Imagine poder obtener un «informe de ADN» que, basado en rastros de material genético en el medio ambiente, enumere todas las plantas y animales en el área, de la misma manera que un pronóstico meteorológico diario cuenta la precipitación, el viento y la temperatura. Una quimera, podrían haber dicho los científicos alguna vez. Pero un artículo publicado hoy muestra que El monitoreo remoto y rutinario de la biodiversidad pronto puede ser una realidad. Al aprovechar los sensores de monitoreo de la calidad del aire existentes, los investigadores han descubierto una forma económica de censar las especies cercanas.
“Este artículo es impresionante por su ingenio”, dice Chris Jerde, ecologista de la Universidad de California, Santa Bárbara, que no participó en el trabajo. Julie Lockwood, ecologista de la Universidad de Rutgers, otra experta externa, dice que el estudio «presenta una muy buena oportunidad para hacer un seguimiento de la biodiversidad a gran escala», algo que los países acordaron realizar como parte de un tratado internacional llamado Convenio sobre la Diversidad Biológica.
La nueva investigación se basa en la creciente evidencia de que el ADN ambiental, o eDNA, es un atajo poderoso para catalogar especies, lo que reduce la necesidad de métodos de muestreo tradicionales que requieren mucha mano de obra, como atrapar u observar directamente plantas o animales individuales. “Empezamos a ver [that] El eDNA se deja en todas partes”, dice Kristine Bohmann, ecologista molecular de la Universidad de Copenhague. Los animales más grandes se desprenden del ADN de la piel, las escamas y las plumas, y los investigadores también han detectado ADN electrónico de mejillones, esponjas, escarabajos peloteros, telarañas e incluso plantas carnívoras, tanto en la tierra como en el agua. En los últimos 2 años, varios equipos de investigación, incluido el de Bohmann, han demostrado que incluso pueden encontrar ADN de plantas, insectos y mamíferos suspendidos en el aire.
James Allerton sospechó que el muestreo de ADN en el aire ya podría estar ocurriendo como un subproducto accidental del monitoreo de la contaminación. Físico en el Laboratorio Nacional de Física de Inglaterra, ayuda a supervisar un esfuerzo de 60 años del gobierno del Reino Unido para monitorear la calidad del aire mediante el seguimiento de metales pesados y otras partículas utilizando cientos de muestreadores de aire en todo el país. Allerton se puso en contacto con Elizabeth Clare, una bióloga de la Universidad de York cuyo equipo había demostrado que las muestras de eDNA del aire en un zoológico capturaban la diversidad de animales en su interior. Junto con la bióloga Joanne Littlefair de la Universidad Queen Mary de Londres, los científicos acordaron ver si los filtros del monitor de calidad del aire del país habían recolectado eDNA además de los contaminantes del aire.
El equipo extrajo y secuenció el ADN de un monitor en el Laboratorio Nacional de Física en los suburbios de Londres. También recolectaron filtros de 8 meses de una estación de monitoreo en Escocia.
“No esperábamos que funcionara”, recuerda Clare. Y, sin embargo, el eDNA reveló la presencia de 180 plantas, hongos, insectos, mamíferos y anfibios, incluidas 34 especies de aves en los dos sitios, informa hoy el equipo en Biología actual. Las muestras incluían ADN de especies amenazadas como erizos y pájaros cantores; fresnos, tilos y robles; y cultivos como el trigo y el repollo. “El hecho de que los filtros recolectados originalmente para otros fines puedan reutilizarse para estudios sensibles de eDNA es sorprendente”, dice Naiara Rodríguez-Ezpeleta, genetista ecoevolutiva de AZTI en Sukarrieta, España.
En cuanto a la cantidad y los tipos de especies identificadas, «Hubo poca diferencia en los dos lugares», dice Clare, a pesar de que las muestras escocesas habían estado almacenadas durante 8 meses. Los investigadores habían pensado que el ADN se degradaría durante ese período; su preservación “plantea interesantes posibilidades para el análisis de eDNA”, dice Rodríguez-Ezpeleta. Siempre que los filtros viejos se mantengan secos, lo que ayuda a mantener la integridad del ADN, podría ser posible retroceder en el tiempo para rastrear los cambios en la biodiversidad mirando los filtros archivados, dice Clare.
Eso es exactamente lo que ha hecho Per Stenberg, un genetista de la Universidad de Umeå, en un trabajo que aún no se ha publicado. Su equipo ha obtenido ADN de 30 años de filtros de aire archivados, extraídos semanalmente de sensores instalados para detectar la lluvia radiactiva de las explosiones nucleares en toda Suecia. Estos muestreadores recolectaron grandes volúmenes de aire y, por lo tanto, son muy sensibles a las bajas concentraciones de contaminantes, explica. Él y sus colegas encontraron cambios documentados en el ADN en las abundancias relativas de todo tipo de organismos a lo largo del tiempo, tendencias que «se correlacionan bien con los datos de monitoreo más tradicionales», dice, cambios que podrían reflejar la influencia del clima, dice.
No está claro si los muchos miles de filtros de aire que monitorean la contaminación en todo el mundo pueden ser una forma consistente y confiable de detectar cambios en la biodiversidad. “A veces, detectar algunas especies no es lo mismo que detectar una señal de cambio de biodiversidad representativa de un área más grande”, dice Fabian Roger, ecologista de ETH Zürich, que está probando el potencial de los muestreadores de aire para detectar insectos que pueden causar daños en cultivos o árboles. daño Los investigadores no saben qué tan lejos de un sensor puede estar un organismo y aún ser detectado, o si algunos organismos son más fáciles de detectar. “El diablo está en los detalles”, dice Einar Eg Nielsen, ecologista molecular de la Universidad Técnica de Dinamarca que no participó en el estudio.
“El potencial podría ser grande”, agrega Roger. “Pero aún está por demostrarse”.
