La Dra. Nastassia Patin, científica del Instituto Cooperativo de Estudios Marinos y Atmosféricos (CIMAS) de la Universidad de Miami que trabaja en el AOML, ha pasado recientemente tres semanas a bordo del buque Reuben Lasker de la NOAA recogiendo ADN ambiental (eDNA) de muestras de agua en apoyo del Estudio de Evaluación del Reclutamiento y el Ecosistema de Pez Roca (RREAS).
El ADN ambiental (ADNe) se refiere al ADN recogido directamente de hábitats como el suelo, el agua dulce o el océano. Contiene ADN de organismos que viven o han pasado por ese hábitat, incluidas las especies raras, invasoras o en peligro de extinción.
En colaboración con científicos del Servicio Nacional de Pesquerías Marinas, el Dr. Patin recogió muestras correspondientes a redes de arrastre nocturnas en estaciones de transecto a lo largo de la costa de California, desde Point Reyes hasta San Diego.
El Dr. Patin recogió un total de 339 muestras de agua que fueron filtradas y conservadas para el ADNe.
"En cada estación recogí muestras de agua por triplicado a tres profundidades utilizando un CTD y una roseta de botellas Niskin. Filtré cada muestra de agua a través de un filtro de membrana de 0,22 um y congelé los filtros a -80 °C", explicó el Dr. Patin.
Un CTD (conductividad, temperatura y profundidad) es un instrumento utilizado para detectar cambios en la conductividad y la temperatura del agua en función de la profundidad. Un CTD está unido a una roseta (conjunto metálico de muestreo de agua) y a botellas Niskin (para múltiples muestras de agua) que se bajan al agua con un cable. Cuando se despliega la roseta, las botellas abiertas se cierran y recogen muestras de agua a distintas profundidades.
El ADN electrónico se utilizará para la secuenciación de genes marcadores ("metabarcodificación") de organismos de distintos niveles tróficos, desde microbios hasta ballenas. El nivel trófico se refiere a la posición de un organismo en una cadena alimentaria, basada en la cantidad de pasos de consumo que lo separan de la fuente de energía original, como el sol. Las interacciones entre los organismos de diferentes niveles tróficos hacen que el flujo de energía sea más complejo que una cadena lineal (cadena alimentaria), y se representa mejor como una "red alimentaria".
Además, se analizará el ADN electrónico para proporcionar información sobre los genomas microbianos y la función bioquímica, que no se consigue mediante la metabarcodificación.
"La investigación sobre el ADN electrónico marino ha quedado rezagada con respecto a los entornos terrestres y acuáticos, en gran parte debido a las dificultades que plantean el muestreo sobre el terreno y el análisis de los datos de las secuencias", afirmó el Dr. Patin.
Como parte de los esfuerzos de la NOAA para desarrollar métodos de ADN electrónico, el Dr. Patin trabajó para optimizar los protocolos de muestreo a bordo del Reuben Lasker, un proyecto desafiante teniendo en cuenta que el barco no fue diseñado para el trabajo molecular sensible. Los avances en los métodos de muestreo y análisis de ADN electrónico mejorarán la detección de especies raras, en peligro de extinción o invasoras que no pueden ser evaluadas exhaustivamente con estudios visuales.
"Ampliar las evaluaciones de la macrofauna más allá de los estudios visuales proporcionará información más precisa sobre las zonas de solapamiento entre depredadores y presas de lo que es posible actualmente con los estudios visuales", dijo el Dr. Patin. "Además, la vinculación de múltiples niveles tróficos contribuirá a nuestra comprensión de las redes alimentarias marinas costeras, cuya base es microbiana y cuyos niveles más altos incluyen a las ballenas azules".
Los datos de ADN ambiental generados por el estudio RREAS se secuenciarán y analizarán con la información de las capturas de arrastre y otras métricas ecológicas para proporcionar una mejor comprensión de las redes alimentarias marinas, la interconectividad de los organismos en la corriente de California y la coexistencia de presas y depredadores en estas áreas.