18 de noviembre de 2020
ADN medioambiental: ¿una nueva era para el seguimiento de la biodiversidad marina?
Una reciente publicación científica, publicada en noviembre de 2020 en la revista internacional Environmental DNA, compara dos técnicas utilizadas para evaluar la biodiversidad marina: el clásico censo visual durante el buceo y el estudio del ADN ambiental, una técnica emergente en este campo.
El estudio, apoyado por Exploraciones de Mónaco, se centra en el recuento del número de especies de peces de arrecifes coralinos tropicales y se llevó a cabo en dos emplazamientos marinos colombianos.
Los resultados forman parte de un vasto programa de investigación internacional: el proyecto Megafaune, iniciado por investigadores de la Unidad Mixta de Investigación MARBEC (Biodiversidad, Explotación y Conservación Marinas), que pretende elaborar un inventario exhaustivo de la biodiversidad marina en numerosos lugares del mundo.
Se trata de una investigación cuyo conocimiento sigue siendo muy necesario, dadas las incógnitas y los retos medioambientales actuales en materia de desarrollo sostenible y gestión de los mares y océanos.
Un equipo multidisciplinar
Los autores de esta publicación proceden de diversos ámbitos: Andrea Polanco, investigadora del Instituto de Investigaciones Marinas y Costeras, INVEMAR, en Colombia; Virginie Marques, doctoranda de la Universidad de Montpellier; Loic Pellissier, profesor de Ecología de la ETH de Zúrich (Suiza); Stéphanie Manel, Directora de Estudios de la École Pratique des Hautes Études de la unidad de investigación CEFE, con sede en Montpellier (Francia); Camille Albouy, investigadora del IFREMER Centre Atlantique (Nantes); Tony Dejean, director de la empresa SPYGEN de Aix-les-Bains; Régis Hocdé, del Institut de Recherche pour le Développement, y David Mouillot, Profesor de la Universidad de Montpellier, ambos de la unidad de investigación MARBEC.
Demuestran que la técnica del ADN ambiental es una herramienta revolucionaria para realizar censos exhaustivos y rápidos de los peces presentes en un sistema tan complejo como un arrecife de coral.
Su estudio se centró en dos arrecifes de la costa atlántica colombiana: Providencia y la bahía de Gayraca.
Desde 1999 se realizan periódicamente estudios visuales, y en 2018 se tomaron muestras de ADN ambiental durante dos misiones de Exploraciones Mónaco.
Gracias a esta técnica, que consiste en filtrar el agua, se han identificado más de cien especies diferentes de peces sin ninguna perturbación.
Estos resultados son la prueba de un alto nivel de biodiversidad que rara vez se registra buceando o con una cámara.
Permiten a los gestores de estos dos lugares animar a las autoridades públicas a proteger estas ricas zonas, todavía rebosantes de vida, que necesitan un seguimiento a lo largo del tiempo frente al cambio global.
Sin embargo, este trabajo pone de manifiesto las limitaciones de este método de censo y la necesidad de seguir ampliando las bases de datos genéticos de referencia para poder ser cada vez más precisos a la hora de asignar especies a todos los fragmentos de ADN recogidos por filtración.
Seguir leyendo
Un océano amenazado por el cambio global
La biodiversidad oceánica está amenazada.
Sometido a la presión de un sinfín de contaminantes artificiales, como los residuos plásticos y los efluentes industriales, el mundo submarino también está sometido a la sobreexplotación de los recursos por la pesca y las perforaciones marinas en busca de petróleo.
Todos estos factores están minando un ecosistema complejo en el que la diversidad de especies está disminuyendo drásticamente.
Este colapso está poniendo en peligro toda una franja de vida de la que la raza humana es interdependiente.
Varios grupos de científicos especializados en biología marina trabajan en particular para hacer un inventario más exhaustivo, no destructivo y fiable de esta biodiversidad, con el fin de estudiarla mientras aún haya tiempo.
De este modo, nos alertan sobre el estado de salud de un medio ambiente que, según ellos, se deteriora rápidamente.
El objetivo, más allá de la investigación, es ofrecer elementos de reflexión para encontrar soluciones de conservación compatibles con la gestión y el desarrollo sostenibles.
Arrecifes de coral: puntos calientes de biodiversidad difíciles de estudiar
Con millones de años de antigüedad, los arrecifes de coral son algunos de los ecosistemas marinos más diversos del planeta, y algunos de los más amenazados, por lo que es necesario explorarlos y vigilarlos.
Debido a su complejidad estructural, albergan una gama muy amplia de especies, desde pequeños peces damisela hasta grandes especies migratorias como mantarrayas y tiburones.
Debido a esta gran diversidad, la vida presente en los arrecifes de coral siempre ha sido muy difícil de inventariar con los métodos tradicionales.
Normalmente, la técnica más utilizada es el censo visual subacuático (CVS), en el que buceadores científicos realizan recuentos en inmersión siguiendo un protocolo de estudio muy preciso, limitado en el espacio y en el tiempo.
ADN medioambiental: una nueva era en la elaboración de censos
Desde hace unos diez años, se utiliza una técnica innovadora para identificar especies: el estudio del ADN ambiental.
Este método se basa en el hecho de que todos los seres vivos dejan rastros de ADN en su entorno, a través de los excrementos, la sangre o la pérdida de piel, por ejemplo.
Para estudiar el mundo marino, por tanto, es posible tomar muestras de agua a cualquier profundidad, filtrarlas y aislar el ADN presente mediante técnicas de biología molecular.
Para poder proceder a la identificación taxonómica, los científicos comparan las secuencias de ADN encontradas con secuencias ya conocidas y referenciadas por especies en bases de datos compartidas.
Resultados alentadores
A partir de este estudio realizado en aguas colombianas, los investigadores pudieron comparar los resultados de varios años de censos visuales (entre 1999 y 2017) con los resultados del estudio del ADN ambiental de muestras de agua tomadas en los mismos lugares en 2018.
En Providencia se contaron 113 especies mediante la técnica visual y el 31% de estas especies se encontraron mediante ADN ambiental.
En Gayraca, se contaron 57 especies visualmente y el 28% se encontraron mediante ADN.
Por otra parte, en ambas localidades, el análisis del ADN ambiental condujo a la identificación de nuevas especies que no se detectaron mediante técnicas visuales, 72 en Providencia y 85 en Gayraca.
Ampliar la base de datos de referencia: una necesidad para el futuro del ADN medioambiental
La técnica del ADN ambiental se utiliza desde hace unos diez años, pero para aprovechar todo su potencial es necesario completar la base de datos utilizada para la referenciación genética de las especies.
De hecho, sólo tomando una muestra biológica, como un pequeño trozo de aleta, es posible secuenciar el ADN específico de un individuo y, por tanto, rastrearlo posteriormente en el agua.
En la actualidad, sólo el 16% de las especies de peces están referenciadas, lo que explica en gran medida las diferencias entre el censo visual y el estudio del ADN.
Queda por hacer una ingente labor de recopilación de datos y secuenciación.
Además de los equipos de científicos, es totalmente posible movilizar a distintas comunidades, como los pescadores y la red internacional de acuarios, para que lleven a cabo este muestreo.
Providencia y Bahía Gayraca: zonas poco conocidas que necesitan protección
Situada en el suroeste del mar Caribe, frente a la costa de Colombia, la isla de Providencia forma parte de la Red Mundial de Reservas de la Biosfera de la UNESCO (Reserva de la Biosfera Seaflower).
De origen volcánico, un gran arrecife de coral rodea la isla, protegiéndola de los caprichos del clima.
La bahía de Gayraca está situada en el Parque Nacional del Tayrona, a lo largo de la Sierra Nevada de Santa Marta.
La costa está formada por diferentes tipos de roca, que forman bahías e islotes.
Los arrecifes de coral se distribuyen a lo largo de la costa en un entorno muy diverso, con manglares y praderas de posidonia.
Adyacentes a zonas terrestres relativamente conocidas y protegidas, los fondos marinos de la isla de Providencia y la bahía de Gayraca se han identificado ahora como importantes en términos de biodiversidad, lo que justifica estudiarlos con mayor detalle para adaptar las medidas de protección.
