ADN ambiental: un nuevo enfoque para la protección de la biodiversidad

El ADN ambiental o “environmental DNA” (eDNA) es el material genético que se encuentra en el medio ambiente procedente de organismos vivos, muertos o en proceso de descomposición. Este ADN se libera al medio a través de secreciones, excreciones, células, piel, fragmentos de tejidos… pertenecientes a cualquier organismo vivo presente. Estos fragmentos de ADN son liberados en los diferentes medios que habitan como, por ejemplo, el agua, el aire, el suelo e incluso en sedimentos.

Durante los últimos años, el ADN ambiental esta revolucionando no solo la medicina y biología, sino también el mundo de las ciencias ambientales. Este motor tan potente y en continuo desarrollo, está ofreciendo nuevas formas de estudiar la biodiversidad, los ecosistemas y las relaciones entre ellos.

Este método permite estudiar la biodiversidad sin tener que capturar, dañar o manipular los organismos, además de que se puede tomar muestras de lugares poco accesibles o difíciles de llegar y ofreciéndonos una alta especificidad a la hora de la identificación de las especies, incluso aquellas que el ojo humano no es capaz de identificar.

Por otro lado, y como limitaciones al respecto, se ha de tener en cuenta que el ADN es un material que fácilmente puede contaminarse y cuya degradación puede darse rápidamente, lo que puede dar autentico quebraderos de cabeza a la hora de la interpretación de los resultados. La interpretación de la secuenciación del ADN ambiental puede llevar a un análisis complejo, debido a la diversidad de las especies y a la posible presencia de ADN de especies que no están contempladas en el objetivo de estudio. Por último, se debe tener en cuenta que, aunque las técnicas de secuenciación han disminuido su coste, ciertos análisis a escala pueden llegar a ser muy costosos requiriendo una infraestructura especializada.

Metodología del ADN ambiental

Las metodologías de ADN ambiental se pueden resumir, de forma general, en cinco pasos:

1. Toma de muestras. Se trata de la recolección de muestras de los diferentes ambientes. Este muestro debe se planificado y representativo con el objetivo de poder tomar la mayor diversidad de organismos presentes.
2. Aislamiento de ADN. Tras la recolección de las muestras se debe extraer el ADN de todos los organismos presentes.
3. Secuenciación. Estos estudios genómicos nos ayudarán a conocer el orden exacto de las bases del ADN. Para este paso se suele utilizar la secuenciación de nueva generación (Next Generation Sequencing [NGS]), una secuenciación masiva y en paralelo de segmentos de ADN, en la cual se emplea una cantidad menor de tiempo y dinero.
4. Análisis de datos. Estos análisis bioinformáticos nos ayudarán a identificar y caracterizar los organismos presentes en las muestras, mediante la comparación de secuencias de ADN con las bases de datos existentes.
5. Interpretación de los resultados. Los datos obtenidos serán utilizados para analizar la composición de la biodiversidad en el área a estudiar.

Aplicaciones del ADN ambiental

Existe una gran diversidad para las aplicaciones del ADN ambiental y que, con los años, será cada vez mayor. Algunas de las principales aplicaciones son:

• Identificación de especies complejas, en peligro de extinción e invasoras. El ADN ambiental nos ofrece un enfoque económico y no invasivo de las especies.
• Estimación de la distribución de las especies. Estos análisis mejoran este seguimiento a gran escala.
• Vigilancia y dinámica de los ecosistemas. Este método de muestreo es capaz de monitorizar la propagación y el establecimiento de agentes biológicos nocivos.
• Análisis de la dieta e interacciones tróficas.
• Identificación de zonas de desove. Identificación no invasiva de una especie independiente de su etapa de vida o sexo.
• Seguimiento de la biodiversidad, pasado y presente. El ADN ambiental es ha aumentado la capacidad de monitorizar la biodiversidad tanto del pasado como del presente.
• Contaminación. Para estudios de respuestas del medioambiente a agentes contaminante y para conocer la probabilidad de supervivencia de las especies a un contaminante.
• Calidad del aire. Para estudios de caracterización del microbioma (hongos) o polen. Estos estudios nos permiten evaluar los posibles efectos tóxicos o alergénicos.

Conclusiones

El ADN ambiental es una herramienta poderosa y con muchas perspectivas de futuro en la biología, ecología y la conservación del medio ambiente, que nos ayuda a obtener una información valiosa sobre los ecosistemas y sus especies de forma específica y no invasiva.

Esta herramienta nos permite tener una información más detallada y precisa que, junto con el resto de los estudios observacionales y de campo, no ayudará a ser mas precisos a la hora de tomar decisiones para la conservación de la biodiversidad.

La metodología del ADN ambiental es un proceso que requiere una alta coordinación, desde la toma de muestras hasta el análisis final de los datos. Gracias a los avances en este campo, el eDNA se está convirtiendo o se convertirá en una herramienta esencial para la monitorización y la conservación de la biodiversidad, además de ofrecernos nuevas posibilidades para el estudio de los ecosistemas de una manera eficiente y menos invasiva que algunas metodologías tradicionales.

Bibliografía

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Jordan Fernández, Biodiversidad