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DNA animale estratto per la prima volta dall’aria

L'aspirazione di DNA dall'aria potrebbe aiutare a monitorare la biodiversità

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In una triste giornata invernale del dicembre 2020, l’ecologista Elizabeth Clare ha passeggiato per l’Hamerton Zoo Park in Inghilterra brandendo una piccola pompa a vuoto. Si fermò fuori dai recinti per animali, tenendo in alto un tubo flessibile attaccato alla macchina. La sua missione: succhiare il DNA animale dall’aria.

La capacità di annusare il materiale genetico aereo degli animali è stata nella lista dei desideri degli scienziati per oltre un decennio. Il DNA raccolto dall’acqua è stato utilizzato per rintracciare specie acquatiche, inclusi salmoni e squali. Gli scienziati sapevano che avrebbero potuto utilizzare il DNA ambientale, o eDNA, nell’aria per monitorare le specie terrestri, se solo avessero potuto intrappolarlo. Ora, i ricercatori hanno fatto proprio questo usando il vuoto, due gruppi indipendenti riportano il 6 gennaio in Current Biology.

“È un’idea così pazza”, afferma Clare, della York University di Toronto. “Stiamo aspirando il DNA dall’aria.”

L’idea è venuta a Clare, che ha svolto il lavoro mentre era alla Queen Mary University di Londra, durante un precedente esperimento in cui ha campionato l’aria fuori dalle tane di una talpa nuda. Allo zoo, Clare e colleghi hanno fatto funzionare la pompa a vuoto per sessioni di mezz’ora dentro e intorno ai recinti degli animali, raccogliendo 72 campioni da 20 siti. Quindi, il team ha riportato il materiale intrappolato nel filtro della pompa in laboratorio per l’analisi.

Nel frattempo, un altro team dell’Università di Copenaghen stava inconsapevolmente inseguendo la stessa idea. La biologa Kristine Bohmann e colleghi hanno cercato di intrappolare il DNA nell’aria allo zoo di Copenaghen utilizzando minuscole ventole simili a quelle che raffreddano i computer. Il team ha anche sperimentato un vuoto.

Distribuendo i loro apparecchi tra 30 minuti e 30 ore nella casa tropicale, nelle stalle e all’aria aperta, i ricercatori hanno scoperto che sia il metodo della ventola che quello del vuoto raccoglievano un ampio DNA animale.

“È stato così divertente”, dice Bohmann. “Sembrava che potessimo semplicemente giocare ed essere creativi”.

Per testare la tecnica, entrambe le squadre hanno utilizzato uno zoo, per il suo elenco di animali. L’aria in natura potrebbe ospitare DNA da luoghi imprevedibili, ma negli zoo i ricercatori potrebbero fare un riferimento incrociato del DNA catturato nell’aria con gli animali elencati nelle mostre. Ciò ha permesso agli scienziati di confermare la fonte del DNA e di vedere quanto lontano ha viaggiato tra i recinti.

Bohmann e colleghi hanno identificato 49 diverse specie di vertebrati nello zoo di Copenaghen. Hanno rilevato animali che vivevano nei recinti campionati, come l’okapis (Okapia johnstoni) nelle stalle e il boa macinato di Dumeril (Acrantophis dumerili) nella casa della foresta pluviale. Ma i ricercatori hanno anche raccolto mammiferi e uccelli dalle mostre circostanti, nonché pesci usati come cibo. “È stato piuttosto sorprendente”, dice Bohmann.

Allo zoo di Hamerton, il team di Clare ha identificato 25 specie diverse, inclusi non solo i residenti dello zoo presi di mira, ma anche quelli inaspettati. Nel recinto del dingo, il team ha rilevato il DNA di suricati (Suricata suricatta) che vivono a 245 metri di distanza. Anche gli estranei allo zoo si sono presentati nei risultati di ciascuna squadra. Il team di Clare ha rilevato il riccio europeo (Erinaceus europaeus), che è in pericolo in Inghilterra, mentre il gruppo di Bohmann ha raccolto topi e cani domestici. Hanno catturato anche soffi di DNA umano.

DNA per ricerche archeologiche

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Succhiare il DNA dall’aria potrebbe essere un modo non invasivo per identificare dove sono state le specie in via di estinzione raccogliendo le loro impronte genetiche, dice Bohmann. Il metodo sarebbe un aggiornamento dalle trappole fotografiche, che funzionano solo quando le creature si aggirano, dice.

Nessuno dei due team sapeva che l’altro stava lavorando allo stesso concetto. Si sono messi in contatto dopo aver visto una prima versione degli studi reciproci su un server di prestampa. Clare la descrive come “la più enorme coincidenza scientifica” di entrambe le loro vite. I team hanno scelto di pubblicare i loro studi insieme per corroborare i risultati reciproci e favorire l’adozione delle loro idee emergenti.

Non è chiaro come questa tecnologia proof-of-concept si tradurrà sul campo. L’eDNA nell’aria in natura è più disperso e il rilevamento può essere influenzato da fattori ambientali come il tempo e il vento. Ma proprio come l’eDNA acquatico è progredito nell’ultimo decennio, così sarà anche l’eDNA nell’aria, afferma Clare. “Non vedo l’ora di vedere altre persone uscire allo scoperto e usare la tecnica”.

Che ne pensi di questo nuovo metodo di indagine genetica? Facci sapere nei commenti!

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