Analizando el ADN en el agua se puede saber cuántos peces hay

jurel japonés (Trachurus japonicus)

ADN ambiental para evaluar la distribución de los macroorganismos

El agua de ríos, el agua de lagos y el agua de mar contienen ADN que pertenece a organismos como animales y plantas. Los ecologistas han comenzado a analizar activamente tales moléculas de ADN, llamadas ADN ambiental, para evaluar la distribución de los macroorganismos. Sin embargo, aún quedan desafíos en las aplicaciones cuantitativas de ADN ambiental.

En un artículo de investigación publicado en línea en Molecular Ecology, investigadores del Instituto Nacional de Estudios Ambientales, la Universidad de Tohoku, la Universidad de Shimane, la Universidad de Kyoto, la Universidad de Hokkaido y la Universidad de Kobe, han informado sobre un nuevo método para estimar la abundancia de la población de especies de peces (o más generalmente, una especie acuática objetivo), mediante la medición de la concentración de ADN ambiental en el agua.

Sus resultados sugieren el potencial del enfoque propuesto para el monitoreo cuantitativo y no invasivo de los ecosistemas acuáticos.

Las moléculas de ADN se liberan de los organismos presentes, son transportadas por el flujo de agua y eventualmente se degradan. En un entorno natural, estos procesos pueden operar de manera compleja.

"Esto complica y limita el enfoque tradicional de cuantificación de la población basado en el ADN ambiental donde la presencia de una relación definida entre la concentración de ADN ambiental y la abundancia de la población ha sido crítica", explicó Keiichi Fukaya, investigador asociado en el Instituto Nacional de Estudios Ambientales y autor principal del estudio.

"Pensamos que estos procesos fundamentales de ADN ambiental, el desprendimiento, el transporte y la degradación, deberían tenerse en cuenta, cuando estimamos la abundancia de la población a través del ADN ambiental", dijo.

Los autores implementaron esta idea adoptando un modelo hidrodinámico numérico que explícitamente explica los procesos para simular la distribución de las concentraciones ambientales de ADN dentro de un área acuática. "Al resolver este modelo en la 'dirección inversa', podemos estimar la abundancia de la población de peces en función de la distribución observada de las concentraciones ambientales de ADN", explicó Fukaya.

Un estudio de caso realizado en la Bahía de Maizuru, Japón, confirmó que la estimación de la abundancia de la población de jurel japonés (Trachurus japonicus), obtenida por el método propuesto, era comparable a la de un método de ecosonda cuantitativa.

"La idea y el marco presentados en este estudio constituyen una piedra angular hacia el monitoreo cuantitativo de los ecosistemas a través del análisis ambiental del ADN. Al combinar la observación de campo, las técnicas de biología molecular y el modelado matemático/estadístico, el alcance del análisis de ADN ambiental se ampliará más allá de la determinación de la presencia o ausencia de especies objetivo", explicó el profesor Michio Kondoh de la Universidad de Tohoku, quien dirigió el proyecto de investigación de ADN ambiental de 5.5 años, financiado por la Agencia de Ciencia y Tecnología de Japón (CREST).

Artículo científico: Estimating fish population abundance by integrating quantitative data on environmental DNA and hydrodynamic modeling

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