18 de novembre de 2020
ADN ambiental: una nova era per al seguiment de la biodiversitat marina?
Una publicació científica recent, publicada el novembre de 2020 a la revista internacional Environmental DNA, compara dues tècniques utilitzades per avaluar la biodiversitat marina: el clàssic cens de busseig visual i l’estudi de l’ADN ambiental, una tècnica emergent en aquest camp.
L’estudi, recolzat per Monaco Explorations, se centra en el cens del nombre d’espècies de peixos als esculls de corall tropicals i es va dur a terme en dos llocs marins colombians. Els resultats formen part d’un ampli programa de recerca internacional: el projecte Megafaune, iniciat entre d’altres per investigadors de la Unitat Conjunta de Recerca MARBEC (MARine Biodiversity, Exploitation and Conservation) que pretén elaborar un inventari exhaustiu de la biodiversitat marina en nombrosos llocs d’arreu del món. . Recerca de la qual les necessitats de coneixement encara són immenses ateses les incògnites i els problemes mediambientals actuals pel que fa al desenvolupament sostenible i la gestió dels mars i oceans.
Un equip multidisciplinari
Els autors d’aquesta publicació provenen de diferents orígens com Andrea Polanco, investigadora de l’Institut d’Investigació Marina i Costanera, INVEMAR, de Colòmbia; Virginie Marques, estudiant de doctorat a la Universitat de Montpeller; Loic Pellissier, professor d’ecologia a l’ETH Zurich a Suïssa; Stéphanie Manel Directora d’Estudis de l’École Pratique des Hautes Études de la unitat de recerca CEFE amb seu a Montpeller a França; Camille Albouy investigadora del Centre Atlàntic IFREMER (Nantes); Tony Dejean director de l’empresa SPYGEN d’Aix-les-Bains; Régis Hocdé de l’Institut de Recerca per al Desenvolupament i David Mouillot Professor de la Universitat de Montpeller, tots dos amb seu a la unitat de recerca del MARBEC. Demostren que la tècnica de l’ADN ambiental és una eina revolucionària per a censos exhaustius i ràpids de peixos presents en un sistema tan complex com un escull de corall.
El seu estudi es va centrar en dos esculls de la costa atlàntica colombiana: Providencia i la badia de Gayraca. S’hi fan censos visuals regularment des de 1999 i es van prendre mostres d’ADN ambiental durant dues missions de Monaco Explorations el 2018. Gràcies a aquesta tècnica, filtrant l’aigua, es van poder identificar així més d’un centenar d’espècies diferents de peixos sense cap mena de pertorbació. Aquests resultats són una prova d’una biodiversitat important rarament registrada mitjançant el busseig o la càmera. Permeten als gestors d’aquests dos llocs animar els poders públics a protegir aquests indrets rics, encara plens de vida, que cal vigilar al llarg del temps en temps de canvi global.
Aquest treball, però, posa de manifest els límits d’aquest mètode censal i la necessitat de continuar augmentant les bases de dades genètiques de referència per poder ser cada cop més precisos en l’assignació d’espècies a tots els fragments d’ADN recollits per filtració.
Més informació
Un oceà amenaçat pels canvis globals
La biodiversitat oceànica està amenaçada. Sota la pressió de nombroses contaminacions d’origen humà, com els residus plàstics i els abocaments industrials, el món submarí també està subjecte a la sobreexplotació dels recursos a través de la pesca o fins i tot de la del fons marí com la perforació de petroli. Tots aquests factors debiliten un ecosistema complex, dins del qual la diversitat d’espècies està disminuint dràsticament. Aquest col·lapse posa en perill una part completa de la vida de la qual l’espècie humana és interdependent.
Diversos grups de científics especialitzats en biologia marina estan especialment interessats a identificar aquesta biodiversitat d’una manera més exhaustiva, no destructiva i fiable per poder estudiar-la mentre encara hi hagi temps. En fer-ho, alerten sobre l’estat de salut d’un entorn que observen que s’està deteriorant greument. L’objectiu, més enllà de la recerca, és oferir vies de reflexió per trobar solucions de preservació compatibles amb la gestió i el desenvolupament sostenibles.
Esculls de corall: punts calents de biodiversitat, difícils d'estudiar
Amb diversos milions d’anys, els esculls de corall representen els ecosistemes marins més diversos i amenaçats del planeta, la qual cosa justifica la seva exploració i seguiment. A causa de la seva complexitat estructural, acullen una diversitat molt àmplia d’espècies que van des de petits peixos damisela fins a grans espècies migratòries com les manta o els taurons. A causa d’aquesta gran diversitat, la vida present als esculls de corall sempre ha estat molt difícil d’inventariar mitjançant mètodes tradicionals. Normalment, la tècnica més utilitzada és el cens visual submarí (UVC), per al qual els bussejadors científics realitzen recomptes submarins seguint un protocol d’estudi molt precís, limitat en l’espai i el temps.
ADN ambiental: una nova era del cens
Durant uns deu anys, el cens d’espècies es pot fer mitjançant una tècnica innovadora: l’estudi de l’ADN ambiental. Aquest mètode es basa en el fet que tots els éssers vius deixen rastres d’ADN al seu entorn, per exemple a través d’excrements o pèrdua de sang o pell. Per estudiar el món marí, doncs, és possible prendre mostres d’aigua a qualsevol profunditat, filtrar-les i aïllar l’ADN present mitjançant tècniques de biologia molecular.
Per després procedir a la identificació taxonòmica, els científics comparen les seqüències d’ADN trobades amb seqüències ja conegudes i referenciades per espècies en bases de dades compartides.
Resultats engrescadors
A partir d’aquest estudi realitzat en aigües colombianes, els investigadors van poder comparar els resultats de diversos anys de censos visuals (entre 1999 i 2017) amb els resultats de l’estudi de l’ADN ambiental de mostres d’aigua preses als mateixos llocs el 2018.
En total, 113 espècies es van registrar a Providència per tècnica visual i el 31% d’aquestes espècies es van trobar per ADN ambiental. A Gayraca, es van registrar 57 espècies mitjançant recompte visual i el 28% es van trobar per ADN. En canvi, en ambdues localitzacions, les anàlisis d’ADN ambiental van permetre identificar noves espècies que no van ser detectades per tècniques visuals, 72 a Providencia i 85 a Gayraca.
Enriquir la base de dades de referència: una necessitat per al futur de l'ADN ambiental
La tècnica de l’ADN ambiental s’utilitza des de fa uns deu anys, però per poder assolir tot el seu potencial és necessari completar la base de dades que permeti la referència genètica d’espècies. De fet, només la mostra biològica, com un petit tros d’aleta, permet seqüenciar l’ADN específic d’un individu i, per tant, trobar posteriorment el seu rastre a l’aigua. Actualment, només es fa referència al 16% de les espècies de peixos, la qual cosa explica en gran mesura les diferències entre el cens visual i l’estudi de l’ADN. Queda per fer una gran quantitat de treball de recollida i seqüenciació. A banda d’equips de científics, és totalment possible mobilitzar diferents comunitats com els pescadors o la xarxa internacional d’aquaris per dur a terme aquests mostrejos.
Providencia i badia de Gayraca: zones poc conegudes per protegir
Situada al sud-oest del mar Carib davant de la costa de Colòmbia, l’illa de Providència està inclosa a la Xarxa Mundial de Reserves de la Biosfera de la UNESCO (Reserva de la Biosfera de Flor de Mar). D’origen volcànic, un gran escull de corall envolta l’illa i la protegeix dels perills climàtics. La badia de Gayraca, en canvi, es troba al Parc Natural Nacional de Tayrona al llarg de la Sierra Nevada de Santa Marta. La costa està formada per diferents tipus de roques que formen badies i illots. Els coralls es distribueixen per la costa en un univers molt divers, entre manglars i prats de posidònia.
Contigües amb zones terrestres relativament conegudes i protegides, el fons marí de l’illa de Providència i la badia de Gayraca s’identifiquen actualment com a importants pel que fa a la biodiversitat, la qual cosa justifica estudiar-los amb més detall per adaptar les mesures de protecció.
