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Uma equipe liderada pela Universidade de Ciência e Tecnologia de Hong Kong (HKUST) desenvolveu uma técnica para estudar como diferentes espécies de peixes interagem entre si em uma região costeira, um avanço que ajuda a explicar as complexas relações entre espécies marinhas e como o aquecimento global afeta populações de peixes.
Ao analisar vestígios minúsculos de DNA de peixes de amostras de água do mar, a equipe combinou o uso de DNA ambiental – conhecido como eDNA – e análise estatística avançada para não apenas detectar a presença de espécies de peixes, mas também revelar como as espécies interagem umas com as outras. outro.
O uso de eDNA para monitorar a biodiversidade aumentou em popularidade nos últimos anos, particularmente para detectar organismos aquáticos como peixes. À medida que os animais se movem em seu ambiente, eles eliminam fragmentos de material genético, como células da pele, resíduos e outros fluidos corporais. Ao extrair esses vestígios de DNA de amostras de água, solo ou ar, os cientistas podem determinar a presença e a diversidade de espécies com alta precisão.
Mas estudos anteriores de eDNA limitaram-se principalmente a detectar a presença ou ausência de certas espécies. Para melhor compreensão e monitoramento dos ecossistemas, é necessário estimar a quantidade de espécies de peixes e detectar as interações interespecíficas, ou interações entre espécies.
A equipe, liderada pelo Prof. Masayuki USHIO, Professor Assistente do Departamento de Ciências Oceânicas da HKUST e Dr. Masaki MIYA do Museu e Instituto de História Natural, Chiba, Japão, desenvolveu uma nova técnica para atingir o objetivo acima mencionado, analisando altas -dados de séries temporais de frequência de eDNA de peixe, tornando possível monitorar de forma abrangente as interações entre as espécies.
Interações interespecíficas, como relações presa-predador, competitivas e mutualísticas, têm um impacto significativo na dinâmica do ecossistema. A pesquisa abre caminho para que os cientistas contribuam para uma avaliação mais precisa do estado do ecossistema e previsões futuras de sua dinâmica.
Os pesquisadores estabeleceram 11 locais de estudo ao longo da costa da Península de Boso, na província de Chiba, no Japão, onde realizaram amostragem quinzenal de água por dois anos. Eles extraíram eDNA das amostras coletadas e analisaram comunidades de peixes usando um método que gerou séries temporais de alta frequência baseadas em eDNA de comunidades de peixes em ecossistemas costeiros. Em seguida, eles detectaram e quantificaram a força das interações interespecíficas peixe-peixe nas comunidades, analisando os dados de séries temporais de eDNA de alta frequência usando métodos de análise de séries temporais de ponta.
Entre suas descobertas importantes, está a de que a temperatura da água pode ter efeitos positivos e negativos sobre como as diferentes espécies de peixes interagem umas com as outras. Eles também descobriram que diferentes espécies de peixes podem reagir de maneira diferente às mudanças de temperatura, esclarecendo como o aquecimento global pode afetar as complexas relações entre as espécies de peixes nas áreas costeiras.
As descobertas foram publicadas recentemente na revista acadêmica internacional eLife.
“Ao integrar técnicas de ponta de diferentes áreas científicas, mostramos que a análise de eDNA pode estimar não apenas ‘o que’ e ‘quantas’ espécies estão presentes, mas também ‘quem interage com quem’”, Prof. Ushio diz.
A estrutura pode ser usada para estudar interações entre diferentes tipos de organismos, não apenas peixes. Isso inclui micróbios, crustáceos e outros invertebrados. Por exemplo, os cientistas poderiam usar a técnica para estudar como diferentes organismos interagem em sistemas de aquicultura. Também poderia ajudar a identificar potenciais patógenos nocivos que poderiam afetar espécies de peixes comercialmente importantes.
A longo prazo, ele disse que a pesquisa pode ajudar cientistas e formuladores de políticas a entender melhor como a mudança climática está afetando as populações de peixes, incluindo espécies comercialmente importantes e raras.
“Essa informação pode ser usada para desenvolver melhores estratégias de conservação para proteger essas espécies e garantir a sustentabilidade a longo prazo dos oceanos. Por exemplo, para conservar uma espécie rara, pode ser importante também proteger uma espécie de peixe que tem um impacto significativo na as espécies raras”, diz ele.
A equipe explorará em breve novas tecnologias, como sistemas automatizados de amostragem de água e amostragem de água do mar com drones subaquáticos, para tornar as análises de eDNA mais eficientes e eficazes, para aprofundar nossa compreensão de como os organismos interagem uns com os outros na natureza, por exemplo, como os patógenos afetam os peixes populações.
Eles também planejam usar a tecnologia avançada de sequenciamento de DNA para investigar as sequências de eDNA com mais detalhes, como o sequenciamento de leitura longa.
“Ao utilizar essas novas tecnologias e colaborar com especialistas de diferentes áreas, podemos continuar avançando em nossa compreensão de como as mudanças climáticas afetam os ecossistemas marinhos e desenvolver melhores maneiras de protegê-los”, diz ele.
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