Un test del ADN ambiental en el agua de lastre puede mostrar si los barcos siguen reglas destinadas a prevenir la propagación de especies invasoras y enfermedades
Claudia Gunsch y William Gerhard, científicos de la Universidad de Duke en Carolina del Norte, en uno de los estudios geográficos de agua de lastre en buques y puertos más grandes hasta la fecha, demostraron que pueden identificar la fuente de agua de lastre basándose únicamente en la comunidad de microbios en los tanques.
Dicen que su nueva investigación sienta las bases para identificar rápidamente la fuente de agua de lastre; un importante control reglamentario utilizado para evitar el transporte de especies no deseadas.
El agua de lastre se agrega a un barco para mejorar su estabilidad y equilibrio. Las regulaciones actuales requieren que los barcos intercambien lastre en mar abierto antes de llegar a un nuevo destino. Esto evita que los 'autoestopistas' de un puerto se suelten en otro.
La historia tiene muchos ejemplos de especies invasoras y patógenos causantes de brotes, como el cólera, que fueron transportados en agua de lastre. También hay creciente evidencia de que los genes para la resistencia antimicrobiana se están propagando entre los microbios en el agua de lastre.
Se espera que aumente la cantidad de microbios, incluidos bacterias, virus y hongos, que se transporten alrededor del planeta, dado que la mayor parte del comercio mundial se produce a través de barcos que navegan por el océano y que se abren nuevas rutas de navegación en el Ártico a medida que el hielo marino se derrite.
"Solo estamos tratando de entender lo que está sucediendo cuando esta agua se transfiere de forma transcontinental, y ahora tenemos herramientas para poder responder a esa pregunta", dice Gunsch.
Los avances en la tecnología de secuenciación de ADN significan que ahora, en lugar de simplemente examinar una muestra específica de material genético, como un trozo de pelo o carne, los científicos pueden secuenciar rápidamente todos los fragmentos de ADN en un entorno mediante el examen de una pequeña muestra, como el agua o el suelo.
Este ADN ambiental proporciona una instantánea de toda la comunidad de organismos, tanto grandes como pequeños.
Gunsch y Gerhard utilizaron estos métodos para tomar instantáneas de los microbios residentes en los tanques de lastre de 41 barcos, además de muestras de mar abierto y agua de cuatro de los puertos más activos del mundo.
Al comparar entre sí las composiciones microbianas, demostraron que pueden identificar con precisión la fuente de la muestra, lo que brinda a los reguladores una herramienta más para garantizar que se sigan las reglas del agua de lastre y se identifiquen las especies dañinas.
Desafortunadamente, también encontraron que el agua de lastre de cinco de los 41 barcos analizados no cumplía con las normas de la Organización Marítima Internacional para organismos indicadores como E. coli y Enterococcus.
Cathryn Abbott, una genetista de Fisheries and Oceans Canada, dice que los científicos "nunca antes habían tenido este tipo de oportunidad de estudiar todos los bloques de la vida con un solo método". Abbott dice que las instantáneas como las producidas por Gerhard y Gunsch pueden proporcionar advertencias tempranas de la presencia de especies amenazadoras, pero que "todavía hay advertencias importantes que considerar".
Primero, la secuenciación del ADN no puede decir si los organismos detectados todavía están presentes y vivos, o si la tecnología solo está recogiendo los residuos genéticos de los organismos que alguna vez estuvieron en el tanque de lastre, pero que desde entonces se han desechado.
En segundo lugar, los análisis genéticos producen tanta información que los investigadores se ven abrumados. "Tenemos volúmenes de datos", dice Abbott. "Todavía es un gran desafío convertir esos datos en narrativas coherentes, o acciones a tomar".
Una narrativa que se está volviendo clara es que en un ecosistema son importantes todos los miembros de la comunidad.
En el caso de los tanques de lastre, por ejemplo, una solución plausible es simplemente desinfectar los tanques y matar microbios no deseados.
Sin embargo, como explica Olav Vadstein, un ecologista microbiano de la Universidad Noruega de Ciencia y Tecnología, la desinfección altera el equilibrio del ecosistema del agua de lastre y puede alentar el crecimiento de especies oportunistas. "Esto puede promover potencialmente el crecimiento de microbios que causan problemas para la vida acuática salvaje y doméstica", dice Vadstein.
Para Gunsch, el aspecto emocionante de la nueva tecnología de secuenciación es la capacidad no solo de ver los microbios presentes, sino también de cómo interactúan.
Artículo científico: Metabarcoding and machine learning analysis of environmental DNA in ballast water arriving to hub ports
