The Ocean Race: raccolta di dati eDNA fornisce informazioni cruciali sulla biodiversità oceanica

Il DNA ambientale, noto come eDNA, uno dei metodi più evoluti per misurare la salute e la biodiversità degli oceani, è stato raccolto durante The Ocean Race 2022-23 per la prima volta al mondo su barche da regata.

11th Hour Racing Team, vincitore della regata della durata di sei mesi, ha prelevato campioni durante la quarta tappa della regata, 5.550 miglia da Itajai, Brasile, a Newport, nel Rhode Island, USA, nell'ambito di un'iniziativa pionieristica del programma scientifico di The Ocean Race, che mira a favorire la comprensione dello stato dei mari.

Tra il 23 aprile 2023 e il 10 maggio 2023 sono stati raccolti 27 campioni d'acqua, successivamente analizzati dal Cawthron Institute, la più grande organizzazione scientifica indipendente della Nuova Zelanda. Ogni campione conteneva materiale genetico contenuto nei microbi o disperso da migliaia di specie marine attraverso i loro prodotti di scarto e le cellule epiteliali. L'analisi di questo eDNA fornisce un quadro completo della presenza e della diversità di queste specie con un'elevata precisione. Questi dati sono preziosi per una serie di ragioni, tra cui il monitoraggio delle specie in via di estinzione, il monitoraggio di malattie e agenti patogeni e, quando i campioni vengono confrontati nel tempo, l'eDNA può fornire indicazioni su come la crisi climatica stia influenzando la vita marina, ad esempio modificando il loro habitat geografico.

Tra i risultati principali della raccolta di eDNA di The Ocean Race è emersa una sorprendente correlazione tra l'abbondanza di batteri oceanici (Pseudomonas e Acidobacter) che decompongono la plastica e la latitudine, con un'analisi che ha mostrato i livelli più alti di questi batteri (che significano una maggiore degradazione della plastica) alle latitudini più basse, vicino alle coste del Brasile. Sebbene i dati provenienti da una singola imbarcazione non siano definitivi, questa scoperta evidenzia il ruolo potente di questo tipo di tecnologia eDNA e la necessità di ulteriori ricerche. Capire meglio la diffusione geografica di questi batteri potrebbe fornire indicazioni preziose per aiutare a combattere la crisi della plastica nell'ambiente marino.

Le analisi hanno inoltre rilevato che i batteri parassitari (parassiti eso o intracellulari), che possono costituire una minaccia per la salute di altre specie, tra cui l'uomo, sono fortemente legati all'aumento della temperatura superficiale del mare e alla longitudine, con una maggiore presenza in prossimità delle masse terrestri. Con le temperature oceaniche da record rilevate negli ultimi mesi, l'influenza dei cambiamenti di temperatura degli oceani sui microrganismi patogeni è un'altra area cruciale che richiede ulteriori ricerche.

Xavier Pochon, Team Leader, Molecular Surveillance, del Cawthron Institute e Professore Associato dell'Università di Auckland, ha dichiarato: "Siamo davvero entusiasti dei dati raccolti durante The Ocean Race, in particolare quelli legati agli agenti patogeni e ai degradatori della plastica. Si tratta di risultati interessanti perché si sa molto poco sulla loro distribuzione ed ecologia attraverso ampi gradienti latitudinali.

"Il nostro sistema di raccolta dell'eDNA sulle barche da regata offre vantaggi significativi rispetto ai metodi di ricerca tradizionali, in quanto consente agli scienziati di verificare la biodiversità di tutto il sistema di vita, in modo più rapido, economico e con un tempo minimo di lavoro per i velisti. Non vediamo l'ora di equipaggiare molte altre barche da regata in futuro e di espandere la nostra conoscenza della vita marina in acque inesplorate".

Nell'ambito del programma scientifico di The Ocean Race - uno dei pilastri del programma di sostenibilità Racing with Purpose, creato con il Premier Partner 11th Hour Racing - la raccolta dei dati è stata sperimentata in una tappa della regata di 32.000 miglia (60.000 km) (con una latitudine compresa tra i 27 e i 39 gradi) per testare la fattibilità della raccolta di eDNA sulle barche da regata.

L'11th Hour Racing Team ha raccolto i campioni attraverso un OceanPack di bordo, uno strumento specializzato che misura una serie di dati oceanici, tra cui salinità, temperatura, anidride carbonica, ossigeno e oligoelementi. L'apparecchiatura ha operato in modo automatico e continuo per tutta la durata della regata. L'eDNA è stato campionato attraverso l'OceanPack, il sistema di flusso dell'acqua di mare esistente a bordo dell'imbarcazione, che pompa due litri di acqua attraverso innovativi filtri per l'eDNA da analizzare successivamente in laboratorio. La sperimentazione del campionamento dell'eDNA tramite l'OceanPack ha avuto il vantaggio di fornire agli scienziati l'opportunità di effettuare controlli incrociati dei dati e di cercare collegamenti e correlazioni.

Stefan Raimund, Ocean Advisor di The Ocean Race, ha dichiarato: "Ogni campione raccolto conteneva milioni di pezzi di eDNA, da organismi unicellulari, fino al pesce lanterna e all'elusiva murena, fornendo un'affascinante istantanea della vita sotto le onde e di come cambia nelle acque dell'Oceano Atlantico. Il campionamento dell'eDNA è all'avanguardia nell'analisi della biodiversità ed è un potente strumento per capire lo stato di salute degli oceani e come le principali minacce del cambiamento climatico e dell'inquinamento lo influenzino. Quanto più conosciamo l'oceano, tanto più efficacemente possiamo proteggerlo.

"Dopo aver sperimentato con successo il campionamento durante The Ocean Race 2022-23, speriamo di ampliarlo per le future regate e di avere un maggior numero di imbarcazioni che raccolgano questi dati, anche in zone remote e vitali dell'oceano, per le quali gli scienziati hanno a disposizione ancora meno informazioni".

Il potenziale dell'analisi dell'eDNA per la comprensione della biodiversità marina è diventato sempre più evidente negli ultimi anni, in quanto fornisce una visione olistica della biodiversità senza gli svantaggi dei metodi di ricerca tradizionali, come la cattura delle specie e le indagini aeree, che possono essere dannosi, costosi e limitati. L'eDNA può anche fornire risultati rapidi, il che può essere vitale data l'urgenza dei problemi che hanno un impatto sui mari.

I dati sono stati prodotti utilizzando la tecnologia di sequenziamento di nuova generazione IlluminaTM. Il Cawthron Institute, specializzato nella scienza a sostegno dell'ambiente e dello sviluppo sostenibile, è stato supportato anche da Sequench ltd e Smith-Root.