Por Raissa Leite

Informações a respeito da distribuição espacial de uma espécie é considerado um componente relevante para a conservação da mesma. Entretanto, estimativas precisas de distribuição, principalmente em ambientes aquáticos, são muitas vezes dificultadas pela topologia, complexidade no habitat no qual estão inseridas, baixa densidade de organismos, vazão da água e até mesmo a própria vegetação presente no leito (Mackenzie et al., 2005; Ficetola et al., 2008; Goldberg et al., 2011; Takahara et al., 2012). Os sistemas de água doce são de particular interesse pois estão entre os habitats com maior biodiversidade do mundo, sendo essa alta diversidade de grande significância para manter o bom funcionamento do ecossistema (Mächler et al., 2014; Pennekamp et al., 2018). 

Os métodos tradicionais para monitorar a ictiofauna presente em sistemas de água doce costumam ser caros, demorados, pouco precisos e muito invasivos, podendo até mesmo causar impactos sobre as próprias populações estudadas. Diante disso, estudos com DNA ambiental (eDNA) estão sendo utilizados para minimizar esse tipo de problema, sendo realizado detecção de presença de espécies, sem qualquer contato direto com elas (Ushio et al., 2017; Pont et al., 2018; Kitson et al., 2019) (Figura 1). A detecção por meio desse método acontece a partir da coleta de curtos fragmentos de DNA presente na água liberados através de fezes, muco, urina, saliva ou qualquer outra fonte de células mortas desses organismos. Em ambientes aquáticos de água doce, o uso de eDNA para monitoramento genético foi testado por vários pesquisadores para espécies de peixes (Dejean et al., 2011; Takahara et al., 2012), salamandra e sapos (Ficetola et al., 2008; Goldberg et al., 2011) em uma diversidade de corpos de água.

Figura 1 Coleta de amostras contendo eDNA de espécies especifica sem contato direta com a mesma.

O DNA liberado pelos organismos no ambiente pode persistir por longos períodos em condições secas, frias e com ausência de luz (Willerslev et al., 2003), porém a persistência do eDNA na água pode variar de dias a semana. Ao coletar o eDNA e processa-lo através de técnicas de biologia molecular, o DNA de todos os organismos ali presente pode ser isolado. De acordo com (Douglas et al., 2012), as espécies podem ser identificadas utilizando marcadores moleculares a partir de sequências de DNA conhecidas previamente. 

Com o avanço da tecnologia juntamente com o aprimoramento do eDNA, uma nova técnica chamada metabarcoding está sendo aplicada em amostras contendo eDNA. A mesma consiste na identificação de múltiplas espécies presente em uma única amostra coletada, no qual é utilizado sequenciamento de nova geração (NGS) (Taberlet et al., 2012). O metabarcoding foi aplicado com sucesso para o monitoramento de diversos grupos aquáticos, em especial, macroinvertebrados (Hajibabaei et al., 2011). Em particular, Miya et al. (2015) propuseram um método molecular que foi capaz de detectar 230 espécies de peixes utilizando somente pequenas amostras de água. Esse procedimento acelera a coleta de dados consideravelmente e soluciona diversos problemas ocasionados pelo método tradicional (Elbrecht et al., 2017). Contudo, esse método foi utilizado, em grande parte, para espécies marinhas e não se sabe muito sobre a sua eficiência para ambientes dulcícolas.   

Para isso, é necessário primeiro adaptar, testar e validar o método para espécies de peixes de água doce, especialmente em ambientes tropicais de alta diversidade, pois somente após a validação da efetividade do método é que ele poderá ser aplicado em substituição à metodologia tradicional de monitoramento ictiofaunístico. 

Referência 

DEJEAN, T.  et al. Persistence of environmental DNA in freshwater ecosystems. PloS one, v. 6, n. 8, p. e23398,  2011. ISSN 1932-6203.  

DOUGLAS, W. Y.  et al. Biodiversity soup: metabarcoding of arthropods for rapid biodiversity assessment and biomonitoring. Methods in Ecology and Evolution, v. 3, n. 4, p. 613-623,  2012. ISSN 2041-210X.  

ELBRECHT, V.  et al. Assessing strengths and weaknesses of DNA metabarcoding‐based macroinvertebrate identification for routine stream monitoring. Methods in Ecology and Evolution, v. 8, n. 10, p. 1265-1275,  2017. ISSN 2041-210X.  

FICETOLA, G. F.  et al. Species detection using environmental DNA from water samples. Biology letters, v. 4, n. 4, p. 423-425,  2008. ISSN 1744-9561.  

GOLDBERG, C. S.  et al. Molecular detection of vertebrates in stream water: a demonstration using Rocky Mountain tailed frogs and Idaho giant salamanders. PloS one, v. 6, n. 7, p. e22746,  2011. ISSN 1932-6203.  

HAJIBABAEI, M.  et al. Environmental barcoding: a next-generation sequencing approach for biomonitoring applications using river benthos. PLoS one, v. 6, n. 4, p. e17497,  2011. ISSN 1932-6203.  

KITSON, J. J.  et al. Detecting host–parasitoid interactions in an invasive Lepidopteran using nested tagging DNA metabarcoding. Molecular ecology, v. 28, n. 2, p. 471-483,  2019. ISSN 0962-1083.  

MÄCHLER, E.  et al. Utility of environmental DNA for monitoring rare and indicator macroinvertebrate species. Freshwater Science, v. 33, n. 4, p. 1174-1183,  2014. ISSN 2161-9549.  

MACKENZIE, D. I.  et al. Improving inferences in population studies of rare species that are detected imperfectly. Ecology, v. 86, n. 5, p. 1101-1113,  2005. ISSN 1939-9170.  

MIYA, M.  et al. MiFish, a set of universal PCR primers for metabarcoding environmental DNA from fishes: detection of more than 230 subtropical marine species. Royal Society open science, v. 2, n. 7, p. 150088,  2015. ISSN 2054-5703.  

PENNEKAMP, F.  et al. Biodiversity increases and decreases ecosystem stability. Nature, v. 563, n. 7729, p. 109,  2018. ISSN 1476-4687.  

PONT, D.  et al. Environmental DNA reveals quantitative patterns of fish biodiversity in large rivers despite its downstream transportation. Scientific reports, v. 8, n. 1, p. 10361,  2018. ISSN 2045-2322.  

TABERLET, P.  et al. Towards next‐generation biodiversity assessment using DNA metabarcoding. Molecular ecology, v. 21, n. 8, p. 2045-2050,  2012. ISSN 0962-1083.  

TAKAHARA, T.  et al. Estimation of fish biomass using environmental DNA. PloS one, v. 7, n. 4, p. e35868,  2012. ISSN 1932-6203.  

USHIO, M.  et al. Environmental DNA enables detection of terrestrial mammals from forest pond water. Molecular Ecology Resources, v. 17, n. 6, p. e63-e75,  2017. ISSN 1755-098X.  

WILLERSLEV, E.  et al. Diverse plant and animal genetic records from Holocene and Pleistocene sediments. Science, v. 300, n. 5620, p. 791-795,  2003. ISSN 0036-8075.