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ADN ambiental: invasoras em investigação

*Este artigo foi escrito por alunos do ensino secundário, ao abrigo do programa Jovens Repórteres para o Ambiente, no âmbito da parceria com a Associação Bandeira Azul da Europa.

©Diogo Martins

Imaginem que, a partir de uma pequena amostra de água de uma zona costeira, se pode conhecer as espécies existentes nesta área, mesmo antes de estas serem avistadas. É a partir desta premissa que o projeto NIS-DNA pretende combater e controlar precocemente espécies que se possam tornar invasoras. Evitar as consequências, para os ecossistemas marinhos costeiros portugueses, é a ideia base na essência deste projeto que usa vestígios de ADN presente nos ambientes aquáticos para descobrir espécies não indígenas.

E se o nosso ambiente fosse um grande reservatório de ADN? Segundo a coordenadora do projeto NIS-DNA, Sofia Duarte, “é possível detetar essa molécula portadora do código genético de todos os seres vivos presentes num meio ambiente a partir de uma simples recolha de amostra de água”. Este ADN ambiental pode assim tornar-se uma fonte inesgotável de informações para se descobrir mais sobre espécies vivas ainda por detetar em determinados ecossistemas. Quem não se lembra de séries de investigação policial, em que com um cabelo deixado numa cena de crime, se consegue apanhar um criminoso. É desta maneira que no Centro de Biologia Molecular e Ambiental (CBMA), da Universidade do Minho, a partir de uma simples amostra de água ou de uma “sopa de organismos”, se obtém fragmentos de ADN e se descobre a biodiversidade que deixou vestígios da sua presença num determinado local.

Sofia Duarte, coordenadora do projeto NIS-DNA, do Centro de Biologia Molecular e Ambiental | ©Diogo Martins

A investigadora revela que este projeto tem como objetivo “propor um protocolo para identificar precocemente as espécies não indígenas, da fauna que não são nativas da região”. Sofia Duarte, acrescenta que pretende “a otimização de ferramentas moleculares”, como o DNA barcoding e DNA Metabarcoding, ou seja, ferramentas ou técnicas que usam como base o ADN para a identificação de espécies para alcançar os objetivos deste projeto. Estas tecnologias usadas no projeto permitem a deteção precoce de espécies não indígenas, pois é possível detetá-las em qualquer fase do seu ciclo de vida e quando em densidades baixas, permitindo antecipar o seu crescimento, dispersão e áreas potencialmente em risco de serem invadidas.

Tradicionalmente, os métodos de classificação de espécies baseiam-se na identificação morfológica de organismos, a partir das suas caraterísticas físicas, do estudo da sua forma e estrutura. No entanto, esta abordagem pode apresentar limitações, como por exemplo, o facto de esta técnica necessitar de conhecimentos especializados, havendo casos em que a identificação é difícil ou mesmo impossível. Para além disso, por vezes, no caso de seres vivos muito pequenos (como os invertebrados), é um desafio encontrá-los no ecossistema onde habitam e até mesmo identificá-los. Assim sendo, as ferramentas moleculares podem colmatar as falhas da classificação tradicional e tornarem-se uma fonte “inesgotável” de informação sobre as respetivas espécies de cada ambiente e, consequentemente, sobre as espécies não nativas e potencialmente prejudiciais a este mesmo ambiente.

Amostra recolhida no âmbito do projeto NIS-DNA | ©Diogo Martins

Assim, a investigadora revela a importância do uso inovador de ferramentas moleculares, como o DNA barcoding e DNA Metabarcoding, para a preservação do equilíbrio dos ecossistemas costeiros portugueses. Sofia explica que esta técnica “necessita da extração de ADN dos organismos presentes nos locais em estudo ou então presente em amostras ambientais, como a água, e, deste ADN recolhido, são utilizadas sequências curtas, de regiões padronizadas no genoma dos organismos para a sua identificação”. A análise destas sequências leva à criação de códigos de barras genéticos, no caso do DNA barcoding de uma única espécie, e no caso do DNA Metabarcoding, de todas as espécies presentes na amostra.

Posteriormente, estas amostras de ADN desconhecidas são associadas a espécies que já tenham sido registadas previamente numa biblioteca genética de referência. A coordenadora do projeto aponta como finalidade prevenir e combater “a crescente problemática, que as espécies não indígenas podem trazer, uma vez que no momento em que uma espécie invasora já está estabelecida, é muito difícil de erradicá-la", o que destaca a importância deste projeto.

Fonte de eletroforese, aparelho que confirma se a amplificação do ADN foi bem-sucedida | ©Diogo Martins

As regiões costeiras são zonas de grande importância socioeconómica para o nosso país e as espécies não indígenas representam uma ameaça ao desenvolvimento sustentável e económico destas regiões, motivando assim a prevenção deste problema. Para além disso, a investigadora explica que “As espécies invasoras podem ser sobretudo impactantes nas zonas de aquacultura", exemplificando com o caso das aquaculturas de bivalves da Ria Formosa, que foram afetadas por espécies invasores, como os briozoários e tunicados, o que se pode traduzir em perdas avultadas para essas culturas. O Instituto Português do Mar e da Atmosfera, na Diretiva-Quadro “Estratégia Marinha” [1] de 2018, refere que até àquela data estavam referenciadas cerca de 12 000 espécies não indígenas, em ambientes marinhos e de transição, da União Europeia e de outros países europeus, e que destas, cerca de 10 a 15% são consideradas invasoras, traduzindo-se, segundo estudos anteriores, em impactos ecológicos e económicos das espécies invasoras, ascendiam a quase 5% da economia mundial.

Apesar de tudo, estas técnicas não são infalíveis e, como tal, apresentam limitações. Por exemplo, no caso das análises do ADN ambiental, o tempo de persistência do ADN no ambiente pode variar de acordo com a espécie (espécies de maior tamanho em princípio libertam mais ADN) e de acordo com as condições ambientais (pH e temperatura). Para além disso, DNA de espécies que só se encontram em determinados locais, pode ser arrastado por correntes de água, manipulando os resultados. Nalgumas espécies, o ADN apresenta dificuldades em ser amplificado, resultando numa maior dificuldade de sequenciação e, portanto, identificação dessas espécies [2]. E como a identificação das espécies assenta nos dados que estão disponíveis nas bibliotecas genéticas de referência, o seu grau de preenchimento vai afetar a quantidade de espécies identificadas pois necessitam de já possuir sequências de ADN de referência nestas bibliotecas. Contudo, o projeto coordenado por Sofia Duarte, tem como objetivo a otimização destas metodologias e ferramentas conduzindo o percurso do projeto NIS-DNA à sua meta no mundo difícil e exaustivo do combate às espécies invasoras.

[1] Diretiva-Quadro “Estratégia Marinha - Descritor 2 – Espécies não indígenas, Instituto Português do Mar e da Atmosfera, I.P -  https://www.dgrm.mm.gov.pt/documents/20143/43971/IPMA_DQEM_2018_D2_FINAL_CP_22082019.pdf/110e6412-799a-0da5-d8a6-195565c6f72f
[2]  Actes de la journée ADN Environnemental – Tristan LEFEBURE, Université Lyon 1 – Barcoding, Métabarcoding : petite entrée en matière - http://www.graie.org/zabr/zabrdoc/Actes_Adne_web.pdf
Texto de Diogo Martins (Jovens Repórteres para o Ambiente)
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