p As vieiras são uma das pescarias mais lucrativas do Maine, com um valor estadual de quase US $ 7 milhões em 2016. A pesca de vieira também é uma das mais locais, com pequenos "barcos diurnos" próximos à costa. p Os desembarques (e populações) têm flutuado ao longo dos anos, com os picos mais recentes em meados dos anos 1980 e 1990. Após declínios severos no início dos anos 2000, o estado instituiu a gestão adaptativa, fechando algumas áreas e monitorando de perto outras. A abordagem parece ter sucesso, como os desembarques aumentaram significativamente, embora as razões exatas não sejam claras e haja muitas perguntas sem resposta. Fechar um canteiro de vieiras protege a desova? Quanto tempo leva a recuperação da população? Se uma cama de vieiras for grande, isso significa que é saudável? Todos os canteiros de vieiras são igualmente produtivos?

p Skylar Bayer, que se formou nesta primavera na University of Maine com um Ph.D. em biologia marinha, vem estudando vieiras há seis anos no laboratório de Richard Wahle no Darling Marine Center. Sua pesquisa aborda questões sobre a reprodução de vieiras. As vieiras são geradoras de transmissão, liberando seus óvulos e espermatozóides separadamente na água. A fecundação acontece por encontros aleatórios.

p Bayer aprendeu o que sabe sobre eventos de desova de vieiras em experimentos de laboratório e de campo, manipular a temperatura para induzir a desova, e pesando órgãos reprodutivos de vieiras (o assunto de sua aparição no Relatório Colbert infame). Mesmo sob um microscópio, Contudo, é difícil distinguir os ovos, esperma, embriões e larvas de vieiras de outros bivalves. Então, como os cientistas podem entender como o que acontece no oceano aberto?

p Estas questões, combinado com a disponibilidade e acessibilidade de novos métodos analíticos e o incentivo de Wahle, levou a Bayer ao mundo em expansão da detecção quantitativa de DNA e à inesperada colaboração com Peter Countway, um ecologista microbiano e cientista pesquisador sênior no Bigelow Laboratory for Ocean Sciences nas proximidades de East Boothbay. O Countway estuda a diversidade e a estrutura das microalgas, protozoários e bactérias - todos organismos microscópicos. Colaborar com a Bayer em vieiras foi uma oportunidade de observar animais maiores no plâncton (metazoários), como ovos de vieira, espermatozóides e larvas.

p "Eu normalmente jogo fora as sequências de DNA das coisas maiores, os metazoários e macrofauna, mas pode haver informações realmente importantes lá, "ele disse." Ser capaz de detectar o estágio microbiano de um metazoário repentinamente nos dá uma janela para este reino de desova e colonização que antes era uma caixa preta. "

p Com o apoio financeiro do Maine Sea Grant, os cientistas começaram um projeto para detectar a desova sem ter que coletar, marcação, acompanhar, tratar, dissecar ou colher vieiras, como seria exigido pelas abordagens tradicionais. "Não estamos fazendo amostragem destrutiva, dissecações que matam o animal, e se a amostragem ambiental funcionar, não teremos que coletar animais e trazê-los para o laboratório, "disse Bayer. A primeira tarefa deles foi sequenciar uma região selecionada de DNA de vieira, algo que não havia sido feito antes. Então eles desenvolveram uma técnica, usando um método conhecido como reação em cadeia da polimerase quantitativa, que usa três pedaços de DNA que trabalham juntos para localizar e amplificar o DNA de vieiras contra o pano de fundo de milhões de outros tipos de DNA no ambiente.

p A seguir, Bayer e Countway tiveram que determinar se poderiam ou não detectar DNA de vieiras em uma amostra típica de água do mar. A abundância natural de células de vieira no oceano pode ser muito pequena até mesmo para o instrumento mais sofisticado detectar. A vantagem de seu teste recém-projetado é a capacidade de amplificar a quantidade de DNA de vieira em uma amostra em várias ordens de magnitude, permitindo a detecção por meio da medição de fluorescência. Eles usaram com sucesso o método para detectar vieiras em desova no laboratório Darling Marine Center. Eles receberam fundos adicionais do Sea Grant para experimentá-lo em um ambiente real.

p Em agosto, Bayer e Countway penduraram redes cheias de vieiras adultas na doca do Laboratório Bigelow, e passou os próximos dois meses coletando amostras de água da área ao redor das vieiras, para determinar os níveis de fundo de células de vieira e tentar detectar um aumento nos genes de vieira coincidindo com um evento de desova natural.

p Os eventos de desova na costa do Maine costumam ocorrer após o pico de temperatura da água no final do verão, em agosto ou setembro. Os eventos de geração podem acontecer rapidamente e durar menos de uma hora, então a Bayer teve que coletar muitas amostras, e também dissecar algumas das vieiras para confirmar a atividade de desova e compará-la com suas amostras de água.

p Nos próximos dois meses, Bayer e Countway irão extrair DNA de suas amostras para determinar se eles capturaram algum evento de desova.

p "Tentar capturar eventos de desova no campo em tempo real é arriscado e requer muito tempo e esforço, mas a recompensa vale a pena. Se pudermos detectar eventos de desova com este método, poderíamos abrir uma porta totalmente nova para a compreensão da reprodução e da dinâmica populacional em animais marinhos, "disse Bayer.

p Há um interesse crescente em técnicas de DNA ambiental ou "e-DNA" para avaliar a biodiversidade, detectar a presença de espécies invasivas ou tóxicas, ou estudar padrões de migração. As assinaturas de vida estão por toda parte, revelando onde os animais estiveram e, no caso de desova de vieiras, o que eles têm feito. Os cientistas não precisam mais ver ou capturar uma espécie para saber que ela está lá.

p A promessa do e-DNA é o foco de uma proposta preliminar liderada por David Emerson, do Bigelow Laboratory, que foi selecionado para ser desenvolvido em uma proposta completa da Faixa 1 para o programa EPSCoR da National Science Foundation em 2018. UMaine estará trabalhando em estreita colaboração com Bigelow e outras organizações de pesquisa marinha no estado durante o próximo ano neste esforço.