El ADN de un cubo de agua, clave para mejorar la gestión del medio marino

En este contexto, el centro tecnológico AZTI, especializado en la cadena de valor del mar y la alimentación, ha trabajado en el marco del proyecto Edamame en el estudio del potencial de la secuenciación del ADN ambiental para analizar la diversidad, abundancia y distribución de peces y elasmobranquios en el Golfo de Bizkaia.

Los resultados de esta investigación ayudarán especialmente a agencias regionales, nacionales e internacionales encargadas de la monitorización del medio marino, ya que tendrán acceso a una metodología con mejor relación coste-efectividad para poder evaluar el medio marino y desarrollar políticas eficientes para su gestión.

“El ADN ambiental nos permite, mediante el muestreo de unos cuantos litros de agua, estudiar la biodiversidad de toda una masa de agua y, en base a las estimas obtenidas, desarrollar y evaluar indicadores que serán integrados en programas de evaluación del medio ambiente y sus recursos”, explica Naiara Rodríguez-Ezpeleta, responsable del proyecto.

Para poner a punto esta metodología, en el marco de la campaña oceanográfica de monitorización BIOMAN, y desde un enfoque ecosistémico, el equipo de investigación de AZTI realizó múltiples muestreos y comparó los resultados de diversidad de peces obtenidos mediante el muestreo del ADN ambiental con las estimaciones generadas a través de pescas pelágicas.

Se recogieron y filtraron 44 muestras de 5 L de agua superficial en el golfo de Bizkaia. Estos filtrados se secuenciaron y, tras comparar los casi 3,5 millones de lecturas de ADN ambiental obtenidas con una base de datos de referencia, se encontraron cerca de un centenar más de especies que las capturadas en las pescas en los mismos puntos.

“Ahora sabemos que el análisis genético de unos pocos litros de agua nos ofrece una estimación más próxima a la realidad de las especies presentes en una zona del océano que la pesca de cientos de kg de peces”, precisa la experta de AZTI.

Además, el personal investigador ha determinado que el ADN es también indicador de abundancia, ya que las especies detectadas con ambos métodos existía una correlación entre la biomasa en las pescas y el número de lecturas de ADN en el agua; se ha observado además que el ADN ambiental está distribuido según la distribución espacial de especies.

“Gracias a estos resultados podemos asegurar que a través del ADN ambiental somos capaces de extraer conclusiones ecológicas sólidas que pueden contribuir a los programas de vigilancia de pesquerías”, añade Rodríguez-Ezpeleta.

Por otro lado, se analizaron las muestras de ADN ambiental de agua del océano profundo, lo cual ha aportado un mayor conocimiento sobre este ecosistema inaccesible y ha permitido avanzar hacia el establecimiento de las bases para un uso sostenible de los recursos de este medio.

En concreto, el equipo de AZTI ha analizado el ADN ambiental de muestras de agua de hasta 2.000 metros de profundidad del golfo de Bizkaia.

El estudio ha comprobado por primera vez que este ADN se encuentra dividido según la profundidad a la que se encuentran habitualmente estas especies.

“La riqueza y abundancia de los peces de agua profunda según su ADN ambiental aumenta con la profundidad. Además, también muestra patrones comunitarios diurnos y nocturnos y distribuciones verticales específicas de especies que coinciden con el comportamiento migratorio conocido de muchos de estos peces”, observa la investigadora de AZTI.

Así, el estudio concluye que el ADN ambiental de las especies epipelágicas, aquellas que se encuentran a menos de 200 metros de la superficie y que se capturan habitualmente con redes de pesca pelágica (como la anchoa, la sardina o el verdel) está en la superficie, mientras que el ADN ambiental de las especies de agua profunda (como el rape, la anchoa de fondo o el pez linterna glacial) se encuentra más al fondo.

Estos hallazgos resaltan el potencial del ADN ambiental para mejorar el conocimiento sobre las especies de peces que habitan en el océano oscuro y avanzar así hacia la sostenibilidad y la conservación de un ambiente que proporciona funciones vitales globales, como el secuestro de carbono de la atmósfera.

Desarrollado entre enero de 2018 y septiembre de 2021, el proyecto EDAMAME ha sido liderado por AZTI y ha contado con la financiación de la Agencia Estatal de Investigación (AEI) del Ministerio de Ciencia e Innovación de España y del Fondo Europeo de Desarrollo Regional (FEDER).

Referencias:

• Fraija-Fernandez N, Bouquieaux MC, Rey A, Mendibil I, Cotano U, Irigoien X, Santos M, Rodriguez-Ezpeleta N (2020). Marine water environmental DNA provides a comprehensive fish diversity assessment and reveals spatial patterns in a large oceanic area. Ecology and Evolution 10: 7560-7584 (10.1002/ece3.6482)
• Canals O, Mendibil I, Santos M, Irigoien X, Rodríguez-Ezpeleta N (2021). Vertical stratification of environmental DNA in the open ocean captures ecological patterns and behavior of deep-sea fishes. Limnology and Oceanography Letters. 6: 339-347 (10.1002/lol2.10213)