Cuando sale de un zoológico, lleva consigo rastros físicos de los animales a casa.
Un par de nuevo estudios, publicado conjuntamente en la revista Biología actual, descubrió que simplemente filtrando el aire alrededor de los zoológicos, los investigadores podían recuperar material genético de los animales circundantes. Sin embargo, no solo detectaron a los animales cautivos: los equipos capturaron ADN ambiental‚O eDNA, de pollos y peces que se alimentan a esos animales, y de criaturas salvajes y domésticas que viven cerca.
La técnica tiene el potencial de revolucionar el monitoreo ambiental. Tradicionalmente, los biólogos recurren a la observación directa: pararse en busca de animales o esperar a que se pongan frente a las cámaras de vida silvestre. Particularmente en bosques tropicales espesos, “en realidad es muy difícil ver vertebrados”, dice Christina Lynggaard, investigadora postdoctoral que estudia la evolución y la genómica en la Universidad de Copenhague, y autora principal de el segundo papel. “Los escuchas y ves insectos por todas partes”. Pero obtener una imagen del conjunto completo de aves, monos y reptiles puede ser imposible, agrega. Ese es un problema para comprender cuestiones urgentes de conservación, como la desaparición de especies raras de bosques fragmentados.
“Creo que han demostrado en un par de artículos realmente rápidos aquí que debemos pensar mucho más en el potencial del eDNA en el aire para la detección de la biodiversidad”, dice Matthew Barnes, un ecólogo que estudia el movimiento del eDNA en la Texas Tech University. , y no participó en los dos estudios.
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Los dos equipos comenzaron la investigación de forma independiente, pero por coincidencia estaban haciendo casi una pregunta idéntica. Vieron los resultados de los demás antes de la publicación y decidieron unir fuerzas para que los artículos se publicaran uno al lado del otro. “Creemos que estos artículos deberían aparecer juntos porque son una réplica científica perfecta”, dice Elizabeth Clare, ecologista de la Universidad de York en Canadá y autora principal de uno de los papeles. (Realizó la investigación mientras estaba en la Universidad Queen Mary de Londres). “Y eso es, en última instancia, lo que debes hacer en ciencias”.
A medida que el precio de la secuenciación genómica ha caído, la investigación del eDNA ha aumentado enormemente en popularidad como herramienta para comprender los ecosistemas. Los investigadores han recolectado sangre de sanguijuelas para encontrar material genético de animales que han mordido. Un estudiante de posgrado en el laboratorio de Barnes en la Universidad Tecnológica de Texas descubrió que las plantas liberan columnas de ADN en el aire que las rodea. Pero nadie había dado el paso de averiguar si se podían recuperar directamente del aire rastros microscópicos de animales.
“Ninguno de nosotros sabía si funcionaría, especialmente afuera”, dice Clare.
Los científicos recurrieron a los zoológicos, uno en el Reino Unido y otro en Dinamarca, porque, como dice Clare, “el zoológico es esta notable colección de especies no autóctonas”. Esto permitió a los investigadores demostrar que encontraron ADN del lugar que estaban estudiando. Si tuvieran que monitorear el aire en una granja, por ejemplo, sería imposible saber si estaban detectando ADN de vacas cercanas o millas de distancia. “El problema que enfrenté con las vacas no puede suceder con un tigre”, dice Clare. “No hay otra fuente de ADN de tigre excepto la que tengo frente a mí. Sabemos exactamente lo que debemos detectar “.
Ambos equipos instalaron filtros de aire alrededor de los recintos de animales, desde graneros al aire libre hasta exhibiciones de bosques tropicales en el interior. Una vez que los filtros absorbieron suficiente aire del zoológico, los empaparon, haciendo un caldo de todos los escombros que habían estado en el aire. Luego, buscaron secuencias de ADN de vertebrados.
“En cierto modo juegas un juego, un poco como Go Fish”, dice Clare. “Tengo mi desconocido y lo comparo con mi base de datos de cosas conocidas, y busco una coincidencia realmente buena”.
Los equipos tenían listas de animales del zoológico para comparar, pero también pudieron recoger e identificar el ADN de fuentes inesperadas. El grupo de Clare encontró evidencia de que los cuidadores del zoológico estaban rastreando el ADN de un recinto a otro. En el edificio de la selva tropical, la tripulación de Lynggaard vio ADN de los guppies en los estanques. “Una cosa es si tienes un rinoceronte que se rasca o un pájaro que vuela”, dice Lynggaard. “Pero los guppies no salen del agua. ¿Con qué frecuencia tienen contacto con el aire? “
Los investigadores también encontraron ADN de pollo, pescado y otras carnes alimentadas a los animales del zoológico. Pero también comenzaron a encontrar muestras que no coincidían con nada en el zoológico. El equipo de Lynggaard encontró ADN de pájaros cantores y cuervos, mientras que el de Clare encontró pato, ardilla y el erizo euroasiático en peligro de extinción.
No está claro exactamente qué está flotando en el aire, transportando el ADN. Los equipos sugieren que es probable que sea una combinación de piel muerta, pelo, saliva y heces (“mi vida ha cambiado”, dice Lynggaard sobre este descubrimiento). Descubrir eso ayudará a los investigadores a comprender cómo se mueve el ADN en el aire a través del medio ambiente.
Pero aunque el eDNA puede proporcionar muchas pistas, no puede contar una historia completa. El material genético se degrada con el tiempo, por lo que los investigadores deberán aprender a averiguar cuándo se dejó la “huella”. Es probable que las aplicaciones iniciales de esta técnica sean más útiles para encontrar especies no nativas o en peligro de extinción.
“El erizo fue particularmente emocionante porque es una especie en peligro crítico de extinción en el Reino Unido”, dice Clare. “El hecho de que detectemos una especie rara y en peligro de extinción es el objetivo final de esto”.
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Señalar ubicaciones de especies no nativas y en peligro de extinción puede ayudar en los esfuerzos de conservación y alerta temprana, agrega. Pero los hallazgos también sugieren que los seres vivos están constantemente dejando rastros de sí mismos en el mundo circundante.
“Cualquiera que sufra alergias a las mascotas sabe que la caspa de los animales en su hogar puede levantarse en el aire”, dice Barnes. “Pero estos dos estudios están demostrando que todo tipo de plantas, todo tipo de animales, mamíferos, aves, reptiles y anfibios están potencialmente liberando eDNA que es coleccionable”.
A medida que la tecnología se desarrolle, es posible que permita a los investigadores rastrear los movimientos de los animales migratorios, o incluso comprender qué tan comunes son. “Pienso de manera diferente sobre el medio ambiente, habiendo trabajado con eDNA de esta manera”, dice Clare. “Sé que … si nado en un lago, estoy nadando a través de eDNA. Existen estas nuevas fuentes de información que apenas estamos empezando a aprender a utilizar. Vuelvo a pensar en todo mi trabajo de campo en lugares tropicales y en todos los animales que dejan rastros de sí mismos ”.