¿Cuántos peces hay en el mar? Con el ADN ambiental ya no hace falta contarlos

En diciembre de 2020, un equipo de investigadores publicó un estudio científico en la Revista sobre Ciencia Marina del Consejo Internacional para la Exploración del Mar (ICES) en el que usaba ADN ambiental para deducir las poblaciones de peces en Nueva Jersey. Si el paper llama la atención es porque, gracias a este método, se podrá “correlacionar positivamente [el ADN ambiental] con la biomasa por especie y mes”.

Dicho de otra forma, se ha demostrado posible saber cuántos peces hay en una región del océano (en masa y especie), lo que a su vez podrá ser usado para futuros estudios ambientales, ecológicos, de sostenibilidad e incluso para mejorar las leyes de pesca protegida, entre otros. Así funciona el ADN ambiental, una «nueva» forma de contar animales sin técnicas agresivas.

¿Qué es el ADN ambiental?

El ADN ambiental es una técnica que analiza el material genético liberado por individuos que han transitado o habitan en el medio muestreado con el objetivo de identificar las especies a las que pertenece dicho material.

Se trata de un método no invasivo del estudio de ecosistemas acuáticos mediante el cual se obtiene información y censo de poblaciones. La idea es analizar el ADN que se haya a la deriva en el agua, en lugar de ir animal por animal registrando su código vital.

El descubrimiento de la doble hélice es bastante reciente. La humanidad se topó por primera vez con el ácido desoxirribonucleico en 1869, en el laboratorio del médico suizo Friedrich Miescher. Pero tuvo que pasar casi un siglo para que Watson, Crick y Williams recibiesen el Nobel por el descubrimiento de la molécula, un modelo que data de 1953 y para el que hicieron falta decenas de científicos. De ahí que sea uno de los nobeles más discutidos.

A diferencia del ADN que podría extraerse de un único animal (por ejemplo, mediante análisis de sangre o frotado de alguna de sus cavidades, como hacen las fuerzas del orden), el ADN ambiental se extrae del ambiente (el suelo, el agua, las heces) y ofrece información parcial de múltiples especies. A menudo con ADN degradado.

La molécula de ácido desoxirribonucleico es muy estable en un organismo vivo, tanto que se sospecha que podría usarse para almacenar información, pero se degrada en cuando muere la célula donde se conserva plegado. De ahí que el ADN ambiental sea menos fiable que el que podríamos recoger de una muestra directa. Pero, a diferencia de este, el eDNA tiene muchísimas utilidades.

Para qué sirve el ADN ambiental

El ADN ambiental no es una técnica particularmente nueva; pero, gracias a tecnología como los secuenciadores masivos o la bajada de precio de otras herramientas, lo cierto es que está ganando popularidad, particularmente por su bajo grado de error. Algunos de sus usos actuales los recoge el trabajo fin de grado de 2020 titulado ‘Aplicaciones de las técnicas de ADN ambiental en ciencias ambientales’:

Estudiar ecosistemas antiguos

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Estudiar el ADN sedimentario antiguo de un lago puede aportar muchísima información sobre la historia florística de la zona. Esto es lo que hicieron en un estudio comparativo sobre ADN antiguo ya en 2013. En 2017, otro equipo también trabajó con sedimentos de lagos con esta técnica para “estudiar procesos como la extinción, colonización, adaptación y divergencia evolutiva”.

Aprender sobre interacciones entre plantas y polinizadores

Estudiar el polen transportado por los polinizadores mediante eDNA es una de las mayores contribuciones actuales al estudio de las interacciones entre plantas y polinizadores. Antes de esto había que realizar observaciones en campo, mientras que con el ADN ambiental basta con tomar muestras y analizarlas.

Analizar la dieta de especies

El análisis del material alimenticio de los animales es una forma de usar el ADN ambiental. Con ello, es posible evaluar cadenas ecológicas complejas, parásitos incluidos. De modo que es viable usar esta técnica para determinar los hábitos alimenticios de especies enteras, según estudios como este.

Detectar especies invasoras en un hábitat

La detección de especies invasoras, especialmente en sus fases iniciales, es clave para tomar medidas que eviten el deterioro ambiental de la zona. A través del eDNA, es posible localizar especies exóticas que amenazan ecosistemas completos. Estudios como el de Gerhard & Gunsch fueron esencialespara analizar el movimiento de especies marítimas de una región a otra.

Cómo reacciona el ecosistema por la contaminación

El ADN ambiental también puede ser utilizado para averiguar las probabilidades de supervivencia de una especie en base a los contaminantes. Por ejemplo, se sabe que los metazoos son los más afectados por la contaminación gracias a este tipo de análisis. Asimismo, esta técnica puede usarse para buscar bioindicadores en diferentes ecosistemas que a su vez sirvan de base a otros estudios.

Analizar la calidad del aire

Caracterizar un microbioma —comunidades fungicidas, polen en suspensión, bacterias, etc.—  mediante eADN puede convertirse en una técnica rápida para examinar la calidad del aire en entornos cerrados o abiertos. De hospitales a ciudades. De esta forma, se pueden localizar ciertos patógenos o alérgenos.

Cómo saber cuántos peces hay en mares y océanos sin contarlos

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Como abríamos el artículo, recientemente Mark Y Stoeckle y colaboradores han publicado un estudio titulado ‘Evaluación de arrastre y eDNA de la diversidad, estacionalidad y abundancia relativa de peces marinos en la costa de Nueva Jersey, EEUU.’ con el que han logrado demostrar que el ADN ambiental puede ser utilizado para medir poblaciones de animales.

Es decir, estas trazas de ADN flotando en el océano no solo sirven para determinar qué animales hay nadando, sino para calcular (de forma aproximada pero con relativa precisión) su masa total. Esto se realiza analizando la cantidad de ADN por especie, lo que arroja cifras con un margen de error bastante bajo.

El uso de este tipo de análisis oceánicos es muchísimo más rápido (y menos invasivo) que recurrir a una red de arrastre. Además, es más fiable, ya que usando redes de arrastre cabe la posibilidad de no capturar determinadas especies que sí estarán presentes en un análisis de ADN ambiental.

 

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