Como você monitora quais espécies vivem em uma área? Além de ferramentas ecológicas tradicionais, como armadilhas fotográficas, os pesquisadores relataram novos métodos nos últimos anos que permitem detectar traços minúsculos de DNA conhecidos como DNA ambiental, ou eDNA, que os animais deixam na água e até no ar. Em um estudo publicado em 15 de junho na Cartas de Biologia, um grupo relata a coleta de eDNA de uma nova fonte: material vegetal seco. A equipe comprou chá em mercearias e conseguiu detectar centenas de espécies de artrópodes em apenas um saco.
Pedimos ao coautor do estudo Henrick Krehenwinkel, geneticista ecológico da Universidade de Trier, na Alemanha, que se concentra nas maneiras pelas quais as comunidades de artrópodes mudaram ao longo do tempo devido à influência humana, para explicar por que seu grupo decidiu usar eDNA para investigar quais criaturas têm comendo plantas.
TS: Por que você decidiu, neste caso, se concentrar no chá?
Henrik Krehenwinkel: Nós precisamos [a] séries temporais para entender como os insetos mudaram. Quando os estudos de declínio de insetos foram publicados pela primeira vez, muitas pessoas reclamaram [that] não há dados reais de longo prazo.
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Temos um banco de espécimes aqui em Trier. Eles estão coletando folhas de diferentes árvores na Alemanha. Eles fazem isso há 35 anos; eles vão para todos os tipos de ecossistemas diferentes. . . . E o que eu me perguntei é: ‘Você não poderia também monitorar o DNA dos insetos que viveram nesta folha?’ . . . Nós basicamente fizemos um experimento de teste onde pegamos essas amostras, que são congeladas em nitrogênio líquido, então elas são perfeitamente armazenadas para preservação do DNA. . . e DNA isolado deles, e comunidades de artrópodes reconstruídas. Este é, na verdade, outro estudo que está atualmente em revisão, onde basicamente reconstruímos a mudança da comunidade de insetos nos ecossistemas florestais alemães nos últimos 35 anos.
Assim, podemos extrair o eDNA de uma folha perfeitamente congelada. . . . O que eu me perguntei é: “Você também pode usar outros substratos para extrair basicamente o DNA de artrópodes?” E o DNA ainda é estável em outros tipos de substratos? . . . Coleções de plantas em museus, elas poderiam realmente ser úteis para entender como as comunidades de insetos mudaram? . . . Há estudos que dizem isso. . . se um inseto morder uma folha, deixará um rastro de DNA; um pouco de saliva é suficiente. É basicamente como [how] o criminoso invadindo sua casa, tocando sua janela, deixará seu DNA; o inseto deixará seu DNA quando morder a folha. E há estudos dizendo que esse DNA não é muito estável, será rapidamente degradado pela luz UV ou lavado pela chuva. Mas eu estava pensando em um registro de herbário, o DNA é armazenado seco e escuro, o que [are] condições realmente ideais para mantê-lo.
Antes de começarmos a trabalhar com registros de herbários, pensamos que deveríamos tentar algo que fosse comparável aos registros de herbários. . . . Em termos de estrutura, [tea is] muito semelhante ao registro de herbário. É basicamente uma planta seca que é armazenada escura e seca. . . . E o DNA deve ser muito estável.
Tudo é impulsionado pela nossa esperança de entender a mudança da comunidade de insetos e ser capaz de encontrar novos substratos que nos permitam viajar no tempo. . . . [Y]Você pode colher uma planta no campo, basicamente uma flor. E você pode secar esta flor apenas usando gel de sílica. . . . É uma substância completamente inofensiva, mas extremamente hidrofílica. . . . Se você, por exemplo, colocar uma flor em um pequeno envelope e depois colocá-la em um saco de congelamento Ziploc junto com um pouco de gel de sílica, dentro de um dia aproximadamente, a flor estará completamente seca. . . . [A]e em teoria poderíamos até armazená-los em temperatura ambiente, não teríamos que nos preocupar em colocar tudo em nitrogênio líquido ou em lavar a planta imediatamente. . . você não precisa carregar água no campo, tudo que você precisa é de um pouco de gel de sílica, um envelope e um saco Ziploc.
Outro efeito colateral atraente é que o que é muito interessante para nós ecologistas não é apenas quem está em um local, então quantas espécies de insetos estão em um local, . . . mas também queremos saber como esses insetos interagem e o que comem. Por exemplo, sabemos que muitas espécies de insetos são muito específicas, vivendo apenas em uma determinada planta, e quando essa planta desaparece, o inseto desaparece. . . . Surpreendentemente, sabemos muito pouco sobre essas interações, sabemos muito pouco sobre qual inseto está limitado a uma determinada espécie de planta. Sabemos disso muito bem para espécies de pragas, mas não sabemos muito bem para muitas outras espécies de insetos. . . . E esta é uma maneira de descobrir isso muito rapidamente, basicamente amostrando material vegetal e sendo capaz de associar os insetos que vivem na planta.
TS: Houve alguma coisa sobre os resultados deste estudo que o surpreendeu?
Hong Kong: O que realmente me surpreendeu foi a alta diversidade que detectamos. . . . Pegamos um saquinho de chá e . . . acho que foi a partir de 100 [or] 150 miligramas de material vegetal seco, extraímos DNA. E encontramos no chá verde até 400 espécies de insetos em um único saquinho de chá. . . . Isso realmente me surpreendeu. E a razão provavelmente é que este chá é moído em um pó relativamente fino. Então o eDNA [from all parts of the tea field] fica distribuído.
TS: No que diz respeito a aplicar isso a amostras de herbários, você precisaria apenas de um pedaço relativamente pequeno dessa amostra, ou poderia ser um problema que essas amostras sejam raras e muito antigas, e você não quer triturar um grande pedaço deles.
Hong Kong: Nós estivemos pensando sobre isso, e há duas opções. Uma delas é apenas tratar com muito cuidado a amostra do herbário. Agora estamos testando se você também pode lavar cuidadosamente a amostra, por exemplo, e meio que lavar os traços que estão presos à amostra.
Então, é claro, há herbários onde eles ficam realmente felizes se você fizer algo com eles. [H]ere nesta universidade, temos uma professora de botânica aposentada, e ela tem herbários muito grandes que ela coletou durante seu mandato. . . . Eles não têm um grande valor científico para ela, e ela ficaria bem se eu os triturasse. . . . Estamos apenas testando isso, então não posso dar nenhum resultado ainda, mas parece que também somos capazes de extrair DNA de insetos disso. . . . E então volto para o mesmo lugar – ela tem locais de coleta exatos – eu apenas dirijo de volta para lá, coleto a mesma planta novamente, e então posso comparar como era a comunidade de insetos 50 anos atrás quando ela a coletou ou 30 anos atrás quando ela coletado novamente e, em seguida, compará-lo com como é a comunidade de insetos naquela planta hoje.
Mas é claro que geralmente essas coleções são muito preciosas e estamos desenvolvendo métodos para extrair cuidadosamente o DNA sem danificar o espécime. Isso é algo que estamos começando agora. Vendo como funcionou bem com o chá, agora estou confiante de que também podemos passar para outras amostras como esses herbários.
TS: Você é um bebedor de chá?
Hong Kong: Eu bebo café na verdade. . . . E temo que o café provavelmente não seja adequado para isso porque o café é torrado. E o que o DNA realmente não gosta é de ser aquecido a uma temperatura muito alta por muito tempo. . . . Ainda não experimentamos, mas temo que o café provavelmente não seja a melhor escolha para esse tipo de experimento.
Nota do editor: Esta entrevista foi editada por questões de brevidade.
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