon : de l’ADN de cétacé a été trouvé dans 114 des 129 stations, avec au moins deux espèces dans 80 échantillons, et jusqu’à cinq espèces dans deux prélèvements du large.
Treize espèces, et un partage instructif
Neuf espèces par l’ADN, dix par l’œil, treize au total. Le partage est plus parlant que les totaux.
Vues par les deux méthodes, six espèces : le dauphin bleu et blanc, le dauphin commun, le rorqual commun, le grand dauphin, le mésoplodon de Sowerby et le dauphin de Risso.
Détectées par le seul ADN, trois espèces : le globicéphale noir, l’orque et le mésoplodon de True. Les trois sont connues de la zone par ailleurs, le globicéphale par les campagnes antérieures, l’orque par des observations estivales en Galice, mais aucune n’a été vue pendant ces quatre semaines.
Vues seulement à l’œil, quatre espèces : le ziphius de Cuvier, le grand cachalot, le rorqual boréal et le petit rorqual.
Ce dernier groupe s’explique bien, et l’explication est utile. Le ziphius et le cachalot sont des plongeurs profonds qui passent l’essentiel de leur temps loin sous la surface. Or l’eau était prélevée à quatre ou cinq mètres, et l’ADN se stratifie verticalement dans la colonne d’eau. Quant au rorqual boréal et au petit rorqual, ils n’ont été vus qu’une fois chacun : leur rareté sur la zone suffit à expliquer l’absence de trace génétique.
Le mésoplodon de True, absent des quatre campagnes SCANS
Une détection mérite d’être isolée. L’ADN du mésoplodon de True a été trouvé dans cinq échantillons au nord-ouest de la péninsule Ibérique. Cette espèce n’a jamais été identifiée dans toute la série historique des campagnes SCANS, entamée en 1994.
Ce n’est pas une découverte au sens strict : sa présence dans le golfe de Gascogne et en Galice est attestée par des observations opportunistes et par les réseaux d’échouages. Mais c’est exactement le cas de figure où le recensement classique échoue. Distinguer en mer deux baleines à bec du genre Mesoplodon est très difficile, et la campagne a d’ailleurs enregistré dix observations de « baleines à bec non identifiées » réparties sur les trois blocs. L’ADN, lui, tranche sans ambiguïté.
Pour une famille dont plusieurs espèces n’ont jamais été observées vivantes de façon certaine, c’est un apport considérable : la méthode fournit une identification là où l’œil ne peut produire qu’une catégorie.
À l’échelle régionale les deux méthodes s’accordent
C’est le point que les commentaires escamotent presque toujours, et c’est celui qui décide de l’usage à faire de la méthode.
Les quatre espèces les plus observées sont aussi les plus détectées dans l’ADN, avec des fréquences comparables. Le rorqual commun totalise 179 observations et 39 détections génétiques, le dauphin commun 64 et 69, le grand dauphin 26 et 35. Les espèces peu vues sont peu détectées : une seule observation de dauphin de Risso et une seule de mésoplodon de Sowerby, très peu d’ADN pour l’un comme pour l’autre, et dans le même bloc.
Les cartes de densité vont dans le même sens. Pour le rorqual commun, les zones chaudes de l’ADN recouvrent les observations sur presque toute l’aire d’étude, au large de la Galice comme dans le centre de la mer Cantabrique. Les analyses statistiques de composition par bloc donnent des résultats concordants entre les deux méthodes.
À l’échelle locale elles ne se recouvrent plus du tout
Les auteurs ont ensuite resserré la focale. Autour de chaque station, ils ont défini une zone locale d’environ 93 kilomètres carrés, dont le rayon correspond à la plus grande distance d’observation enregistrée pendant la campagne, soit 5 450 mètres. Puis ils ont comparé, station par station, ce que l’ADN avait trouvé et ce que les observateurs avaient vu dans ce cercle.
Le taux de coïncidence tombe à 12 %. Sur l’ensemble des cas, 33 seulement voient une détection génétique correspondre à une observation. En face, 212 cas où l’ADN détecte une espèce que personne n’a vue, et 25 cas inverses. Même pour l’espèce la mieux suivie, le rorqual commun, la concordance plafonne à 24 %, et elle tombe à 6 % pour le grand dauphin.
Ce n’est pas une contradiction, c’est une conséquence de ce que chacune mesure. L’observateur voit un animal présent maintenant dans son champ. Le prélèvement capte une eau qui a côtoyé un animal il y a quelques heures et qui a dérivé depuis, dans un secteur que les auteurs décrivent comme parcouru de courants très dynamiques et de tourbillons transitoires, sujet que détaille notre page sur les courants marins. La présence d’un animal est un fait discret ; son empreinte génétique est un phénomène continu, dilué et transporté.
La conclusion des auteurs est sans ambiguïté : il serait erroné de chercher une correspondance directe entre la présence d’un animal et celle de son ADN dans les parages. Mais ils ajoutent l’essentiel : à plus grande échelle, avec une couverture d’échantillonnage suffisante, cette instabilité locale se dilue et cesse d’être un problème.
La leçon pratique est donc précise, et contre-intuitive. L’ADN environnemental est fiable pour dire ce qui vit dans une région ; il ne l’est pas pour dire ce qui se trouve à un point donné.
Le cas du dauphin bleu et blanc
Un résultat d’espèce mérite d’être isolé, parce qu’il révèle un biais du comptage classique plutôt qu’une qualité de l’ADN.
Le dauphin bleu et blanc est l’espèce la plus fréquemment détectée par l’ADN, dans 81 échantillons répartis sur les trois blocs. Or il n’a été identifié que 21 fois par les observateurs, très loin derrière le rorqual commun et le dauphin commun.
L’explication tient en partie à sa sociabilité, un grand groupe libérant plus d’ADN qu’un animal isolé. Mais elle tient surtout à un problème d’identification. À moyenne et grande distance, le dauphin bleu et blanc se confond avec le dauphin commun. Les observateurs le notent alors « dauphin non identifié » ou « dauphin commun ou bleu et blanc » : la campagne compte 28 observations classées ainsi, soit 8 % du total. Ces observations sortent mécaniquement des analyses par espèce et des estimations d’effectif.
Autrement dit, une espèce commune peut être sous-représentée dans les données officielles non parce qu’elle est rare ou discrète, mais parce qu’elle ressemble à sa voisine. C’est un biais de méthode, et il se corrige, à condition de l’avoir mesuré. C’est précisément ce que l’ADN permet ici.
Deux paires de bases entre deux espèces
L’ADN a ses propres angles morts, et l’étude les documente sans complaisance.
Sur le fragment de gène amplifié, certains delphinidés ne diffèrent que par deux paires de bases. C’est le cas du grand dauphin face au dauphin commun, et du grand dauphin face au dauphin bleu et blanc. Neuf séquences n’ont donc pas pu être attribuées automatiquement à une espèce, et deux sont restées indéterminées après examen manuel.
Pire, deux séquences ont été attribuées par l’algorithme au dauphin tacheté pantropical, une espèce tropicale absente de la zone. Vérification faite, elles correspondaient tout aussi bien au grand dauphin, mais l’ordre de classement des résultats avait fait pencher la machine du mauvais côté. Les auteurs en tirent une règle : chaque attribution, automatique comme manuelle, doit être vérifiée au cas par cas.
Ils signalent aussi le risque de la correction elle-même. Écarter par principe les espèces non résidentes est commode, mais des espèces se déplacent et des aires de répartition changent sous l’effet du changement climatique. Une méthode qui ne peut trouver que ce qu’elle s’attend à trouver ne détectera jamais une arrivée.
Le même obstacle vaut ailleurs. Le métabarcodage ne sépare pas de façon fiable les trois grands rorquals de l’Atlantique nord, baleine bleue, rorqual commun et rorqual boréal, ce qui a imposé de leur concevoir des tests dédiés, espèce par espèce, publiés en août 2026. La méthode voit ce qu’on lui a demandé de chercher.
Ce que l’ADN sait faire, et ce qu’il ne sait pas faire
Il détecte l’élusif. C’est son apport principal, et le mésoplodon de True en est la démonstration. Globicéphale et orque relèvent du même cas : présents dans la zone, absents des observations de la campagne, retrouvés dans l’eau.
Il ne dépend ni de la lumière ni de la météo. L’observation visuelle s’arrête à la nuit et au-delà de 5 Beaufort. Un prélèvement, non. Sur une campagne, cela représente une part considérable du temps de mer autrement perdu.
Il ne demande pas de spécialiste à bord. Un équipage formé en quelques heures peut prélever, ce qui ouvre la porte aux ferries et aux navires de commerce, et donc à des séries temporelles impossibles autrement.
Il donne le régime alimentaire par-dessus le marché. Près de la moitié des lectures de cette campagne appartenaient à des poissons. Une étude portugaise publiée dans PLOS One en octobre 2024 a exploité cette propriété systématiquement : sur 64 échantillons prélevés au seau le long d’un transect, elle a identifié cinq espèces de cétacés contre quatre à l’œil, et surtout dix-neuf espèces de poissons dans les mêmes échantillons, dont la sardine, le bar et l’anchois. Ni l’observation ni l’acoustique ne fournissent cela, et cela intéresse directement nos pages sur les régimes alimentaires.
En regard, trois limites structurelles.
1. Il ne compte pas. C’est la limite décisive. La quantité d’ADN retrouvée dépend du nombre d’animaux, mais aussi du temps écoulé, des courants, de la température, du comportement et de la taille des groupes. Passer d’une concentration à un effectif reste hors de portée, alors que c’est précisément ce que produisent les campagnes visuelles et ce que réclament les gestionnaires.
2. Il ne localise pas finement. Les 12 % de concordance locale le disent assez. Nos cartes de distribution reposent sur une précision spatiale que l’ADN ne fournit pas.
3. Il ne voit pas en profondeur. Prélever à quatre mètres, c’est manquer les animaux qui vivent à mille. Les auteurs proposent d’échantillonner à plusieurs profondeurs, jusqu’au fond, pour vérifier si cela améliore la détection des plongeurs.
Le volume filtré change tout
Un détail technique qui n’en est pas un, et qui explique une bonne part des échecs publiés.
L’équipe espagnole a filtré huit litres par station. Une étude menée en Colombie-Britannique et parue en 2023 dans Environmental DNA a fait l’inverse : quinze stations dans des secteurs connus pour leur fréquentation par les cétacés, avec des prélèvements de faible volume, environ 250 millilitres, soit un grand verre d’eau. Sur 120 échantillons appariés, un seul a donné une détection positive, pour une baleine à bosse.
Les taux de détection s’y établissent ainsi : 18 % pour l’observation visuelle, 4 % pour l’acoustique, moins de 3 % pour l’ADN. Les auteurs concluent à la nécessité de volumes plus importants et d’approches spécifiques à l’espèce. L’écart avec la campagne SCANS-IV, qui trouve neuf espèces dans 88 % de ses stations, ne tient donc pas à la chance : il tient au protocole.
Trois méthodes, trois angles morts
La cétologie dispose désormais de trois familles d’outils, et cette comparaison plaide pour les employer ensemble plutôt que de les opposer.
L’observation visuelle donne des effectifs et des comportements, mais seulement de jour, par beau temps, et elle bute sur les espèces qui se ressemblent. L’acoustique passive couvre la nuit et les plongeurs, mais compte des détections plutôt que des animaux, comme l’explique notre page dédiée à la surveillance acoustique. L’ADN environnemental détecte l’élusif, tranche entre espèces jumelles et renseigne sur le régime alimentaire, mais ne dénombre rien, ne localise pas finement et reste aveugle sous la couche de surface.
Aucune ne se suffit, et le titre même de l’étude de Vigo le dit : l’ADN est un outil complémentaire. Ses auteurs relèvent d’ailleurs que dans chacun des trois blocs, le nombre d’espèces recensées augmente dès qu’on additionne les deux approches, passant par exemple de neuf à onze dans le bloc du nord-ouest ibérique. Notre page sur les technologies de suivi compare ces approches, et celle sur les démographies montre pourquoi le dénombrement reste l’exigence centrale, celle que l’ADN ne satisfait toujours pas.
Sources : Álvarez-González M., Saavedra C., Rotllant J., Pierce G. J., Gutiérrez-Muñoz P., Vázquez Bonales J. A. et Suarez-Bregua P., « Environmental DNA (eDNA) metabarcoding as a complementary monitoring tool in cetacean visual surveys: from broad to fine-scale spatial analysis in open waters », Marine Environmental Research, volume 217, article 107985, 12 mars 2026, DOI 10.1016/j.marenvres.2026.107985, licence Creative Commons Attribution. Institut espagnol d’océanographie et Institut de recherches marines, Vigo. Robinson C., Migneault A., Dracott K. et Glover R., « Seas the DNA? Limited detection of cetaceans by low-volume environmental DNA transect surveys », Environmental DNA, volume 5, 2023, DOI 10.1002/edn3.485. Afonso L., Costa J., Correia A. M., Valente R., Lopes E., Tomasino M. P. et coll., « Environmental DNA as a complementary tool for biodiversity monitoring: A multi-technique and multi-trophic approach to investigate cetacean distribution and feeding ecology », PLOS One, 16 octobre 2024, DOI 10.1371/journal.pone.0300992.
