Suiza.- Determinar la diversidad de especies hace posible estimar el impacto de la actividad humana sobre el ecosistema marino. Los efectos ambientales del cultivo del salmón vienen siendo evaluados, hasta ahora, por identificación visual de los animales que viven en las muestras de sedimento colectadas a distancias especificas de los sitios de cultivo.

Un equipo liderado por Jan Pawlowski, profesor de la Faculty of Science de la University of Geneva (UNIGE), analizó este tipo de sedimento usando una técnica conocida como “código de barra de ADN” que tiene como meta a ciertos microorganismos. Su investigación, que será publicada en la revista Molecular Ecology Resources, revela el potencial de esta nueva herramienta genómica para detectar cambios en el ambiente con la misma aproximación de otros métodos tradicionales, pero más rápido y a menor costo.

El cultivo de salmón es una de las actividades más difundidas en la acuicultura marina. Esta tiene un considerable impacto sobre el ambiente, el cual se debe principalmente a tres factores: la acumulación de los restos de alimentos no consumidos y materia fecal; la toxicidad causada por los químicos empleados para limpiar las jaulas; y los medicamentos que son usados.

Tradicionalmente, el impacto de las granjas sobre el ambiente costero viene siendo evaluado por el monitoreo de algunas especies pequeñas que viven en los sedimentos debajo de las jaulas. La identificación visual de estos animales bajo el microscopio consume tiempo y es extremadamente caro. Este también requiere de especialistas en taxonomía altamente entrenados, lo cual hace que el método sea inadecuado para su uso a gran escala. Pero, Jan Pawlowski indica que: “Ahora es posible resolver este problema usando herramientas sofisticadas que analicen el ADN y ARN extraído de las muestras de sedimento”.

Código de barra genético

Trabajando con los científicos de la Scottish Association of Marine Sciences (Reino Unido) y la University of Aarhus (Dinamarca), Pawlowski recolecto muestras de sedimentos a distancias especificas de dos granjas de salmón en el corazón de los fiordos escoceses. “Nosotros usamos los códigos de barra genéticos que reconocen fragmentos específicos de ADN y ARN extraídos de las muestras de sedimentos” explicó el científico Franck Lejzerowicz, un estudiante de PhD. “Estos 'ganchos genéticos' consisten de secuencias de ADN que varían entre especies pero permanecen estables dentro de las especies dadas”.

El código de barras de ADN usado hace posible identificar las diferentes especies de foraminíferos que están presentes en los sedimentos. Estos microorganismos unicelulares, que tienen una gran diversidad, son bioindicadores ambientales reconocidos. Como resultado, los genetistas fueron capaces de procesar un gran número de muestras usando la secuenciación del ADN. “Nuestro estudio reveló grandes variaciones entre las especies de foraminíferos colectados cerca a las granjas y aquellos de sitios remotos. En adición, la diversidad de las especies disminuyó en los sitios afectados por las granjas”.

Para el monitoreo de la calidad del ambiente

Este tipo de análisis ecológico de alta precisión permitió establecer una correlación entre la riqueza de las especies y la distancia de las jaulas, una correlación que es más pronunciada si la granja esta en una zona de corrientes marinas débiles. El mismo tipo de correlación fue también establecido en base al grado de oxigenación de los sedimentos. Pawlowski indica: “La vasta cantidad de compuestos orgánicos en los sitios de cultivos pueden generar algunas veces sedimentos anóxicos, lo cual hace imposible que la mayoría de las especies puedan sobrevivir”. Los biólogos también se sorprendieron al descubrir nuevas especies de foraminíferos, los cuales pueden servir como bioindicadores del enriquecimiento orgánico.

Esta tecnología, conocida como “metabarcoding”, se esta diseminando rápidamente, y puede ser usada para proveer información sobre la diversidad en general de los microorganismos encontrados en todas las muestras. El método es adecuado para pruebas a gran escala debido a que es mucho más rápido, más confiable y fácil de estandarizar que los procesos que son usados en la actualidad. Este estudio es uno de los primeros ensayos para usar la genómica ambiental como una herramienta para evaluar el impacto de las industrias como la acuicultura marina o las explotaciones petroleras en mar abierto.

Mayor información:
Jan Pawlowski
Université de Genève,
Faculté des sciences
+41 22 379 30 69
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Referencia:
Pawlowski, J., P. Esling, F. Lejzerowicz, T. Cedhagen and T. Wilding. 2014. Environmental monitoring through protist NGS metabarcoding: assessing the impact of fish farming on benthic foraminifera communities. Molecular Ecology Resources. DOI: 10.1111/1755-0998.12261
http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/1755-0998.12261/abstract