Neil Gemmell tem um plano secreto para encontrar o paradeiro de Nessie, o Monstro do Lago Ness.
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Não, realmente, ele pensou nisso. Se há algo grande e estranho vivendo no Loch, seria expulsar células cheias de DNA como qualquer outra coisa. Provavelmente muito disso. E mesmo que não tenhamos DNA de dino na biblioteca de referência para checar as amostras, Gemmell, professor de genômica da Universidade de Otago, na Nova Zelândia, diz que sabemos o suficiente sobre como deve ser dito se há um plesiossauro que vive na atual Escócia.
Tudo o que você precisa, então, é uma maneira de determinar se há algum DNA de plesiossauro flutuando nessas profundezas aquosas. Digite eDNA. Não, não é a versão eletrônica do DNA. Nos termos mais simples, o eDNA é o que os cientistas chamam de material genético adquirido no ambiente, e não a própria criatura. E enquanto o eDNA pode tecnicamente ser encontrado escondido no solo ou no ar, a água é um meio particularmente útil porque pode ser facilmente coletado, coado e reduzido.
Retire um copo de água da corrente do seu quintal e segure-o até a luz. Essas águas turvas e turvas estão cheias de traços invisíveis de vida. Do charmoso lago de peixes dourados no shopping até as ondas batendo à beira-mar, cada massa de água é uma massa de células desprendidas. Além do mais, os cientistas criaram recentemente métodos pelos quais eles podem separar as sequências de DNA na pasta para diferenciar entre um caranguejo azul, uma baleia azul ou até mesmo um Monstro do Lago Ness - sem nunca ter cuidado com o próprio animal.
Para ficar claro, Gemmell não está apostando na possibilidade de encontrar um plesiossauro no Lago Ness. Mas ele está disposto a apostar no poder do eDNA para nos ajudar a conceber novas estratégias de conservação e até mesmo a resolver alguns dos mais persistentes mistérios ecológicos do nosso tempo.
O potencial dessa técnica é vasto: na Croácia, os cientistas a estão usando para procurar cavernas em busca de uma salamandra aquática cega e incolor conhecida como o dragão das cavernas, ou olm. No sudeste americano, a eDNA está nos dizendo quanto anfíbios gigantescos e secretos, conhecidos como hellbenders, diminuíram em toda a sua extensão histórica. Na Ásia, os pesquisadores acabaram de provar que o eDNA também pode ser empregado para estudar águas-vivas como a urtiga japonesa. E na Austrália, os cientistas descobriram que ensaios semelhantes podem ser usados para estudar a atividade de desova no poleiro Macquarie, ameaçado de extinção.
"Eu realmente não quero ficar conhecido como o cara que está procurando o monstro de Loch Ness", diz Gemmell. “Mas eu acho que é um ótimo gancho para fazer as pessoas falarem sobre o eDNA”.
Um golfinho sem fim do Yangtze no Instituto de Hidrobiologia sob a Academia Chinesa de Ciências, em Wuhan, província de Hubei, na China central, 10 de maio de 2016. A população atual de tonalidades sem fim, segundo os cientistas, é inferior a 1.000. (Xinhua / Alamy) Para lhe dar uma ideia de como é o eDNA, imagine que você está fazendo pão e acabou de espalhar um monte de farinha pelo balcão. Depois de amassar o pão por um tempo, aquele pedacinho de pó que sobrou? Isso é basicamente o que ele pode extrair de um litro de água retirado do rio Hudson, diz Mark Stoeckle, pesquisador associado sênior do Programa para o Ambiente Humano da Universidade Rockefeller. Apenas o eDNA não é branqueado. É marrom.
E para animais que não são tão hipotéticos quanto Nellie, esse material marrom-muck é uma promessa real. Observe a literatura científica e você descobrirá que o eDNA já está sendo usado em todo o mundo para entender melhor o comportamento e a dinâmica populacional de espécies críticas.
Um exemplo é o boto-amarelo Yangtze, um assunto notoriamente difícil de estudar. Para começar, restam menos de 1.050 animais, o que torna a espécie um estado criticamente ameaçado pela União Internacional para a Conservação da Natureza. Além do mais, os botos (como o próprio nome sugere) não possuem uma barbatana dorsal, o que significa que eles quase não quebram a superfície quando sobem para respirar, e sua pele tem o mesmo tom cinza-escuro das águas que habitam.
"Eu posso honestamente dizer que nunca vi um em estado selvagem", diz Kathryn Stewart, bióloga do Instituto de Biodiversidade e Dinâmica do Ecossistema da Universidade de Amsterdã. Mas graças ao eDNA, isso não impede Stewart de estudar essa espécie secreta. “Ao utilizar o eDNA, podemos reduzir o custo e o tempo necessários para uma amostragem abrangente e precisa, que é sempre uma preocupação para o trabalho de conservação, especialmente nos países em desenvolvimento, onde a priorização e o dinheiro são geralmente baixos”, diz ela.
Em última análise, o objetivo é descobrir quais fatores estão contribuindo mais para o declínio do boto - e rapidamente. De acordo com a IUCN, a espécie está em risco de extinção "extremamente alto" dentro das próximas três gerações. "Barragens, redes de emalhar e aumento do tráfego de barcos parecem boas apostas, mas dada a dificuldade dos animais para rastrear, é É quase impossível descobrir onde os últimos remanescentes da espécie estão e o que torna essas áreas mais habitáveis do que as vastas extensões de rio onde os mamíferos marinhos costumavam prosperar.
Agora, Stewart está trabalhando no sentido de desenvolver maneiras para o eDNA não só revelar se uma espécie está presente ou ausente, mas quão abundante essa espécie pode ser em um dado trecho de água. Esses resultados poderiam então ser correlacionados com outras informações - a presença de certas espécies de presas, por exemplo, ou a proximidade de áreas densas de habitação humana - para determinar quais condições o boto-amarelo-do-mar de Yangtze pode tolerar melhor.
“Obviamente, há um grande número de trabalhos que estimulam a otimização de técnicas de eDNA para diferentes espécies e ambientes”, diz Stewart, “mas na maior parte, é um enorme passo à frente - uma revolução, se quisermos - para a biologia da conservação”.
Enquanto o rio Hudson, em Nova York, pode não parecer um bastião de biodiversidade, é um ecossistema particularmente interessante e desafiador para os pesquisadores de eDNA. (Gavin Hellier / Alamy) O DNA é uma molécula de contrastes. De certa forma, é impressionantemente resistente, sobrevivendo centenas de milhares de anos sepultados em rocha sólida ou as temperaturas quase-ferventes encontradas ao lado das fontes hidrotermais do fundo do mar (embora não, fãs do Jurassic Park provavelmente não conseguirão sobreviver em insetos envoltos em âmbar. por milhões de anos). De outras formas, é extremamente frágil: o DNA também pode ser decomposto pela luz solar, pela turbulência da água e por certos produtos químicos.
Mas quando você chega até ele, qual qualidade vence?
Essa é a pergunta que Stoeckle e seus colegas da Rockefeller University decidiram responder no ano passado. A equipe passou seis meses coletando amostras de água semanais de dois rios de Nova York para ver o que o eDNA dentro poderia nos dizer sobre as espécies de peixes que vivem lá. A Big Apple pode não parecer mais um dos habitats aquáticos mais coloridos ou mais coloridos da Terra, mas Stoeckle diz que a confluência de toda a água doce e salgada contribui para uma área de estudo particularmente interessante e desafiadora para testes de eDNA.
Stoeckle queria saber: o DNA é tão robusto que a amostragem de um porto devolveria uma gama estonteante de espécies, de nascentes de montanhas e margens de rios a estuários costeiros, mar aberto e mar profundo? Ou o DNA era tão frágil que desapareceu ou degradou antes que pudéssemos coletá-lo e analisá-lo? Como se vê, a resposta está no meio.
"Não só encontramos os peixes certos, mas os encontramos na hora certa", diz Stoeckle. “No inverno, quando os pescadores dizem que não vale a pena colocar uma linha na água, temos muito pouco ou nenhum peixe eDNA. Então, começando em abril e maio, temos uma recuperação cada vez maior do DNA de peixes até o meio do verão, quando você obtém 10 a 15 espécies em uma amostra média. ”
Em outras palavras, as descobertas de Stoeckle, publicadas na revista PLOSONE em abril, reafirmaram o que já sabíamos sobre as migrações de peixes nos portos de Nova York: por exemplo, o contrabaixo no inverno e o retorno ao porto na primavera.
E isso é crucial. Enquanto o estudo provavelmente teria obtido muito mais manchetes se eles tivessem encontrado DNA de jacaré saindo dos esgotos (ou Nessie!), Estes resultados são muito mais importantes porque são esperados. Isso porque o eDNA ainda é uma ferramenta relativamente nova e, se for levado a sério, ele precisa ser calibrado em relação aos dados confiáveis coletados a partir dos métodos que um dia poderão substituir.
Mas talvez a maior promessa oferecida pelo eDNA? O potencial para os cientistas conduzirem ciência fria e louca a um preço barato e louco.
Uma vista do East River de New York City, um dos locais da coleção de Stoeckle. (Mark Stoeckle) A maior parte do que sabemos sobre as migrações de peixes vem da queda de toneladas de redes e da escolha do que surge, ou do uso de pings solares para criar um instantâneo do que está acontecendo abaixo. Em riachos e rios menores, os cientistas podem usar varinhas eletrificadas para atordoar peixes e outras criaturas aquáticas, permitindo-lhes conduzir levantamentos relativamente completos até mesmo das criaturas mais sorrateiras. Mas todos esses métodos exigem duas coisas em grande quantidade: tempo e dinheiro.
"Todo mundo que faz pesquisas sobre a vida marinha gostaria de aumentar a frequência e a densidade da amostragem", diz Jesse Ausubel, um dos fundadores e líderes do Censo da Vida Marinha. Mas Ausubel diz que pode custar entre US $ 10 mil e US $ 150 mil por dia para alugar um navio, o que limita severamente a quantidade de vezes que os cientistas podem deixar cair suas redes ou ligar seus aparelhos de sonar.
"O resultado é que existem enormes lacunas no que sabemos", diz Ausubel, que também é diretor do Programa para o Ambiente Humano da Universidade Rockefeller, onde lidera o grupo do qual Stoeckle faz parte.
Felizmente, os recentes avanços na tecnologia de sequenciamento de DNA reduziram os custos associados aos testes de eDNA para aproximadamente US $ 50 por amostra. Isso significa que os cientistas podem coletar amostras e realizar pesquisas com muito mais freqüência do que poderiam usar métodos tradicionais de monitoramento. E ao contrário de identificar uma espécie com base em suas características físicas - uma habilidade complicada que requer muita experiência e ainda pode produzir dados falsos - as amostras de eDNA podem ser coletadas com relativa facilidade por qualquer pessoa com um pouco de treinamento e um recipiente estéril.
Finalmente, ao contrário do arrasto, do sonar ou da pesca elétrica, a amostragem de eDNA é virtualmente sem impacto. Isso torna a técnica particularmente atraente para o levantamento de espécies que já estão nas cordas. Para Stewart, essa é uma das melhores coisas sobre o uso do eDNA: ele permite que ela faça perguntas sobre os botos do Yangtze sem acrescentar ainda mais tráfego de barco aos seus habitats.
Stewart ressalta que o eDNA pode ser especialmente importante para os países em desenvolvimento, porque eles geralmente têm altos níveis de endemismo e maior risco de perda de espécies, ao mesmo tempo em que possuem menos recursos para investir em conservação. “Embora nós queiramos proteger a maior biodiversidade possível, a realidade é que precisamos tomar decisões difíceis sobre onde e como financiar a conservação”, diz ela. E com o eDNA, podemos fazer com que esses fundos limitados vão ainda mais longe.
Além disso, além de conservar os animais conhecidos, o eDNA também poderia ajudar os biólogos a descobrir espécies escondidas nadando sob nossos narizes. David Lodge, biólogo da Universidade de Cornell e diretor do Centro Atkinson para um Futuro Sustentável, aponta para o potencial de usar essa técnica em ecossistemas como o gigantesco e pouco procurado lago Tanganica, na África. Embora os pesquisadores saibam que o lago está repleto de vários peixes ciclídeos, provavelmente ainda há muito mais espécies ainda não descobertas.
"Acreditamos que estaremos descobrindo uma diversidade obscura - espécies que nunca foram descritas", disse Lodge durante a cúpula do Earthsonism da Smithsonian, uma reunião de cidadãos, cientistas e ativistas preocupados com a conservação, no início deste mês.
Um sapo-ostra, uma espécie "encantadoramente feia" comumente encontrada nos portos de Nova York, de acordo com Stoeckle. (barreiraisnaturalista) Enquanto isso, aqueles como Gemmell estão gerando interesse na ideia. Gemmell diz que depois de alguns Tweets sobre o uso de eDNA para procurar Nessie, ele tem mais interesse no verdadeiro trabalho de eDNA que ele faz na Nova Zelândia nas últimas duas semanas do que ele viu em dois anos colecionando e testando amostras de água obedientemente.
O verdadeiro trabalho de eDNA, por sinal, envolve o uso de eDNA para detectar algas invasoras e tunicados antes que eles possam se instalar nos canais da Nova Zelândia. Agora, nós só nos tornamos conscientes de tais criaturas assim que elas se apoderam. Mas se o teste de rotina de eDNA de cursos de água revelasse a presença de tais criaturas cedo o suficiente, poderíamos ser capazes de ir à ofensiva, erradicando as invasões quase antes de começarem.
Infelizmente, a caça ao monstro escocês provavelmente terá que esperar até que alguém queira desembolsar algum financiamento. Mas Stoeckle diz que adora a ideia e não vê nenhuma limitação técnica para o fato de não funcionar. “O único problema”, diz Stoeckle, “é se o monstro de Loch Ness realmente existe”.
E se ela não fizer? Isso é um problema que nem os cientistas que usam eDNA conseguem resolver.
