Beyond insects: leveraging bulk arthropod samples for vertebrate biodiversity monitoring using invertebrate-derived DNA (iDNA) metabarcoding
Questo studio dimostra che il metabarcoding del DNA derivato da invertebrati (iDNA) di campioni bulk di artropodi raccolti tramite trappole Malaise può integrare efficacemente i rilievi con fototrappole per il monitoraggio della biodiversità dei vertebrati forestali, rilevando con successo una gamma di specie autoctone, infestanti e domestiche con un'alta congruenza per la fauna comune e criptica.
Articolo originale sotto licenza CC BY 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/). Questa è una spiegazione generata dall'IA di un preprint non sottoposto a revisione paritaria. Non è un consiglio medico. Non prendere decisioni sulla salute basandoti su questo contenuto. Leggi il disclaimer completo
Tracciare le vite nascoste degli animali in una foresta è stato a lungo una sfida per i conservazionisti. I metodi tradizionali comportano spesso l'uso di trappole che possono danneggiare le creature o il posizionamento di telecamere che richiedono attrezzature costose e mesi di attesa per catturare un'unica immagine di un animale timido. Negli ultimi anni, gli scienziati si sono rivolti a un tipo diverso di prova: il materiale genetico lasciato dagli esseri viventi. Questo approccio, noto come DNA ambientale, consiste nel raccogliere campioni da suolo, acqua o aria per trovare tracce di vita. Una variazione più specifica di questa tecnica consiste nell'osservare l'interno dello stomaco degli insetti. Molti insetti, come zanzare o mosche, si nutrono di sangue o carne di vertebrati come uccelli, mammiferi e rettili. Quando questi insetti vengono raccolti, il loro contenuto intestinale conserva un piccolo registro preservato degli animali che hanno recentemente morso o mangiato. Leggendo questo codice genetico, i ricercatori possono identificare quali vertebrati sono presenti in un'area senza mai vederli direttamente.
Un nuovo studio nel sud-ovest dell'Australia esplora un modo intelligente di utilizzare questo metodo su scala più ampia. Invece di dare la caccia a specifici insetti ematofagi da testare uno per uno, i ricercatori hanno sfruttato collezioni esistenti di insetti misti raccolti tramite trappole di monitoraggio standard. Queste trappole, note come trappole Malaise, sono grandi tende progettate per catturare insetti volanti per indagini generali sulla biodiversità. Il team si è posto una domanda semplice: potevano trovare il DNA dei vertebrati all'interno di questi sacchi raggruppati di insetti misti, trasformando efficacemente un normale rilievo entomologico in un censimento dei mammiferi, uccelli e rettili locali? Hanno confrontato i loro risultati genetici con i dati delle trappole fotografiche installate nelle stesse località per vedere quanto bene questo nuovo approccio corrispondesse ai record visivi tradizionali.
I ricercatori hanno lavorato con 54 siti forestali attraverso diversi tipi di boschi di eucalipto. In ogni sito, hanno dispiegato trappole Malaise per circa due settimane per catturare insetti volanti, che sono stati conservati in alcol. Contemporaneamente, hanno installato telecamere a sensore di movimento per sei settimane per fotografare gli animali che si muovevano nella foresta. Nel laboratorio, il team ha elaborato i campioni di insetti raggruppati macinandoli ed estraendo il DNA. Hanno utilizzato due marcatori genetici diversi per cercare sequenze specifiche: uno che potesse identificare una vasta gamma di vertebrati e un altro progettato specificamente per i mammiferi. Hanno poi confrontato l'elenco degli animali trovati nelle viscere degli insetti con l'elenco degli animali catturati dalle telecamere.
I risultati hanno dimostrato che il metodo funziona, sebbene con alcune limitazioni. Dai 54 sacchi di insetti misti, l'analisi genetica ha identificato 17 specie distinte di vertebrati. Questi includevano mammiferi autoctoni come il canguro grigio occidentale e il wallaby del bush occidentale, oltre a rettili e una singola specie di uccello. L'animale più comune trovato è stato il canguro grigio occidentale, che è apparso nei campioni di insetti in tre quarti dei siti in cui è stato rilevato. Lo studio ha anche trovato prove di parassiti della foresta, come maiali e conigli, e animali da fattoria come pecore e cavalli, probabilmente provenienti da terreni agricoli vicini. Quando i ricercatori hanno confrontato queste rilevazioni genetiche con le riprese delle trappole fotografiche, hanno riscontrato un forte accordo per le specie comuni. Circa il 78 percento degli animali della foresta trovati tramite il DNA degli insetti era stato visto anche dalle telecamere.
Tuttavia, i due metodi non raccontavano esattamente la stessa storia. Le trappole fotografiche hanno rilevato una varietà di vita molto più ampia, trovando in totale 62 specie, inclusi molti uccelli e piccoli mammiferi elusivi che il DNA degli insetti ha mancato. Il metodo genetico ha avuto difficoltà a trovare uccelli e rettili, probabilmente perché gli strumenti genetici specifici utilizzati erano più adatti ai mammiferi e perché gli insetti raccolti non si nutrivano di tutti i tipi di animali allo stesso modo. Nonostante ciò, l'approccio del DNA degli insetti offriva vantaggi unici. Ha identificato con successo tre specie di piccoli scinchi che le telecamere non erano riuscite a catturare, probabilmente perché questi lucertoloni sono troppo piccoli o veloci per attivare efficacemente i sensori delle telecamere. Lo studio suggerisce che, sebbene questa tecnica non possa ancora sostituire i rilievi tradizionali, offre un modo prezioso per estrarre informazioni supplementari da campioni che vengono già raccolti.
Gli autori osservano che questo approccio è ancora nelle sue fasi iniziali. I segnali genetici trovati nei campioni misti di insetti sono spesso deboli e possono essere sovrastati dal DNA degli insetti stessi. Inoltre, lo studio evidenzia che gli insetti raccolti nelle trappole potrebbero essersi nutriti di animali provenienti da un'area più ampia rispetto al sito forestale immediato, il che significa che i dati genetici rappresentano un paesaggio più vasto piuttosto che una posizione puntiforme. Ciononostante, la ricerca dimostra che le collezioni esistenti di insetti, raccolte per altri scopi, contengono un archivio nascosto della vita dei vertebrati. Perfezionando i metodi per estrarre più DNA e migliorando gli strumenti genetici, gli scienziati potrebbero presto essere in grado di sbloccare una storia più ricca della biodiversità forestale proprio dagli stessi barattoli di insetti che sono rimasti sugli scaffali per anni.
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