Préparer des échantillons de diatomées (partie 1)

Après une carrière de près de 33 ans en TI, j’ai commencé à faire du bénévolat au Musée canadien de la nature en janvier 2013. Depuis ma jeunesse, la science m’a toujours passionné et je cherchais quelque chose d’intéressant pour occuper une journée par semaine. Le Musée de la nature m’offrait ce qui me convenait.

Par une drôle de coïncidence, on m’a associé à Paul Hamilton, qui était un ancien camarade de classe dans les années 70 à l’école secondaire Laurentian d’Ottawa. Paul est maintenant adjoint principal à la recherche en botanique. Il est le conservateur de la collection de phycologie du Canada et étudie la diversité de la vie microscopique.

Un homme portant un équipement protecteur dans un laboratoire.

Joe Holmes travaillant à la hotte de laboratoire. Image : Paul Hamilton © Musée canadien de la nature

Aux côtés de Paul, j’ai accompli jusqu’à présent diverses tâches liées à la préparation et à l’observation des diatomées. Pendant un temps, j’ai réalisé des lames à partir de spécimens préparés; ensuite, j’ai photographié des organismes microscopiques. Dernièrement, j’ai préparé des échantillons à partir de spécimens provenant du terrain. Le processus comprenant la collecte sur le terrain, la préparation, le classement et l’étude des échantillons de diatomées est long et exigeant. On ne soupçonne pas le savoir-faire qu’exigent ces étapes complexes et délicates.

Collection de phycologie et diatomées

Le Musée canadien de la nature conserve une collection de phycologie (d’algues) en pleine expansion contenant 110 000 échantillons divers allant des grandes feuilles de varech aux diatomées microscopiques.

Un ensemble de diatomées.

Quelques espèces de diatomées vues au microscope à balayage électronique. Image : Paul Hamilton © Musée canadien de la nature

Les diatomées forment un groupe d’algues microscopiques enveloppées dans une membrane de silice ressemblant à une coquille. On compte plus de 15 000 espèces connues. La plupart ne mesurent guère plus que 50 microns de longueur (un micron est un millionième de mètre).

Dans l’environnement, les diatomées libèrent de l’oxygène en fabriquant de l’énergie. Selon des estimations prudentes, les diatomées fourniraient, de concert avec les autres algues, 20 % de l’énergie de la planète. Ces organismes se trouvent à la base du réseau alimentaire. L’énergie qu’ils produisent se transmet de leur corps à celui de petites créatures et continue ainsi sa progression jusqu’aux invertébrés, aux poissons et finalement aux gros mammifères marins comme les baleines.

En plus de leur importance pour l’environnement et malgré leur taille réduite, les diatomées possèdent une structure aussi belle que compliquée. C’est ce que j’ai découvert sous le microscope et dans les livres : elles peuvent être rondes ou ovales, longues et minces ou même en forme de bateau. Je pense que leur beauté et leur diversité ne sont pas étrangères au fait qu’on étudie et collecte beaucoup ces organismes.

Au labo, les diatomées servent d’indicateurs dans les recherches sur les changements climatiques, l’histoire du climat arctique, la qualité des eaux, l’évolution, l’analyse et le séquençage de l’ADN de cellules simples. Dans le secteur manufacturier, elles entrent dans la fabrication de divers produits, par exemple comme abrasif doux de dentifrice ou insecticide écologique de jardin (les coquilles de silice coupantes entravent la progression des insectes).

Une diatomée.

Une diatomée vivante (Gyrosigma acuminate) sous un microscope optique, grossie 1000 fois. Image : Paul Hamilton © Musée canadien de la nature

Les spécimens de diatomées de la collection nationale proviennent de toutes les régions du Canada et du monde. Ils sont collectés sur le terrain par les scientifiques du Musée ou donnés par d’autres établissements scientifiques. On conserve les données concernant chaque spécimen, comme la date et le lieu de collecte ainsi que des photographies dans la base de données de la collection de phycologie.

Jusqu’à présent, Paul nous a demandé de traiter et d’étudier des échantillons venant de l’Ungava dans le nord du Québec, des hautes terres d’Haliburton en Ontario, du parc Adirondack dans l’État de New York aux États-Unis, de la Bolivie en Amérique du Sud, de l’archipel arctique canadien et de l’archipel François-Joseph dans l’Arctique russe. Nous avons aussi photographié des lames préparées de spécimens du lac néo-zélandais Te Anau.

Obtenir des échantillons sur le terrain

On peut collecter des diatomées d’eau douce dans tout milieu aquatique, étang, lac, fossé, rivière. Il est facile de les prélever dans l’eau ou encore dans les vases et les sédiments grâce à un outil ressemblant à une poire à sauce. On fait sécher les échantillons sur le terrain sur du papier filtre ou on les conserve mouillés dans de petites bouteilles.

Pour chaque échantillon, on note le lieu exact de la collecte, la latitude et la longitude, ainsi que la date et le nom de la personne qui a effectué le prélèvement.

Une rangée d'armoires avec quelques tiroirs ouverts.

Tiroirs contenant des boîtes remplies de bouteilles de spécimens. Image : Joe Holmes © Musée canadien de la nature

De retour au labo, on attribue un numéro de référence à chaque bouteille de spécimens selon les numéros de catalogue disponibles. Les renseignements concernant chaque échantillon sont versés dans la base de données de phycologie du Musée, à laquelle on pourra ajouter plus tard d’autres informations ou des photographies.

On classe ensuite les bouteilles et on les place dans des boîtes (qui en contiennent 100). On range ces boîtes dans les armoires de la collection, où les diatomées attendront la suite du processus. On note les étapes dans le carnet du labo pour s’assurer que la procédure a été bien suivie et pour les opérations ultérieures.

Les échantillons peuvent être :

  • Vivants : échantillons bruts du terrain que l’on garde vivants pendant une brève période pour observer les organismes à l’état naturel ou pour séquencer l’ADN
  • Secs : reçus dans cet état du terrain ou obtenus par lyophilisation
  • Humides : préservés après nettoyage et traitement consistant à enlever toute matière organique et à ne laisser que la coquille de silice dans une solution d’eau
  • Sous lames : le stade final :
    • lames de verre pour étude sous microscope optique
    • disques d’aluminium pour microscope à balayage électronique.

Ne manquez pas mon prochain blogue sur la préparation des échantillons et des lames.

Texte traduit de l’anglais.

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