Cientistas extraem DNA do ar; técnica pode ajudar rastrear animais em extinção

Cientistas são agora capazes de coletar e analisar o DNA extraído do ar.

As técnicas inovadoras que foram utilizadas para que isso acontecesse, podem transformar a forma como animais em extinção e ecossistemas naturais são estudados e protegidos.

Dois grupos de pesquisadores, trabalhando de forma independente, um localizado na Dinamarca e outro no Reino Unido e Canadá, testaram se o DNA que vaga pelo ar poderia ser usado para detectar diferentes espécies de animais ao coletar amostras no Zoológico de Copenhague, na Dinamarca, e no Jardim Zoológico Hamerton, no Reino Unido.

Todos os organismos vivos, incluindo humanos, liberam no ambiente um material genético conhecido como eDNA quando excretam resíduos, sangram ou trocam de pele e pelo.

Nos últimos anos, cientistas da conservação sequenciaram eDNA à base de água para rastrear certas espécies, como a vasta população de tritão-de-crista do Reino Unido, em ambientes aquáticos.

No entanto, monitorar eDNA que se transporta pelo ar foi mais desafiador porque ele se dilui mais no ar do que na água.

As duas equipes de pesquisadores usavam diferentes métodos para filtrar o DNA do ar — ambos foram bem sucedidos em identificar animais à espreita — dentro dos limites do zoológico e do lado de fora.

Seus trabalhos foram publicados no periódico Current Biology nesta quinta-feira (6).

A equipe que trabalha no Jardim Zoológico Hamerton conseguiu identificar DNA de 25 diferentes espécies de animais incluindo tigres, lêmures e dingos, disse a autora do estudo no Reino Unido, Elizabeth Clare, professora assistente na Universidade de York, no Canadá, e ex-professora acadêmica na Universidade Queen Mary em Londres, onde realizou o trabalho.

“Fomos capazes até de coletar eDNA de animais que estavam centenas de metros de distância do local onde estávamos fazendo os testes, sem queda significativa de concentração e até mesmo de prédios externos fechados. Os animais estavam dentro, mas seu DNA escapava”, disse Clare em um comuinicado à imprensa.

A equipe de Copenhague conseguiu detectar 49 espécies vertebradas, incluindo 30 mamíferos.

“Ficamos surpresos ao ver os resultados”, disse em um comunicado Kristine Bohmann, professora associada do Instituto Globe na Universidade de Copenhague e autora do estudo dinamarquês.

“Em apenas 40 amostras, detectamos 49 espécies entre mamíferos, pássaros, anfíbios, répteis e peixes”, conta Bohmann.

“Na Casa Rainforest (no Zoológico de Copenhague), detectamos até mesmo guppies — espécie de peixe — na lagoa, a preguiça de dois dedos e a boa — espécie de serpente. Ao coletar amostras de ar em apenas um local externo, detectamos vários animais com acesso a um recinto externo àquela parte do zoológico, como kea — espécie de pássaro —, avestruz e rinoceronte, por exemplo”.

A equipe de Copenhague usou um tipo de ventoinha para sugar ar do zoológico e de seus arredores, que poderia conter material genético derivado da respiração, saliva ou pelo — ou qualquer coisa pequena o suficiente para flutuar no ar.

O ar então foi filtrado, o DNA extraído e copiado antes de ser sequenciado. Assim que processado, as sequências de DNA foram comparadas com uma base de dados de referência para identificar as espécies de animais.

As duas equipes também detectaram a presença de animais que não vivem nos zoológicos. Eles identificaram animais dos arredores, incluindo o ouriço eurasiático — em extinção no Reino Unido — identificado em limites fora do Zoológico de Hamerton, enquanto a ratazana-d’água e o esquilo-vermelho foram detectados em torno do Zoológico de Copenhague.

Enquanto os pesquisadores afirmam que a densidade de animais nos recintos do zoológico pode ter aumentado artificialmente a probabilidade de detecção, eles acreditam que a técnica pode moldar a forma como os cientistas mapeiam as espécies, removendo potencialmente a necessidade de armadilhas com câmera, monitoramento presencial e trabalho de campo intensivo.

“A natureza não invasiva desta abordagem a torna particularmente valiosa para observar espécies vulneráveis ou em extinção, assim como aquelas que vivem em locais de difícil acesso, como cavernas e tocas. Eles não precisam ser vistos para que saibamos que estão por perto se pudermos pegar traços de DNA literalmente do nada”, conta Clare em comunicado.

“Amostras de ar podem revolucionar o biomonitoramento terrestre e estimular novas oportunidades de rastrear a composição de comunidades animais assim como detectar invasão de espécies não nativas.”

Técnicas envolvendo eDNA de outros ambientes já impactaram significativamente a pesquisa científica. Arqueólogos estão usando eDNA encontrado na poeira de caverna para entender populações humanas antigas, enquanto o eDNA de núcleos do Ártico revelou onde os mamutes e outros animais da Idade do Gelo costumavam perambular.

Técnicas semelhantes também são usadas para coletar amostras de eDNA em esgoto para detectar e rastrear Covid-19 em populações humanas.