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Como o Fly Guts está ajudando os pesquisadores a catalogar a floresta tropical

Torrey Rodgers forja através da floresta tropical panamenha, segurando um balde de carne de porco podre. O cientista da vida selvagem está em uma missão para coletar moscas - centenas e centenas delas, se ele tiver sorte. Longe das pragas da selva, ele vê esses insetos verdes iridescentes e zumbis como assistentes de laboratório úteis, permitindo que ele faça um balanço dos habitantes das florestas tropicais ameaçadas em todo o mundo.

Uma maneira de medir a saúde de uma floresta é calcular sua biodiversidade, ou a riqueza de plantas e animais que vivem dentro dela. Os cientistas embarcam nesse tipo de censo florestal para monitorar a caça furtiva ou mapear o progresso dos esforços de conservação. Mas as florestas tropicais representam um desafio particular: você tem que percorrer quilômetros de vegetação densa, procurando animais esquivos que só possam sair à noite e, sim, eles estão cheios de coisas que podem matar você.

É por isso que geralmente é feito por ecologistas que são bem versados ​​no ecossistema da selva e na fauna que vive lá. Esses zoólogos sabem como navegar na terra indomável, identificar com precisão as criaturas diurnas e noturnas e colocar armadilhas fotográficas encobertas para fotografar a vida selvagem mais indescritível. O problema é que esse tipo de especialista em conhecimento de fauna é tão raro quanto a vida selvagem que rastreiam.

E sem esse censo, os esforços de conservação são fúteis. “Digamos que você proponha uma reserva natural, e você coloca toneladas de recursos para proteger essa área ... bem, alguma coisa disso realmente funcionou? Estamos perdendo espécies ou tendo um impacto positivo? ”, Pergunta Rodgers, pesquisador associado do Departamento de Recursos Florestais da Universidade Estadual de Utah.

É por isso que Rodgers recrutou alguns ajudantes improváveis ​​para fazer sua pesquisa sobre a vida selvagem: moscas carniceiras. Para esses catadores, a floresta tropical é um vasto bufê, com pratos de carcaças a feridas supuradas em animais vivos a todos os tipos imagináveis ​​de cocô. Cada mordida registra uma amostra distinta de DNA daquela refeição nas entranhas das moscas, até que ela saia do outro lado. Agora, como Rodgers e seus colegas relatam em um estudo recente na revista Molecular Ecology Resources, os pesquisadores podem usar esse DNA para construir um censo dos mamíferos mais indescritíveis da selva.

Owen McMillan, biólogo evolucionário do Instituto de Pesquisa Tropical do Smithsonian (STRI), do Panamá, que foi co-autor do estudo, reconhece que o esquema de Rodger para capturar a diversidade de uma floresta inteira usando apenas tripas de moscas não é ortodoxo. "Pode parecer insensato", diz ele, "mas não é se você pensar no modo como essas moscas ganham a vida".

Como forrageiras transportadas pelo ar, esta família de moscas pode experimentar praticamente qualquer tipo de animal da floresta tropical. O DNA de cada organismo está presente em toda a sua matéria biológica, do sangue ao cocô, e fornece um marcador genético identificável. Se os pesquisadores pudessem de alguma forma coletar todo o DNA dentro de uma floresta tropical, eles teriam uma visão completa de tudo o que vive lá. "É aí que as moscas vêm a calhar", diz Rodgers. "Eles saem e fazem a amostragem para nós."

Em 2015, Rodgers viajou para a Ilha de Barro Colorado, uma ilha densamente florestada no meio do Canal do Panamá, e testou sua ideia de levantamento aéreo. Ele criou 16 armadilhas simples de duas garrafas plásticas de água, conectadas como uma ampulheta. Cada um continha um pedaço de carne de porco como isca, que era mantido fora do alcance das moscas por uma tela.

Após algumas tentativas malsucedidas, Rodgers descobriu que as moscas eram comedores exigentes. Eles preferiam a carne que havia sido deixada ao sol até atingir aquele ponto doce de funk recém-rançoso. "Eles vão comer carne rapidamente", ele diz, "eu tive que pré-apodrecer, o que foi bem repugnante".

Uma vez que ele descobriu as preferências alimentares das moscas, as armadilhas começaram a se encher de moscas presas tão rapidamente que ele teve que empalar duas vezes por dia. Infelizmente para eles, tentar banquetear-se com a carne de porco podre seria um erro fatal: Rodgers os trouxe de volta ao laboratório, o flash os congelou, cortou-os em pedaços e moeu-os em uma pasta para extrair o DNA de dentro de suas entranhas. .

Para detectar até mesmo os animais mais raros nas tripas das moscas, ele precisaria usar uma técnica de amplificação de DNA para multiplicar regiões especiais apenas das células de mamíferos ingeridas. O objetivo era identificar certos marcadores moleculares, que são regiões do genoma que servem como códigos de barras. Esses pequenos fragmentos podem ser comparados com um banco de dados de mais de 5.000 mamíferos e um banco de dados menor de espécies conhecidas na ilha.

Ele coletou mais de 1.000 moscas ao longo de três meses, reunindo dados de DNA suficientes para comparar com oito anos de pesquisas tradicionais previamente coletadas na ilha. Assim como Rodgers previu, as moscas deram a volta; os pesquisadores detectaram 20 espécies de mamíferos, quatro espécies de aves e uma espécie de lagarto. "Foi surpreendentemente preciso", diz McMillan. "Pelo menos tão preciso quanto andar pela floresta."

Não só isso, mas os dados foram muito mais ricos do que as pesquisas anteriores, porque o sequenciamento de DNA gera milhões de pontos de dados. "Você ainda tem que filtrar as coisas que são essencialmente ruído ... como carne de porco", diz McMillan. Mas uma vez filtrados, os fragmentos de DNA dos mamíferos amplificados a partir de tripas de moscas refletiram de perto a composição de espécies esperada na floresta tropical na Ilha de Barro Colorado.

Houve, no entanto, algumas exceções notáveis. Curiosamente, eles não encontraram códigos de barras que combinassem com os três mamíferos mais abundantes: não havia nenhum vestígio da cutia do roedor, do quati de nariz branco, como o guaxinim, ou da cúpula, que parece um parente atarracado de cervo. Rodgers acredita que isso tem a ver com o viés inerente de seus assistentes de laboratório. O caroço da cutia, por exemplo, não é particularmente apetitoso para moscas. "É muito difícil e talvez mais difícil e menos atraente", diz ele.

Conrad Gillett, um entomologista da Universidade do Havaí, que também usa técnicas moleculares para estudar tripas de insetos, concordou que esses hábitos alimentares com moscas poderiam ser um viés considerável. Outros estudos usaram insetos como mosquitos e escaravelhos, o inseto escolhido por Gillett, e poderiam ser adicionados a levantamentos de florestas tropicais para aumentar a diversidade de mamíferos detectados.

Ainda assim, este é um método rápido e eficaz para avaliar a diversidade que poderia ser empregado em muitos ambientes, diz Gillett. "É definitivamente algo que vale a pena investigar", diz Gillett. “Neste momento, não tenho certeza se [as moscas] podem confiar exclusivamente em uma pesquisa, mas como um complemento, absolutamente. É algo que deve ser considerado. ”A simplicidade da técnica a torna ainda mais atraente. "É apenas pendurar carne de porco na floresta", diz McMillan.

Depois de tentar este método de pesquisa em uma floresta bem estudada, McMillan espera que a abordagem possa ser usada em outros locais onde a fauna ainda é um mistério. Isso representará outro desafio: ao contrário do Barro Colorado, muitas florestas estão cheias de animais que ainda precisam ser nomeados, e muito menos atribuído a um código de barras do DNA. Mas à medida que o código de barras do DNA se torna mais comum e os bancos de dados crescem, os pesquisadores acreditam que serão capazes de detectar até as espécies raras que são difíceis de rastrear de uma perspectiva de conservação.

"Como a Ilha de Barro Colorado tem sido estudada tão bem por tantos cientistas por tanto tempo, você pode colocá-la no contexto mais amplo", diz McMillan.

Melhor ainda, não há uma floresta ameaçada na Terra que não tenha moscas. “Este grupo de moscas está presente em todo o mundo. Eles são comuns em todos os habitats ”, diz Rodgers. Graças a esses cientistas criativos e à sua ideia desmiolada, talvez precisemos considerar esses insetos onipresentes como não apenas incômodos incômodos, mas como conservadores valiosos por si mesmos.

Como o Fly Guts está ajudando os pesquisadores a catalogar a floresta tropical