¿Cómo rastrear la pérdida de biodiversidad? Revise los filtros de aire, dicen los científicos

Mar 12, 2023

No sorprende que junto con las cenizas de los incendios forestales, el polen, el polvo y otras partículas que se pueden encontrar flotando en el aire que respiramos, también hay fragmentos de material genético de plantas y animales.

Un nuevo estudio realizado por científicos canadienses y británicos revela una forma novedosa de aprovechar ese material para ayudar a rastrear los cambios en el medio ambiente.

Esos fragmentos genéticos que los animales y las plantas arrojan a través de la piel, las escamas, el pelaje o las excreciones se conocen como ADN ambiental (eDNA). Pueden dar a los investigadores pistas sobre la biodiversidad de un área al mostrar qué criaturas están presentes allí más fácilmente que otros métodos.

El eDNA se puede recopilar instalando pequeños filtros de aire, similares a los que se usan para enfriar computadoras e impresoras 3-D, directamente en los hábitats que los científicos quieren monitorear.

Pero si bien estos son capaces de recopilar datos a pequeña escala, los investigadores de la Universidad York de Toronto y dos instituciones en el Reino Unido descubrieron que hay dispositivos que monitorean la contaminación del aire a nuestro alrededor y que, sin darse cuenta, ya han estado recopilando eDNA a gran escala durante décadas.

Llamadas estaciones de monitoreo del aire, son utilizadas por la mayoría de los países para medir la calidad del aire. Canadá tiene casi 260 de ellos instalados en todo el país, desde St. John's hasta Mississauga, Ontario, y Burnaby, BC.

Los investigadores detrás del estudio, publicado en Current Biology el lunes, recolectaron muestras de dos estaciones en el otoño de 2021: una en un parque en Londres y la otra en un campo al norte de Edimburgo. Encontraron eDNA de 182 especies diferentes de plantas, hongos, insectos, mamíferos, aves, peces y anfibios.

"Fue mucho más de lo que esperábamos", dijo la coautora Elizabeth Clare, profesora asistente de biología en la Universidad de York en Toronto. "Esa fue una de las mayores sorpresas para nosotros".

Las muestras revelaron la presencia de todo, desde repollo hasta soja yel mochuelo y el ciervo rojo.

Clare dijo que ella y sus colegas se sorprendieron al descubrir que tal cantidad de información estuvo bajo sus narices todo el tiempo.

"La idea de que hay un sistema que está ahí afuera, recopilando datos una y otra vez, que es básicamente semiautomático, y que nunca nos hemos dado cuenta de que existe, eso es lo que es tan sorprendente, es que este los datos ya están ahí", dijo.

Si bien muchas estaciones de monitoreo del aire no habrían conservado sus filtros de aire con el tiempo, dijeron los investigadores, algunas pueden tener registros que se remontan a la década de 1970.

Recolectar eDNA puede ayudar a los investigadores a identificar los tipos de organismos que viven en un ecosistema, conocido como biodiversidad, sin tener que observarlos directamente y puede pintar una imagen de lo que sucede con ciertas especies a lo largo del tiempo.

Los tratados internacionales como el Convenio sobre la Diversidad Biológica comprometen a Canadá y otros países a monitorear la biodiversidad para evaluar y comparar las tasas de disminución de especies.

Hay muchas formas de medir la biodiversidad en el ecosistema además del eDNA. Varían de una especie a otra, dijo Clare, pero el uso de redes de monitoreo del aire para recolectar eDNA es una forma de estandarizar ese monitoreo.

"No tenemos un enfoque único para nada", dijo Clare. "Entonces, uno de los mayores desafíos que tenemos es tratar de hacer coincidir esos datos en una escala más amplia, pero ahora podemos recopilar estos datos a nivel mundial de una sola vez".

Christoph Deeg, investigador de Pacific Salmon Foundation y Fisheries and Oceans Canada, confía en eDNA al monitorear la biodiversidad del salmón. Dijo que si bien recopila la mayor parte de su información del agua, el ecosistema del salmón, también podría aprender mucho del eDNA en el aire.

"Al combinar lo que vemos en el aire y el agua, realmente podemos capturar todo lo que está pasando", dijo. "Así que aquí es donde el estudio es emocionante y realmente nos permite obtener una visión holística de ecosistemas completos a escala continental: una visión general de la biodiversidad".

Dado lo grande que es Canadá y su clima diverso, es un desafío obtener una imagen completa de la biodiversidad en todo el país. Pero si hay datos históricos recopilados por estos sistemas de monitoreo del aire y guardados, la extracción de algunos de los datos históricos podría ayudar a desarrollar esa imagen.

"Si aplicara esto a las muestras de archivo en Canadá, ya vería un cambio drástico en nuestra diversidad", dijo.

"Estamos perdiendo biodiversidad más rápido de lo que podemos catalogar, realmente no sabemos lo que estamos perdiendo".

Muchas técnicas en la ciencia de la biodiversidad requieren mucho tiempo y se realizan a mano, dijo Clare; requieren que la gente salga al campo todos los días y mucho esfuerzo para recopilar los datos.

Rebecca Rooney, profesora asociada de biología en la Universidad de Waterloo, es una de las personas que realiza trabajo de campo como parte de su investigación sobre biomonitoreo y evaluación de humedales. Ella dijo que si bien los datos de eDNA son útiles, aún no son tan precisos como salir a los hábitats para medir la biodiversidad.

"Al menos sabemos con certeza que estas plantas están allí cuando estamos allí físicamente", dijo.

La coautora Joanna Littlefair de la Universidad Queen Mary de Londres está de acuerdo en que todavía queda un largo camino por recorrer para garantizar la precisión de los datos recopilados.

"Este estudio todavía está probando la existencia de este método", dijo. "Entonces, sí, hay preguntas, pero también hay mucho potencial, y eso es lo que esperamos ver en los próximos pasos".

Por ejemplo, mientras que el eDNA revela los tipos de especies en un ecosistema, no puede medir la población real de esas especies o los matices entre los ecosistemas. También es difícil saber la ubicación exacta de las especies, porque el viento puede llevar moléculas a grandes distancias.

"Preguntamos: '¿Está la vaca a 20 metros de distancia o es un rebaño de vacas que está potencialmente a cientos de kilómetros de distancia?'", dijo Littlefair.

No todas las muestras de la red de monitoreo del aire se almacenan, y los autores esperan que su estudio impulse a quienes operan las redes a preservar los datos que recopilan.

Tener una imagen histórica, así como una instantánea actual, es clave para permitir a los científicos comparar ecosistemas y puntos en la historia y realizar un seguimiento de lo que se está perdiendo, dijo Deeg.

Las poblaciones en riesgo en Canadá, por ejemplo, han disminuido en casi un 60 por ciento en los últimos 50 años y las poblaciones de mamíferos han disminuido en aproximadamente la mitad, según Nature Canada.

"Deberíamos pensar en oportunidades como esta y realmente asegurarnos de que no nos estamos perdiendo nada", dijo Deeg.

Periodista

Prapti Bamaniya es una becaria CBC Joan Donaldson. Anteriormente trabajó en CBC New Brunswick y recientemente se graduó con una licenciatura en periodismo de la Universidad Metropolitana de Toronto. Puede contactarla en [email protected]