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Kristy Deiner, professeure à l'EPFZ, teste le drone pour sa participation au concours XPRIZE Rainforest.

La professeure de l'ETH Kristy Deiner teste le drone pour sa participation au concours XPRIZE Rainforest. Photos : ETHZ

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"Si nous détruisons la biodiversité, nous détruisons notre avenir".

Dans sa lutte contre l'érosion de la biodiversité, la professeure de l'ETH Kristy Deiner révolutionne la recherche, traque de nouvelles espèces et concourt dans des concours internationaux.

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"Si nous détruisons la biodiversité, nous détruisons notre avenir".

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Le doux ronronnement d'un drone transperce le silence qui règne au-dessus d'une forêt du canton de Zurich. Planant juste au-dessus de la cime des arbres, le petit appareil semble chercher quelque chose. Soudain, il s'arrête en plein vol. Le drone descend lentement un petit morceau de papier au bout d'un fil métallique fin dans le feuillage vert - et le retire prudemment au bout de quelques minutes. Puis il tourne et vole avec précision jusqu'à la lisière de la forêt, où un groupe de chercheurs attend déjà avec impatience son retour.

L'équipe BiodivX travaille dans le domaine de l'ADN environnemental (ADNe) - une technique qui permet d'extraire l'ADN des êtres vivants directement à partir d'échantillons d'eau, de sol ou même de l'air. L'objectif est de démontrer quels êtres vivants existent dans un environnement sans avoir à les observer directement ou à les capturer. En collaboration avec des experts en robotique, Kristy Deiner, professeure à l'ETH et pionnière dans ce domaine, a développé cette méthode. Elle travaille depuis cinq ans sur cette technologie - une révolution dans la recherche sur la biodiversité - qu'elle teste maintenant à la lisière d'une forêt discrète. "Grâce à l'ADNe, nous pouvons déterminer toutes les espèces qui se sont trouvées à cet endroit au cours des derniers jours ou semaines", explique Deiner.

La biodiversité a dramatiquement diminué

Avec son paysage varié de montagnes, de forêts et de cours d'eau, la Suisse offre un habitat unique à de nombreuses espèces animales et végétales. Mais comme dans de nombreuses autres régions du monde, la biodiversité y est menacée. "De nombreux habitats et espèces d'Europe ont subi un déclin dramatique au cours des 100 dernières années", explique Deiner. "Cette perte est toutefois rappelée de différentes manières par les différentes générations, ce qui entraîne un décalage de la valeur initiale". Elle cite en exemple les zones humides du canton de Zurich. Celles-ci ont perdu près de 92 pour cent de leur surface initiale depuis 1850. "Pourtant, lorsque nous rencontrons une zone humide et que nous observons des oiseaux, des insectes ou des fleurs, nous pensons souvent : comme cet endroit est magnifique, tout doit être en ordre ici. Cette erreur d'appréciation résulte du fait que nous ne sommes pas conscients de ce à quoi ressemblaient autrefois de tels habitats et de l'étendue de leur répartition".

La professeure de l'EPFZ Kristy Deiner se tient sur une colline avec vue sur le panorama.

La Suisse, avec son paysage varié de montagnes, de forêts et de cours d'eau, offre un habitat unique à de nombreuses espèces animales et végétales.

Kristy Deiner suit avec beaucoup d'intérêt le débat sur la loi sur la biodiversité qui sera soumise au vote le 22 septembre. En tant qu'Américaine sans droit de vote en Suisse, elle s'engage à sa manière : en partageant ses connaissances et en suscitant une prise de conscience. "Nous dépendons entièrement de la biodiversité. La détruire, c'est détruire notre propre avenir", déclare Deiner. Il est essentiel de protéger ce qui reste de la nature. "Mais cela ne suffit pas. Il est nécessaire de restaurer et de réhabiliter les terres et les eaux. La biodiversité a besoin d'espace pour s'épanouir". Deiner se retourne et désigne d'un geste de la main les habitations situées à quelques centaines de mètres de la lisière de la forêt. "En Suisse, on rencontre des traces humaines même dans les régions les plus reculées. Les humains sont omniprésents. C'est pourquoi nous devons trouver un meilleur équilibre, qui concilie les besoins des gens et la protection de la nature".

La professeure de l'EPFZ fait toutefois preuve de compréhension envers ceux qui jugent la situation moins dramatique. "Sans pouvoir voir la plupart des espèces, il est difficile de se représenter leur importance et d'établir une relation avec elles", explique Deiner. "C'est pourquoi nous avons développé, avec l'analyse de l'ADNe, une méthode permettant de surveiller toutes les formes de vie et de leur donner une voix".

Kristy Deiner recueille des échantillons d'ADNe au lac de Lauenen.

Kristy Deiner recueille des échantillons d'ADNe sur les rives du lac de Lauenen.

Avec sa technologie, Deiner s'engage dans différents projets à travers la Suisse et travaille en étroite collaboration avec les communautés locales. "J'ai l'occasion de rencontrer des riverains depuis la source d'un cours d'eau jusqu'à son exutoire dans un lac. Ces communautés sont liées entre elles et aujourd'hui, ces personnes comprennent que ce qui se passe en amont peut changer l'environnement et la perception en aval." Selon lui, cela débouche souvent sur un débat entre les zones rurales et urbaines. "Ce n'est pas seulement typique de la Suisse, mais du monde entier", ajoute Deiner. "Mais nous ne pouvons pas vouloir des aliments produits localement et nous plaindre ensuite que l'agriculture pollue les cours d'eau". L'experte insiste donc sur la nécessité de collaborer : "Ce n'est que si les gens disposent des informations nécessaires ou, au mieux, collectent eux-mêmes les données dès le départ, qu'il existe une base permettant d'élaborer des solutions communes".

Utilisation de l'ADNe pour des projets de protection de la nature

Pour mettre encore plus en pratique ses recherches, Deiner a fondé avec sa collègue Dr Elvira Mächler la spin-off de l'ETH SimplexDNA. Elle se concentre sur la surveillance des espèces invasives grâce à l'ADNe. "Nous travaillons sur plusieurs projets dans le monde entier, de la surveillance de la moule quagga, qui envahit et se répand actuellement en Suisse, à la mesure de la biodiversité des mangroves restaurées au Sénégal pour l'émission de certificats Co2".

En finale d'une compétition mondiale

Dans le cadre du concours XPRIZE-Rainforest, Deiner et l'équipe BiodivX ont également testé les technologies qu'ils ont développées dans des conditions réelles. L'objectif du concours était d'élaborer des méthodes innovantes permettant de surveiller la biodiversité des forêts tropicales.

Faisant partie des six équipes finalistes, les chercheurs zurichois devaient générer des informations sur la biodiversité de la forêt tropicale brésilienne en l'espace de 72 heures. "La limite de temps nous a placés devant un grand défi", raconte Deiner. "Nous devions réduire à 15 heures un processus de travail qui dure normalement entre 70 et 100 heures environ, et conserver à la fois l'exactitude et la précision". Pour répondre à ces exigences, l'équipe a construit un laboratoire en sac à dos qui peut être utilisé partout et qui nécessite très peu d'électricité ou de refroidissement. Selon Deiner, il s'agit d'un saut quantique dans leur recherche : "C'est énorme et cela va considérablement faciliter l'accès à la technologie".

Les échantillons ont été collectés à l'aide d'un drone à une distance allant jusqu'à 1,6 kilomètre. "C'est un exploit que je n'aurais jamais cru possible", déclare Deiner. Au total, l'équipe a pu analyser le matériel ADN de plus de 300 espèces probablement uniques de la forêt tropicale - en seulement 16 échantillons. Les chercheurs zurichois ne sauront toutefois qu'à la fin de l'année quel a été leur résultat dans cette compétition internationale. Leurs résultats peuvent être consultés dans la vidéo.

Déclaration : ce contenu a été rédigé par l'équipe éditoriale de Sustainable Switzerland pour le compte de l'EPFZ.

Cet article traite des SDG suivants

Les Objectifs de développement durable (ODD) sont 17 objectifs mondiaux de développement durable convenus par les États membres de l'ONU dans l'Agenda 2030. Ils couvrent des thèmes tels que la réduction de la pauvreté, la sécurité alimentaire, la santé, l'éducation, l'égalité des sexes, l'eau propre, les énergies renouvelables, la croissance économique durable, les infrastructures, la protection du climat et la protection des océans et de la biodiversité.

6 - Accès à l'eau salubre et à l'assainissement
9 - Bâtir une infrastructure résiliente, promouvoir une industrialisation durable qui profite à tous et encourager l'innovation
11 - Villes et communautés durables
12 - Consommation et production responsables
13 - Lutte contre le changement climatique
14 - Vie aquatique
15 - Vie terrestre

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