La primera vez que el biólogo Carlos Lasso usó la técnica del ADN ambiental (ADNe) concluyó que no servía para nada. El investigador del Instituto Humboldt se encontraba en un río en los Andes colombianos y los resultados de unas muestras de material que había recolectado, y que permiten conocer qué animales habitan o se encuentran en un hábitat a partir de material genético (como células, piel o excrementos) que liberan, le arrojaban que allí se encontraba una sardina del Pacífico.
“¡Dios mío! ¿Cómo que una sardina del Pacífico si estoy trabajando en los Andes colombianos?”, recuerda que dijo en ese momento el científico español que vive hace más de 15 años en Colombia. Lo siguiente que hizo fue escribirle a la científica colombiana Susana Caballero, pionera en el uso de ADNe en Colombia, y decirle que esa técnica no invasiva cometía muchos errores.
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Días después de contactarse con Caballero, recordó que en las nasas que estaba usando para pescar había usado unas sardinas en lata. Salió corriendo a la tienda donde las compró y allí encontró el nombre científico de estos peces que venían del Pacífico peruano y ecuatoriano. Era el mismo al que le habían arrojado los resultados del ADNe.
“Este sistema es tan fuerte y tan preciso que detectó esa contaminación”, señala Lasso ahora.
Hace unos días, Lasso, junto a Daniela Martinelli-Marín, Susana Caballero y Francesco Sauro, publicaron el estudio más completo que se haya hecho con ADN ambiental en Colombia y Sudamérica para describir la biodiversidad de los vertebrados acuáticos y terrestres en ecosistemas subterráneos de un país.
Además de avanzar en el conocimiento de estos ecosistemas “huérfanos”, como los califica Lasso, “ya que han sido olvidados por los grandes estudios ecosistémicos del país”, los investigadores también registraron nuevas distribuciones para algunos animales, como murciélagos o caimanes.
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En busca del rastro de los animales
La bióloga Susana Caballero, con un doctorado en Ecología y Evolución de la Universidad de Auckland (Nueva Zelanda), es reconocida en el país como una de las pioneras en el uso del ADN ambiental. Cualquier animal, explica Caballero, “va dejando material genético que puede venir, por ejemplo, de las heces, la orina, secreciones, saliva o incluso de la piel y de ahí se puede sacar el ADN ambiental”.
Lo interesante de esta técnica, continúa la bióloga, “es que tú colectas agua de la cueva, la filtras y a partir de ese filtrado tú puedes extraer el ADN, así como lo harías con una muestra de sangre, de piel o de cualquier material biológico”.
De acuerdo con Daniela Martinelli Marín, bióloga y microbióloga con una especialización en ADNe y autora principal del reciente estudio publicado en el International Journal of Speleology, esta técnica es clave ante la crisis de pérdida de biodiversidad que vivimos a nivel mundial. En este contexto, señala Martinelli, docente en la Universidad del Bosque, los muestreos tradicionales, que implican capturar al animal, “se están quedando cortos, pues no permiten detectar todas las especies en un ecosistema”. En otras palabras, en un muestreo tradicional, “si tú no lo ves, no lo detectas, pero eso no quiere decir que las especies no estén en el ecosistema”.
Si a la crisis de pérdida de biodiversidad se le suman las dificultades que existen para realizar investigaciones en los ecosistemas subterráneos, el ADN ambiental se convierte en una técnica ideal para estimar la biodiversidad de cuevas, cavernas y grutas, entre otros, coinciden los tres expertos.
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“Acceder a las cuevas es muy complejo: un kilómetro de cueva es como cinco kilómetros en la superficie”, estima Lasso, espeleólogo (como se conoce a quienes se dedican a estudiar estos ecosistemas) con más de una década de experiencia. Además de tener que arrastrarse, descender y ascender en la oscuridad, quienes deciden adentrarse en las cuevas o cavernas se enfrentan a crecientes súbitas e incluso a problemas de salud, como la histoplasmosis pulmonar, infección respiratoria causada por inhalar esporas de un hongo presente en el excremento de aves y murciélagos, animales frecuentes en estos ecosistemas.
Entre 2019 y 2024, Lasso y varios colegas espeleólogos tomaron muestras de agua en 21 cuevas del país, desde la isla de San Andrés hasta la Amazonia colombiana, abarcando seis de las ocho regiones espeleológicas del país y que, a grandes rasgos, se definen por criterios geológicos. En cada una de estas cuevas, y a lo largo de siete puntos, los investigadores recogieron muestras de un litro de agua.
Tras mezclar los siete litros de agua, explica Caballero, los científicos utilizaron jeringas para pasar muestras de agua por unos filtros que tienen poros de 0.8 micrómetros (un micrómetro es la milésima parte de un milímetro). A esos filtros se les aplicó una solución de preservación y posteriormente fueron enviados a un laboratorio en el Reino Unido para su análisis.
En este punto, sigue la bióloga, aparece una segunda técnica conocida como metabarcoding o códigos de barras genéticos. “Es básicamente como un código de barras en el supermercado. El orden de los nucleótidos o de las letras que componen el ADN; según ese orden, tú vas a poder identificar la especie”, comenta Caballero. Esos códigos de barras se cotejan con bases de datos genéticas que son de acceso público (donde están las secuencias genéticas de millones de especies animales a nivel mundial) para identificar a qué especie corresponde.
Antes de continuar con los resultados que arrojó la búsqueda en esas bases de datos genéticas, Caballero y Martinelli hacen algunas aclaraciones. Una de las limitaciones, apunta la líder del estudio, es que, al depender de estas bases de datos, puede que haya muchos animales sin secuencias genéticas públicas, por lo que no serán identificados. En otras palabras, podrían ser especies nuevas para la ciencia o especies que no han sido secuenciadas, por lo cual no se verán reflejadas en los resultados.
Esto, continúa Caballero, también lleva a que al momento de hacer la identificación no se llegue al nivel de especie, sino al de familia o género “porque no hay la representación taxonómica en esas bases de datos para poder hacer la comparación”.
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Dicho esto, los científicos identificaron 82 géneros y 111 especies. En el grupo de peces, identificaron 13 órdenes, 22 familias, 32 géneros y 51 especies, mientras que en los tetrápodos (animales vertebrados con cuatro extremidades o que descienden de antepasados que las tenían) encontraron 20 órdenes, 34 familias, 50 géneros y 59 especies, incluyendo ocho especies de anfibios, tres de reptiles, 13 de aves y 32 de mamíferos.
Para llegar a estos resultados, señala Caballero, no solo se basaron en los resultados de las pruebas genéticas, sino también en la revisión de literatura. “La gente a veces piensa que la genética es como la última respuesta. Y no, la genética te da unos resultados, pero lo que es válido es la interpretación de esos resultados”.
Los resultados, además de establecer una “línea base” de la biodiversidad que habita los ecosistemas subterráneos del país, también le permitieron a los investigadores identificar nuevas distribuciones de las que no se sabía hasta ahora. Martinelli destaca el caso del guácharo (Steatornis caripensis), un ave nocturna con distribución en los Andes, pero que en este estudio también se encontró en San Andrés. “No se sabía que en Colombia se distribuía ahí. Sí se ha encontrado en otras islas del Caribe, pero en Colombia nunca se había registrado en una cueva en la isla de San Andrés”.
“También encontramos que el caimán de cueva (Paleosuchus palpebrosus), que es una especie típica de tierras bajas, se distribuye a Los Guácharos, que es mucho más arriba”, anota Martinelli.
Entre los resultados, advierte la docente de la Universidad del Bosque, hubo algunos indicios que encendieron las alarmas. Es el caso, por ejemplo, del Pangasius hypophthalmus, el bagre asiático, una especie invasora en el país. Aunque sería muy pronto para confirmar la presencia de esta especie en ecosistemas subterráneos del país, que haya salido en los resultados indica que en sitios cercanos a estos estaría siendo consumida por las personas.
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El estudio, dice Caballero, confirma que el ADN ambiental es “una técnica muy poderosa para tener un primer vistazo de lo que hay”. “Si tú ya tienes esta información, se pueden enfocar los esfuerzos para conocer más de estas especies”, agrega la bióloga. Además, se podría involucrar a las comunidades que habitan cerca de estos ecosistemas para que contribuyan al monitoreo y conocimiento de la biodiversidad.
Para Martinelli, estos resultados deberían convocar a varios expertos para que, en complemento con métodos tradicionales de muestreo, se secuencien especies que habiten estos ecosistemas. “La idea sería tener nuestra propia base de datos genética para poder hacer un monitoreo rápido o seguir haciendo ADN ambiental en estos ecosistemas tan frágiles”.
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