Utilizzo del DNA ambientale per rilevare le specie in via di estinzione

Esaminato il bitterling fish, una specie di acqua dolce in via di estinzione, utilizzando un nuovo sistema semi-quantitativo che utilizza il DNA ambientale

I cambiamenti nei sistemi fluviali, la pesca eccessiva e la comparsa di nuove specie invasive possono portare a un drastico calo del numero di pesci autoctoni che abitano gli ecosistemi acquatici. Nel bacino del fiume Ashida in Giappone, il ’bitterling fish' (Rhodeus atremius suigensis), che in precedenza si trovava in abbondanza, sta ora affrontando l'estinzione locale. Ciò è preoccupante, considerando che è riconosciuta come specie indicatrice per la conservazione della diversità ittica negli ecosistemi di acqua dolce. Gli sforzi di conservazione per proteggere la fauna acquatica autoctona richiedono studi sul campo di vaste aree per comprendere le esigenze dell'habitat e la densità di popolazione delle diverse specie. Questo è un compito impegnativo, che richiede tempo e impegno notevoli. Per superare questo ostacolo, gli scienziati di solito si concentrano su piccole aree e tracciano il DNA scartato dagli organismi viventi nel loro ambiente. Questo DNA ambientale (o eDNA) può essere analizzato per identificare le specie che hanno recentemente visitato l'area, in modo non invasivo ed efficiente in termini di tempo.

Recentemente, gli scienziati dell'Okayama University in Giappone hanno utilizzato l'eDNA per rilevare non solo la presenza ma anche la distribuzione e la densità di popolazione di Rhodeus atremius suigensis nel bacino del fiume Ashida a Fukuyama, in Giappone. Hanno utilizzato un metodo di analisi eDNA semiquantitativo utilizzando la tecnica della reazione a catena della polimerasi (PCR). Hanno sviluppato un primer di DNA (un primer è una breve sequenza di acidi nucleici, utilizzata per dare inizio alla replicazione del DNA) con lo scopo di rilevare un tratto del DNA mitocondriale di Rhodeus atremius suigensis. Questa tecnica ha reso la loro analisi altamente specifica solo per questa particolare specie. I loro risultati sono stati pubblicati sul Journal of Landscape and Ecological Engineering. (1)

«In primo luogo abbiamo confermato l'utilità di questa analisi negli esperimenti in acquario, prima di eseguire indagini sul campo». afferma il professor Kazuyoshi Nakata dell'Okayama University, che ha guidato lo studio. «Abbiamo sistemato trappole per pesci in 48 punti in un canale agricolo nel bacino del fiume Ashida ed esaminato la relazione tra presenza di pesce e concentrazione di eDNA». Il gruppo di ricerca comprendeva anche la signora Kanoko Otsuki, il dottor Mayuko Hamada e il professor Tatsuya Sakamoto dell'Okayama University e il dottor Noriyuki Koizumi dell'Organizzazione nazionale per la ricerca sull'agricoltura e l'alimentazione.

I ricercatori hanno scoperto che le concentrazioni di eDNA variano in base alla distanza del canale a valle dal punto in cui i campioni di Rhodeus atremius suigensis sono stati catturati: maggiore è la distanza, minore è la concentrazione di eDNA. «I nostri risultati servono come riferimento per quanto lontano e quanto può essere rilevato l'eDNA a valle, il che sarà utile per guidare le future indagini sulla conservazione», afferma il professor Nakata.

Pertanto, i ricercatori hanno potuto verificare che le concentrazioni di eDNA fossero indicative della distribuzione e dell'abbondanza di Rhodeus atremius suigensis. Poiché questa tecnica richiede solo il campionamento dell'acqua sul campo, anche i residenti locali possono aiutare a svolgere indagini ecologiche. I futuri sforzi di conservazione possono applicare le informazioni ottenute da queste indagini per progettare strategie appropriate.

Questa tecnica è altamente scalabile e può essere replicata per aree più grandi. Inoltre, con lo sviluppo di strumenti molecolari corrispondenti, come primer specifici, questa tecnica può essere modificata per esaminare anche altre specie in via di estinzione. Ciò contribuirà non solo alla promozione della conservazione delle specie in via di estinzione, ma contribuirà anche inestimabilmente alla consapevolezza dell'importanza della conservazione della biodiversità con il coinvolgimento delle comunità locali.

Informazioni sull'Università di Okayama, in Giappone

Come una delle principali università in Giappone, l'Okayama University mira a creare e stabilire un nuovo paradigma per lo sviluppo sostenibile del mondo. L'Università di Okayama offre una vasta gamma di campi accademici, che diventano la base delle scuole di specializzazione integrate. Questo non solo ci consente di condurre le ricerche più avanzate e aggiornate, ma fornisce anche un'esperienza educativa arricchente. (2)

Informazioni sul professor Kazuyoshi Nakata

Il Dr. Kazuyoshi Nakata è professore presso la Graduate School of Environmental and Life Science dell'Okayama University, in Giappone. Le sue aree di interesse includono la conservazione, l'ecologia e l'ingegneria civile, con particolare attenzione agli animali d'acqua dolce in via di estinzione o invasivi tra cui pesci, crostacei e rane ecc. Ha pubblicato articoli su vari argomenti su questi argomenti. Il Prof. Nakata è stato precedentemente associato all'Hokkaido University.

Riferimenti:

(1) Quantitative PCR method to detect an extremely endangered bitterling fish (Rhodeus atremius suigensis) using environmental DNA

(2) Okayama University

Descrizione foto: Rhodeus atremius suigensis è una specie in pericolo di estinzione locale nei loro habitat naturali in Giappone. Gli scienziati dell'Università di Okayama hanno sviluppato un nuovo metodo di indagine del DNA ambientale che può aiutare gli sforzi di conservazione per questa specie. - Credit: Kazuyoshi Nakata.

Autore traduzione riassuntiva e adattamento linguistico: Edoardo Capuano / Articolo originale: Using Environmental DNA for to Survey the Populations of Endangered Species