Tampona una foglia e trova una specie. O 50, grazie a eDNA

Quando hanno intrapreso un esperimento per tamponare le foglie nel Parco nazionale di Kibale in Uganda nel giugno 2022,Christina Lynggaard, Jan Gogarten e Patrick Omeja avevano poche o nessuna aspettativa.

L'idea era nata dal precedente lavoro di Lynggaard sul monitoraggio della biodiversità con l'aiuto di campioni di DNA raccolti dall'aria. “Se il DNA animale è nell’aria intorno a noi, forse si deposita e rimane attaccato a superfici appiccicose”, ha detto a Mongabay Lynggaard, uno scienziato dell’Helmholtz Institute for One Health in Germania e del Global Institute dell’Università di Copenaghen. “Potremmo semplicemente raccogliere il DNA che si deposita dall’aria sulle foglie?”

Ma le foreste pluviali sono ambienti difficili e umidi. Partendo dal presupposto che il DNA potesse degradarsi rapidamente, il team non aveva riposto grandi speranze.

Fino a quando i risultati non arrivarono e li lasciarono “sbalorditi”.

I ricercatori hanno identificato 50 specie di animali tra cui mammiferi, uccelli e roditori, tutti rilevati semplicemente tamponando le foglie per poco più di un'ora - 72 minuti, per la precisione. In uno studio pubblicato ad agosto sulla rivista Current Biology, il team ha descritto la loro tecnica rapida ed economica di campionamento del DNA in un ambiente terrestre.

“Basta un tampone e dei guanti con una provetta di raccolta riempita di liquido per fissare il DNA; quello e tre minuti per tamponare alcune foglie”, ha detto a Mongabay in un’intervista via e-mail il coautore Gogarten, anch’egli dell’Istituto Helmholtz e del Gruppo di ricerca sulla zoologia applicata e la conservazione della natura presso l’Università di Greifswald in Germania.

Il DNA ambientale, o eDNA, è il materiale genetico lasciato dagli animali attraverso i loro capelli, escrementi, pelliccia e saliva. Da qualche tempo gli scienziati raccolgono, testano e analizzano l'eDNA per comprendere la biodiversità che vive in diversi ecosistemi, inclusi oceani, fiumi, aria, foreste e persino la montagna più alta del mondo. La metodologia è diventata sempre più popolare negli ultimi anni, grazie alla sua capacità di rilevare vaste aree e alla sua natura non invasiva. Il boom di interesse per l’eDNA ha anche stimolato l’innovazione nelle tecniche di campionamento, dai droni che raccolgono campioni di acqua, ai rover robotici che raccolgono lettiera e terreno.

Tuttavia, il test del DNA ambientale è stato utilizzato più per esaminare alcuni ecosistemi che altri. “Per i sistemi acquatici, l’eDNA è chiaramente entrato a far parte degli strumenti dei biologi della conservazione e dei gestori della pesca”, ha affermato Gogarten. “Le persone semplicemente filtrano un volume d’acqua e cercano il DNA animale. Questo approccio ha sostituito tecniche di indagine molto impegnative”.

In un contesto terrestre, tuttavia, le cose diventano un po’ più complicate. Gli invertebrati che sono entrati in contatto con animali terrestri hanno dimostrato di essere una fonte affidabile di eDNA, così come i campioni di suolo e aria, ha affermato Gogarten. Ma questi metodi di campionamento devono ancora essere ampiamente adottati dai ricercatori e dai gestori della fauna selvatica.

"Ciò è in parte dovuto al fatto che la raccolta di eDNA da fonti come invertebrati o campioni di suolo o aria richiede tempo e richiede un bel po' di attrezzature e formazione", ha affermato. "L'elaborazione richiede anche molto tempo, il che ha escluso i campioni di grandi dimensioni che vengono spesso osservati utilizzando campioni di acqua."

È in questo contesto che il team ha deciso di testare la fattibilità del tampone sulle foglie per raccogliere il DNA.

Come parte del loro esperimento, il team ha utilizzato 24 tamponi per raccogliere campioni da tre località a Kibale, meglio conosciuta per i suoi scimpanzé e altri primati. Per garantire una maggiore diversità delle specie, hanno raccolto campioni dalla vegetazione più vicina al suolo e da quella sopra le loro teste.

"La raccolta dei campioni è stata davvero semplice: indossare dei guanti, scartare un batuffolo di cotone, immergerlo in una soluzione che preservi il DNA e poi tamponare tutte le foglie possibili per tre minuti", ha affermato il coautore dello studio Patrick Omeja, ricercatore senior. e direttore sul campo presso l'Università Makerere di Kampala, ha dichiarato a Mongabay in un'intervista via e-mail. “Se devi lasciare la zona velocemente perché gli elefanti arrivano sulla scena, non ci sono attrezzature o batterie pesanti da impacchettare e trasportare, il che è un altro vantaggio”.