How we can detect pretty much anything - Hélène Morlon and Anna Papadopoulou

Traductor: Paula Motter Revisor: Sebastian Betti

For years, scientists have been staking out this remote forest in Montana

Los científicos llevan años explorando estos remotos bosques en Montana

for an animal that’s notoriously tricky to find.

tras la pista de un animal particularmente difícil de encontrar.

Camera traps haven’t offered definitive evidence,

Las cámaras trampa no han arrojado pruebas definitivas,

and even experts can't identify its tracks with certainty.

y ni siquiera los expertos han logrado identificar sus rastros con certeza.

But within the past decades,

Pero en las últimas décadas, los investigadores han creado métodos

researchers have developed methods that can detect even the most elusive species.

capaces de detectar hasta las especies más huidizas.

And so, in 2018, these scientists took a sample from some conspicuous snow tracks.

En efecto, en 2018 tomaron una muestra de huellas bien marcadas en la nieve.

Lab tests showed conclusive results:

Los análisis de laboratorio fueron contundentes:

the Canada lynx was indeed present in the area.

la existencia del lince de Canadá en la zona era innegable.

Without seeing the cat, scientists had proof it was there

Sin siquiera haberlo visto, los científicos comprobaron su presencia

because of environmental DNA or eDNA.

a través del ADN ambiental.

Using a technique called DNA metabarcoding,

Mediante una técnica llamada “codificación de metabarras de ADN”,

researchers can take a sample from the environment

se puede tomar una muestra del medioambiente

and learn which organisms are in it or have recently passed through it.

y saber qué organismos se alojan o se han alojado allí recientemente.

The world is covered in DNA.

El mundo está cubierto de ADN.

It’s all around us—

Se encuentra en todas partes:

on the ground, at the bottom of the ocean, and up in the clouds.

en la tierra, en el fondo del océano y en las nubes.

Multicellular organisms are constantly shedding cells.

Los organismos multicelulares desprenden células todo el tiempo.

But until recently, eDNA wasn’t very useful to us.

Pero hasta hace muy poco, el ADN ambiental no nos servía de mucho.

Traditional scientific techniques couldn’t parse environmental samples

Las técnicas científicas tradicionales no permitían analizar muestras ambientales

containing mixed genetic material from multiple species.

con material genético mezclado, correspondiente a especies distintas.

But DNA metabarcoding can.

Pero la codificación de metabarras de ADN puede hacerlo.

DNA begins to degrade once it’s exposed to the environment.

El ADN empieza a degradarse cuando se expone al medioambiente.

In the ocean, for example, it may only persist for a few days.

En el océano, por ejemplo, puede sobrevivir solo unos días.

So in many contexts, eDNA is useful for telling us about the recent past.

De modo que, en numerosos entornos,

el ADN ambiental puede brindar datos del pasado reciente.

The process of DNA metabarcoding starts with an environmental sample

El proceso de codificación de metabarras de ADN empieza con una muestra ambiental,

like a core of soil, a vial of water, some feces, an insect trap,

sea de suelo, de agua o de heces, de una trampa para insectos

or even the blood from leeches’ stomachs.

y hasta la sangre del estómago de las sanguijuelas.

Researchers then sift out everything aside from DNA by blending the sample up

Los investigadores separan el ADN mezclando todo el material de la muestra

and using enzymes that break down cellular proteins and release DNA,

y usando enzimas que descomponen las proteínas de las células

y liberan el ADN,

which they purify.

que luego es purificado.

The result is a “soup” of all the DNA in the sample.

El resultado es una “sopa” de todo el ADN contenido en la muestra.

Scientists then apply the polymerase chain reaction or PCR,

Los científicos luego aplican la reacción en cadena de la polimerasa, o PCR,

which uses artificial DNA strands called universal primers.

que utiliza hebras de ADN artificial llamadas “iniciadores universales”.

These primers bind to DNA sequences that are similar across species,

Estos iniciadores se unen a las secuencias de ADN parecidas en todas las especies,

then amplify genetic barcodes that are species-specific.

y luego amplifican los códigos de barra genéticos

que son particulares de cada especie.

High-throughput sequencing then reads millions of these DNA fragments,

Una secuenciación masiva lee millones de estos fragmentos de ADN

simultaneously.

de manera simultánea.

And finally, researchers compare them to reference databases

Por último, los investigadores los comparan

con bases de datos de referencia

and identify how many and which species are present—

e identifican el tipo y la cantidad de especies allí presentes,

or if they’ve found entirely new ones.

o bien descubren nuevas especies.

This method has led to the discovery of tens of thousands of species

Con este método se han descubierto decenas de miles de especies

over the past decade.

en las últimas décadas.

While metabarcoding can detect elusive animals like the Canada lynx,

No solo permite detectar animales huidizos como el lince de Canadá,

it can also help scientists identify invasive species.

sino también identificar especies invasivas.

In Yosemite, researchers used eDNA to track and remove invasive bullfrogs.

En Yosemite, los expertos han usado el ADN ambiental

para rastrear y eliminar las invasivas ranas toro.

Once no trace of these amphibians remained,

Una vez erradicados estos anfibios,

they reintroduced a threatened native species, California red-legged frogs,

reintrodujeron una especie nativa en extinción:

el sapo de patas rojas,

which had disappeared from the area some 50 years prior.

que había desaparecido de esa zona unos 50 años antes.

Likewise, DNA metabarcoding can be used to monitor biodiversity.

La codificación también puede servir para monitorizar la biodiversidad.

For example, using traditional approaches,

Por ejemplo, con métodos tradicionales,

categorizing all of the insects in a hectare of rainforest can take decades.

categorizar todos los insectos en un radio de una hectárea puede llevar décadas.

But DNA from insect traps could yield these results in just a few months.

Pero el ADN tomado de trampas para insectos

puede arrojar esos resultados en tan solo meses.

One study compared insects from adjacent forest and plantation sites

Un estudio comparó insectos de un bosque con los de cultivos adyacentes

within China’s Yunnan province.

en la provincia de Yunnan, China.

It quickly found that not only were plantations less diverse,

En poco tiempo, descubrieron no solo que en los cultivos había menos diversidad

but deforestation affected insect groups unequally.

sino que la deforestación afectaba a los grupos de insectos

de manera desigual.

Grasshoppers thrived in cleared areas while specialist forest beetles declined.

Los saltamontes se reproducían en las zonas deforestadas,

en tanto que los escarabajos del bosque reducían su población.

Using eDNA, scientists are able to investigate

El ADN ambiental permite a los científicos

investigar las complejas interacciones entre ecosistemas.

complex ecosystem interactions.

Tracking thousands of insects as they visit flowers is impossible.

Hacer el seguimiento de miles de insectos cuando polinizan flores es imposible.

Instead, researchers can study the DNA left on flowers and insects

Pero los investigadores pueden estudiar el ADN de las flores y los insectos

to map pollination networks.

para trazar las redes de polinización.

Before these techniques were available, we didn’t really know how much pollination

Antes de estas técnicas,

poco se conocía sobre la polinización nocturna,

was happening at night because we couldn’t observe it.

pues no era posible observarla.

Now scientists understand that moths are important nocturnal pollinators.

Hoy se sabe que las polillas son importantes polinizadores nocturnos.

eDNA can even tell stories of long extinct species.

El ADN ambiental también puede brindar datos

de especies extinguidas hace tiempo.

Cold, dry, and low oxygen conditions are perfect for preserving genetic material.

En condiciones frías, secas y de bajo oxígeno,

el material genético se conserva a la perfección.

By digging deep into the Arctic permafrost,

Mediante excavaciones profundas en el permahielo ártico,

researchers found 50,000 year old DNA,

los investigadores encontraron ADN de 50 000 años de antigüedad,

which they matched to the nutrient-rich plants

que se correspondía con plantas ricas en nutrientes

found in the stomachs of woolly mammoths.

halladas en el estómago de los mamuts lanudos.

With eDNA, they also found that less nutritious grasses

El ADN ambiental también demostró que los pastos de la estepa ártica

colonized the Arctic steppe during the last ice age,

tenían menor índice de nutrientes en la última glaciación,

potentially contributing to the mammoth decline.

lo cual pudo contribuir a reducir la población de mamuts.

As we face another period of climate change—

De cara a un nuevo período de cambio climático,

this time due to human activities—

esta vez causado por la actividad humana,

understanding our planet’s rapidly shifting biodiversity

comprender los veloces cambios en la biodiversidad del planeta

will be crucial to protecting it.

será fundamental para protegerla.

Fortunately, eDNA and metabarcoding

Por suerte, el ADN ambiental y la codificación de metabarras

give us the tools to document rapid change in real time.

son las herramientas que nos permiten documentar

esos rápidos cambios en tiempo real.