{"id":10342,"date":"2020-11-28T10:22:43","date_gmt":"2020-11-28T13:22:43","guid":{"rendered":"https:\/\/gia.org.br\/portal\/?p=10342"},"modified":"2021-04-20T11:16:08","modified_gmt":"2021-04-20T14:16:08","slug":"condicoes-abioticas-e-efeitos-na-degradacao-de-dna-ambiental","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/gia.org.br\/portal\/condicoes-abioticas-e-efeitos-na-degradacao-de-dna-ambiental\/","title":{"rendered":"Condi\u00e7\u00f5es Abi\u00f3ticas e efeitos na degrada\u00e7\u00e3o de DNA ambiental"},"content":{"rendered":"\t\t
\n\t\t\t\t
\n\t\t\t\t\t\t
\n\t\t\t\t\t
\n\t\t\t
\n\t\t\t\t\t\t
\n\t\t\t\t
\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t

Por Ana Paula Silva Bert\u00e3o<\/strong><\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

\n\t\t\t\t
\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t

Intera\u00e7\u00e3o da radia\u00e7\u00e3o ultravioleta em ambientes l\u00edmnicos<\/strong><\/p>\n

A exposi\u00e7\u00e3o aos raios da radia\u00e7\u00e3o ultravioleta – UVR, podem atingir a superf\u00edcie da terra em comprimentos de onda entre 290 a 400nm. A radia\u00e7\u00e3o ultravioleta \u00e9 dividida nas seguintes bandas: UVA onda longa (315\u2013400 nm), UVB onda m\u00e9dia (280\u2013315 nm) e UVC onda curta (100\u2013280 nm). Praticamente 99,9 % do UVC e 95% da radia\u00e7\u00e3o UVB s\u00e3o absorvidos pela camada protetora de oz\u00f4nio na estratosfera. A intensidade da radia\u00e7\u00e3o UV incidente na superf\u00edcie terrestre \u00e9 influenciada por v\u00e1rios fatores, como, esta\u00e7\u00e3o do ano, hora do dia, a cobertura de nuvens, latitude e altitude, reflex\u00e3o dos raios na superf\u00edcie e oz\u00f4nio estratosf\u00e9rico (McKenzie et al. 2008; Sousa 2013).<\/p>\n

Os habitats aqu\u00e1ticos diferem enormemente em sua transpar\u00eancia, algumas subst\u00e2ncias absorventes e dispersantes atenuam a radia\u00e7\u00e3o incidente, especialmente em habitats eutr\u00f3fico de \u00e1gua doce (Callaghan et al. 2004). O material particulado inorg\u00e2nico, carbono org\u00e2nico dissolvido – DOC e carbono org\u00e2nico particulado – POC, bem como uma variedade de subst\u00e2ncias h\u00famicas, atenua significativamente a radia\u00e7\u00e3o de comprimento de onda curto (Harris et al. 2008). O DOC \u00e9 bastante resistente \u00e0 degrada\u00e7\u00e3o na coluna d’\u00e1gua, mas \u00e9 facilmente decomposto em subunidades menores pelo UV solar, que pode ser facilmente absorvido pelo bacteriopl\u00e2ncton (Wrona et al. 2006). Como consequ\u00eancia, esse processo diminui a atenua\u00e7\u00e3o na coluna d’\u00e1gua, resultando em uma penetra\u00e7\u00e3o mais profunda da radia\u00e7\u00e3o solar (Shindell et al. 1998).<\/p>\n

Para entender como a transpar\u00eancia da \u00e1gua interfere na absor\u00e7\u00e3o dos raios UV, podemos avaliar a profundidade que estes raios est\u00e3o alcan\u00e7ando com o uso do disco de Secchi (Esteves 1998). Quanto maior a transpar\u00eancia da \u00e1gua, menor dispers\u00e3o do campo da luz e maior a medida de profundidade do disco de Secchi. O valor do disco de Secchi \u00e9 inversamente proporcional \u00e0 quantidade de compostos org\u00e2nicos e inorg\u00e2nicos no percurso da luz e ao coeficiente de atenua\u00e7\u00e3o da irradi\u00e2ncia. O desaparecimento do disco de Secchi corresponde \u00e0 profundidade na qual a radia\u00e7\u00e3o da faixa do vis\u00edvel n\u00e3o \u00e9 mais sens\u00edvel ao olho humano. A zona f\u00f3tica pode ser estimada atrav\u00e9s da transpar\u00eancia do disco de Secchi (Esteves 1998). O desaparecimento do disco de Secchi corresponde a 10% da radia\u00e7\u00e3o superficial. O limite inferior da zona euf\u00f3tica recebe apenas 1% da irradi\u00e2ncia daquela recebida na superf\u00edcie e, abaixo dessa \u00e9 denominada de zona af\u00f3tica (Fill and Santos 2001).<\/p>\n

Efeito da radia\u00e7\u00e3o ultravioleta no eDNA \u00a0<\/strong><\/p>\n

Os efeitos da radia\u00e7\u00e3o UV nos ambientes aqu\u00e1ticos podem variar muito em um mesmo ecossistema, devido a profundidade da \u00e1gua, luminosidade, claridade e quantidade de s\u00f3lidos suspensos. O dano fotobiol\u00f3gico, causado pelos raios UV, pode incluir efeitos diretos da radia\u00e7\u00e3o UV, na qual os f\u00f3tons s\u00e3o absorvidos por mol\u00e9culas biol\u00f3gicas, como \u00e1cidos nucl\u00e9icos e prote\u00ednas, que sofrem altera\u00e7\u00f5es fotoqu\u00edmicas (Wrona et al. 2006).<\/p>\n

O DNA \u00e9 um dos principais alvos dos danos induzidos por UV em uma variedade de organismos aqu\u00e1ticos, como tamb\u00e9m de DNA ambiental presente no ecossistema. A radia\u00e7\u00e3o UV induz duas das les\u00f5es de DNA mutag\u00eanicas e citot\u00f3xicas mais abundantes, como os d\u00edmeros de ciclobutano pirimidina (CPDs) e fotoprodutos de pirimidina pirimidona (6-4PPs) e seus is\u00f4meros de val\u00eancia Dewar (Wrona et al. 2006) (Figura 1). Em especial a UV-B, danifica o DNA ao enrolar e distorcer sua estrutura em forma de escada, causando degrada\u00e7\u00e3o da fita (Wrona et al. 2006).<\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

\n\t\t\t\t
\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\"\"\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
\n\t\t\t\t
<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
\n\t\t\t\t
\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t

Diversos estudos avaliaram a taxa de degrada\u00e7\u00e3o do eDNA em diferentes organismos. Estes estudos analisaram as principais caracter\u00edsticas ambientais que podem influenciar na degrada\u00e7\u00e3o do eDNA, entre elas est\u00e3o como exemplo, a temperatura (Barnes et al. 2014), turbidez da \u00e1gua (Deiner et al. 2017; Stoeckle et al. 2017), acidez (Strickler et al. 2015) e a comunidade bacteriana (Lance et al. 2017)<\/p>\n

No estudo de Kasai et al. (2020) com enguias japonesas Anguilla japonica<\/em>, os resultados mostram que mais da metade da deteriora\u00e7\u00e3o do eDNA acontece no per\u00edodo de 48 horas, e o decaimento \u00e9 mais evidente quando a temperatura estava em 30\u00baC (Figura 2).<\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t

\n\t\t\t\t
\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\"\"\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t
\n\t\t\t\t
\n\t\t\t\t\t\t\t\t\t

No estudo de Eichmiller et al. (2016) com Cyprinus carpio, <\/em>foi avaliado o efeito da temperatura na degrada\u00e7\u00e3o do eDNA. O decaimento do DNA da carpa foi exponencial, essa queda foi evidenciada com aumento da temperatura. A menor taxa de decaimento foi observada a 5\u00b0 C, com um valor de T90 (tempo para redu\u00e7\u00e3o de 90% da concentra\u00e7\u00e3o inicial). Diferentemente das temperaturas de 20 a 35\u00ba C, onde a degrada\u00e7\u00e3o foi muito maior.<\/p>\n

Import\u00e2ncia do estudo da degrada\u00e7\u00e3o do eDNA<\/strong><\/p>\n

O uso preciso e biologicamente relevante do eDNA como avalia\u00e7\u00e3o da presen\u00e7a, abund\u00e2ncia e localiza\u00e7\u00e3o dos organismos-alvo requer uma compreens\u00e3o das taxas de decaimento do eDNA (a redu\u00e7\u00e3o na quantidade detect\u00e1vel de eDNA) e degrada\u00e7\u00e3o (altera\u00e7\u00f5es f\u00edsicas na mol\u00e9cula \/ part\u00edcula) em diferentes ambientes (Harrison et al. 2019).<\/p>\n

Os processos que podem contribuir para a remo\u00e7\u00e3o ou degrada\u00e7\u00e3o do eDNA em sistemas aqu\u00e1ticos, inicia por uma via prim\u00e1ria de decaimento do eDNA, que \u00e9 a degrada\u00e7\u00e3o f\u00edsica do tecido e das part\u00edculas que compreendem o eDNA. O tecido biol\u00f3gico derramado geralmente come\u00e7a a se degradar imediatamente de fragmentos de tecido multicelular, para c\u00e9lulas inteiras, organelas separadas (por exemplo, mitoc\u00f4ndrias) e, eventualmente, para liberar DNA (extracelular), que por sua vez s\u00e3o intensificados s\u00e3o e degradados por enzimas ex\u00f3genas ou por rea\u00e7\u00f5es qu\u00edmicas espont\u00e2neas (Turner et al. 2014).<\/p>\n

Informa\u00e7\u00f5es sobre degrada\u00e7\u00e3o do eDNA referentes a temperatura, radia\u00e7\u00e3o ultravioleta e comunidade bacteriana devem ser considerados e aplicados em protocolos de armazenamento de amostras de \u00e1gua e em projeto de amostragem de campo para que venham diminuir a degrada\u00e7\u00e3o de DNA em amostras ambientais (Eichmiller et al. 2016; Harrison et al. 2019).<\/p>\n

Bibliografia<\/strong><\/p>\n

Barnes MA, Turner CR, Jerde CL, Renshaw MA, Chadderton WL, Lodge DM (2014) Environmental conditions influence eDNA persistence in aquatic systems Environmental science & technology 48:1819-1827<\/p>\n

Callaghan TV et al. (2004) Effects of changes in climate on landscape and regional processes, and feedbacks to the climate system AMBIO: A Journal of the Human Environment 33:459-468<\/p>\n

Deiner K et al. (2017) Environmental DNA metabarcoding: Transforming how we survey animal and plant communities Molecular ecology 26:5872-5895<\/p>\n

Eichmiller JJ, Best SaE, Sorensen PW (2016) Effects of temperature and trophic state on degradation of environmental DNA in lake water Environmental science & technology 50:1859-1867<\/p>\n

Esteves FA (1998) Fundamentos de limnologia. Interci\u00eancia,<\/p>\n

Fill HD, Santos Id (2001) Estimativa da concentra\u00e7\u00e3o de sedimentos em suspens\u00e3o atrav\u00e9s da profundidade Secchi V Simp\u00f3sio de Hidr\u00e1ulica e Recursos H\u00eddricos dos Pa\u00edses de L\u00edngua Oficial Portuguesa<\/p>\n

Harris NR et al. Ozone trends at northern mid-and high latitudes: a European perspective. In: Annales Geophysicae, 2008. vol 5. European Geosciences Union, pp 1207-1220<\/p>\n

Harrison JB, Sunday JM, Rogers SM (2019) Predicting the fate of eDNA in the environment and implications for studying biodiversity Proceedings of the Royal Society B 286:20191409<\/p>\n

Kasai A, Takada S, Yamazaki A, Masuda R, Yamanaka H (2020) The effect of temperature on environmental DNA degradation of Japanese eel Fisheries Science:1-7<\/p>\n

Lance RF et al. (2017) Experimental observations on the decay of environmental DNA from bighead and silver carps Management of Biological Invasions 8:343<\/p>\n

McKenzie R et al. (2008) Effects of urban pollution on UV spectral irradiances<\/p>\n

Shindell DT, Rind D, Lonergan P (1998) Increased polar stratospheric ozone losses and delayed eventual recovery owing to increasing greenhouse-gas concentrations Nature 392:589-592<\/p>\n

Sousa SA (2013) A radia\u00e7\u00e3o ultravioleta nos ecossistemas aqu\u00e1ticos e seus impactos nas diferentes esp\u00e9cies: uma revis\u00e3o bibliogr\u00e1fica<\/p>\n

Stoeckle BC, Beggel S, Cerwenka AF, Motivans E, Kuehn R, Geist J (2017) A systematic approach to evaluate the influence of environmental conditions on eDNA detection success in aquatic ecosystems PloS one 12:e0189119<\/p>\n

Strickler KM, Fremier AK, Goldberg CS (2015) Quantifying effects of UV-B, temperature, and pH on eDNA degradation in aquatic microcosms Biological Conservation 183:85-92<\/p>\n

Turner CR, Barnes MA, Xu CC, Jones SE, Jerde CL, Lodge DM (2014) Particle size distribution and optimal capture of aqueous macrobial eDNA Methods in Ecology and Evolution 5:676-684<\/p>\n

Wrona FJ, Prowse TD, Reist JD, Hobbie JE, L\u00e9vesque LM, Macdonald RW, Vincent WF (2006) Effects of ultraviolet radiation and contaminant-related stressors on Arctic freshwater ecosystems AMBIO: A Journal of the Human Environment 35:388-401<\/p>\n

\u00a0<\/p>\t\t\t\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/section>\t\t<\/div>\n\t\t","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Por Ana Paula Silva Bert\u00e3o Intera\u00e7\u00e3o da radia\u00e7\u00e3o ultravioleta em ambientes l\u00edmnicos A exposi\u00e7\u00e3o aos raios da radia\u00e7\u00e3o ultravioleta – UVR, podem atingir a superf\u00edcie da terra em comprimentos de onda entre 290 a 400nm. A radia\u00e7\u00e3o ultravioleta \u00e9 dividida nas seguintes bandas: UVA onda longa (315\u2013400 nm), UVB onda m\u00e9dia (280\u2013315 nm) e UVC […]<\/p>\n","protected":false},"author":5,"featured_media":10343,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"jnews-multi-image_gallery":[],"jnews_single_post":[],"jnews_primary_category":[],"footnotes":""},"categories":[258],"tags":[],"class_list":["post-10342","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-divulgacao-cientifica"],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/gia.org.br\/portal\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/10342","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/gia.org.br\/portal\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/gia.org.br\/portal\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/gia.org.br\/portal\/wp-json\/wp\/v2\/users\/5"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/gia.org.br\/portal\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=10342"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/gia.org.br\/portal\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/10342\/revisions"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/gia.org.br\/portal\/wp-json\/wp\/v2\/media\/10343"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/gia.org.br\/portal\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=10342"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/gia.org.br\/portal\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=10342"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/gia.org.br\/portal\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=10342"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}