A coleta acidental de DNA por sensores de ar pode revolucionar o rastreamento da vida selvagem

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Uma estação de monitoramento da qualidade do ar em Lodon fica perto de um parque de veados, então ela coleta DNA de espécies como gamos (Dama dama) em seus filtros. Crédito: Robert Knell

Os cientistas podem ser capazes de controlar a flora e a fauna do mundo analisando o DNA flutuando no ar. Essa é a conclusão de um estudo publicado em 5 de junho na Current Biology1, no qual uma equipe identificou mais de 180 tipos de organismos, entre plantas, fungos, insetos e animais, a partir de DNA capturado por filtros de estações de monitoramento da poluição do ar. Os pesquisadores dizem que, devido à onipresença dessas estações, o método pode transformar o monitoramento da biodiversidade na Terra, podendo até detectar espécies raras.

A biodiversidade global está despencando - algumas estimativas sugerem uma queda de 69% nas populações de vida selvagem desde 1970. Os cientistas lutam para acompanhar as mudanças nos ecossistemas e as taxas de declínio das espécies porque carecem de infraestrutura para medir a biodiversidade em grandes escalas. Normalmente, pesquisadores ou voluntários de conservação monitoram algumas espécies terrestres em pequenas regiões usando métodos de trabalho intensivo, como vigilância por câmeras, observações pessoais e exame de vestígios, incluindo pegadas e fezes. Em grandes escalas, apenas medições muito gerais são possíveis, como avaliações de cobertura florestal.

Fonte: ref. 1

Mas o DNA ambiental (eDNA) – pequenas quantidades de material genético descartado por seres vivos – que é coletado automaticamente usando redes de rastreamento de poluição do ar pode ajudar a resolver esse problema, diz Elizabeth Clare, ecologista molecular da Universidade de York em Toronto, Canadá, e líder autor do estudo.

Os cientistas coletam e sequenciam eDNA de amostras de solo e água há cerca de 20 anos para rastrear espécies raras ou ameaçadas de extinção, como o tritão-de-crista (Triturus cristatus) no Reino Unido e os tentilhões de Gouldian (Erythrura gouldiae) na Austrália. Agências reguladoras têm usado eDNA para detectar espécies invasoras; por exemplo, o US Fish and Wildlife Service o utiliza para monitorar a carpa prateada (Hypophthalmichthys molitrix) no sistema dos Grandes Lagos. Mas foi apenas no ano passado que cientistas, incluindo Clare, relataram que o eDNA pode ser capturado de amostras de ar e usado para explorar a biodiversidade terrestre2. O DNA provavelmente vem de células descartadas por organismos, dizem os pesquisadores.

Na pesquisa mais recente, Clare e seus colegas realizaram um estudo piloto no qual obtiveram acesso às estações de monitoramento da qualidade do ar existentes no Reino Unido em Londres e perto de Edimburgo, para ver se poderiam capturar o eDNA transportado pelo ar da flora e fauna locais. Ambos são projetados para monitorar poluentes atmosféricos, como chumbo em material particulado que fica preso nos filtros dos aparelhos. A estação de Edimburgo faz parte de uma rede em todo o Reino Unido que é administrada em parte pelo National Physical Laboratory (NPL) em Teddington.

O US Fish and Wildlife Service usa eDNA para monitorar a carpa prateada (Hypophthalmichthys molitrix), uma espécie invasora. Crédito: Jason Lindsey/Alamy

Os pesquisadores montaram a estação de Londres, que fica ao lado de um parque de veados, para coletar amostras em vários intervalos de tempo, de uma hora a uma semana, permitindo testar se o tempo de amostragem é importante. Eles também exploraram por quanto tempo as amostras poderiam ser preservadas analisando os filtros da estação de Edimburgo, que coletaram DNA por uma semana antes de serem armazenados por oito meses.

A equipe de pesquisa, que incluía cientistas do NPL, extraiu e sequenciou o eDNA de um quarto de cada filtro. Os cientistas então compararam as sequências com as disponíveis em bancos de dados de DNA, como o GenBank, administrado pelos Institutos Nacionais de Saúde dos Estados Unidos.

Os pesquisadores ficaram surpresos ao encontrar DNA de tantos grupos de organismos nos filtros. Estas incluíam 34 espécies de aves, como carriças (Troglodytes troglodytes) e chapins-real (Parus major), bem como freixos (do género Fraximus), urtigas (do género Soleirolia) e fungos patogénicos Septoriella (ver 'Mantendo o controlo sobre táxons').