Nova ferramenta de DNA revoluciona a ciência marinha

PEGUE UM COPO de água de qualquer rio, lago ou oceano e o mapeamento genético do DNA ambiental poderá revelar quais espécies de peixes recentemente nadaram naquele local. Antes, o laboratório precisava de cerca de um mês para obter os resultados, mas agora uma nova ferramenta pode identificar uma espécie específica em três dias ou menos. Isso pode ser um divisor de águas para a ciência.

"Se pegarmos uma amostra do Porto de Nova York em uma terça-feira pela manhã, na próxima quinta-feira, ao final do dia, já é possível saber se o solha-de-inverno está de volta às águas", afirma Jesse Ausubel, diretor do Programa para o Meio Ambiente Humano na Universidade Rockfeller da cidade de Nova York.

Quando o solha-de-inverno está na região, o Porto de Nova York restringe as drenagens.

A ferramenta "Go Fish eDNA" (DNA ambiental) não é somente rápida, ela custa apenas $15 por amostra, para uma espécie, e $8 para cada espécie adicional. Em alguns anos, uma amostra de água retirada pela manhã de uma praia poderá revelar aos salva-vidas, até o meio do dia, se havia tigres d’água ou tubarões-brancos nas redondezas, diz Ausubel. "Será como um tipo de sonda de DNA".

A Universidade Rockfeller realizou a primeira Conferência Nacional sobre DNA Ambiental Marinho nos dias 29 e 30 de novembro, ocasião em que cientistas debateram a forma de uso e aprimoramento dessa tecnologia.

"A uma distância de mais de 1,6 mil quilômetros da costa, conseguimos identificar em 48 horas a presença de tubarões-brancos na coluna de água abaixo do navio utilizando o sequenciamento por nanoporos do eDNA no mar", conta Barbara Block, cientista marinha da Universidade de Stanford.

A ferramenta Go Fish eDNA foi desenvolvida por Mark Stoeckle, pesquisador sênior associado à Universidade Rockfeller. Ele deu esse nome à ferramenta por conta do jogo infantil Go Fish, no qual um jogador pergunta ao outro se está com uma carta específica em mãos dizendo "você tem algum valete?".

A habilidade de identificar animais por seu rastro genético sem a necessidade de capturá-los é "um avanço que representa grandes impactos econômicos e ambientais", diz Stoeckle.

Rastreando a trilha genética de um peixe

Seres humanos perdem, a cada hora, cerca de 30 a 40 mil células da pele. A poeira que tiramos das mesas, prateleiras e nos cantos dos cômodos das nossas casas são basicamente células de pele humana morta. Peixes e outras espécies marinhas também têm a perda de pele e outras células. Essas células eventualmente se dissipam ou se degradam, mas pesquisas mostram que esse rastro genético permanece na coluna de água em média por 24 horas.

Uma amostra de água de uma coluna de água passa por um filtro extremamente fino. O DNA é extraído da "substância viscosa" remanescente, explica Ausubel. O DNA (ácido desoxirribonucleico) é encontrado em todas as células—desde o coração até a pele, do sangue aos ossos—de cada organismo vivo. Ele contém informação genética que ajuda a determinar características físicas tais como barbatanas, penugens ou pele.

O DNA extraído pode conter milhares de fragmentos de DNA em uma única amostra. Felizmente, certas combinações de DNA, denominadas marcas genéticas, são únicas em cada espécie. Por exemplo, um número de telefone com um código de área 212 indica que a pessoa vive na cidade de Nova York. As marcas genéticas de DNA são isoladas e posteriormente comparadas com uma base de dados de DNA que atua como um diretório de números de telefone a fim de identificar precisamente as espécies encontradas na amostra.

Essa ferramenta de identificação é bastante confiável e fornece um índice da abundância de uma determinada espécie, explica Ausubel. Ela revela também grandes níveis de biodiversidade nos oceanos. Pesquisadores que utilizam redes de pesca tradicionais para identificar o que vive nos oceanos podem identificar cerca de 20 espécies diferentes, enquanto o eDNA pode encontrar 100 espécies nas mesmas águas, conta.

"Se o eDNA estivesse disponível para o projeto Censo da Vida Marinha que durou 11 anos e foi encerrado ao final de 2010 com um custo de $650 milhões, muito mais poderia ter sido feito, com menos gastos e com maior agilidade", recorda Ausubel, um dos líderes do Censo.

"Essa ferramenta vai mudar tudo na ciência marinha. Basta coletar alguns copos de água."

Tão fácil que até as crianças podem fazer

Foi exatamente isso que alunos do Ensino Médio de um colégio de Nova York fizeram semanalmente em um pesqueiro em Coney Island durante a primavera e o verão de 2017. Eles descobriram que 34 espécies da vida marinha tinham passado pelo local, incluindo tubarões e raias.

Alunos da escola secundária de Boynton, em colaboração com a Universidade de Cornell, estão coletando amostras de água e utilizando o eDNA para encontrar espécies invasoras de peixes na região norte de Nova York.

Em Wisconsin, pesquisadores documentaram cinco espécies invasoras de zooplâncton marinho na água de lastro de navios que operam no Lago Superior, incluindo o eDNA da espécie de camarão Hemimysis anomala originária da região do Mar Negro.

"O eDNA abre caminho para um monitoramento barato, frequente, amplo e possivelmente automatizado da diversidade, distribuição e abundância da vida aquática", reflete Paul Gaffney, Vice-Almirante aposentado da Marinha e ex-presidente e especialista em políticas dos oceanos do Urban Coast Institute da Universidade de Monmouth.

"As agências governamentais precisam estar cientes disso."