Imagens de drones de manchas de coral ao longo da costa da Baía de Maunalua, O'ahu, Havaí, onde pesquisadores do Laboratório Marko da Universidade do Havaí usam DNA de coral da água do mar filtrada para avaliar a cobertura de coral nos recifes locais. Crédito:Patrick K. Nichols
Cientistas da Universidade do Havaí no Departamento de Biologia de Mānoa desenvolveram uma técnica para medir a quantidade de coral vivo em um recife por meio da análise de DNA em pequenas amostras de água do mar. A nova pesquisa de Patrick Nichols, um estudante de graduação no programa de pós-graduação em biologia marinha, e Peter Marko, um professor associado do Departamento de Biologia, foi publicado em DNA ambiental .
Pesquisas visuais subaquáticas são amplamente utilizadas na ecologia de recifes de coral e são uma parte importante de qualquer programa de monitoramento de recifes de corais. Contudo, pesquisas visuais são normalmente realizadas usando SCUBA, o que pode ser demorado e logisticamente desafiador.
Como um complemento eficiente para pesquisas visuais, a análise de DNA ambiental (eDNA), DNA desprendido ou expelido de organismos para o meio ambiente, tem sido usado para avaliar a diversidade de espécies, principalmente em ambientes aquáticos. A técnica aproveita o fato de que todos os organismos constantemente derramam DNA no meio ambiente, deixando para trás um resíduo genético que pode ser detectado e analisado com ferramentas de biologia molecular.
Apesar do uso crescente de eDNA para catalogar a presença e ausência de espécies, uma ligação confiável entre a abundância de organismos e a quantidade de DNA permaneceu indefinida. Em seu jornal, Nichols e Marko demonstram que este novo método testado em recifes de coral no Havaí é uma maneira rápida e econômica de medir a cobertura de corais vivos, "a quantidade de um recife de coral ocupado por corais vivos. Como os corais facilitam a presença de muitas outras espécies em um recife, a cobertura de coral é uma das várias medidas importantes que os cientistas usam para caracterizar o estado de um recife, uma tarefa urgente em recifes que estão diminuindo em todo o mundo como consequência das mudanças climáticas globais.
Patrick Nichols manipula filtros de processamento usados para capturar amostras de eDNA de amostras de água do mar processadas no campo. Crédito:Patrick K. Nichols
"Ainda me surpreende que, em um minúsculo tubo de água, há informações suficientes para rastrear a abundância relativa de comunidades inteiras, "disse Nichols." Aumentar a amplitude e o escopo das pesquisas é exatamente o que torna o futuro do eDNA tão empolgante! "
"Metabarcoding"
O projeto usou "metabarcoding, "uma técnica na qual todo o DNA em uma amostra de água é analisado em uma etapa com sequenciamento de DNA. As sequências de DNA de coral são então identificadas e contadas para determinar a abundância de diferentes tipos de corais em cada recife. Recifes degradados têm muito pouco eDNA de coral enquanto os recifes com mais corais vivos têm uma assinatura de eDNA de coral muito mais forte.
Recife em um tubo:pesquisadores do Laboratório Marko da Universidade do Havaí em Manoa usam DNA de água filtrada para avaliar rapidamente a abundância relativa de corais em recifes locais. Crédito:Patrick K. Nichols
Os autores explicam em seu artigo que esta nova técnica pode ser usada para rastrear mudanças na saúde dos recifes de coral e na composição da comunidade ao longo do tempo, bem como detectar espécies raras que, de outra forma, podem ser perdidas por métodos tradicionais de pesquisa com base visual.
"Se você me perguntasse há 10 anos se isso era possível, Eu teria dito, 'De jeito nenhum, ", disse Marko." Mas os avanços na tecnologia e os custos decrescentes dos métodos de sequenciamento de DNA altamente sensíveis abriram a porta para todos os tipos de questões ecológicas importantes. "
Os pesquisadores estão atualmente aplicando o que aprenderam com o projeto para as aplicações mais atraentes de monitoramento de eDNA em comunidades que são muito mais difíceis de avaliar visualmente, como recifes profundos que fornecem refúgio potencial das mudanças climáticas para espécies sensíveis à temperatura.
