Martin Lipman © Musée canadien de la nature
La systématique consiste à identifier et à classer toutes les formes présentes dans la nature. Les recherches en systématique reposent souvent sur la compréhension des comportements de diverses formes de vie et sur l’étude de leurs interactions avec divers environnements, que ceux-ci soient microscopiques ou macroscopiques, au-dessus ou au-dessous de la surface terrestre, ainsi que dans le passé, le présent et l’avenir de notre planète âgée de 4,5 milliards d’années. Cette connaissance approfondie des animaux, des plantes, des fossiles, des roches et des minéraux est indispensable à la gestion réussie des ressources naturelles de la Terre. Les recherches en systématique fournissent des renseignements permettant de mesurer l’influence de l’humanité sur son environnement. Elles aident à prédire les tendances en dressant un inventaire exhaustif des espèces et à fixer des priorités pour la protection des espèces et des habitats.
Des chercheurs du Musée canadien de la nature se spécialisent dans la recherche en systématique à partir des collections d’histoire naturelle. Ce type de recherche comprend l’étude de la diversité des espèces et des rapports qui existent entre elles.
La recherche en systématique se fait sur des minéraux, des plantes et des animaux fossilisés ainsi que sur la faune et la flore récentes. Elle comprend la classification et la dénomination des espèces (nomenclature), l’étude de l’origine et de la spéciation des espèces (évolution), la description des enchaînements de lignées animales ou végétales (phylogenèse) et leur distribution (biogéographie). Les résultats de ces recherches fournissent les données de base essentielles à la gestion des ressources naturelles du Canada.
Ce mécanisme fédéral de coordination a été mis sur pied en avril 2003 par l’intermédiaire du Sous-comité des sous-ministres adjoints fédéraux sur la nature. Dirigé par Joanne DiCosimo du Musée canadien de la nature et Gordon Dorrell d’Agriculture et Agroalimentaire Canada, le PFIB regroupe maintenant les ministères et organismes fédéraux suivants : Agriculture, Environnement, Pêches et Océans, Agence canadienne d’inspection des aliments, Agence de la santé publique, Santé, Ressources naturelles, Parcs et Musée canadien de la nature.
Le PFIB relève du Comité des sous-ministres adjoints sur les sciences et la technologie. Geoff Munro, expert scientifique en chef de Ressources naturelles Canada, dirige le conseil de gestion du PFIB.
Au coeur de la recherche fédérale en systématique et de la bioinformatique, le PFIB a organisé des projets pilotes destinés à faire ressortir l’importance des connaissances en systématique et de l’informatique comme outil de résolution de problèmes majeurs. Il représente le Canada au Centre mondial d’information sur la biodiversité. Pour en savoir davantage sur le PFIB, on peut consulter le www.cbif.gc.ca/fbip/fbip_f.php.
Les experts du Musée offrent des services d’identification taxonomique.
Lynne Gillespie © Musée canadien de la nature
Cette image montre certains des résultats obtenus au cours d’une étude d’échantillons d’ADN (acide désoxyribonucléique) provenant de différentes plantes. Dans ce cas, il s’agissait de diverses espèces d’herbes de l’Arctique, et la scientifique du Musée canadien de la nature était Lynn Gillespie.
Lynne Gillespie © Musée canadien de la nature
Pâturin arctique du genre Poa.
Dans ce processus, connu sous le nom d’analyse des fragments de restriction, l’ADN est extrait de plantes représentatives de chaque espèce et de nombreuses copies d’un fragment précis d’ADN sont faites en recourant à la méthode de la réaction en chaîne de la polymérase (PCR). Ces brins d’ADN sont ensuite soumis à des enzymes de restriction. Chaque enzyme reconnaît une séquence d’ADN différente et coupe les brins d’ADN là où la séquence se produit. L’ADN est ensuite posé sur un gel rectangulaire et le courant électrique fait bouger les fragments d’ADN ainsi chargés. Les fragments bougent et se séparent en fonction de leur taille, les fragments les plus courts se déplaçant plus rapidement que les fragments plus longs. L’ADN est teint, ce qui le rend visible aux ultraviolets. Il en résulte un spectre de bandes d’ADN, chaque bande correspondant à des fragments d’une taille donnée. La longueur des fragments qui composent chaque bande peut être établie en les comparant à un étalon standard d’ADN, comme une règle. Les spectres de bandes peuvent être utilisés pour caractériser différentes espèces de plantes ou différents groupes d’espèces.
Anne Botman © Musée canadien de la nature
Cette image des résultats compare les spectres de bandes d’ADN soumis à l’analyse des fragments de restriction de différentes espèces de pâturin (genre Poa) de l’Arctique canadien. Le spectre de bandes à l’extrémité droite provient d’un deuxième genre, le zigadène élégant (genre Puccinellia). Le spectre à gauche est l’étalon standard.
En comparant les similitudes et les différences entre l’ordre d’enchaînement des composantes du matériel génétique, les chercheurs peuvent découvrir les rapports qui unissent différentes espèces à d’autres. Des différences importantes permettent de classer les sources dans des genres différents tandis que des différences minimes représentent des espèces appartenant au même genre.
Un diagramme de ramification appelé cladogramme peut être établi à partir de ces données. Il indique les rapports des différentes espèces entre elles. Les espèces ou les lignées qui divergent près de la base du cladogramme n’ont que des rapports lointains alors que les espèces qui divergent vers le haut du cladogramme sont étroitement liées.
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