11.2 : Trailblazer

Pionnier du raisonnement : Paul D.N. Hebert

Figure\(11.4\) Paul D. N. Hebert, 2015 (crédit : « Paul Hebert - Révéler la biodiversité planétaire grâce à des codes-barres ADN » par Åge Hojem, NTNU VitenskapsMuseet/Musée universitaire NTNU/Wikimedia Commons, CC BY 2.0)

Objectifs d'apprentissage

À la fin de cette section, vous serez en mesure de :

• Lisez à des fins de recherche, d'apprentissage et de réflexion critique.
• Identifiez les stratégies de raisonnement et expliquez leurs fonctions.

Stratégies de raisonnement en science

Né à Kingston, en Ontario, au Canada, Paul Hebert (né en 1947) a obtenu son baccalauréat ès sciences à l'Université Queen's, une université de recherche publique de sa ville natale. Il a ensuite poursuivi des études supérieures à l'université de Cambridge (Royaume-Uni), où il a obtenu son doctorat en génétique (une branche de la biologie traitant de l'hérédité et de la variation des caractéristiques héréditaires). Il a passé trois ans à l'université de Sydney en Australie, puis une autre année à Londres au Natural History Museum. De retour au Canada, il a commencé des recherches à l'Université de Windsor, puis a occupé un poste de directeur au Great Lakes Institute de Windsor. En 1990, il a rejoint le corps professoral de l'Université de Guelph, en Ontario, où il est devenu directeur du Centre for Biodiversity Genomics (une branche de la biotechnologie qui s'efforce d'appliquer les concepts de génétique et de biologie moléculaire à la cartographie génétique et au séquençage de l'ADN), et il est titulaire d'une chaire de recherche du Canada en moléculaire biodiversité (étude de la diversité de la vie présente sur Terre ou à un endroit précis de la Terre).

Il est intéressant de noter que le Dr Hebert, un généticien bien connu, utilise des stratégies de raisonnement pour organiser ses recherches. En 2019, une équipe qu'il dirigeait a lancé un effort de plusieurs millions de dollars pour identifier plus de deux millions de nouvelles espèces de créatures. Parce que le monde perd des espèces plus rapidement que des espèces ne sont découvertes, son initiative arrive à point nommé et ajoute de la valeur à son travail. Les experts dans le domaine de la biodiversité estiment que la Terre abrite entre 8,7 millions et 20 millions de types différents de plantes, d'animaux et de champignons. À ce jour, seuls 1,8 million d'entre eux ont été officiellement décrits.

En 2003, le Dr Hebert a proposé pour la première fois le concept d'utilisation de l'ADN (abréviation de l'acide désoxyribonucléique, qui code l'information génétique pour la transmission de caractères héréditaires à partir d'un échantillon) pour créer ce que l'on appelle le code-barres de l'ADN (https://openstax.org/r/barcode). Cette stratégie est une méthode d'identification et de classification des espèces à l'aide d'une section spécifique du code génétique. Dans son article novateur, il a proposé le codage à barres de l'ADN comme solution pour différencier les espèces en utilisant le même petit morceau d'ADN pour chaque organisme. Une similitude réside aujourd'hui dans la manière dont les scanners des épiceries et des autres magasins utilisent des codes-barres UPC sur les articles pour déterminer les prix.

L'idée qui sous-tend la conception des codes-barres est qu'elle crée une séquence unique qui peut être utilisée de nombreuses manières. Deux de ces méthodes incluent l'identification d'un organisme comme faisant partie d'une espèce plus grande et l'identification d'une espèce jusqu'alors inconnue. Hebert a proposé que les espèces animales puissent être distinguées en séquençant moins de 1 000 bases d'ADN mitochondrial (traitant d'une structure subcellulaire présente dans de nombreux organismes) provenant d'un échantillon donné.

Le Dr Hebert a été le directeur fondateur de l'Institut de la biodiversité de l'Ontario. Ses objectifs sont les suivants :

• approfondir les connaissances sur ce qui constitue la biodiversité ;
• protéger la biodiversité ; et
• contribuer à renforcer la collaboration mondiale des chercheurs en biodiversité.

En plus de son travail à l'Institut de la biodiversité de l'Ontario, le Dr Hebert dirige l'International Barcode of Life, qui a débuté en 2008 en tant que bibliothèque de référence d'espèces connues avec leurs séquences d'identification. Les codes-barres ont permis d'identifier les organismes et de documenter leur interaction avec d'autres espèces.

BIOSCAN (https://openstax.org/r/bioscan) est l'un des programmes de recherche de l'International Barcode of Life. Les domaines de recherche de BIOSCAN sont triples. La première consiste à accélérer la découverte des espèces. BIOSCAN utilisera de nouveaux moyens pour améliorer l'identification des millions d'espèces qui n'ont pas encore été découvertes en analysant des centaines de millions de spécimens provenant de sources d'eau douce, d'eau salée et terrestres. Le deuxième domaine est celui de l'interaction entre les espèces, qui étudiera l'écosystème complexe des espèces, un sujet qui, pour la plupart, reste entouré de mystère. Le troisième domaine est la dynamique des espèces, qui étudiera de nombreuses zones du monde telles qu'elles sont définies par leurs conditions environnementales. Les chercheurs utiliseront ces données pour compiler des points de départ complets pour des comparaisons sur la biodiversité.

Dans le cadre de ses efforts continus, BIOSCAN espère plus que doubler la bibliothèque de référence, en utilisant des interactions entre des spécimens et des espèces sur 2 500 sites à travers le monde, un clin d'œil à l'impact international de la technologie de l'ADN. Presque tous les nouveaux enregistrements de codes-barres proviendront d'espèces non décrites. L'un des principaux objectifs sera la découverte d'espèces. Un exemple de séquence de codes-barres sera prélevé. S'il ne correspond pas à une espèce existante, les chercheurs l'examineront de plus près dans l'espoir de trouver une nouvelle espèce. Dans le passé, ce processus aurait pris des années avant qu'un spécimen ne soit effectivement confirmé comme étant une nouvelle espèce.

Le Dr Hebert espère que d'ici 2030, les élèves pourront emporter des codes-barres portatifs dans la nature et les utiliser pour identifier instantanément les plantes et les animaux.

Questions de discussion

1. La comparaison entre les codes-barres ADN et les codes-barres UPC utilisés dans les épiceries vous aide-t-elle à comprendre le concept du code-barres ADN ? Pourquoi ou pourquoi pas ?
2. Comment l'utilisation par BIOSCAN des interactions provenant de plus de 2 500 sites à travers le monde pourrait-elle aider le programme à atteindre ses objectifs ?
3. Comment le Dr Hebert utilise-t-il la stratégie de raisonnement de cause à effet dans le cadre de l'initiative lancée par l'équipe qu'il a dirigée ? Quelle est la cause de cette initiative et quels en sont les effets ?
4. Comment le Dr Hebert utilise-t-il la stratégie de raisonnement du problème et de la solution dans sa proposition concernant le code-barres de l'ADN ? À quel problème répond le Dr Hebert et quelle est sa solution ?
5. En quoi la stratégie de raisonnement fondée sur la classification et la division serait-elle utile à un chercheur comme le Dr Hébert ? Soutenez votre réponse par des exemples tirés du texte.
6. Comment les chercheurs pourraient-ils utiliser une stratégie de comparaison et de raisonnement par contraste pour découvrir une nouvelle espèce ?