Crean una biblioteca genética para un mega ecosistema en el Océano Pacífico

biblioteca genética de especies marinas

El recurso se basa en el uso de ADN ambiental o eDNA

Podría identificar puntos críticos donde ciertas especies necesitan estar mejor protegidas

La corriente de California se extiende más de 3.000 kilómetros desde la isla de Vancouver en Canadá hasta el centro de la península de Baja en México. Trae agua fría del Océano Pacífico Norte a la costa oeste de América del Norte y es el hogar de numerosas y abundantes especies debido al afloramiento de aguas profundas ricas en nutrientes.

La corriente sustenta un gran ecosistema marino que alberga especies que van desde las orcas hasta el abulón. Es la base de 56.000 millones de dólares en producción económica anual y más de 675.000 puestos de trabajo.

 

Ahora, el ecólogo de la University of California, Los Angeles (UCLA) Paul Barber y sus colegas y otras tres instituciones han creado una biblioteca de "códigos de barras" de ADN que identifican 605 especies en la corriente de California, incluidas 275 que no habían sido catalogadas previamente. La base de datos cubre aproximadamente el 70% de todos los animales que viven allí, incluido el 99,9% de las especies monitoreadas que son importantes para la conservación y la pesca.

Los códigos de barras no son patrones reales de rayas en blanco y negro como los que se encuentran en los envases de alimentos en las tiendas de comestibles. Más bien, son secuencias de letras (A, T, C y G) que detallan el orden único de aminoácidos (adenosina, timina, citosina y guanina) que identifican el ADN de cada especie.

La nueva base de datos permitirá a los investigadores, conservacionistas, pescadores y administradores de la vida silvestre comprender lo que está sucediendo con las especies y los ecosistemas de manera mucho más rápida y rentable que los métodos actuales. Se puede utilizar para identificar puntos críticos donde ciertas especies necesitan estar mejor protegidas; y podría ayudar a las autoridades a vigilar mejor la industria pesquera en busca de especies cuya captura es ilegal.

El recurso se basa en el uso de ADN ambiental o eDNA. El ADN ambiental es material genético que los organismos arrojan a su entorno. Mediante el uso de métodos emergentes y de rápida mejora, los investigadores pueden recolectar una muestra de agua del océano y descubrir qué especies existen por el ADN que dejan. Para hacerlo, deben poder hacer coincidir ese ADN con muestras ya identificadas, dijo Barber, autor principal del estudio.

"Es como la escena de un crimen donde hay mucha evidencia forense, como sangre o cabello", dijo. "No es útil a menos que tengas una potencial coincidencia en una base de datos".

Hasta la fecha, la mayoría de las especies se han detectado manualmente: los buzos nadan en las aguas para contar los animales a mano. Los huevos y las larvas de los peces se cuentan con un microscopio, y los investigadores deben identificar las especies por sus características físicas.

Ese proceso que requiere mucha mano de obra puede limitar la investigación y retrasar las acciones que podrían ser necesarias para proteger los ecosistemas marinos y la pesca. Con el eDNA y una robusta biblioteca genética, los investigadores pueden identificar especies con muestras de agua que se pueden analizar en un par de semanas, dijo Zack Gold, un ex estudiante de doctorado de UCLA que ahora es investigador en la Universidad de Washington y la Administración Nacional Oceánica y Atmosférica. Además, la técnica mantiene a los buceadores fuera de peligro.

"En el campo, la visibilidad puede ser mala y las condiciones demasiado peligrosas para bucear; es aún más difícil para las profundidades marinas donde ni siquiera se pueden enviar buceadores", dijo Gold, autor principal del artículo. "Pero siempre puede tomar una muestra de agua desde el costado del barco. Con el eDNA, podemos inspeccionar lugares que antes no podíamos inspeccionar de manera significativa".

La nueva biblioteca genética podría ser de gran ayuda para la gestión de la pesca. Se pueden usar muestras de eDNA para determinar cuántos huevos están produciendo especies importantes de peces, de modo que se pueda mantener una población sana. Muchos huevos de peces no se pueden identificar sin genética.

También podría usarse para asegurarse de que las personas reciban lo que piden cuando salen a comer. Investigaciones anteriores de Barber y otros encontraron que el 47% del sushi en los restaurantes de Los Ángeles está mal etiquetado, lo que significa que los comensales ocasionalmente comen especies en peligro de extinción en lugar del pescado que creían que estaban comprando.

Aunque las bases de datos de eDNA deben adaptarse a ecosistemas y especies individuales, el nuevo documento establece las mejores prácticas para las futuras bibliotecas de todo el mundo. Estas bibliotecas serán aún más importantes para los científicos a medida que la investigación del eDNA se vuelva más sofisticada. Actualmente, una limitación de la práctica es que, si bien los científicos pueden usar las muestras para determinar qué especies están presentes, no está claro si pueden usarlas para determinar cuántos individuos de cada especie están presentes, una medida llamada "abundancia", en cualquier área dada.

Eso puede cambiar pronto.

"Tenemos bastante evidencia de que pronto podremos usar el eDNA para medir la abundancia, teniendo en cuenta las pequeñas diferencias para cada especie", dijo Gold.

Barber dijo que medir la abundancia sería especialmente útil para la pesca.

"Al desarrollar esta base de datos, ahora tenemos un conjunto completo de secuencias genéticas para la mayoría de las especies recolectadas comercialmente", dijo. "Sin eso, ni siquiera puedes hacer preguntas sobre la abundancia".

La investigación se publicó ayer en Molecular Ecology Resources: Improving metabarcoding taxonomic assignment: A case study of fishes in a large marine ecosystem

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