Creado por Lourdes Mederos, gerente de relaciones públicas en español para el Departamento de Comunicaciones de UF/IFAS.
Científicos de University of Florida han desarrollado una herramienta innovadora para fortalecer la lucha de Florida contra las especies invasoras: una prueba de monitoreo basada en ADN ambiental que puede localizar los lugares donde han estado estas especies, colaborando con sus esfuerzos de erradicación.
Una vez que una especie no nativa se establece en un entorno, suele ser demasiado tarde para erradicarla y el nuevo enfoque es su contención o manejo a largo plazo. Ambos enfoques conllevan altos costos en términos de impacto sobre la fauna nativa y los recursos financieros, explicó Melissa Miller, autora principal del estudio y ecóloga especialista en especies invasoras en el Centro de Investigación y Educación de UF/IFAS en Fort Lauderdale (UF/IFAS FLREC).
“Esperamos que esta novedosa herramienta de muestreo de ADN ambiental que hemos desarrollado ayude a mejorar la eficiencia en el manejo de especies invasoras, permitiendo una detección temprana y una remoción rápida de especies no nativas”, explicó.
Conocida como un ensayo PCR digital tetraplex, esta técnica de muestreo permite a los investigadores analizar muestras de agua o suelo para identificar de manera rápida y precisa a pitones birmanas, pitones del norte de África, boas constrictoras y boas arcoíris a partir de ADN ambiental, también conocido como eDNA, colectado del medio. Esta técnica puede identificar, simultáneamente, cuatro especies de serpientes invasoras.
El ADN ambiental es el material genético que los organismos liberan en su entorno. Los hallazgos publicados en la revista Ecology and Evolution, representan para los científicos de University of Florida – Institute of Food and Agricultural Sciences (UF/IFAS) un avance significativo en la detección de serpientes invasoras y una herramienta estratégica para proteger los ecosistemas de Florida.
“Las especies crípticas, como la mayoría de las serpientes, son problemáticas cuando se introducen fuera de su rango de distribución, ya que son difíciles de detectar incluso en altas densidades. Con este nuevo método se incrementa significativamente nuestra capacidad para localizar estas especies crípticas, sin importar su cantidad”, explicó Sergio Balaguera-Reina, coautor del estudio y científico asistente de investigación en el FLREC de UF/IFAS.
Florida alberga más de 500 especies no nativas, siendo los reptiles los que encabezan la lista. Más de 50 especies de reptiles no nativos están establecidas en el estado, muchas de las cuales representan graves amenazas para la agricultura, los ecosistemas nativos, la seguridad pública y la economía estatal.
Los actuales métodos de monitoreo se basan en observaciones visuales de los científicos, los cuales suelen ser ineficaces para detectar serpientes constrictoras invasoras debido a su naturaleza esquiva y críptica. Se estima que estas técnicas tradicionales de muestreo solo identifican menos del 5% de las pitones birmanas. En cambio, el ensayo tetraplex recién desarrollado por los científicos de UF/IFAS puede detectar rastros de ADN de estas serpientes incluso semanas después de que hayan abandonado un área.
Este avance ofrece a los manejadores de vida silvestre una herramienta crucial para confirmar la presencia de estas especies y evaluar la efectividad de los esfuerzos de remoción. “Si bien el muestreo de ADN ambiental ya se había utilizado para detectar vida silvestre no nativa, el beneficio de nuestra metodología es que ahora podemos analizar varias especies objetivo con una sola muestra. Esto puede ayudar a los manejadores de recursos naturales al reducir los costos necesarios para realizar estudios de especies no nativas en ecosistemas con múltiples invasiones”, agregó Miller.
“Con la alta precisión y especificidad para la detección de serpientes constrictoras invasoras que esta prueba ofrece, los manejadores de recursos pueden implementar estrategias efectivas, como esfuerzos de remoción, de forma rápida y con total confianza”, afirmó Miller.
Esta prueba fue diseñada para funcionar sin problemas en los diversos y desafiantes entornos de Florida, desde los densos hábitats de los Everglades hasta las áreas urbanas donde ahora también se pueden encontrar estas serpientes constrictoras no nativas. Este enfoque basado en ADN permite a los manejadores de vida silvestre implementar programas de monitoreo para múltiples especies, priorizar los esfuerzos de respuesta y, en última instancia, mitigar de los impactos ecológicos que estas serpientes provocan en los ecosistemas de Florida, así como colaborar con los esfuerzos de restauración de los Everglades.
El desarrollo de esta herramienta implicó mucho trabajo y avances técnicos significativos para asegurar la identificación precisa del ADN de cada especie de serpiente objetivo.
“La etapa inicial consistió en el diseño de la prueba molecular, que en esencia combina cuatro pruebas en una”, explicó Brian Bahder, autor que desarrolló la metodología de ADN ambiental y profesor asociado de entomología vectorial en FLREC de UF/IFAS. “Cada prueba es específica para una especie de serpiente, incluyendo la pitón birmana, la pitón de roca del norte de África, la boa arcoíris y la boa constrictora, garantizando que no haya detección cruzada entre ellas”.
Bahder, cuya experiencia se ha centrado tradicionalmente en la detección del bronceado letal en palmeras, explicó que el proceso fundamental de las pruebas moleculares es similar entre diferentes organismos, con la principal diferencia en las secuencias de ADN. Esto permite que muchas de las técnicas sean fácilmente transferibles.
Una vez que los investigadores lograron que la prueba molecular funcionara, realizaron experimentos controlados utilizando concentraciones conocidas de ADN en agua. Se utilizó una bomba de vacío para concentrar el ADN en un filtro, que luego analizaron para confirmar que podían extraer ADN de las muestras y obtener resultados confiables.
Posteriormente, llevaron a cabo un experimento colocando una pitón birmana en agua y recolectando muestras en diferentes intervalos para demostrar la eficacia del método. Los datos obtenidos permitieron estimar la cantidad de ADN de serpiente presente en el agua según la proximidad de las muestras. Además, un experimento de campo demostró que el ADN de serpiente puede detectarse en el suelo donde una serpiente había permanecido hasta dos semanas después de haber sido removida.
“Estas estimaciones de concentración son los primeros pasos de un esfuerzo de monitoreo más amplio, con más experimentos necesaria para determinar los efectos del tiempo, la distancia y los factores ambientales en las tasas de detección de ADN”, aclaró Bahder. “En última instancia, esta tecnología se utilizará para monitorear y localizar a estas serpientes invasoras, validando así los esfuerzos de remoción”.
El nuevo ensayo concuerda con los esfuerzos continuos de agencias estatales y federales, que invirtieron más de $10 millones entre el 2004 y el 2021 para controlar solamente a la pitón birmana.
“La detección exitosa y el monitoreo de la vida silvestre invasora dependen de su rápida detección y de la identificación precisa de estas especies no nativas”, afirmó Miller.
El equipo de UF planea seguir explorando el potencial de esta herramienta, ampliando el ensayo para incluir otras especies invasoras y aplicaciones destinadas a monitorear los resultados de la restauración ecológica.
“Existen dos pasos clave para aprovechar el potencial de este análisis de ADN ambiental. Primero, planeamos incluir especies adicionales que puedan identificarse con el ensayo de PCR digital tetraplex, especialmente la anguila de pantano asiática y el pez cabeza de serpiente cobra (conocido en inglés como bullseye snakehead fish)”, comentó Frank Mazzotti, coautor y profesor de ecología de la vida silvestre en FLREC de UF/IFAS. “En segundo lugar, para aprovechar completamente esta nueva metodología, implementaremos una red regional de muestreo de múltiples especies, con el objetivo de detectar invasiones tempranas para una respuesta rápida y evaluar el éxito de los esfuerzos de remoción de las especies invasoras existentes dentro del área del Plan Integral de Restauración de los Everglades”.
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Traducido al español por Luz Bahder luzdenia@ufl.edu
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Imagen destacada: Serpiente pitón birmana _Fotografía de DWI_AdobeStock.
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