Para atender às demandas de salmão, muitas fazendas de salmão se desenvolveram ao longo das costas da Escandinávia e da Escócia. Essas operações são regidas por rígidas regulamentações ambientais. As fazendas são obrigadas a determinar como sua produção de peixes está afetando o ecossistema bentônico marinho. Portanto, eles analisam a presença dos chamados organismos bioindicadores, como crustáceos e vermes, no fundo do mar. Este processo é demorado e caro. Pesquisadores da Universidade de Kaiserslautern, juntamente com colegas da Universidade de Genebra, estão desenvolvendo métodos mais rápidos e eficientes. Eles utilizam o DNA de microrganismos para caracterizar as mudanças com mais precisão do que antes. Seus estudos foram publicados em revistas renomadas Indicadores Ecológicos e Boletim de Poluição Marinha .

Com mais de 1,2 milhão de toneladas anuais, A Noruega é um dos maiores produtores de salmão do mundo. Esses peixes são cultivados em grandes gaiolas na costa por aproximadamente dois anos. Os resíduos de ração e excreções de peixes dessas operações afundam até o fundo do mar e podem afetar o ecossistema bentônico:as bactérias decompõem essas substâncias orgânicas em um processo que consome oxigênio. Como resultado, os níveis de oxigênio podem cair o suficiente para que a maioria dos organismos bentônicos maiores, como muitos vermes, crustáceos ou ouriços do mar não são capazes de sobreviver a essas condições de baixo oxigênio.

Por esta razão, as autoridades ambientais impuseram regulamentações estritas para as fazendas de salmão. “A troca de água das correntes oceânicas deve ser suficiente para fornecer oxigênio aos peixes e transportar o máximo possível de resíduos orgânicos, "observa o professor Dr. Thorsten Stoeck, um ecologista da Universidade de Kaiserslautern. "Além disso, os regulamentos ambientais permitem apenas impactos ambientais significativos imediatamente abaixo das gaiolas de peixes. A uma distância muito curta da fazenda, o meio ambiente precisa se recuperar. "

Para testar como o ecossistema bentônico é impactado pelas atividades agrícolas, os agricultores devem colher amostras do fundo do oceano. “Os organismos que vivem no fundo do mar são indicadores da saúde do ecossistema, "acrescenta o Dr. Stoeck. No entanto, o processo de identificação de espécies requer especialistas em taxonomia e é caro e muito demorado; pode levar cerca de 6 meses para que os resultados apareçam:muito tempo para que medidas sejam implementadas se o ecossistema estiver severamente estressado.

A equipe de pesquisa de Stoeck, em colaboração com colegas em Switerland (Universidade de Genebra), está atualmente desenvolvendo um mais simples, método mais rápido e econômico em seus laboratórios no campus Kaiserslautern. Os pesquisadores estão coletando amostras de fazendeiros e isolando microorganismos como ciliados e bactérias. Os cientistas usam o DNA desses micróbios para o procedimento. "Seu material genético é como uma impressão digital; é único para cada indivíduo, "diz o ecologista." Os resultados estão disponíveis em apenas uma semana. "Esses pequenos animais tornam possível tirar conclusões mais precisas sobre a extensão da poluição do que os métodos convencionais." Muitos organismos maiores não são capazes de sobreviver a condições de baixo oxigênio, "observa Stoeck." Micróbios são normalmente mais resistentes. Muitos são capazes de tolerar diferentes graus de poluição e contaminantes e podem se adaptar mais rapidamente às mudanças nas condições. "

O objetivo do projeto é criar um banco de dados com as impressões digitais de DNA de uma ampla gama de microrganismos. "Podemos criar um sistema de códigos de barras de DNA, análogo aos códigos de barras usados ​​para produtos alimentícios no supermercado, "continua Stoeck, cuja equipe está coletando amostras de sedimentos de fazendas de peixes em todo o mundo. "Esses códigos de barras permitirão aos agricultores identificar rapidamente o estado de saúde do ecossistema nas proximidades das fazendas de peixes."

A longo prazo, por exemplo, os agricultores podem usar um chip de DNA para uma análise automatizada de amostras de sedimentos diretamente no local. A coleção de códigos de barras fornecerá informações atualizadas sobre as condições do oceano, permitindo que os agricultores respondam aos problemas mais rapidamente. Os programas de monitoramento atuais geralmente estão olhando apenas para as condições ambientais prevalecentes antes de os peixes serem colocados nas gaiolas e, em seguida, no pico de produção.