Herramienta metagenómica para monitorear impactos en fondo marino de la salmonicultura
Alemania: Un estudio reveló las ventajas de la metagenómica en la identificación de bioindicadores en el fondo marino bajo los centros de cultivo de salmón.
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El biomonitoreo ambiental, que evalúa la salud de los ecosistemas marinos mediante bioindicadores, se ha basado tradicionalmente en la identificación visual de macroinvertebrados, no obstante, las bacterias y otros microorganismos son altamente sensibles a diversos estresores ambientales y también son efectivos como bioindicadores. Esta aproximación ya es utilizada por las autoridades y la salmonicultura chilena para monitorear el estado de los fondos marinos.
En los últimos años, los avances en las técnicas de metabarcoding de ADN ambiental (eDNA) y las herramientas de análisis de datos han permitido la detección e identificación rápida, asequible, escalable y automatizada de bioindicadores bacterianos. Una de las principales ventajas del biomonitoreo basado en ADN es que permite aprovechar el potencial de los microorganismos como bioindicadores.
Los bioindicadores obtenidos se utilizan para calcular un índice biótico, que se traduce en el estado de calidad ecológica de las muestras analizadas. Un índice biótico frecuentemente utilizado para el biomonitoreo de la calidad ecológica de sitios costeros marinos es el AMBI (Índice Biológico Marino AZTI).
A diferencia de la metabarcoding, la metagenómica captura el ADN genómico total sin amplificación específica del objetivo, lo que ofrece una mayor resolución taxonómica y, por lo tanto, posiblemente facilita la identificación de una gama más amplia de bioindicadores taxonómicos. Esta resolución mejorada permite la detección y cuantificación confiable de taxones bacterianos raros y nuevos que pueden servir como indicadores sensibles del cambio ambiental.
Considerando esta información, científicos de Alemania y España realizaron un nuevo estudio para comparar ambas herramientas y su utilidad en medir y evaluar el impacto ambiental de los centros de cultivo de salmones.
Para ello, procesaron y analizaron 65 muestras de sedimentos recolectadas de centros de cultivo de salmón del Atlántico en Escocia (5 centros) y Noruega (7 centros). Las muestras se compararon con otras recolectadas de una zona de impacto intermedio, ubicada a unos 100 metros de distancia de los centros de cultivo, y un lugar sin impactos antropegénicos, a aproximadamente 800 metros de los centros de cultivo.
Comprensión ecológica más profunda
Como resultado, los investigadores descubrieron que la metagenómica de eDNA identificó un mayor número de bioindicadores que el metabarcoding, tanto a nivel de variantes de secuencia a nivel de familias como individuales, “lo que resultó en una mayor precisión predictiva para las evaluaciones de impacto”, declararon los autores.
“Cabe destacar que sólo unos pocos bioindicadores fueron comunes a ambos métodos, lo que sugiere que las limitaciones metodológicas y los patrones de abundancia distorsionados en los datos de metabarcoding podrían dar lugar a indicadores falsos”, agregaron los especialistas.
A pesar de ser una técnica más costosa que el metabarcoding, los científicos recalcaron el hecho de que, a partir de los conjuntos de datos metagenómicos, también se pueden analizar aspectos funcionales, hecho importante si se desea una comprensión ecológica más profunda de las comunidades y procesos microbianos en los sitios de monitoreo.
“Los datos del metagenoma permiten identificar bioindicadores fiables con mayor precisión que los conjuntos de datos de metabarcoding. Por lo tanto, esperamos que los candidatos a bioindicadores inferidos por metagenoma tengan un mejor rendimiento en los ensayos de PCR digital que los candidatos a bioindicadores inferidos por metabarcoding”, concluyeron los expertos.
Lea el estudio completo titulado “Exploiting taxonomic information from metagenomes to infer bacterial bioindicators and environmental quality at salmon aquaculture installation”, aquí.
