Dos equipos de investigación utilizaron de forma independiente aspiradoras para medir la biodiversidad

En el momento en que se produjo la pandemia, Christina Islas Lynggaard -investigadora postdoctoral del Instituto Globe de la Universidad de Copenhague- se sentó en su apartamento rodeada de aspiradoras y filtros. Los probó, y al final se quedó con una aspiradora de agua, que era, para sus propósitos, bastante buena. El resto no lo consiguió: tenían una buena succión, pero en cuanto se les ponía un filtro, se estropeaban las fuentes de alimentación. “Se apagaba, y entonces el motor se sobrecalentaba, y era muy difícil”, afirmó Lynggaard.

Todas estas pruebas se hicieron para un caso interesante, que parece obvio en retrospectiva pero que podría tener valiosas aplicaciones ecológicas. En resumen, Lynggaard y otros investigadores de su equipo buscaban una forma de recoger ADN ambiental (ADNe) del aire para medir la biodiversidad o buscar la presencia de especies raras o invasoras.

De la nada

“No teníamos ni idea de cuál era la mejor manera de recoger el ADN del aire”, mencionó Kristine Bohmann aseguró. Bohmann es profesora asociada del Globe Institute y una de las investigadoras que participan en el proyecto.

Al parecer, se puede recoger el ADNe del aire aspirándolo a través de una aspiradora (o algo similar), atrapándolo en un filtro adjunto y analizándolo. Bohmann, Lynggaard y otros investigadores publicaron recientemente los resultados de su trabajo en Current Biology. La publicación del estudio coincide con otra investigación que muestra en gran medida las mismas conclusiones utilizando un método ligeramente diferente desarrollado por un equipo del Reino Unido y Canadá.

En el pasado, tratar de medir la diversidad biológica o comprobar la presencia de una especie era un trabajo pesado que a menudo implicaba colocar cámaras o salir y esperar a ver la especie. Sin embargo, últimamente los investigadores utilizan el ADN electrónico para este fin, ya que puede ser más fácil. Según un artículo del pasado mes de febrero, la forma más común de analizar el ADN electrónico consiste en filtrar el agua del entorno a través de una membrana y estudiar los materiales acumulados -a menudo trozos de piel, heces, mucosidad, etc., que contienen ADN.

“El aire es el equivalente al agua en el sentido de que lo rodea todo en la tierra, al igual que el agua lo rodea todo en un lago o en el océano”, dijo Bohmann. Sin embargo, estos dos trabajos describen algo que, en general, no se ha hecho antes: medir el ADN electrónico del aire. El concepto no es totalmente nuevo; una investigación del año pasado utilizó el aire, el agua y el suelo para detectar los grandes murciélagos pardos. No obstante, los investigadores daneses creen que han dado en el clavo con este trabajo.

“Tuve un buen presentimiento sobre esto. Sabía que tenía que hacer este estudio”. aseguró Bohmann, recordando la primera solicitud de subvención que escribió para este proyecto, que fue denegada.

Pruebas de concepto

En 2019, sin embargo, el segundo intento de Bohmann y Lynggaard de conseguir una subvención salió adelante. Para poner a prueba sus ideas, el equipo salió al zoológico de Copenhague armado con la aspiradora de agua y -por sugerencia de uno de sus coautores- con dos ventiladores. Los ventiladores eran como los de los ordenadores portátiles, pero con una carcasa impresa en 3D para poder acoplarles filtros. Lynggaard probó muchos filtros antes de decantarse por los de clase F8, que son buenos para recoger y retener partículas.

A partir de ahí, el equipo recorrió el zoo y recogió muestras de tres zonas diferentes: un establo, en el que había okapis y un tigre; la zona de espera exterior; y el interior de la “Casa de la Selva”, en la que había aves, reptiles, perezosos, etc. Los aspiradores aspiraban el aire en estas zonas y los restos de animales quedaban atrapados en los filtros o, en el caso del aspirador de agua, en el agua. En el laboratorio, el agua también podía pasar por un filtro.

El laboratorio se limpiaba a fondo y tenía normas estrictas de entrada para evitar la contaminación de las muestras. El equipo también recogió muestras de aire del laboratorio para hacerse una idea del ADN ambiental presente.

Al principio, no estaban seguros de qué tipo de ADN encontrarían, si es que lo hacían. De las 40 muestras que tomaron, los miembros del equipo identificaron 49 especies diferentes, desde un rinoceronte hasta los guppys de la sala de la selva. Cada muestra contenía ADN de entre seis y 21 criaturas. Algunas de las especies detectadas -como el topillo acuático y la ardilla roja- ni siquiera eran animales del zoo; simplemente estaban cerca. “Nos caímos de la silla absolutamente asombrados, sorprendidos, conmocionados”, mencionó Bohmann.

Los investigadores canadienses y británicos adoptaron un enfoque similar, pero se dirigieron al parque zoológico de Hamerton (Reino Unido), afirmó Elizabeth Clare. Clare es una de las autoras del artículo y actualmente es profesora adjunta del Departamento de Biología de la Universidad de York. Su equipo utilizó bombas de vacío equipadas con filtros sensibles y recogió más de 70 muestras de aire de varias zonas del zoo, tanto dentro como fuera de las áreas de descanso de los animales. Comparó el dispositivo que utilizaron con una máquina de café, salvo que el filtro recoge el ADN en lugar de los posos. A partir de ahí, al igual que los investigadores daneses, tomó las muestras y las analizó. “Tenemos mucha experiencia trabajando con ADN ambiental”, aseguró aseguró.

Tras el análisis, su equipo encontró ADN de 25 especies, como dingos y tigres. Diecisiete eran especies conocidas de zoológico, mientras que el resto eran animales cercanos no zoológicos, como el erizo euroasiático, que está en peligro de extinción en el Reino Unido. Los investigadores también descubrieron que podían capturar el ADN de un animal incluso cuando lo recogían en el exterior de un edificio sellado y, al igual que el equipo danés, detectaron el ADN de alimentos de origen animal, como el pollo, en una zona con un animal que se alimenta de pollo. “Es casi seguro que detectamos su comida tanto como ellos”, mencionó Clare.

Quedan preguntas

Los equipos conocieron el trabajo de los demás y dicen que les anima el hecho de que los estudios hayan llegado a conclusiones similares mediante enfoques diferentes. “Nunca he visto experimentos tan idénticos realizados exactamente al mismo tiempo.. que no tuvieran conocimiento el uno del otro”, aseguró Clare. “Cuando estás haciendo algo un poco loco -aspirar ADN del cielo- es realmente agradable cuando alguien más también ha sido capaz de hacer lo mismo y confirmar de forma independiente que [eso] funciona”.

Más allá del potencial que tiene para el rastreo de la biodiversidad y la comprobación de la presencia de especies raras o invasoras, es probable que el enfoque sea mucho menos perturbador que ir a un ecosistema terrestre y buscar activamente una especie objetivo. Según Clare, el proceso también elimina la necesidad de ver físicamente a una criatura, ya sea en persona o mediante una cámara trampa, tras la cual los animales pueden simplemente caminar. “Dejan un rastro de sí mismos. El animal puede seguir adelante y desaparecer, y aún así se le puede detectar”, aseguró.

Sin embargo, ambos equipos coinciden en que aún es pronto para este ámbito de investigación. Clare señaló que los investigadores no saben cómo pueden afectar a la efectividad del método factores como el viento, la luz solar y otros, algunos de los cuales podrían degradar el ADN en el aire. Y su sensibilidad no está clara. Los investigadores daneses señalan que el terreno -por proponer un ejemplo, una selva tropical frente a un campo abierto- también puede influir en los resultados. La forma óptima de recoger el ADN, que probablemente varía de un entorno a otro, es otra área que necesita más exploración. “Es muy, muy pronto en esto.. Pero el potencial es enorme”, mencionó Clare.

Current Biology (2021). DOI: 10.1016/j.cub.2021.11.064 Current Biology (2021). DOI: 10.1016/j.cub.2021.12.014.

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