Foto: NOAA/FIS

NOAA: 'Lo que hay en el agua podría ser una nueva forma de medir la cantidad de peces presentes'

ESTADOS UNIDOS
Monday, November 04, 2024, 05:00 (GMT + 9)

Un nuevo método para estudiar el ADN de los peces recogido de muestras de agua permite a los investigadores estimar la biomasa de varias especies de peces de Alaska simultáneamente.

En todo el mundo, las formas estándar de medir la abundancia y biomasa de los peces para gestionar la pesca comercial, recreativa y de subsistencia dependen en gran medida de la obtención de estimaciones a partir de los peces capturados en estudios de investigación y redes de pesca comerciales y otros datos biológicos recopilados. En un nuevo estudio, los científicos de NOAA Fisheries, en colaboración con la Universidad de Alaska Fairbanks, demuestran que es posible estimar la biomasa de peces de más de una especie al mismo tiempo, utilizando ADN ambiental (eDNA). Descubrieron que pueden estimar la abundancia de especies de peces de Alaska de importancia ecológica y comercial (bacalao del Ártico, abadejo de Alaska y bacalao del Pacífico) que son difíciles de distinguir en muestras de eDNA.

Abadejo de Alaska nadando en un tanque. Crédito: NOAA Fisheries.

El eDNA es el material genético que los organismos liberan al entorno circundante. Por ejemplo, cuando un pez nada en el océano, su ADN se desprende y se acumula en el agua que lo rodea. Algunas fuentes de ADN ambiental incluyen escamas, células de la piel, moco, heces y gametos. Este material genético se puede recuperar de muestras ambientales. 

“A través de nuestros estudios de laboratorio, aprendimos que podíamos cuantificar con precisión la composición de las especies y estimar la biomasa de diferentes especies de bacalao y abadejo al mismo tiempo utilizando el ADN ambiental”, dijo Kimberly Ledger, autora principal y bióloga investigadora de los Laboratorios Auke Bay del Centro de Ciencias Pesqueras de Alaska. “Es posible aplicar estos métodos a otras especies para mejorar la utilidad cuantitativa del ADN ambiental”.

Beneficios de utilizar estudios de ADN ambiental para evaluaciones de poblaciones

Un objetivo central de la gestión de especies es comprender dónde viven (su distribución) y cuántas de ellas existen (su biomasa o abundancia). Calcular con precisión esta información es difícil. Se basa en hacer inferencias sobre una comunidad entera en función de las observaciones de un subconjunto de individuos. El Departamento de Pesca de la NOAA obtiene esta información de los peces recogidos en redes durante los estudios de investigación y de los datos recopilados por los observadores pesqueros en los barcos de pesca comercial y en las plantas de procesamiento.

Con el eDNA, los científicos pueden detectar y cuantificar el ADN de los peces del entorno para ayudar a estimar la abundancia y biomasa de las especies a partir de una sola muestra de agua. Este nuevo método revolucionario que se basa en el eDNA es muy versátil, capaz de detectar e identificar una amplia gama de especies y es mínimamente perjudicial para las especies sensibles.

Mary Beth Hicks en el laboratorio

Los científicos advierten que no reemplaza los estudios de arrastre estándar ni el muestreo real por parte de los observadores pesqueros. Todavía necesitamos recopilar datos biológicos importantes, como el tamaño, la edad, el sexo, la madurez sexual y la información sobre la dieta, que es importante para las evaluaciones de las poblaciones.

Sin embargo, los investigadores del eDNA están trabajando activamente para identificar formas de utilizar esta información para respaldar las decisiones de gestión con la ayuda de los autores de evaluaciones de poblaciones y los ecólogos cuantitativos.

La clave para distinguir entre especies de bacalao de Alaska estrechamente relacionadas

Un marcador genético es un gen o un segmento corto de ADN que tiene una ubicación distintiva en un cromosoma específico que se puede utilizar para la identificación de una especie o un organismo.

En este estudio, los científicos identificaron un nuevo marcador genético, un segmento específico de ADN, para detectar y diferenciar el eADN de seis especies de bacalao estrechamente relacionadas en el Pacífico Norte y el Ártico.

Científico registrando datos acústicos con hidrófonos de bacalao ártico en un tanque de almacenamiento. Crédito: NOAA Fisheries.

Los científicos demostraron que podían

•  
• Detectar diferentes especies de bacalao y abadejo
• Determinar con precisión su proporción de biomasa
• Detectar no solo las especies más abundantes en las muestras, sino también especies con abundancias relativas bajas

Esta investigación genética también es prometedora para estimar la abundancia absoluta de estos peces a partir de muestras de eADN.

Los estudios en tanques validan los hallazgos de los genetistas

La bióloga pesquera y coautora Mary Beth Rew Hicks mantuvo vivos bacalao del Pacífico, abadejo de Alaska y bacalao del Ártico en varias combinaciones y abundancias en tanques de almacenamiento en el Laboratorio Newport del Centro. Recogió muestras de agua de los tanques con biomasa conocida (basada en la cantidad y el peso de cada especie de pez). Este diseño experimental permitió comparar las composiciones de especies derivadas del ADN ambiental con las composiciones reales dentro de un grupo de especies estrechamente relacionadas con hábitats y distribuciones superpuestas.

Recolección y muestreo de ADN ambiental en el laboratorio. Mary Beth Hicks recolecta y filtra agua de tanques experimentales en nuestro laboratorio en Newport, Oregon, para extraer muestras de ADN ambiental. Nuestros científicos están probando este método para detectar y cuantificar lo que está presente en un cuerpo de agua controlado.

“Hemos avanzado en el uso del eDNA más allá de simplemente poder proporcionar una medida de la presencia y ausencia de especies para proporcionar datos significativos para estimar la abundancia y reflejar mejor la composición subyacente de la comunidad en entornos del mundo real”, dijo Ledger.

Con el calentamiento del Ártico, los peces se están desplazando para encontrar las condiciones ideales para su supervivencia: alimento y las temperaturas adecuadas para desovar. Estos cambios dinámicos plantean nuevos desafíos para la gestión de los recursos y para los científicos que realizan estudios de investigación a largo plazo en áreas tradicionales donde se han encontrado estos peces

“Esta nueva herramienta nos ayudará a rastrear de manera eficiente estos cambios en la distribución para complementar nuestros métodos estándar de evaluación de las poblaciones de peces”, agregó Wes Larson, coautor y gerente del Programa de Genética en el Centro de Ciencias Pesqueras de Alaska.

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