Gli scienziati dell’Università della Florida hanno sviluppato uno strumento pionieristico per rafforzare le difese della Florida contro le specie invasive: un test di monitoraggio ambientale basato sul DNA in grado di individuare dove sono state, aiutando gli sforzi di eradicazione.
Una volta che una specie non autoctona entra in un ambiente, spesso è troppo tardi per liberarsene e l’attenzione si sposta sul contenimento o sulla gestione a lungo termine. Entrambi gli approcci comportano costi elevati in termini di fauna selvatica nativa e finanziamenti, ha spiegato Melissa Miller, autrice principale dello studio ed ecologista delle invasioni presso il Centro di ricerca ed educazione UF/IFAS Fort Lauderdale (UF/IFAS FLREC).
“Ci auguriamo che questo nuovo strumento di campionamento eDNA che abbiamo progettato contribuirà ad aumentare l’efficienza nella gestione delle specie invasive, consentendo il rilevamento precoce e la rapida rimozione delle specie non autoctone”, ha affermato.
Conosciuto come test PCR digitale tetraplex, questo metodo di test consente ai ricercatori di utilizzare campioni di acqua o terreno per l’identificazione rapida e precisa di pitoni birmani, pitoni nordafricani, boa constrictor e boa arcobaleno dal DNA ambientale – che gli scienziati chiamano eDNA – – raccolti in natura. Il test può identificare contemporaneamente quattro specie di serpenti invasive.
Quell’eDNA si riferisce al materiale genetico rilasciato dagli organismi nell’ambiente circostante. Pubblicato sulla rivista di Ecologia ed Evoluzione, gli scienziati dell’Istituto di scienze alimentari e agricole (UF/IFAS) dell’UF lo considerano un progresso significativo nel rilevamento dei serpenti invasivi e uno strumento strategico per proteggere gli ecosistemi della Florida.
“Le specie criptiche, come la maggior parte dei serpenti, sono problematiche quando introdotte al di fuori del loro raggio d’azione, poiché la rilevabilità è bassa, anche ad alte densità. Con questo nuovo metodo, aumentiamo enormemente la nostra capacità di rilevare queste specie criptiche, non importa quante ce ne siano, ” ha affermato Sergio Balaguera-Reina, coautore e assistente scientifico presso l’UF/IFAS FLREC.
La Florida ospita oltre 500 specie non autoctone, con i rettili in testa. Più di 50 specie di rettili non autoctone sono ora presenti in tutto lo stato, molte delle quali rappresentano una grave minaccia per l’agricoltura, gli ecosistemi autoctoni, la sicurezza pubblica e l’economia dello stato.
Gli attuali metodi di monitoraggio dipendono da indagini visive effettuate dagli scienziati, che spesso non riescono a rilevare i costrittori invasivi perché sono sfuggenti e criptici. Si stima che le tecniche di indagine tradizionali identifichino meno del 5% dei pitoni birmani. Al contrario, il test tetraplex recentemente sviluppato dagli scienziati dell’UF/IFAS può identificare tracce di DNA di questi serpenti anche settimane dopo che hanno lasciato un’area.
Questa svolta offre ai gestori della fauna selvatica uno strumento cruciale per verificare la presenza di queste specie nascoste e valutare il successo degli sforzi di rimozione. “Mentre il campionamento eDNA è stato applicato per rilevare la fauna selvatica non autoctona, il vantaggio della nostra metodologia è che ora possiamo campionare numerose specie target all’interno di un singolo campione. Ciò può aiutare i gestori delle risorse naturali riducendo i costi necessari per l’indagine delle specie non autoctone. specie in ecosistemi multi-invasi”, ha detto Miller.
“Grazie all’elevata precisione e specificità di questi test per il rilevamento dei serpenti costrittori invasivi, i gestori delle risorse possono implementare strategie di gestione efficaci, come gli sforzi di rimozione, in modo rapido e sicuro”, ha affermato Miller.
Il test è stato progettato per funzionare senza problemi negli ambienti vari e impegnativi della Florida, dai densi habitat delle Everglades alle aree urbane dove ora si trovano costrittori non nativi. Con questo approccio basato sul DNA, i gestori della fauna selvatica possono implementare programmi che monitorano più specie, dare priorità agli sforzi di risposta e, in definitiva, mitigare gli impatti ecologici di questi serpenti sugli ecosistemi della Florida e sugli sforzi di ripristino delle Everglades.
Lo sviluppo di questo strumento ha richiesto un lavoro considerevole e notevoli progressi tecnici per garantire che il DNA di ciascuna specie di serpente bersaglio fosse identificato con precisione.
“La fase iniziale è stata la progettazione del test molecolare, che consiste essenzialmente di quattro test in uno”, ha affermato Brian Bahder, un autore senior che ha sviluppato la metodologia eDNA e professore associato di entomologia vettoriale presso l’UF/IFAS FLREC. “Ogni test è specifico per una diversa specie di serpente ed è stato progettato per rilevare il DNA del pitone birmano, del pitone delle rocce nordafricano, del boa arcobaleno e del boa constrictor, garantendo l’assenza di rilevamenti incrociati tra le specie.”
Bahder, la cui esperienza tradizionalmente riguarda l’individuazione dell’abbronzatura letale nelle palme, ha spiegato che il processo fondamentale dei test molecolari è simile tra diversi organismi, con la differenza principale che è la sequenza del DNA. Ciò rende molte delle tecniche facilmente trasferibili.
Una volta che i ricercatori hanno fatto funzionare con successo il test molecolare, hanno condotto esperimenti controllati utilizzando concentrazioni note di DNA posto in acqua. Hanno quindi utilizzato una pompa a vuoto per concentrare il DNA su un filtro, che hanno testato per confermare che potevano estrarre il DNA dai campioni e ottenere risultati accurati.
Successivamente, hanno condotto un esperimento mettendo un pitone birmano nell’acqua e prelevando campioni d’acqua a diversi intervalli di tempo per dimostrare l’efficacia del metodo. I dati stimavano la quantità di DNA di serpente presente nell’acqua se campionato nelle vicinanze. Un esperimento sul campo ha anche dimostrato che il DNA del serpente poteva essere rilevato nel terreno dove il serpente aveva riposato fino a due settimane dopo la sua rimozione.
“Queste stime di concentrazione sono i primi passi di un più ampio sforzo di monitoraggio, con ulteriori sperimentazioni necessarie per determinare gli effetti del tempo, della distanza e dei fattori ambientali sui tassi di rilevamento del DNA”, ha affermato Bahder. “In definitiva, questa tecnologia verrà utilizzata per monitorare e localizzare questi serpenti invasivi, convalidando così gli sforzi di rimozione.”
Il nuovo test è in linea con gli sforzi in corso da parte delle agenzie statali e federali, che hanno investito più di 10 milioni di dollari dal 2004 al 2021 solo per gestire i pitoni birmani.
“Il successo dei programmi di rilevamento e monitoraggio della fauna selvatica invasiva dipende dal rilevamento rapido e dall’identificazione accurata delle specie non autoctone”, ha affermato Miller.
Il team dell’UF prevede di esplorare ulteriormente il potenziale dello strumento, espandendo l’analisi per includere ulteriori specie invasive e applicazioni per il monitoraggio dei risultati del ripristino ecologico.
“Ci sono due importanti passi successivi per sfruttare la potenza di questa analisi eDNA. In primo luogo, prevediamo di aggiungere ulteriori specie che possono essere identificate utilizzando il test PCR digitale tetraplex, in particolare pesci come le anguille di palude asiatiche e le teste di serpente bullseye”, ha affermato Frank Mazzotti. , coautore e professore di ecologia della fauna selvatica presso UF/IFAS FLREC. “In secondo luogo, per sfruttare appieno questa nuova metodologia, prevediamo di implementare una rete regionale di campionamento multi-specie con lo scopo di individuare precocemente per una risposta rapida alle nuove invasioni e valutare il successo degli sforzi di rimozione delle invasioni esistenti nel Piano completo di ripristino delle Everglades orma.”
Da un’altra testata giornalistica. news de www.sciencedaily.com
