Una nueva etapa del proyecto Brasileño de Genómica de la Biodiversidad (GBB), desarrollado por el Instituto Tecnológico Vale (ITV), busca identificar especies de fauna marina a partir de muestras de agua recolectadas en reservas extractivas del sur de Bahía.
Para este trabajo, los investigadores utilizan una técnica nueva y más moderna llamada ADN ambiental. metacódigo de barrasque permite la identificación de múltiples especies simultáneamente, a partir de muestras ambientales que se recolectan, por ejemplo, en el agua.
La investigación está siendo coordinada por el Centro Tamar/Instituto Chico Mendes para la Conservación de la Biodiversidad (ICMBio), en colaboración con las Reservas Extractivas (RESEX) de Corumbau y Cassurubá.
Según la coordinadora del GBB en el ICMBio, Amely Branquinho Martins, la técnica del ADN Ambiental se basa en la recolección de muestras ambientales de suelo, agua y aire y la identificación de todas las especies que pasaron por ese ambiente a partir de la secuenciación del ADN que queda en la muestra.
“Cada animal que pasa por un ambiente deja pequeños trozos de pelo, escamas, heces u orina que contienen su ADN. Varios animales que pasan por ese ambiente dejan huellas de su paso y, dentro de esa huella, tenemos moléculas de ADN. Cuando tomamos esta muestra, secuenciamos todo el ADN. [dessa amostra] y compararlo con bases de datos de referencia. Y, a partir de ahí, pudimos identificar la especie”, detalló el coordinador del GBB.
Según Amely, esta técnica ya ha sido utilizada por otros países y ahora el GBB pretende analizar su eficacia, en comparación con los métodos tradicionales, para monitorear tipos de biodiversidad en unidades de conservación federales.
En el proyecto piloto que se desarrolla en el sur de Bahía, se recolectaron muestras de agua de mar en 20 puntos diferentes de la Reserva Extractiva Corumbau y en diez puntos de las porciones estuarinas y marinas de la Reserva Extractiva Cassurubá.
“La definición de estos puntos por parte de los equipos involucrados consideró las especies de interés y los lugares donde se realizan actividades pesqueras y extractivas por parte de los beneficiarios de la RESEX, las áreas relevantes para la conservación de especies amenazadas y la posible ocurrencia de especies exóticas invasoras”, explicó el analista ambiental del ICMBio, Roberto Sforza.
Las muestras fueron recolectadas en marzo y ya pasaron por un proceso de filtrado y conservación antes de ser transportadas al laboratorio del ITV, en Belém (PA), donde el ADN será extraído, analizado y secuenciado.
Además de identificar los tipos de fauna marina presentes en esta región, la iniciativa quiere contribuir a la detección de especies amenazadas, exóticas e invasoras presentes en estas áreas protegidas.
Entre los animales que se pretende cartografiar en esta región se encuentran peces e invertebrados de interés social y económico para las poblaciones beneficiarias de las RESEX, con especial atención a especies amenazadas de extinción, como los loros.
Según Sforza, también se deben mapear los animales que son los principales objetivos de la pesca, como peces de arrecife, camarones, moluscos y cangrejos uçá, así como especies exóticas invasoras, como el pez león y el coral sol.
Cartografía de la fauna marina. Foto: Robert Sforza/Divulgación
ADN ambiental
Una de las ventajas de utilizar ADN Ambiental es que permite la identificación de múltiples especies simultáneamente, sin necesidad de capturar los organismos.
“Debido a que no requiere aislar ni capturar organismos, este enfoque se considera una alternativa no invasiva para los estudios de biodiversidad. eDNA metacódigo de barras También ha demostrado ser complementario a los métodos tradicionales de identificación de especies, superando en algunos casos sus limitaciones y permitiendo el registro de especies raras o de hábitos esquivos, requiriendo menos esfuerzo y tiempo para obtener muestras”, dijo Sforza.
Para ello sólo se necesitan muestras ambientales, que pueden tomarse, por ejemplo, del agua, el suelo y el aire. “El ADN ambiental es muy variable. Prácticamente, todo lo que se ve en un entorno, como las hojas, el suelo, el tronco y el aire, se puede recolectar [o DNA]”, afirmó el investigador y coordinador del GBB del Instituto Tecnológico Vale (ITV), Alexandre Aleixo.
“No hace falta tener ningún conocimiento específico para recoger, más allá de seguir un protocolo. Nos ponemos guantes, mascarillas y salimos con un tubo en la mano, recogiendo agua de ríos y arroyos, pero también del suelo, con unas pinzas. También hay equipos especiales que aspiran el aire”, afirma Aleixo.
“Otra técnica muy conocida es la de la película Jurassic Park, [de retirar o] genoma de dinosaurio dentro del vientre de un mosquito. Esto también lo hacemos, pero no con los dinosaurios”, bromeó. “Atrapamos mosquitos y, a partir de la sangre que ingieren, es posible identificar y saber si tienen sangre de tapir o de carpincho, por ejemplo”, explica.
Este trabajo es posible porque todo ser vivo deja huellas de ADN en el ambiente. “No son sólo los virus los que se propagan cuando estornudamos u orinamos, sino que el ADN también va con ellos. Estamos constantemente emitiendo partículas de ADN que van al ambiente. Y estando en el ambiente, podemos capturarlo, aislarlo y secuenciarlo”, explicó el coordinador del GBB.
En estas muestras recolectadas en aguas del sur de Bahía, por ejemplo, los investigadores podrán determinar qué especies están presentes en ese ambiente. Incluyendo animales que son difíciles de detectar por tener hábitos nocturnos o ser raros. “El ADN ambiental acorta un poco el camino para detectar estas especies”, añade Aleixo.
GBB
En funcionamiento desde 2023, el GBB es la mayor iniciativa de secuenciación genómica de la biodiversidad jamás realizada en Brasil. El proyecto tiene como objetivo generar datos genéticos y genómicos sobre especies de fauna y flora amenazadas de extinción, exóticas, endémicas o de interés económico, con potencial de generar ingresos para agricultores involucrados en proyectos de bioeconomía, por ejemplo.
La idea es realizar este mapeo para apoyar la conservación y el uso sostenible de la biodiversidad brasileña.
“Al conocer todo el mapa genético de una especie, podemos, a partir de ahí, desarrollar aplicaciones tanto para la conservación como para la conservación. [o desenvolvimento] de nuevos productos”, explicó Aleixo.
Según Amely, actualmente el GBB trabaja con dos ejes principales, uno de genómica para la conservación de especies y otro de códigos de barras, que trabaja con la generación de marcadores genéticos y ADN ambiental. metacódigo de barras. “Hasta el momento, se generaron más de 40 genomas de referencia y esperamos que, al final del proyecto, tengamos al menos 80 especies de la biodiversidad brasileña, con foco principal en las especies amenazadas”, dijo el coordinador.
“Dentro de los genomas más informativos, que son genomas de referencia, ya hemos generado [o mapeamento] el jaguar, la guacamaya azul, la danta, el ararajuba, el pecarí y el propio açaí”, destacó Aleixo.
Además de los genomas de referencia, explicó Amely, también se han secuenciado 613 especies para el código de barras y 479 muestras ambientales a través del ADN Ambiental, pudiendo cada muestra ambiental identificar una diversidad de animales.
“El foco principal es el uso de estos datos genéticos y genómicos para atender o apoyar los procesos institucionales del ICMBio orientados a la conservación de la biodiversidad”, destacó Amely. Según ella, el uso del ADN Ambiental por parte del GBB también busca probar el uso de esa técnica para el Programa Monitora de la Biodiversidad Nacional.
Cambio climático
Además de su importancia para la conservación de especies, los genomas pueden contribuir al mejoramiento genético.
“El genoma es una cápsula del tiempo. Entonces, a partir del genoma puedo saber de dónde viene un determinado individuo y si procede de una población genéticamente diversa o no”, afirma Aleixo.
Con esta información, explicó el investigador del ITV, se podría incluso entender cómo las especies afrontaron los cambios climáticos ocurridos a lo largo de la historia. Y así ofrecer las bases para el futuro.
“Sabemos que, por ejemplo, hace 20 mil años hubo la Edad del Hielo, que también ocurrió en Brasil, pero de otra manera. Se trata de cambios climáticos muy significativos que impactaron a todo el planeta. Queremos entender, a través del genoma, qué pasó, qué poblaciones sufrieron, cuáles se adaptaron y por qué se adaptaron. ¿Podría esta adaptación que ocurrió en el pasado servir para adaptarse a futuros cambios climáticos? Nuestra única guía es la cápsula del tiempo del genoma”, dijo Aleixo.
Según él, esto ya se está haciendo en otros países del mundo. En Europa, por ejemplo, están desarrollando una iniciativa llamada rescate evolutivo con plantas.
“Identifican partes de los genomas que son adaptativas y comprobarán, por ejemplo, la resistencia a la sequía y comprenderán dónde se encuentra en el genoma. Y luego incluso será posible crear cruces para que los individuos que tengan estas características puedan transmitirlas a la especie en su conjunto”.
Después de desarrollarse en el bioma amazónico y centrarse en ecosistemas marino-costeros, en el futuro los investigadores del GBB pretenden realizar acciones en otros biomas brasileños como Cerrado, Caatinga, Pampa y Pantanal.
Se puede acceder al resultado del proyecto a través de la plataforma GenRefBR.
