Filtrele de la stațiile de monitorizare a poluării aerului captează ADN-ul dintr-o multitudine de floră și faună, au descoperit cercetătorii, scrie revista Nature.
Oamenii de știință ar putea fi capabili să urmărească flora și fauna lumii analizând ADN-ul care plutește prin aer. Aceasta este concluzia unui studiu publicat pe 5 iunie în „Current Biology”, în care o echipă a identificat peste 180 de tipuri de organisme, inclusiv plante, ciuperci, insecte și animale, folosind ADN capturat de filtrele de la stațiile de monitorizare a poluării aerului. Cercetătorii spun că, datorită ubicuității unor astfel de stații, metoda ar putea transforma monitorizarea biodiversității de pe Pământ și ar putea să detecteze chiar specii rare.
Biodiversitatea globală se prăbușește – unele estimări sugerează o scădere cu 69% a populațiilor de animale sălbatice din 1970. În aceast context, oamenii de știință se străduiesc să urmărească schimbările în ecosisteme și ratele de declin ale speciilor, deoarece le lipsește infrastructura pentru a măsura biodiversitatea la scară largă. În mod obișnuit, cercetătorii sau voluntarii de conservare monitorizează câteva specii terestre în regiuni mici, folosind metode care necesită multă muncă, cum ar fi supravegherea cu camere video, observații la fața locului și examinarea urmelor, inclusiv urmele de pași și fecale. La scară mare, sunt posibile doar măsurători foarte generale, cum ar fi evaluările acoperirii forestiere.
Dar ADN-ul de mediu (eDNA) – cantități mici de material genetic „pierdut” de ființe vii – care este colectat automat folosind rețele de urmărire a poluării aerului ar putea ajuta la rezolvarea acestei probleme, spune Elizabeth Clare, ecologist molecular la Universitatea York din Toronto, Canada, și conduce autorul studiului.
Oamenii de știință colectează și secvențiază eDNA din probe de sol și de apă de aproximativ 20 de ani pentru a urmări specii rare sau pe cale de dispariție, cum ar fi tritonul mare (Triturus cristatus) din Regatul Unit și cintezele Gould (Erythrura gouldiae) din Australia. Agențiile de reglementare au folosit eDNA pentru a detecta speciile invazive; de exemplu, agenția guvernamentală US Fish and Wildlife Service îl folosește pentru a monitoriza crapul argintiu (Hypophthalmichthys molitrix) în sistemul Marilor Lacuri. Dar abia anul trecut oamenii de știință, inclusiv Clare, au raportat că eADN-ul poate fi captat din probe de aer și utilizat pentru a explora biodiversitatea terestră. ADN-ul provine probabil din celule eliminate de organisme, spun cercetătorii.
Stații de monitorizare a biodiversității?
În cea mai recentă cercetare, Clare și colegii ei au condus un studiu pilot în care au avut acces la stațiile existente de monitorizare a calității aerului din Marea Britanie din Londra și lângă Edinburgh, pentru a vedea dacă ar putea capta eDNA din flora și fauna locală. Ambele sunt concepute pentru a monitoriza poluanții atmosferici, cum ar fi plumbul din particulele care sunt reținute în filtrele dispozitivelor. Stația din Edinburgh face parte dintr-o rețea la nivel de Marea Britanie care este condusă parțial de Laboratorul Național de Fizică (NPL) din Teddington.
Cercetătorii au înființat stația din Londra, care se află lângă un parc unde trăiesc căprioare, pentru a preleva mostre la diferite intervale de timp, de la o oră la o săptămână, permițându-le să testeze dacă timpul de prelevare este important. Ei au explorat, de asemenea, cât de mult ar putea fi păstrate probele analizând filtrele stațiilor din Edinburgh, care au colectat ADN timp de o săptămână înainte de a fi stocate timp de opt luni.
Echipa de cercetare, care a inclus oameni de știință de la NPL, a extras și secvențiat eDNA dintr-un sfert din fiecare filtru. Oamenii de știință au comparat apoi secvențele cu cele disponibile în bazele de date ADN precum GenBank, conduse de Institutul Național de Sănătate din SUA.
Cercetătorii au fost surprinși să găsească pe filtre ADN din atât de multe grupuri de organisme. Acestea au inclus 34 de specii de păsări, cum ar fi pănțărușii (Troglodytes troglodytes) și pițigoii mari (Parus major) etc.
Munca de stabilire a detaliilor
Avantajul utilizării stațiilor de monitorizare a aerului existente este că această infrastructură este deja instalată în multe țări din întreaga lume, inclusiv în America de Nord și Centrală, Europa, Asia și emisfera sudică, spun cercetătorii. Ei îndeamnă operatorii stațiilor de monitorizare să păstreze filtrele după analiza calității aerului, astfel încât ecologiștii să le poată folosi.
„Până când le vom înțelege cu adevărat valoarea ecologică, trebuie să încetăm să le aruncăm”, spune Clare.
Eily Allan, biolog molecular și om de știință șef al eDNA Collaborative – un program de cercetare de la Universitatea din Washington din Seattle, spune că colectarea automată a eDNA din aer, folosind rețelele existente de stații de monitorizare a aerului, ar putea „împinge monitorizarea mediului în secolul XXI”. Aceasta îndrumă comunitatea de cercetare de la eșantionarea disjunsă la colectarea regulată de date, repetată, pe termen lung, adaugă ea.
Dar înainte ca metoda de monitorizare să poată fi implementată pe scară largă, cercetătorii trebuie să stabilească câteva detalii, inclusiv timpul optim de eșantionare pentru a asigura o colectare largă de eDNA. Echipa spune că datele sale sugerează că o zi este prea scurtă pentru prelevare, dar o săptămână este prea lungă – există un punct optim în intervalul cuprins între momentul la care poate începe colectarea și cel în care materialul ADN se degradează.
Alte necunoscute includ depărtarea la care călătorește eDNA în aer, ceea ce va determina cât de mare o zonă poate monitoriza această metodă. Coautor al studiului, Joanne Littlefair, ecologist molecular la Universitatea Queen Mary din Londra, spune că echipa încă lucrează la stabilirea informațiilor pe care le poate furniza eDNA dincolo de identificarea speciilor. De exemplu, ea sugerează că este puțin probabil ca metoda să poată măsura abundența speciilor, dar, pe de altă parte, ar putea monitoriza migrațiile păsărilor și modul în care acestea se schimbă ca răspuns la schimbările climatice.
„Nu știm încă la ce te poți uita cu încredere”, spune ea.
Lasă un răspuns