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Babsolutas se posaron en Cristina LynggaardLa piel de ella, lamiendo su sudor mientras ella, Jan Gogarten, y un pequeño equipo de investigadores tomaron muestras de hojas en lo profundo de la selva tropical del Parque Nacional Kibale de Uganda. El trabajo fue un proyecto paralelo no planificado. Gogarten, un ecólogo molecular de la Universidad de Greifswald, esperaba investigar patógenos en monos colobos rojos, pero no recibió permiso para disparar a los animales a tiempo. Rodeado de docenas de hisopos de algodón, tampones, mascarillas y guantes esterilizados sin usar, pensó en la investigación que había estado realizando su colega Lynggaard, ahora ecólogo molecular en la Universidad de Copenhague.

Lynggaard estudia el ADN ambiental en el aire (eDNA), pero sus experimentos normalmente requieren arrastrar baterías de motocicleta, que utiliza para alimentar equipos de filtrado, a lo más profundo de la selva tropical y recargarlas en el campamento cada noche. Gogarten se preguntó si el ADNe que flota en el aire también podría depositarse en las hojas que los investigadores recolectarían con simples restos de material de laboratorio.

Resultó que usar hisopos de algodón y un tampón a temperatura ambiente funciona. En un artículo publicado en Biología actualLynggaard, Gogarten y su equipo encontraron ADN animal de una gran cantidad de géneros y especies de vertebrados en hojas bajas de la selva tropical.1

«Poder simplemente caminar por el bosque, tomar algunas muestras de hojas y descubrir qué hay allí es enormemente importante en términos de nuestra capacidad para documentar dónde están las especies y cómo está cambiando la biodiversidad», dijo el ecólogo de la Universidad de Rutgers. Julia Lockwood, que no participó en el estudio. «La facilidad con la que se puede salir y recopilar esta cantidad de información sobre esta variedad de especies es un gran paso adelante».

Kristine Bohmann, ecologista molecular de la Universidad de Copenhague, limpió hojas bajas de la selva tropical durante tres minutos con cada hisopo para recolectar ADN ambiental de los animales de la selva.

Cristina Lynggaard

Los científicos han estado recolectando muestras de agua durante varios años para estudiar el ADN que desprenden las criaturas acuáticas. Sin embargo, el seguimiento de especies terrestres suele implicar métodos más antiguos, como la observación humana o las cámaras trampa, que requieren mucho trabajo y tiempo. Además, al utilizar estas técnicas, los científicos a menudo no pueden identificar a todos los animales en un hábitat porque están ocultos, camuflados, son nocturnos o se encuentran en un paisaje desafiante que impide un fácil acceso. Recientemente, los científicos han comenzado muestreo de ADNe en el aireque es más fácil de recopilar, pero los filtros de recolección requieren electricidad para aspirar aire y la recopilación de datos puede llevar horas.2 Sólo unos pocos estudios han analizado el ADNe en superficies terrestrescomo la corteza o las flores, y normalmente observan solo una especie de vertebrado a la vez o cubren grandes extensiones de una planta.3

Entonces, para este estudio, Lynggard, Gogarten y su equipo caminaron a tres lugares diferentes en la selva tropical acompañados por el asistente de campo local Richard Kaseregenyi. Se adornaron con máscaras y guantes desinfectados y frotaron hojas elegidas al azar durante tres minutos. Después de repetir esto ocho veces en cada una de tres ubicaciones diferentes (24 hisopos en total), el equipo introdujo cada hisopo en un pequeño tubo de tampón con tapa de rosca, donde permaneció a temperatura ambiente hasta que Lynggaard regresó a su laboratorio en Copenhague. Allí, extrajo el ADN y utilizó metacódigos de barras, lo que le permitió amplificar una pequeña región de ADN de vertebrados o mamíferos, en lugar del ADN de plantas, insectos, hongos u otro tipo de ADN que también podría estar en la hoja. Específicamente, se centró en un segmento del gen mitocondrial 16S de los mamíferos, así como en una región del gen 12S de los vertebrados, ambos códigos de barras de uso frecuente. Ella amplificó estos segmentos mediante PCR. Después de secuenciar las muestras, Lynggaard comparó las secuencias genéticas del ADNe con una gran biblioteca de códigos de barras de ADN animal conocidos.

El equipo encontró ADN de 52 géneros de vertebrados, incluido un anfibio, un pez con aletas radiadas, 26 géneros de aves que abarcan 10 órdenes y 24 géneros de mamíferos que abarcan cinco órdenes, lo que llegó a un promedio de 7,6 géneros por hisopo. Lynggaard vinculó con éxito 30 de los 52 géneros detectados con una especie particular, incluidos mamíferos terrestres y arbóreos grandes (como el elefante africano) y pequeños (el ratón de madera Stella, que pesa sólo 19 g). Las especies de aves incluían el diminuto pájaro sol variable de 6,6 g y la gran grulla coronada gris.

«Cuando obtuve los datos de la secuencia y pude identificar estas secuencias, quedé atónito por la diversidad de animales y la cantidad de animales detectados en cada uno de estos hisopos», dijo Lynggaard. “No lo podíamos creer. Fue mucho mejor de lo que esperábamos”.

Lynggaard ahora quiere saber exactamente cuánto tiempo permanece el eDNA en las hojas y si se adhiere más fácilmente a algunos tipos que a otros, o si se adhiere mejor en ciertos climas y condiciones. «En este momento, no sabemos qué edad tiene este ADN», dijo. “¿Hemos estado detectando animales que acaban de pasar y dejaron el ADN hace unas horas, o es ADN de un animal que estuvo en la zona hace semanas? No lo sabemos”.

Lockwood dijo que la técnica necesita más validación antes de usarse ampliamente. Deben demostrar que funciona en todos los entornos, así como con métodos tradicionales como la captura de cámara. Sin embargo, esto llevará algún tiempo. Aún así, dijo, “existe el potencial para que revolucionen la forma en que monitoreamos la biodiversidad. Esperemos que motive alguna inversión por parte de los financiadores para hacer el trabajo más duro de validación”.

«Fue un placer trabajar con este proyecto», dijo Lynggaard. «Vemos un gran futuro con esto, que podría usarse para proyectos de ciencia ciudadana en los que se puede dar un hisopo de algodón a las personas y ellos pueden tomar un hisopo en el área donde viven».

Referencias

  1. Lynggaard C, et al. ADN ambiental de vertebrados a partir de hisopos de hojas. Curr Biol. 2023;33(16):R853-4.
  2. Lynggaard C, et al. El ADN ambiental transportado por el aire captura la diversidad de vertebrados terrestres en la naturaleza. Mol Ecol Resour. 2023.
  3. Allen MC, et al. Muestreo de ADN ambiental de árboles y suelo para detectar mamíferos arbóreos crípticos. Representante de ciencia. 2023(13):180.