Un nuevo estudio publicado en Environmental DNA detalla cómo los investigadores del Instituto de Investigación del Acuario de la Bahía de Monterrey (MBARI) y del Laboratorio Oceanográfico y Meteorológico del Atlántico (AOML) de la NOAA están utilizando robots submarinos autónomos para tomar muestras de ADN ambiental (ADNe). Esta sopa de ADN ofrece pistas sobre los cambios de la biodiversidad en zonas sensibles, la presencia de especies raras o en peligro de extinción y la propagación de especies invasoras, todo ello fundamental para comprender, promover y mantener un océano saludable.
Para el estudio, los investigadores combinaron dos novedosas plataformas autónomas desarrolladas por el MBARI: el vehículo submarino autónomo de largo alcance (LRAUV) y el procesador de muestras ambientales (ESP). El LRAUV es un robot ágil que puede desplazarse a zonas remotas del océano durante largos periodos de tiempo. El ESP es un "laboratorio en una lata" robótico que filtra el agua de mar y conserva el ADN electrónico para su futuro estudio. Al equipar un LRAUV con la tecnología ESP, los investigadores pueden ampliar la escala de la vigilancia de los océanos en el tiempo y el espacio. En comparación, el muestreo tradicional de ADN electrónico en el océano requiere semanas en un costoso buque de investigación limitado a una zona localizada. Innovaciones tecnológicas como ésta están revolucionando los esfuerzos de conservación de los océanos.
La biodiversidad marina es una medida de la abundancia de individuos y especies en el océano. Este mosaico interconectado de organismos -desde el plancton más pequeño hasta las ballenas más grandes- sostiene las redes alimentarias, produce el aire que respiramos y regula nuestro clima. Los instrumentos autónomos como el LRAUV y el ESP permiten a los investigadores mantener una presencia persistente en el océano y vigilar los cambios en los ecosistemas sensibles de un modo que no era posible anteriormente.
"Los organismos se desplazan a medida que las condiciones cambian en nuestros océanos y Grandes Lagos, afectando a las personas y las economías que dependen de esas especies. Necesitamos enfoques más baratos y ágiles para vigilar la biodiversidad a gran escala. Este estudio proporciona el desarrollo sinérgico de las tecnologías de ADN electrónico y no tripulado que necesitamos, en respuesta directa a las prioridades establecidas en el Plan Estratégico'Omics de la NOAA", dijo Kelly Goodwin, coautora del estudio, así como microbióloga en el AOML de la NOAA, y líder de investigación 'Omics de la NOAA.
Para esta investigación, el MBARI, el AOML y la Universidad de Washington colaboraron para completar tres expediciones en el Santuario Marino Nacional de la Bahía de Monterrey. El equipo coordinó la recogida de muestras entre los tres buques de investigación del MBARI, el buque Reuben Lasker de la NOAA Fisheries y una flota de LRAUV del MBARI.
Un equipo con base en un barco bajó botellas a una profundidad específica para recoger y conservar muestras de agua. Mientras tanto, un LRAUV equipado con un ESP tomaba muestras y conservaba el ADN electrónico de forma autónoma en lugares y profundidades similares. Las muestras de ADNe se devolvieron al laboratorio para su secuenciación en profundidad.
Los LRAUV pueden viajar durante semanas y cientos de kilómetros. Pueden permitir un muestreo más frecuente en zonas de interés que los buques de investigación tradicionales, que normalmente sólo visitan lugares remotos con poca frecuencia. Los robots autónomos permitirán a los investigadores estudiar regiones del océano que hasta ahora no habían sido estudiadas. Para reforzar la salud de los océanos a nivel mundial es fundamental colmar estas lagunas de datos. La investigación con barcos seguirá desempeñando un papel importante en los estudios oceanográficos, pero la incorporación de nuevas tecnologías autónomas al conjunto de herramientas ampliará la capacidad de investigación, vigilancia y gestión de recursos. En última instancia, los investigadores del MBARI prevén desplegar una flota de LRAUVs equipados con tecnología ESP.
Esta investigación ha sido financiada por la Fundación David y Lucile Packard, NOAA/OAR/'Omics, NOAA/OAR/NOPP, y los proyectos de la NASA #80NSSC20M0001 y 80NSSX21M003.
Artículo original de la revista:
Truelove, N.K., N.V. Patin, M. Min, K.J. Pitz, C.M. Preston, K.M. Yamahara, Y. Zhang, B. Raanan, B. Kieft, B. Hobson, L.R. Thompson, K.D. Goodwin y F.P. Chavez (2022). Expanding the temporal and spatial scales of environmental DNA research with autonomous sampling. Environmental DNA. doi.org/10.1002/edn3.299