Una tecnologia rivoluzionaria: l鈥檈DNA
18 febbraio 2019
18 febbraio 2019
Un nuovo metodo di campionamento aiuta a rilevare la presenza di specie acquatiche rare in tempo reale
Traduzione e adattamento di Matteo Rudello
Cosa hanno in comune gli esseri umani, le salamandre di Jefferson e il salmone atlantico? Tutti contengono acido desossiribonucleico - DNA - in ogni cellula. Tutti gli organismi viventi espellono materiale genetico unico nel loro ambiente: questo materiale viene chiamato DNA ambientale (eDNA).
Quando si tratta di pesci e di altre specie acquatiche, l'eDNA viene espulso attraverso la pelle, le feci, le urine, il sangue, il corpo, gli ovuli o lo sperma nell'acqua in cui vivono. Campionando l'acqua e analizzando questo eDNA, possiamo rilevare la presenza della specie che stiamo cercando (nota anche come听specie bersaglio).
In questo momento, il nostro pianeta sta affrontando dei problemi legati alla perdita di biodiversit脿 e alcune situazioni difficili per quanto riguarda le specie rare e in via di estinzione. A livello globale, innumerevoli specie vegetali e animali sono a rischio d鈥檈stinzione. Le popolazioni di alcuni organismi viventi sono diminuite ad un ritmo allarmante. 脠 nostro compito quindi aiutare i nostri clienti a monitorare queste specie a rischio e i luoghi in cui vivono, che devono soddisfare i requisiti normativi per la protezione, cos矛 come aiutare a ideare progetti che riducano o evitino gli impatti nei confronti di queste specie.
Campionando l'acqua e analizzando questo eDNA, possiamo rilevare la presenza di una specie che stiamo cercando specificatamente (nota anche come specie bersaglio).
In che modo eDNA si confronta con i metodi pi霉 convenzionali per l'osservazione e il rilevamento delle specie acquatiche, come ad esempio le reti da imbrocco e la pesca elettrica? Questi metodi convenzionali possono richiedere molto tempo, sono pi霉 costosi e possono danneggiare le specie bersaglio e il loro habitat. 脠 qui che la nuova tecnologia eDNA offre un vantaggio.
Il test per l'eDNA non 猫 affatto un nuovo metodo scientifico: esiste da circa 10 anni negli istituti di ricerca. La novit脿 猫 il modo in cui campioniamo e analizziamo l'eDNA. In collaborazione con l'Universit脿 di Guelph (Canada) e Precision Biomonitoring, in 大象传媒 stiamo implementando uno strumento portatile 鈥Point of Need鈥听per campionare, estrarre l鈥檈DNA e analizzare la presenza di specie bersaglio sul campo. Questo nuovo strumento ci permette di produrre risultati scientifici accurati, in tempo reale. Invece di aspettare che i risultati dei test sull鈥檈DNA passino attraverso un laboratorio, possiamo ottenerli in tempo reale sul campo, in meno di due ore.
L'eDNA si 猫 dimostrato affidabile nel rilevare specie rare a bassa densit脿 - ci aiuta nei casi in cui siamo alla ricerca di specie difficili da trovare. Rispetto ai metodi convenzionali, la tecnologia di rilevamento dell鈥檈DNA 猫:
Il nostro strumento portatile 鈥Point of Need鈥听porta questa tecnologia affidabile sul campo con i nostri biologi. Lo combiniamo anche con test di laboratorio per confermare l'identificazione delle specie.
In collaborazione con i nostri partner, abbiamo sviluppato test per 20 specie da utilizzare con lo strumento 鈥Point of Need鈥. Studi degni di nota fino ad ora riguardano la salamandra di Jefferson, una specie in via d'estinzione in Ontario, e il salmone atlantico, il cui stato 猫 a rischio secondo la听Endangered Species Act听negli Stati Uniti, ed 猫 specie protetta anche in Canada.
Nel 2017, abbiamo testato 10 siti per la salamandra di Jefferson. 9 siti di prova su 10 hanno confermato i dati storici di presenza o assenza di specie, sulla base di indagini visive effettuate all'inizio della primavera. Tuttavia, i test eDNA in un sito hanno dimostrato che la salamandra di Jefferson era presente quando le indagini visive passate hanno indicato che era assente.
Allo stesso modo, nel 2018 abbiamo campionato cinque habitat di fiume per il salmone atlantico utilizzando l'eDNA. Non abbiamo rilevato il salmone atlantico nei corsi d'acqua; tuttavia, abbiamo rilevato eDNA a valle del nostro punto di controllo in campo - un singolo salmone atlantico in gabbia - confermando che lo strumento听Point of Need听蹿耻苍锄颈辞苍补惫补.
Il nostro lavoro ha dimostrato che lo strumento usato per campionare l鈥檈DNA si sta dimostrando veloce, economico e sensibile per rilevare la presenza di specie rare, a rischio e in pericolo di estinzione a bassa densit脿 nell'ambiente.
Il test per l'eDNA non 猫 affatto un nuovo metodo scientifico: esiste da circa 10 anni negli istituti di ricerca. La novit脿 猫 il modo in cui campioniamo e analizziamo per l'eDNA.
Il rilevamento dell'eDNA nell'ambiente acquatico dipende da diversi fattori quando si imposta un progetto di campionamento. L'intensit脿 del segnale eDNA dipender脿 dalla recente presenza della specie bersaglio e dalla durata della presenza della specie. Anche la densit脿 della popolazione e la fase del ciclo di vita sono fattori che possono influenzare la quantit脿 di eDNA presente nel corpo idrico. La qualit脿 dell'acqua pu貌 anche svolgere un ruolo nel degradare l'eDNA, quindi filtrare e analizzare l'eDNA sul posto con lo strumento 鈥Point of Need鈥听aiuta a gestire questo problema. Infine, le dimensioni dell'ambiente acquatico giocano un ruolo importante. Mentre un piccolo stagno o lago tratterr脿 probabilmente l'eDNA pi霉 a lungo, un fiume che scorre ha maggiori probabilit脿 di trasferire l'eDNA residuo a valle.
Per massimizzare le nostre probabilit脿 di successo, quando stabiliamo un piano di campionamento prendiamo in considerazione quanto segue:
Una volta che abbiamo i campioni d'acqua a portata di mano, li filtriamo in loco. Poi li analizziamo con lo strumento 鈥Point of Need鈥听sul campo oppure conserviamo i filtri e li inviamo ad un laboratorio qualificato per effettuare il test eDNA. Stiamo collaborando con laboratori in Canada e negli Stati Uniti per soddisfare le nostre esigenze.
Stiamo procedendo con ulteriori applicazioni della tecnologia eDNA sul campo per rispondere alle esigenze dei clienti. Stiamo acquisendo sempre maggiore conoscenza, adattando e adottando gli strumenti eDNA per fornire servizi affidabili sulla presenza di specie rare sul campo. Stiamo utilizzando e pianificando gli strumenti eDNA per rilevare altre specie tra cui lo storione dal muso corto, la trota toro, il temolo artico, la bottatrice e il branzino a strisce. Siamo entusiasti di continuare a sviluppare test per altre specie per espandere l'uso complessivo degli strumenti eDNA per il rilevamento delle specie.
Il nostro lavoro ha dimostrato che lo strumento Point of Need per eDNA sta mantenendo la sua promessa di essere uno strumento veloce, economico e sensibile per rilevare la presenza di specie rare, minacciate e in pericolo di estinzione a bassa densit脿 nell'ambiente.
Il nostro obiettivo? Aiutare i nostri clienti - in qualunque parte del globo - a soddisfare i loro requisiti normativi in modo efficace ed efficiente, riducendo i costi ed evitando impatti dannosi per le specie rare. L'utilizzo di un nuovo metodo di campionamento per aiutare a individuare le specie rare 猫 solo l鈥檌nizio!听听
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