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Todos os organismos deixam vestígios DNA que revelam sua presença nos ambientes em que estão ou estiveram presentes. Assim, a partir de amostras de água, solo, ou ainda de ovos e larvas, por meio da técnica de DNA ambiental ou eDNA, é possível detectar vestígios e confirmar a presença de uma determinada espécie no ambiente, ou fazer inventários das espécies que o ocupam.
A técnica de eDNA surgiu recentemente com o desenvolvimento da técnica de PCR quantitativa (qPCR) e dos sequenciadores de nova geração (next generation sequencing). Tem sido aplicada na detecção de espécies invasoras, identificação de microrganismos do solo, ou da comunidade de organismos em córregos, áreas represadas e ambientes marinhos. Os resultados são obtidos de maneira rápida e automatizada, e a riqueza de espécies identificadas é frequentemente muito maior do que aquela obtida por qualquer outro método de inventário.
Ainda, como a amostragem de eDNA é mais rápida do que aquelas baseadas em métodos tradicionais de inventário, grandes áreas podem ser amostradas em um curto período de tempo. Amostragens em intervalos regulares de tempo permitem também que seja realizado o monitoramento do ambiente, detectando mudanças como o surgimento ou desaparecimento de espécies ao longo do tempo em consequência de atividades como a construção de barragens ou o estabelecimento de fábricas nas proximidades de corpos d’água.
A técnica de eDNA envolve diferentes etapas. As iniciais são cruciais e devem ser bem planejadas e executadas, possibilitando uma representação fidedigna do ambiente e, principalmente, evitando a contaminação entre as amostras. Assim, após uma cuidadosa definição dos pontos de coleta da área de estudo, as amostras são armazenadas em recipientes estéreis, tomando-se precauções como o uso de luvas e materiais distintos entre cada ponto amostral.
Se as amostras forem de água, aproximadamente um litro de água de cada ponto amostral é filtrado no próprio local de coleta com filtros especiais que irão reter os vestígios de DNA. Esses filtros são encaminhados para o laboratório onde o eDNA é extraído com técnicas forense. Para amostras de solo, ou de ovos e larvas, as amostras são acondicionadas em recipientes distintos para cada ponto amostral e o conteúdo de cada um deles, contendo um pool de organismos ou vestígios, passa por um processo de extração de DNA distinto.
As análises moleculares subsequentes dependerão das perguntas a serem respondidas. Por exemplo:
- Detectar a presença de uma única espécie exótica em uma represa, como um peixe ou um anfíbio, o que exigirá um tipo específico de investigação;
- Determinar a comunidade de peixes em uma lagoa, o que exigirá outro tipo investigação, com a detecção de múltiplas espécies simultaneamente.
Para determinar a presença de uma única espécie no ambiente, frequentemente são avaliadas sequências de DNA denominadas barcodes ou “código de barras”, que são sequências capazes de distinguir uma espécie de outra dentro de um determinado grupo de organismos (grupo taxonômico). As sequências de DNA obtidas no ambiente são amplificadas com iniciadores específicos via qPCR e, se houver amplificação, a presença da espécie é confirmada.
Já para se determinar a presença de múltiplas espécies no ambiente a partir de amostras de eDNA é utilizada a técnica de DNA Metabarcoding. O princípio dessa técnica é o de avaliar simultaneamente múltiplas sequências barcodes, sendo possível a identificação de milhares de espécies em uma única análise.
Os iniciadores utilizados nesse caso amplificam uma região do DNA comum a todos os organismos e os fragmentos gerados são então sequenciados em plataformas de nova geração, onde um grande volume de dados é gerado. Uma etapa conhecida como Bioinformática é responsável por triar esses dados, criando uma lista de sequências distintas entre si. Essas sequências obtidas a partir do ambiente são, por fim, comparadas às sequências depositadas em grandes bancos de dados públicos para a identificação das espécies.
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