Rastrejadors genètics redescobreixen espècies extingides

El redescobriment d’un insecte a Gal·les apunta a l’anàlisi d’ADN ambiental com a tècnica amb gran potencial per millorar els estudis d’espècies en perill d’extinció

Fa només uns quants anys es creia que la perla, l’insecte plecòpter d’1,27 cm que té com a nom científic Isoperla fulva, s’havia extingit localment a Gal·les. El 1995, uns ecologistes van capturar un exemplar d’aquest insecte aquàtic al riu Dee, a prop del límit entre Gal·les i Anglaterra, l’únic refugi conegut de l’espècie. Durant les dues dècades següents, les exploracions fetes a la zona no hi van descobrir cap més perla.

Les perles formen petites poblacions aïllades en rierols d’aigües impol·lutes, on són vulnerables a la contaminació i a la fragmentació de l’hàbitat. Els científics consideren que constitueixen un dels grups d’insectes més amenaçats, sotmesos a elevats índexs d’extinció durant aquestes últimes dècades. Tal com explica Craig Macadam, director de conservació de l’organització benèfica britànica Invertebrate Conservation Trust, més coneguda com a Buglife, si no apareixien proves de la seva supervivència al riu Dee, l’haurien hagut de declarar extingida localment, perquè ja havia desaparegut d’una sèrie de països europeus. “Quan veus la bestiola viva al teu davant i l’any següent ja no hi és, tens la sensació que l’has vist desaparèixer de la Terra. Ningú era capaç de trobar aquest insecte, o sigui que no hi havia res a fer: havia desaparegut”, comenta John Davy-Bowker, un hidrobiòleg que estudia l’insecte des dels anys 90. Però no s’hi va resignar. El març del 2017, quan les aigües del riu Dee són més profundes i fredes i quan les nimfes de la perla són més grosses, es va posar una pontonera i s’hi va ficar a dins.

Els resultats de la seva recerca, combinats després amb una potent tecnologia anomenada seqüenciació de l’ADN ambiental, van obrir noves esperances per a un insecte que semblava desaparegut per sempre. El redescobriment de la perla també fa pensar que aquesta tècnica pot contribuir a les iniciatives per salvar alguns dels organismes més amenaçats del món.

El rastreig genètic

L’ADN ambiental -eDNA segons les seves sigles en anglès- ha canviat el mètode dels conservacionistes per estudiar el medi ambient, i els permet fer un millor seguiment d’espècies esquives o amenaçades que no es poden observar amb els mitjans tradicionals.

Com diu Sean Rogers, un biòleg de la Universitat de Calgary que al novembre va publicar un article sobre la tecnologia de l’ADN ambiental, “gràcies a CSI ja sabem que anem deixant ADN per tot arreu. En el camp de la conservació les coses han canviat: en comptes de tirar xarxes per mirar de capturar peixos o fer servir una càmera amb l’esperança d’enxampar alguna cosa, ara fem un pas més enllà amb la ciència forense”.

En lloc de cavar, xipollejar i raspar per quantificar la supervivència d’una espècie, els ecologistes ara poden agafar mostres d’aire, aigua, terra i fins i tot d’un ambient artificial: qualsevol lloc on una criatura viva hi hagi pogut deixar la seva firma genètica amb secrecions, pell o altres fragments d’ADN.

Llavors, els investigadors aïllen l’ADN que hi hagin trobat i el comparen amb seqüències de genomes ja conegudes. L’ADN d’un organisme pot durar des d’unes quantes hores (en el cas d’alguns crustacis d’aigua dolça) fins a milers d’anys (com es pot veure en fragments d’ossos de peresosos gegants de fa 13.000 anys o en ossos de cavall atrapats al permagel fa mig milió d’anys).

Aquest tipus de rastreig genètic ha ajudat els investigadors a observar espècies en perill d’extinció, com ara el llangardaix cocodril vietnamita, els lleons marins australians, les granotes verdes sueques i els linxs del Canadà. Fa uns mesos, uns investigadors van analitzar l’ADN ambiental per descartar les teories sobre el mític monstre del Loch Ness. El que hi van trobar va ser el rastre de moltes anguiles.

Com que les tècniques de l’ADN ambiental són menys destructives i més eficaces que els mètodes clàssics, s’han difós àmpliament entre els científics per estudiar formes de vida difícils de veure: espècies invasores emergents o en perill d’extinció, o altres criatures esquives i sigil·loses.

Agafem, per exemple, la sirena menor o Siren intermedia, una críptica salamandra nocturna que passa els dies amagada al fang. Els científics li han parat trampes amb cansalada, gambes i fetges de pollastre com a esquer, i han esperat en va durant mesos per capturar-ne encara que fos un únic exemplar. Ho explica Krista Ruppert, biòloga de la Universitat de Texas, a la vall del Río Grande: “No en sabem gran cosa, perquè tradicionalment són difícils d’estudiar”. Ara els científics només necessiten analitzar mostres d’aigua per buscar l’ADN ambiental d’aquest amfibi: “No cal veure’l per saber que hi és”.

Limitacions i incògnites

Com totes les tecnologies emergents, el mostreig d’ADN ambiental té les seves limitacions. Una expedició científica que va estudiar, al setembre, les profunditats del golf de Mèxic ha destacat un dels principals inconvenients d’aquests mètodes: les bases de dades genètiques són incompletes. Tal com explica Santiago Herrera, ecologista molecular de la Universitat de Lehigh que al setembre va passar una setmana recollint ADN ambiental a les profunditats del mar, “al final tenim un munt de seqüències, però si no les reconeixem no tenim res més que un seguit de signes d’interrogació”.

El 2017 uns investigadors europeus van analitzar mostres de 18 rierols finlandesos i van descobrir que, amb els mètodes basats en l’ADN ambiental, s’identificaven més del doble d’organismes que amb els sistemes tradicionals. Però l’equip admet que “si volem aprofitar tot el potencial de caracterització genètica de l’ADN” s’ha de resoldre el problema de la poca fiabilitat de les bases de dades.

A causa d’antics prejudicis científics, els genomes de criatures no carismàtiques -com ara els percebes, els escorpins i les diatomees- se seqüencien i identifiquen molt menys sovint, encara que siguin vulnerables a l’extinció. Els biòlegs han descrit aproximadament 1,3 milions d’invertebrats, però aquesta xifra només representa una petita fracció d’un tipus de vida que comprèn cucs, esponges, insectes i mol·luscs, i que representa prop del 95% de tots els animals del planeta.

“Ens esforcem per alimentar aquestes bases de dades, però les espècies desapareixen abans que les puguem identificar”, explica Melania Cristescu, biòloga de la Universitat McGill de Mont-real. “Hi ha una gran diferència entre el que podem fer com a científics i l’aplicació que se’n fa al món real -diu Ivor Knight, biòleg de la Universitat Estatal de Pennsilvània que treballa en aquest camp-. Hi ha un desfasament entre entendre el potencial del que fem i entendre’n les limitacions”.

I hi ha una sèrie de limitacions a l’hora d’analitzar l’ADN ambiental. La simple presència d’un fragment d’ADN no revela si fa un dia o si fa mil anys que hi és, si pertanyia a un grup o a un individu, o si es va desprendre d’un ésser mort o d’un de viu. Fins i tot científics altament qualificats poden contaminar mostres per accident o considerar significatives unes dades que contenen soroll i que no ho són. Quan l’equip del doctor Rogers va quedar desconcertat davant dels sorprenents resultats que van descobrir en un rierol a prop del campus, aviat es van adonar que segurament havien detectat ADN provinent del zoològic de Calgary, que és allà a prop.

“No s’ha de tirar mai la tovallola”

Així i tot, ecologistes de tot el món recorren a aquesta tecnologia, fins al punt que el 2019 l’editorial Wiley va començar a publicar una revista, revisada per experts, dedicada exclusivament als estudis sobre l’ADN ambiental. “La veritat és que va molt de pressa -comenta Quentin Mauvisseau, biòleg de la Universitat de Derby, a Anglaterra-. Ara hi ha molta més gent en aquest camp”.

El 2017, després d’anys d’estudiar pops i crancs amb ADN ambiental, Mauvisseau va centrar la seva atenció en la perla. Va poder fer aquest estudi gràcies a la immersió de Davy-Bowker al riu Dee a principis d’aquell any. Aquell dia, 20 minuts després de començar l’expedició, Davy-Bowker va capturar un exemplar viu de perla i així va posar fi a 22 anys de presumpta extinció local. “No m’ho podia creure. Em vaig quedar de pedra, de debò -diu-. No us podeu imaginar la il·lusió que em va fer. No s’ha de tirar mai la tovallola”.

Va capturar altres perles i va cuidar-ne les nimfes fins que es van convertir en adults, amb l’objectiu que Mauvisseau pogués aïllar i seqüenciar l’ADN d’un dels espècimens. “No teníem cap coincidència”, diu Mauvisseau. Per tant, va desenvolupar un test d’ADN ambiental que el 2018 va permetre als científics tornar al riu Dee amb un mirall molecular. Mitjançant mostrejos tradicionals i amb ADN ambiental en 12 punts del riu Dee, Davy-Bowker i els seus col·legues van documentar sis llocs amb rastres d’aquest insecte, segons les conclusions publicades la tardor passada. Davy-Bowker hi tornarà al març per rastrejar el terreny, i al cap d’un temps el seu grup preveu capturar i criar més exemplars d’aquest insecte i introduir-los en el futur en altres llocs.

¿I si d’aquí un temps les poblacions de perles mostren senyals d’extingir-se una altra vegada? “Si torna a desaparèixer, tenim més possibilitats de detectar-ho”, afirma Davy-Bowker.

Craig Macadam, de l’organització Buglife, creu que el redescobriment de l’espècie ha revifat les esperances per a altres invertebrats greument amenaçats que han anat desapareixent: “Per a mi, s’ha obert la possibilitat que una espècie que havíem declarat extingida resisteixi encara en algun lloc”.

Traducció de Lídia Fernández Torrell

Copyright The New York Times

Blogs de ciència

this_image_alt

Despedida