Con qualche bicchiere d'acqua, gli scienziati usano l'eDNA per studiare creature rare e solitarie

Nov 11, 2023

Alcune creature dell'oceano sono solitarie e si nascondono dalle sonde umane e dalle reti da traino. Altre creature sono rare, portate sull’orlo dell’estinzione a causa del riscaldamento e delle acque sempre più acide.

Lo studio di creature rare e solitarie ha posto problemi agli scienziati in passato. Negli ultimi anni, il DNA ambientale, o eDNA, ha aiutato. Per isolare l’eDNA, gli scienziati raccolgono l’acqua dall’oceano.

"Stai catturando cose che cadono dal pesce: scaglie, melma o cacca, e ottieni minuscoli frammenti, singole cellule e quant'altro. Quindi, stai cercando di trovare quelle cellule in una gigantesca bottiglia d'acqua ", ha detto Andrew Shelton, un ecologo ricercatore della National Oceanic and Atmospheric Administration.

Durante un viaggio di due settimane questo maggio, gli scienziati hanno prelevato campioni mentre erano a bordo della nave da ricerca Bell M. Shimada della NOAA durante un'indagine sull'ecosistema della Corrente della California settentrionale.

"Una persona raccoglierà campioni di acqua eDNA e verrà a questa stazione", ha detto Jennifer Fisher, co-capo scienziato dello Shimada, mentre mostrava agli altri come utilizzare l'attrezzatura per il filtraggio dell'eDNA.

Dopo aver campionato varie profondità oceaniche, gli scienziati hanno fatto scorrere l'acqua attraverso filtri delle dimensioni di un dollaro d'argento, che sembravano minuscoli filtri per il caffè.

Il ronzio delle pompe oscurava altri rumori nel laboratorio umido della nave, dove gli scienziati hanno trascorso gran parte delle quasi due settimane a bordo della nave, raccogliendo dati che potrebbero aiutare a far luce sul minuscolo plancton e su altre forme di vita oceanica che servono da cibo per i salmoni. .

Il processo di filtrazione a volte era meticoloso e richiedeva molto tempo, a seconda della quantità di impurità presente nell'acqua. Le pompe aspiravano l'acqua attraverso tazze di vetro ricoperte da un foglio di alluminio. Quindi, l’acqua in eccesso scorreva attraverso i tubi e in una bottiglia più grande.

Gli scienziati hanno rimosso con attenzione i filtri, che speravano fossero pieni di eDNA. Gli scienziati hanno utilizzato delle pinzette per mettere i filtri in tubi di plastica per poi analizzarli in un laboratorio a terra.

Negli ultimi dieci anni, la tecnologia eDNA ha anche consentito agli scienziati ambientalisti di capire se specie rare e in via di estinzione sono presenti in ambienti particolari. Più recentemente, i gestori della pesca utilizzano l’eDNA come strumento per saperne di più sugli stock ittici in vasti spazi, come l’oceano.

Circa 65 campioni di eDNA raccolti dagli scienziati sullo Shimada sono andati a Nick Adams, un oceanografo ricercatore della NOAA a Seattle. Le spedizioni di indagine più avanti nella stagione raccolsero anche campioni da far analizzare da Adams.

Adams sperava di determinare la diversità del fitoplancton nei campioni d'acqua raccolti sullo Shimada. Il fitoplancton costituisce il primo anello della rete alimentare oceanica. Il fitoplancton nutre altri organismi di cui si nutrono i salmoni.

"Quando faremo le nostre fantasiose analisi, saremo in grado di dire: 'Oh, questo pezzo di DNA appartiene a questo organismo, questo appartiene a questo organismo'", ha detto Adams.

Quindi lavorerà con altri scienziati e con i dati raccolti dall'indagine di Shimada per confrontare le informazioni e ottenere un quadro più ampio di ciò che stava accadendo nell'oceano dove sono stati raccolti i campioni.

Circa tre mesi dopo il viaggio dello Shimada dal 6 al 17 maggio, Adams attendeva l'analisi dei campioni di eDNA. Gli scienziati avevano raccolto campioni per Adams ad ogni fermata effettuata dalla nave.

Adams conservò i campioni in un congelatore a -80 gradi Celsius o -112 gradi Fahrenheit.

Per preparare i campioni, ha inserito i filtri in una provetta con minuscole perle di vetro e un tampone per l'estrazione del DNA. Quindi una macchina battisfere ha scosso i campioni.

"Li batte semplicemente a sangue", ha detto Adams. "Solo per ottenere tutte le piccole particelle, e soprattutto il plancton, che sto cercando. Alcuni fitoplancton hanno questi gusci di silice e sono difficili da aprire."

Ecco perché la macchina battiperline torna utile. Adams ha poi conservato i campioni durante la notte, incubandoli a circa 132 gradi Fahrenheit.

La mattina successiva, Adams fece girare le provette dei campioni e rimosse il tampone di estrazione del DNA.

"Il DNA si attaccherà al vetro sotto alte concentrazioni di sale. Quindi il DNA si attaccherà ai tubi di vetro. Si lavano via tutte le cose cattive e poi si usa acqua o un altro tipo di tampone per rimuovere il DNA dal vetro. E poi si ha DNA purificato", ha detto Adams.