Raccogliere DNA invece di contare le specie
Un nuovo metodo semplifica la determinazione della diversità delle specie: invece di raccogliere e caratterizzare le specie individualmente, il DNA degli organismi è determinato da campioni ambientali. I ricercatori dell'UZH e dell'Eawag sono stati in grado di dimostrare per la prima volta che il metodo funziona nei fiumi.
La maggior parte degli ecosistemi naturali sono fortemente influenzati dai cambiamenti dell'habitat umano, dai cambiamenti climatici o dalle specie invasive. Per l'ecologia e la conservazione della natura, è di centrale importanza valutare lo stato e i cambiamenti della biodiversità. Per proteggere gli ecosistemi, bisogna conoscere gli organismi che li abitano. Tuttavia, i metodi classici sono spesso adatti solo per determinare un sottoinsieme di organismi. Inoltre, sono costosi e gli stessi organismi devono essere raccolti a questo scopo.
Recentemente, l'idea è stata quella di raccogliere il DNA degli organismi da campioni ambientali come il suolo o l'acqua e quindi rilevare le diverse specie. Tutti gli organismi rilasciano costantemente DNA nell'ambiente, per esempio attraverso le feci o le particelle di pelle. Questo DNA ambientale viene sequenziato utilizzando le ultime tecnologie e poi controllato con i database per determinare la specie. "Questo nuovo approccio ha il potenziale per rivoluzionare lo studio della biodiversità", dice Florian Altermatt, professore presso l'Istituto di Biologia Evolutiva e Scienze Ambientali dell'Università di Zurigo e l'Istituto di Ricerca sull'Acqua Eawag.
DNA di mosche e di castori
Lui e il suo team alla Eawag di Dübendorf hanno recentemente fornito la prova pratica di questa idea. Hanno raccolto l'acqua del Glatt, un fiume del cantone di Zurigo, in vari punti e poi hanno estratto tutto il DNA. "Abbiamo raccolto un litro d'acqua e siamo stati in grado di estrarre il DNA da un numero sorprendente di specie, dagli insetti acquatici come le mosche ai castori che vivono più a monte", spiega il coordinatore dello studio Altermatt. Il DNA di migliaia di organismi è stato confrontato con le stime tradizionali della biodiversità. Questo ha chiarito se gli organismi rilevati vivono effettivamente in questo ambiente.
In un lavoro precedente, gli autori avevano già dimostrato che i fiumi trasportano il DNA per diversi chilometri. "Questo apre nuovi approcci per ottenere informazioni sulla diversità degli organismi nei sistemi fluviali", dice Altermatt. "Potremmo ora essere presto in grado di determinare la biodiversità in modo simile a come si misura la chimica dell'acqua". I singoli campioni d'acqua contengono informazioni non solo sugli organismi acquatici, ma anche sugli organismi terrestri che si trovano lungo il fiume. Questo ha dato agli scienziati un'impronta digitale degli organismi che vivono in tutto il bacino. E dimostrano il potenziale del DNA ambientale di poter determinare la biodiversità di tutti gli animali, dagli insetti acquatici ai mammiferi.
Determinare di routine la biodiversità
Lo studio dei ricercatori dell'UZH mostra che i fiumi, con la loro struttura di rete unica, raccolgono e trasportano il DNA ambientale che contiene informazioni sugli organismi nell'acqua e sulla terra. Poiché il processo può essere automatizzato, i dati sulla biodiversità potrebbero essere raccolti in futuro con una risoluzione spaziale e temporale senza precedenti. "Potrei immaginare che i campioni d'acqua che oggi vengono prelevati quotidianamente o addirittura ogni ora dalle autorità cantonali o nazionali per lo screening delle sostanze chimiche potrebbero essere utilizzati anche per registrare la biodiversità", ipotizza Altermatt.
