Gli scienziati dell'Università delle Hawaii presso il Dipartimento di Biologia di Mānoa hanno sviluppato una tecnica per misurare la quantità di coralli viventi su una barriera corallina analizzando il DNA in piccoli campioni di acqua di mare. La nuova ricerca di Patrick Nichols, uno studente laureato nel corso di laurea in biologia marina, e Pietro Marco, professore associato presso il Dipartimento di Biologia, è stato pubblicato in DNA ambientale .

Le indagini visive subacquee sono ampiamente utilizzate nell'ecologia della barriera corallina e sono una parte importante di qualsiasi programma di monitoraggio della barriera corallina. Però, i rilievi visivi sono in genere condotti utilizzando SCUBA, che può richiedere molto tempo e logisticamente impegnativo.

Come efficace complemento ai rilievi visivi, l'analisi del DNA ambientale (eDNA), DNA espulso o espulso dagli organismi nell'ambiente, è stato utilizzato per valutare la diversità delle specie, principalmente in ambienti acquatici. La tecnica sfrutta il fatto che tutti gli organismi rilasciano costantemente DNA nell'ambiente, lasciando un residuo genetico che può essere rilevato e analizzato con strumenti di biologia molecolare.

Nonostante il crescente utilizzo dell'eDNA per catalogare la presenza e l'assenza di specie, un legame affidabile tra l'abbondanza di organismi e la quantità di DNA è rimasto sfuggente. Nella loro carta, Nichols e Marko dimostrano che questo nuovo metodo testato sulle barriere coralline delle Hawaii è un modo rapido ed economico per misurare la "copertura" dei coralli vivi, " la quantità di una barriera corallina occupata da coralli viventi. Poiché i coralli facilitano la presenza di molte altre specie su una barriera corallina, la copertura corallina è uno dei tanti importanti strumenti di misurazione che gli scienziati usano per caratterizzare lo stato di una barriera corallina, un compito urgente sulle barriere coralline che stanno diminuendo in tutto il mondo a causa del cambiamento climatico globale.

"Mi stupisce ancora che in un minuscolo tubo d'acqua, ci sono informazioni sufficienti per monitorare l'abbondanza relativa di intere comunità, " ha affermato Nichols. "Aumentare l'ampiezza e la portata delle indagini è esattamente ciò che rende il futuro dell'eDNA così eccitante!"

"Metabarcoding"

Il progetto ha utilizzato "metabarcoding, " una tecnica in cui tutto il DNA in un campione di acqua viene analizzato in un unico passaggio con il sequenziamento del DNA. Le sequenze di DNA dei coralli vengono quindi identificate e contate per determinare l'abbondanza di diversi tipi di coralli in ogni barriera corallina. Le barriere coralline degradate hanno pochissimo eDNA di corallo considerando che le barriere coralline con più coralli viventi hanno una firma dell'eDNA dei coralli molto più forte.

Gli autori spiegano nel loro articolo che questa nuova tecnica può essere utilizzata per monitorare i cambiamenti nella salute della barriera corallina e nella composizione della comunità nel tempo, oltre a rilevare specie rare che altrimenti potrebbero sfuggire ai tradizionali metodi di indagine visiva.

"Se 10 anni fa mi chiedessi se fosse possibile, avrei detto, 'Non c'è modo, '", ha detto Marko. "Ma i progressi tecnologici e la diminuzione dei costi dei metodi di sequenziamento del DNA altamente sensibili hanno aperto la porta a tutti i tipi di importanti questioni ecologiche".

I ricercatori stanno attualmente applicando ciò che hanno appreso dal progetto alle applicazioni più convincenti del monitoraggio dell'eDNA nelle comunità che sono molto più difficili da valutare visivamente, come le barriere coralline profonde che forniscono un potenziale rifugio dai cambiamenti climatici per le specie sensibili alla temperatura.