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A perda acelerada da biodiversidade e o aumento da taxa de extinção de espécies é uma grande ameaça para os ecossistemas em todo o mundo. Ainda assim, não foi possível quantificar essas perdas em larga escala, em grande parte devido à falta de infraestrutura necessária. Mas um novo estudo relatado na revista biologia atual em 5 de junho mostra que já existe uma fonte importante para essas informações na forma de DNA ambiental (eDNA), que foi coletado inadvertidamente em filtros por milhares de estações de monitoramento da qualidade do ar ambiente em países ao redor do mundo por décadas.
“Um dos maiores desafios da biodiversidade é o monitoramento em escalas de paisagem – e nossos dados sugerem que isso pode ser resolvido usando as redes já existentes de estações de monitoramento da qualidade do ar, que são reguladas por muitos operadores públicos e privados”, diz Elizabeth Clare, de York. Universidade de Toronto, Canadá. “Essas redes existem há décadas, mas não consideramos realmente o valor ecológico das amostras que coletam”.
“As redes de qualidade do ar existentes e estabelecidas são potencialmente uma enorme fonte inexplorada de dados de biodiversidade”, acrescentou Andrew Brown, National Physical Laboratory (NPL), Teddington, Reino Unido. “Essas redes coletam amostras continuamente de material particulado e agora temos a capacidade de fazer uso disso de uma maneira totalmente nova”.
Embora as estações de monitoramento da qualidade do ar tenham uma longa história, as abordagens para capturar e analisar eDNA fora do ar foram desenvolvidas apenas recentemente. Dois estudos anteriores, também em biologia atual (um de Clare e equipe), ofereceu evidências de prova de conceito de que era possível identificar espécies em um zoológico por amostragem do ar. O colaborador do estudo James Allerton, National Physical Laboratory (NPL), Teddington, Reino Unido, disse que foi depois de ler sobre essas descobertas que ele e seus colegas do NPL começaram a considerar se os filtros usados para coletar dados de qualidade do ar poderiam ter valor para coletar DNA e abordaram Littlefair e Clara.
Em seu novo estudo, pesquisadores como Clare, Allerton e Brown, juntamente com Nina Garrett, da York University Toronto, e a primeira autora Joanne Littlefair, da Queen Mary University of London, testaram se o eDNA transportado pelo ar contendo informações sobre a planta local, inseto e outro animal a vida é capturada em filtros como um subproduto de redes de monitoramento da qualidade do ar que operam regularmente, destinadas a monitorar metais pesados e outros poluentes na atmosfera. Depois de extrair e amplificar o DNA de filtros amostrados em estações de monitoramento em dois locais no Reino Unido, eles encontraram um registro surpreendente da biodiversidade presa nos filtros.
Suas análises recuperaram eDNA de mais de 180 diferentes plantas, fungos, insetos, mamíferos, aves, anfíbios e outros grupos. Eles relatam que a lista de espécies incluía muitas “espécies carismáticas, como texugos, arganazes, mochos e salamandras, espécies de interesse especial de conservação, como ouriços e pássaros canoros, árvores como freixo, tília, pinheiro, salgueiro e carvalho, plantas como milefólios, malvas, margaridas, urtigas e gramíneas, culturas arvenses como trigo, soja e repolho.”
Eles também observaram que os filtros continham DNA de 34 espécies de pássaros. Os dados mostraram que tempos de amostragem mais longos capturaram um número maior de espécies de vertebrados, presumivelmente porque mais mamíferos e pássaros visitaram a área ao longo do tempo.
Os pesquisadores afirmam, com base em suas descobertas, que as redes de monitoramento da qualidade do ar coletam dados de biodiversidade local de maneira padronizada e em escalas continentais rotineiramente há muitos anos, mas que “o significado ecológico dessas amostras passou despercebido”. Em alguns lugares, as amostras são mantidas por décadas, sugerindo que já existem amostras existentes capturando dados ecológicos ao longo do tempo. Com apenas pequenas alterações nos protocolos atuais de monitoramento da qualidade do ar, os pesquisadores dizem que essas amostras podem ser usadas para monitoramento detalhado da biodiversidade terrestre, contando inteiramente com uma rede que já está em operação.
“A descoberta mais importante, na minha opinião, é a demonstração de que os amostradores de aerossóis normalmente usados em redes nacionais para monitoramento da qualidade do ar ambiente também podem coletar eDNA”, disse Allerton. “Pode-se inferir que tais redes – por todos os seus anos de operação e em outros países ao redor do mundo – devem ter captado inadvertidamente o eDNA do próprio ar que respiramos”.
“O potencial disso não pode ser exagerado”, disse Littlefair. “Pode ser um divisor de águas absoluto para rastrear e monitorar a biodiversidade. Quase todos os países têm algum tipo de sistema ou rede de monitoramento da poluição do ar, seja de propriedade do governo ou privado e, em muitos casos, ambos. Isso pode resolver um problema global de como medir a biodiversidade em grande escala.”
A equipe agora está trabalhando para preservar o maior número possível de amostras com o eDNA em mente. Embora as amostras já tenham sido coletadas, eles dizem que será necessário um esforço global para aproveitar ao máximo as informações sobre biodiversidade que elas contêm.
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