Las muestras de ADN ambiental extraídas del aire de zoológicos permiten identificar a las especies que habitan en las instalaciones, e incluso las que se encuentran fuera. Así lo demuestran dos equipos independientes de científicos que han desarrollado diferentes técnicas que ofrecen un método novedoso y no invasivo para vigilar la biodiversidad.
El aire de un zoo está lleno de olores, desde el pescado utilizado para alimentar a los animales hasta el estiércol de los herbívoros que pastan. Pero en el ambiente también se refleja el ADN de los seres vivos que habitan en estas instalaciones.
Dos equipos independientes de científicos –en Dinamarca, por un lado, y Reino Unido y Canadá por otro– demuestran en dos estudios publicados en la revista Current Biology que las muestras de aire de un zoológico local pueden contener suficiente ADN para identificar a los animales de su interior.
Según los investigadores, que tomaron de forma paralela muestras de aire en dos zoológicos europeos, el de Hamerton (Reino Unido) y el de Copenhague (Dinamarca), esto daría lugar a una herramienta valiosa y no invasiva para rastrear la biodiversidad.
“Capturar el ADN ambiental de los vertebrados en el aire nos permite detectar incluso animales que no podemos ver que están ahí”, afirma la investigadora Kristine Bohmann, coautora de uno de los trabajos y directora del equipo de la Universidad de Copenhague, en Dinamarca.
Hasta ahora, los animales terrestres podían ser vigilados de muchas maneras: de forma directa, por medio de una cámara u observación en persona; o indirectamente, con huellas o heces. El inconveniente de estos métodos es que pueden implicar un intenso trabajo de campo y requieren la presencia física del animal. Por ejemplo, el seguimiento de animales mediante cámaras obliga a saber dónde colocarlas en su recorrido, revisar miles de fotos y, por lo general, un poco de suerte.
“Al principio de mi carrera, fui a Madagascar con la esperanza de ver muchos lémures. Pero en realidad, en rara ocasión los vi. La mayoría de las veces los oía saltar entre las copas de los árboles”, explica Bohmann. “Así que, para muchas especies, puede ser un gran trabajo detectarlas por observación directa, especialmente si son esquivas y viven en hábitats muy cerrados o inaccesibles”, continúa.
Christina Lynggaard y Kristine Bohmann recogen muestras de aire en el zoo de Copenhague. / Christian Bendix
Contrariamente a otro tipo de muestras, el seguimiento del ADN en el aire es muy complejo, porque aparece diluido. “El aire es un sustrato difícil de trabajar, ya que lo rodea todo, lo que significa que el riesgo de contaminación es alto”, explica Christina Lynggaard, coautora del equipo danés.
Los científicos se aseguraron de que las especies que detectaban eran del zoo y no, por ejemplo, del laboratorio. Para ello, “tomamos muestras de aire dentro del laboratorio y las secuenciamos también”, añade Lynggaard.
Aunque cada equipo utilizó un método diferente para filtrar el ADN del aire, ambos consiguieron detectar la presencia de numerosas especies animales dentro y fuera de los límites de los dos zoológicos. Los experimentos realizados en estas dos investigaciones funcionaron “sorprendentemente bien”, aclara Elizabeth Clare, investigadora principal del equipo de la Universidad Queen Mary de Londres, ahora en la Universidad de York en Toronto.
Su equipo utilizó filtros sensibles acoplados a bombas de vacío para recoger más de 70 muestras de aire en diferentes lugares del zoo, tanto en el interior de las zonas de descanso de los animales como en el exterior, en el entorno general del zoo.
“Pudimos incluso recoger ADN de animales que se encontraban a cientos de metros de distancia del lugar donde hacíamos las pruebas sin que se produjera un descenso significativo de la concentración, e incluso del exterior de edificios que estaban cerrados. Los animales estaban dentro, pero su ADN se escapaba”, recalca Clare.
El grupo de Bohmann recogió muestras de aire utilizando tres dispositivos de muestreo de aire diferentes: una aspiradora comercial con base de agua y dos ventiladores con filtros incorporados; el más pequeño de estos dos tenía el tamaño de una pelota de golf. Recogieron muestras de aire en tres lugares: el establo de los okapis, la Casa de la Selva y el exterior entre los recintos exteriores.
“Para conseguir ADN ambiental en el aire, utilizamos un ventilador, como el que se usa para enfriar un ordenador, y le colocamos un filtro. Luego lo dejamos funcionar durante un tiempo”, indica Lynggaard. El ventilador aspira el aire que podría contener material genético de cualquier tipo de fuentes, como el aliento, la saliva, el pelo o las heces, aunque los investigadores no han determinado la fuente exacta.
Pudimos incluso recoger ADN de animales que se encontraban a cientos de metros de distancia del lugar donde hacíamos las pruebas sin que se produjera un descenso significativo de la concentración
“Tras la filtración del aire, extrajimos el ADN del filtro y utilizamos la amplificación por PCR para hacer muchas copias del ADN del animal. Tras la secuenciación, procesamos los millones de secuencias y finalmente las comparamos con una base de datos de ADN de referencia para identificar la especie animal”, añade la experta de la Universidad de Copenhague.
El uso de muestras de ADN en el aire en entornos naturales necesitará más investigación para conocer todo su potencial, pero ambos equipos de investigación creen que podría transformar la forma en que los científicos estudian y vigilan la biodiversidad animal.
“El carácter no invasivo de este método lo hace especialmente valioso para observar especies vulnerables o en peligro de extinción, así como las que se encuentran en entornos de difícil acceso, como cuevas y madrigueras”, afirma Elizabeth Clare.
Gracias a estas técnicas, los animales no tienen que ser visibles para saber que están en la zona. Se pueden identificar gracias a los rastros que dejan en el aire. “Este muestreo podría revolucionar la biomonitorización terrestre y ofrecer nuevas oportunidades para rastrear la composición de las comunidades animales, así como para detectar la invasión de especies no autóctonas”, concluye la experta.
En este sentido, durante la realización de los experimentos, ambos equipos detectaron especies de las zonas circundantes a los zoológicos. El erizo euroasiático, en peligro de extinción en el Reino Unido, se detectó en las afueras del zoo de Hamerton, mientras que el topillo acuático y la ardilla roja se detectaron en los alrededores del de Copenhague.
Los científicos también descubrieron la presencia de alimentos para los animales del zoo, como pollo, vaca, caballo y pez. El amplio abanico de especies detectadas confirma el potencial que tiene el ADN ambiental transportado por el aire para identificar y vigilar especies terrestres en la naturaleza. Esto, en última instancia, apoyaría los esfuerzos de conservación a escala mundial.
Referencias:
Elizabeth L. Clare et al. “Measuring biodiversity from DNA in the air” Current Biology (2021). DOI: 10.1016/j.cub.2021.11.064
Christina Lynggaard et al. “Airborne environmental DNA for terrestrial vertebrate community monitoring” Current Biology (2021). DOI: 10.1016/j.cub.2021.12.014
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