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Investigadores de la Universidad de Florida han desarrollado un innovador método de detección basado en ADN ambiental (eDNA) que permite identificar especies invasoras en los ecosistemas acuáticos antes de que se propaguen ampliamente. El sistema está diseñado para localizar depredadores difíciles de observar, como la anguila asiática de pantano y el pez cabeza de serpiente cobra, dos especies que ya han establecido poblaciones en el sur de Florida y que representan una amenaza creciente para la fauna nativa.
El trabajo fue llevado a cabo por científicos del University of Florida Institute of Food and Agricultural Sciences (UF/IFAS), y los resultados del estudio fueron publicados en la revista científica Ecology and Evolution. Según la institución, esta herramienta puede resultar clave para los conservacionistas y gestores ambientales que trabajan en la protección de ecosistemas frágiles, entre ellos los Everglades.
Ambas especies tienen una característica que complica su control: son capaces de respirar fuera del agua, lo que les permite sobrevivir en ambientes con poco oxígeno y desplazarse incluso por tierra durante cortos trayectos para colonizar nuevos hábitats.
Cómo funciona el sistema de ADN ambiental
El método desarrollado se basa en el análisis de ADN ambiental, conocido como eDNA. Este concepto hace referencia a las pequeñas trazas genéticas que los animales liberan de manera natural en el entorno a través de células de la piel, mucosidad, desechos o restos biológicos.
Al recolectar muestras de agua en un área determinada y analizarlas posteriormente en el laboratorio, los investigadores pueden identificar qué especies han pasado por ese lugar. Es un sistema comparable a detectar huellas mucho tiempo después de que el animal haya abandonado la zona.
Una de las principales ventajas de esta prueba es que permite detectar simultáneamente la presencia de la anguila asiática de pantano y del pez cabeza de serpiente cobra en una sola muestra de agua. Además, es capaz de identificar a estos animales incluso cuando permanecen ocultos en aguas turbias o en el fondo de canales y humedales.
Esta capacidad resulta especialmente importante en regiones como los Everglades, donde la complejidad del ecosistema dificulta la observación directa de especies invasoras.
El desarrollo del método fue fruto de la colaboración entre el equipo de investigación Croc Docs del Centro de Investigación y Educación de UF/IFAS en Fort Lauderdale (FLREC) y el Laboratorio de Ecología de Vectores dirigido por el profesor Brian Bahder.
Bahder, profesor asociado de entomología de vectores en el FLREC y autor principal del estudio, explicó que el nuevo enfoque ya ha demostrado su eficacia en situaciones reales.
Según señaló el investigador, durante el estudio se obtuvieron resultados positivos en la detección de ambas especies objetivo mediante el uso de esta metodología.
Para lograr esta precisión, el equipo diseñó y validó una técnica de PCR digital, un procedimiento de laboratorio que permite copiar y cuantificar pequeñas cantidades de ADN con gran exactitud. Gracias a esta técnica es posible detectar rastros extremadamente diminutos de material genético presentes en el agua.
En experimentos controlados realizados por los científicos, el ADN del pez cabeza de serpiente cobra pudo detectarse apenas cinco minutos después de introducir el pez en el agua, lo que demuestra la alta sensibilidad del sistema.
Un aliado para la restauración de los Everglades
La nueva herramienta con ADN Ambiental también podría desempeñar un papel relevante en uno de los mayores proyectos de restauración ecológica de Florida: la recuperación del ecosistema de los Everglades.
Sergio Balaguera-Reina, científico asistente de investigación y miembro del equipo Croc Docs, advirtió que la restauración hidrológica del área podría tener consecuencias inesperadas si no se controlan adecuadamente las especies invasoras.
Según explicó, uno de los temores de los investigadores es que los cambios en el manejo del agua que buscan restaurar el ecosistema puedan, al mismo tiempo, favorecer la expansión de estas especies hasta el punto de dificultar su erradicación.
Por ese motivo, la detección temprana resulta fundamental para aplicar medidas de control o eliminación antes de que las poblaciones invasoras se establezcan definitivamente.
La anguila asiática de pantano es originaria del este y sudeste de Asia y fue registrada por primera vez en Estados Unidos en la década de 1990. En los Everglades fue observada por primera vez en 2007 y desde entonces ha logrado establecer múltiples poblaciones en el sur de Florida.
En algunas áreas del ecosistema, esta especie ha provocado descensos en las poblaciones de crustáceos y anfibios debido a la depredación y a la competencia por recursos alimenticios.
Por su parte, el pez cabeza de serpiente cobra fue documentado en Florida por primera vez en el año 2000. Se trata de un pez carnívoro de gran tamaño capaz de sobrevivir en aguas con bajo nivel de oxígeno.
Al igual que la anguila asiática de pantano, este pez puede vivir en canales, marismas y ciénagas, además de desplazarse cortas distancias fuera del agua para alcanzar nuevos entornos acuáticos.
Dificultades para su detección con métodos tradicionales
La localización y eliminación de estas especies ha sido históricamente complicada para los especialistas en vida silvestre. En el caso de la anguila asiática de pantano, su comportamiento dificulta aún más su detección.
Estas anguilas son principalmente nocturnas y durante el día permanecen enterradas en el fondo fangoso de canales y humedales poco profundos.
Melissa Miller, científica asistente de investigación en ecología de invasiones y codirectora de Croc Docs, explicó que actualmente el método más utilizado para detectarlas es la pesca eléctrica diurna. Esta técnica utiliza una corriente eléctrica suave para aturdir temporalmente a los peces y facilitar su captura.
Sin embargo, su eficacia puede ser limitada porque muchos ejemplares permanecen ocultos durante el día.
Las pruebas de campo realizadas en canales donde previamente se había observado el pez cabeza de serpiente cobra confirmaron la eficacia del sistema de ADN ambiental.
El análisis identificó correctamente la presencia de cada especie objetivo sin confundirlas con otros peces o animales comunes del ecosistema.
Bahder subrayó que el análisis de ADN ambiental mediante PCR digital es una herramienta especialmente eficaz para el monitoreo de especies invasoras, debido a su sensibilidad y a la eficiencia de su proceso de trabajo.
De hecho, el método es capaz de detectar incluso una sola célula en una muestra de agua.
Un sistema más económico para el monitoreo ambiental
Otra de las ventajas del nuevo sistema es su bajo coste en comparación con los métodos tradicionales de detección. Las campañas de captura y monitoreo suelen requerir embarcaciones, equipos especializados y personal de campo.
En cambio, el análisis de muestras de agua puede complementar esos estudios con una inversión menor.
Además, el seguimiento de las señales genéticas en el agua permitirá evaluar si las iniciativas de control y eliminación están funcionando con el paso del tiempo.
Tras los buenos resultados obtenidos, los investigadores planean ampliar el uso del método.
Balaguera-Reina adelantó que el equipo pretende implementar una red de muestreo de ADN ambiental en todo el ecosistema de los Everglades para detectar otras especies invasoras que puedan amenazar este valioso entorno natural.
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