Com alguns copos de água, cientistas usam eDNA para estudar criaturas raras e reclusas

Apr 20, 2023

Algumas criaturas no oceano são reclusas, escondendo-se de sondas e redes de arrasto humanas. Outras criaturas são raras, quase extintas devido ao aquecimento e às águas cada vez mais ácidas.

O estudo de criaturas raras e reclusas colocou problemas para os cientistas no passado. Nos últimos anos, o DNA ambiental, ou eDNA, ajudou. Para isolar o eDNA, os cientistas coletam água do oceano.

"Você está capturando coisas que estão caindo do peixe: escamas, lodo ou cocô, e você está obtendo minúsculos fragmentos minúsculos, células individuais e outros enfeites. Então, você está tentando encontrar essas células em uma garrafa gigante de água ”, disse Andrew Shelton, pesquisador ecologista da Administração Nacional Oceânica e Atmosférica.

Em uma longa viagem de duas semanas em maio deste ano, os cientistas coletaram amostras a bordo do navio de pesquisa Bell M. Shimada da NOAA durante uma pesquisa do ecossistema da Corrente do Norte da Califórnia.

"Uma pessoa coletará amostras de água de eDNA e chegará a esta estação", disse Jennifer Fisher, co-cientista-chefe do Shimada, enquanto mostrava a outras pessoas como usar o equipamento de filtragem de eDNA.

Depois de coletar amostras de várias profundidades oceânicas, os cientistas passaram água por filtros do tamanho de dólares de prata, que pareciam pequenos filtros de café.

O zumbido das bombas obscureceu outros ruídos no laboratório úmido do navio, onde os cientistas passaram grande parte de suas quase duas semanas a bordo do navio, coletando dados que poderiam ajudar a lançar mais luz sobre o minúsculo plâncton e outras formas de vida oceânica que servem de alimento para o salmão. .

O processo de filtragem às vezes era meticuloso e demorado, dependendo da quantidade de lama na água. Bombas puxavam a água através de copos de vidro cobertos com papel alumínio. Em seguida, o excesso de água escorria por canos e para uma garrafa maior.

Os cientistas removeram cuidadosamente os filtros, que esperavam que estivessem cheios de eDNA. Os cientistas usaram pinças para colocar os filtros em tubos de plástico para serem analisados ​​em um laboratório terrestre.

Na última década, a tecnologia eDNA também permitiu que cientistas conservacionistas descobrissem se espécies raras e ameaçadas estão presentes em determinados ambientes. Mais recentemente, os gerentes de pesca estão usando o eDNA como uma ferramenta para aprender mais sobre os estoques de peixes em vastos espaços, como o oceano.

Cerca de 65 das amostras de eDNA que os cientistas coletaram no Shimada foram para Nick Adams, um oceanógrafo de pesquisa da NOAA em Seattle. As expedições de pesquisa no final da temporada também coletaram amostras para análise de Adams.

Adams esperava determinar a diversidade do fitoplâncton nas amostras de água coletadas no Shimada. O fitoplâncton é o primeiro elo da cadeia alimentar oceânica. O fitoplâncton alimenta outros organismos que o salmão come.

"Quando fizermos nossa análise sofisticada, poderemos dizer: 'Oh, este pedaço de DNA pertence a este organismo, este pertence a este organismo'", disse Adams.

Em seguida, ele trabalhará com outros cientistas e com os dados coletados da pesquisa de Shimada para comparar as informações e obter uma visão mais ampla do que estava acontecendo no oceano onde as amostras foram coletadas.

Cerca de três meses após a viagem de Shimada de 6 a 17 de maio, Adams aguardou a análise das amostras de eDNA. Os cientistas coletaram amostras para Adams em cada parada que a embarcação fez.

Adams armazenou essas amostras em um freezer a -80 graus Celsius, ou -112 graus Fahrenheit.

Para preparar as amostras, ele enfiou os filtros em um tubo com minúsculas esferas de vidro e um tampão de extração de DNA. Em seguida, uma máquina batedora de esferas agitou as amostras.

"Isso simplesmente bate neles", disse Adams. "Apenas para obter todas as pequenas partículas, e especialmente o plâncton, que estou procurando. Alguns fitoplâncton têm essas conchas de sílica e são difíceis de quebrar."

É por isso que a máquina de bater contas é útil. Adams então armazenou as amostras durante a noite, incubando-as a cerca de 132 graus Fahrenheit.

Na manhã seguinte, Adams girou os tubos de amostra e removeu o tampão de extração de DNA.

"O DNA vai grudar no vidro sob altas concentrações de sal. Então o DNA vai grudar nos tubos de vidro. Você lava todas as coisas ruins e então usa água ou outro tipo de tampão para retirar o DNA do vidro. E então você tem DNA purificado", disse Adams.