.
Medir a biodiversidade marinha com “DNA ambiental” – uma aplicação do sequenciamento de genes à biologia ambiental – deve permitir uma avaliação rápida das mudanças na vida marinha. Isso torna o DNA ambiental (eDNA) uma ferramenta crítica para gerenciar nossa resposta às mudanças climáticas. Mas o eDNA só funciona bem se as principais etapas de implementação forem seguidas, de acordo com um novo estudo da área de Los Angeles e Long Beach publicado na revista. PeerJ.
“O que precisamos saber para usar o eDNA no oceano costeiro e podemos fazê-lo funcionar bem em um ambiente urbano importante? Essas são as perguntas que nos motivaram a lançar este estudo”, disse Regina Wetzer, curadora e diretora do Centro de Biodiversidade Marinha no Museu de História Natural do Condado de Los Angeles (NHM).
Responder a essas perguntas envolveu contribuições de um museu de história natural, várias instituições acadêmicas, consultores ambientais e agências governamentais – destacando os desafios envolvidos no uso do eDNA, mas também o amplo interesse em seu uso.
O eDNA usa o sequenciamento genético de amostras do ambiente (neste caso, a água do mar) para inventariar a biodiversidade. “Existem genes que diferem o suficiente entre as espécies para que possam ser usados como marcadores de identificação. Todo organismo libera DNA deixando cair células da pele ou outros materiais, então podemos pegar um copo de água do mar, sequenciar o DNA nele e usá-lo para inventariar organismos na área”, disse Zack Gold, principal autor do estudo.
Os vizinhos Porto de Los Angeles e Porto de Long Beach formam um dos maiores complexos portuários do mundo e são um local de intenso interesse ambiental. Isso o tornou um site interessante para testar a capacidade do eDNA de atuar como uma ferramenta eficaz para a avaliação da biodiversidade.
Este estudo comparou a amostragem de eDNA e a amostragem convencional de rede de arrasto baseada em navios em sete locais no complexo portuário. Em cada local, os pesquisadores coletaram várias amostras de eDNA, cada uma com cerca de um litro de água do mar, pouco antes de a rede de arrasto ser rebocada pela mesma área. Isso permitiu uma comparação entre o eDNA e as técnicas tradicionais de avaliação da biodiversidade: o eDNA detectou quase todas as 17 espécies de peixes encontradas nas redes de arrasto, mas também detectou outras 55 espécies de peixes nativos. Detectar essas espécies adicionais por meio de amostragem convencional requer muito mais viagens de amostragem e uma despesa muito alta.
“Ficamos felizes em ver o eDNA validado ao lado da amostragem ‘convencional’, mas ficamos muito empolgados em ver as informações extras que vieram do eDNA”, disse Dean Pentcheff, pesquisador e gerente de programa da Diversity Initiative for the Southern California Ocean (DISCO ) no NHM. Mas obter essa informação extra dependia de ter uma biblioteca de referência genética completa para todos os peixes da área – uma sequência genética em uma amostra de eDNA só pode ser resolvida para uma espécie se houver uma sequência de referência arquivada para essa espécie. Todos os peixes nas amostras de eDNA neste estudo foram resolvidos somente depois que os pesquisadores adicionaram as últimas referências de peixes à biblioteca de sequências.
As amostras de eDNA de diferentes locais nos portos renderam diferentes inventários de espécies em um nível estatisticamente significativo. Isso respondeu a uma pergunta importante: o eDNA pode medir a variabilidade em uma área tão pequena quanto o complexo portuário, ou a água do mar se mistura tão completamente que as diferenças locais são completamente borradas? Este estudo demonstrou que o eDNA neste ambiente oceânico pode expor diferenças entre lugares tão próximos quanto algumas centenas de metros.
Com base nesse projeto piloto, os autores montaram um conjunto de recomendações para gestores que consideram o eDNA como uma ferramenta para avaliações de biodiversidade. As recomendações abrangem a seleção cuidadosa dos genes de identificação e conselhos específicos sobre como limpar os dados de sequência de amostras de eDNA antes de procurar correspondências de sequência. Devido à resolução bem-sucedida de espécies resultante da construção de uma biblioteca de referência de sequência completa, uma recomendação importante é criar bancos de dados de referência regionais.
“Essas amostras do ambiente são como cápsulas do tempo que poderemos explorar no futuro”, disse Adam Wall, gerente de coleções de crustáceos da NHM. Esse sentimento gerou outra das recomendações do grupo: arquivar amostras de eDNA e dados de sequência para uso a longo prazo. À medida que a tecnologia de sequenciamento melhora, informações adicionais podem vir das amostras. À medida que as técnicas de análise de dados genéticos melhoram e as bibliotecas de referência genética são expandidas, os dados da sequência podem ser analisados novamente para obter resultados adicionais além dos inventários de peixes publicados neste estudo.
Os coautores deste estudo incluem pesquisadores de um amplo conjunto de instituições: Zachary Gold (agora na National Oceanic and Atmospheric Administration), Rachel S. Meyer (agora na University of California, Santa Cruz), Paul H. Barber e Robert Wayne na Universidade da Califórnia, Los Angeles; Teia M. Schweizer da Colorado State University; Emily E. Curd no Landmark College, Vermont; Regina Wetzer, Adam R. Wall e N. Dean Pentcheff no Museu de História Natural do Condado de Los Angeles; Kevin Stolzenbach da Wood Environment and Infrastructure, Inc.; Kat Prickett no porto de Los Angeles e Justin Luedy no porto de Long Beach. O projeto foi apoiado por financiamento do Porto de Los Angeles e do Porto de Long Beach.
.
