17 Dec ADN ambiental, una nueva manera de conocer los ecosistemas acuáticos

Entrevistamos al investigador y jefe del departamento de Biogeografía y Cambio Global del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC) David Vieites para comprender la aplicación del ADN ambiental, un valioso material genético que vaga a la deriva en el agua, que aportará una novedosa información de los organismos que componen los ecosistemas acuáticos de Picos de Europa.

¿Qué es el ADN ambiental o eDNA?

Todos los organismos liberan su ADN en el ambiente, en suelos o aguas continentales y marinas. Nosotros lo recogemos de forma no invasiva, pues se halla libremente en el agua, para obtener información no solo de la diversidad de los ecosistemas acuáticos, sino detectar organismos de interés como especies en peligro o invasoras.

El objetivo de secuenciar todo el ADN presente en una muestra ambiental de los ecosistemas acuáticos es estudiar la biodiversidad y monitorear la presencia y los cambios en las especies sin alterar un ecosistema.

¿Cuál es su potencial para la biodiversidad de montaña?

Es muy difícil caracterizar la biodiversidad de las masas de agua porque son sistemas en continuo movimiento y hay muchos organismos que no están activos todo el tiempo del día o las estaciones. Otros son muy complicados de identificar como los virus, bacterias y el fitoplancton. También hay muchas especies de plantas e invertebrados acuáticos que sin un taxónomo no podríamos identificar.

Ahí es donde entre en juego el análisis del ADN ambiental, que recogemos mediante filtración del agua, el sedimento o del biofilm (esa capa resbaladiza pegada a las rocas en la que viven multitud de organismos), hacemos pruebas PCR para amplificar el ADN de cada muestra y luego lo secuenciamos masivamente.

Para cada grupo de organismos empleamos marcadores genéticos, siempre los mismos, de forma que el ADN amplificado masivamente permite una caracterización molecular de los organismos existentes en el lugar y así identificarlos.

¿Existen bases datos que registren la diversidad de organismos existente?

Una vez obtenido el ADN de los seres vivos que han dejado su rastro genético en el agua es el momento de identificarlos cotejando con las bases de datos existentes. Pero no todos los organismos que viven en Picos de Europa han sido secuenciados genéticamente. Por ello uno de los objetivos del proyecto LIFE Divaqua es generar una base de datos de ADN propia para, así comparar lo muestreado y con ello lograr una caracterización de las poblaciones de organismos vivos del parque nacional.

Cuando en LIFE Divaqua combinemos las observaciones hechas en el campo con las técnicas de biología molecular y el modelado matemático y estadístico, por ejemplo para monitoreo y gestión de los ecosistemas de agua dulce.

¿Se podrán saber también el tamaño de las poblaciones de cada organismo?

Solo se logrará saber semicuantitativamente la proporción presente de cada especie. Si hay más secuencias de una especie, habrá más ADN en el ambiente, pero eso no necesariamente supone que haya más individuos. También la cantidad de ADN de diferentes especies varía a lo largo del año, por ejemplo el ADN de truchas o salmones será más abundante en el agua cuando se reproduzcan y liberen miles de huevos en los ríos.

En los ecosistemas acuáticos es muy difícil de cuantificar pero si podremos desarrollar un modelo sobre la conectividad de los ecosistemas acuáticos y la presencia de especies para su adecuado funcionamiento ambiental. Nuestros trabajos se basarán en buscar diferencias de presencia en la diversidad de organismos entre lugares, sobre todo cuando hay barreras físicas como las presas fluviales.

¿Su utilidad se puede extender a otra vida salvaje?

Hay algunas especies que, aunque no son acuáticas, se han incluido por su interés para la gestión medioambiental: causantes de enfermedades emergentes como la del hongo que mata ranas, tritones y salamandras; y los ranavirus, otro virus específico de anfibios que se encuentra en Picos de Europa.

A los análisis genéticos hemos añadido marcadores sobre estas enfermedades para utilizarlos como herramienta de monitoreo y gestión de fauna. Si logramos hallar esas enfermedades en el ADN recogido en el agua estaremos en poder de una notable herramienta de gestión para aplicar en el territorio por ser barata y permitir una toma de muestras en cualquier época del año.

¿El ADN ambiental tiene alguna aplicación para el ganado?

De la misma forma que podemos detectar enfermedades de anfibios en el agua, también intentaremos hallar enfermedades del ganado en el agua. El parque nacional posee un informe de las enfermedades que afectan al ganado vacuno de Picos de Europa como la tuberculosis y la brucelosis, enfermedades muy contagiosas y que obligan a sacrificar a toda una cabaña ganadera.

La idea es evaluar si detectamos mediante esta técnica de ADN ambiental estas enfermedades en el agua o no. Sabiendo que esas enfermedades ya están ahí, queremos responder a preguntas como ¿se pueden detectar y por tanto potencialmente transmitir a través de los abrevaderos?, ¿en qué proporción de abrevaderos muestreados se detectan estas enfermedades? Esto es importante para la gestión de las cabañas ganaderas y por tanto del territorio, porque la presencia de estas enfermedades en el agua de los abrevaderos tiene implicaciones muy directas en la gestión del ganado.

A su vez fauna salvaje como el rebeco bebe en esos abrevaderos, por lo que también se podrían contagiar, siendo de gran interés confirmar o descartar la posible presencia de estas enfermedades en el agua.

¿Habéis comenzado los muestreos?

A pesar de la situación sanitaria, en el 2020, siguiendo con la cronología del proyecto, se han realizado los dos muestreos que el proyecto tenía establecidos y de los que actualmente se está extrayendo el ADN ambiental. Secuenciar todos los genomas mitocondriales a la vez permitirá crear la genoteca LIFE Divaqua. Será la base de datos de referencia inicial para este territorio.

Un tercer muestreo se hará entre mayo y junio del 2021, con lo que tendremos una muestra representativa de la biodiversidad acuática presente en el territorio que incluye LIFE DIVAQUA.

El Proyecto LIFE DIVAQUA está coordinado por la Universidad de Cantabria a través del Instituto de Hidráulica Ambiental , como socios beneficiarios participan Red Cambera, Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC), Centro Tecnológico Agrario y Agroalimentario Itagra.CT, Repsol, Fundación Instituto de Hidráulica Ambiental Cantabria y los Gobiernos autonómicos del Principado de Asturias y la Junta de Castilla y León . Cuenta con la cofinanciación de la Consejería de Desarrollo Rural, Ganadería, Pesca, Alimentación y Medio Ambiente del Gobierno de Cantabria y Navarro Generación.

Las actuaciones de LIFE DIVAQUA se enfocan en mantener y mejorar, según el caso, el estado de conservación de los hábitats y las especies de interés comunitario en los ecosistemas acuáticos de las cuencas de los ríos Deva-Cares y Sella.