ADN recogido del aire, enfoque novedoso para estudiar la biodiversidad

Dos estudios publicados en Current Biology demuestran que el ADN ambiental (ADNe) recogido del aire puede utilizarse como un enfoque novedoso y no invasivo para el estudio de la biodiversidad.

Los hallazgos fueron realizados por dos grupos independientes de investigadores, uno con sede en Dinamarca y otro en el Reino Unido y Canadá. Ambos grupos de investigación se propusieron comprobar si el ADNe aerotransportado podía utilizarse para detectar especies animales terrestres. Para ello, los equipos de investigación recogieron muestras de aire en dos zoológicos europeos, el de Hamerton (Reino Unido) y el de Copenhague (Dinamarca).

El estudio del Reino Unido fue dirigido por la profesora adjunta Elizabeth Clare, de la Universidad de York (Canadá), y luego profesora titular de la Universidad Queen Mary de Londres, mientras que el estudio danés fue dirigido por la profesora asociada Kristine Bohmann, del Instituto Globe de la Universidad de Copenhague.

Cada equipo utilizó un método diferente para filtrar el ADNe del aire, pero ambos consiguieron detectar la presencia de numerosas especies animales dentro y fuera de los límites de los dos zoológicos.

El equipo de Bohmann recogió muestras de aire utilizando tres dispositivos de muestreo de aire diferentes: un aspirador comercial con base de agua y dos ventiladores con filtros incorporados; el más pequeño de estos dos tenía el tamaño de una pelota de golf. Recogieron muestras de aire en tres lugares: el establo de los okapis, la Casa de la Selva y el exterior entre los recintos exteriores.

El equipo de Clare utilizó filtros sensibles acoplados a bombas de vacío para recoger más de 70 muestras de aire en diferentes lugares del zoo, tanto en el interior de las zonas de descanso de los animales como en el exterior, en el entorno general del zoo.

Los resultados de ambos estudios superaron sus expectativas. "Cuando analizamos las muestras recogidas, pudimos identificar el ADN de 25 especies diferentes de animales, como tigres, lémures y dingos, 17 de los cuales eran especies conocidas del zoo --explica Clare--. Pudimos incluso recoger ADN electrónico de animales que se encontraban a cientos de metros de distancia del lugar donde hacíamos las pruebas sin que se produjera un descenso significativo de la concentración, e incluso del exterior de edificios sellados. Los animales estaban dentro, pero su ADN se escapaba".

"Nos quedamos asombrados cuando vimos los resultados --reconoce Bohmann--. En sólo 40 muestras, detectamos 49 especies de mamíferos, aves, anfibios, reptiles y peces. En la Casa de la Selva Tropical detectamos incluso los guppys del estanque, el perezoso de dos dedos y la boa. Al tomar muestras de aire en un solo lugar al aire libre, detectamos muchos de los animales con acceso a un recinto exterior en esa parte del zoo, por ejemplo el kea, el avestruz y el rinoceronte", añade.

Muchas de las especies detectadas se encontraban en los zoológicos, pero, sorprendentemente, ambos equipos también detectaron especies de las zonas circundantes al zoológico. El erizo euroasiático, en peligro de extinción en el Reino Unido, se detectó en las afueras del zoo de Hamerton (Reino Unido), mientras que el topillo acuático y la ardilla roja se detectaron en los alrededores del zoo de Copenhague.

Ambos equipos también detectaron la presencia de alimentos para los animales del zoo, como pollos, vacas, caballos y peces. El amplio abanico de especies detectadas muestra el potencial que tiene el ADN electrónico transportado por el aire para detectar y vigilar especies de animales terrestres en la naturaleza. Esto, en última instancia, apoyaría los esfuerzos de conservación a nivel mundial.

"El carácter no invasivo de este método lo hace especialmente valioso para observar especies vulnerables o en peligro de extinción, así como las que se encuentran en entornos de difícil acceso, como cuevas y madrigueras. No tienen que ser visibles para que sepamos que están en la zona si podemos recoger rastros de su ADN, literalmente, de la nada", explica Clare.

Por ello, resalta que "el muestreo del aire podría revolucionar la biomonitorización terrestre y ofrecer nuevas oportunidades para rastrear la composición de las comunidades animales, así como para detectar la invasión de especies no autóctonas".

Los organismos vivos vierten su ADN en el entorno que les rodea cuando interactúan con él y, en los últimos años, el ADN electrónico se ha convertido en una importante herramienta para la detección de especies en una amplia gama de hábitats.

Por ejemplo, el análisis de ADN electrónico de muestras de agua se utiliza habitualmente para cartografiar especies en entornos acuáticos. Sin embargo, aunque el aire lo rodea todo en tierra, sólo ahora se ha explorado el ADNe aéreo para el seguimiento de animales.

Uno de los principales aspectos a la hora de demostrar un nuevo tipo de muestra de ADNe es garantizar que los resultados sean fiables, ya que los análisis de ADNe son muy sensibles y propensos a la contaminación.

"El aire es un sustrato difícil de trabajar, ya que el aire lo rodea todo, lo que significa que el riesgo de contaminación es alto. Queríamos asegurarnos de que las especies que detectábamos eran del zoo y no, por ejemplo, del laboratorio. Para asegurarnos de que no había ningún ADN contaminante flotando en el aire del laboratorio, tomamos muestras de aire dentro del laboratorio y las secuenciamos también", explica la doctora Christina Lynggaard, que forma parte del equipo danés.

Para estos primeros estudios, es fundamental poder replicar el trabajo. Los equipos no conocían el trabajo de los demás hasta que terminaron los estudios, pero estaban encantados con el carácter paralelo de los experimentos. Clare y Bohmann están de acuerdo en que el hecho de que dos equipos de investigación demuestren de forma independiente que el ADNe transportado por el aire puede utilizarse para vigilar una serie de especies animales aumenta enormemente la solidez de su trabajo y muestra claramente el potencial de la técnica.

"No pensábamos que aspirar ADN animal del aire fuera a funcionar --reconoce Bohmann--. Se trata de una ciencia de alto riesgo y alta recompensa con el potencial de ampliar los límites de la biomonitorización de vertebrados. Está claro que el cielo no es el límite".

El uso del muestreo de ADN electrónico en el aire en entornos naturales necesitará más investigación para descubrir todo su potencial, pero ambos equipos de investigación creen que podría transformar la forma en que los investigadores estudian y vigilan la biodiversidad animal.

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