Come i sensori dell'inquinamento atmosferico possono rilevare la fauna selvatica

Monitorare la biodiversità in tutto il mondo è incredibilmente impegnativo; i programmi di monitoraggio nazionali differiscono notevolmente, la maggior parte dei dati raccolti è irregolare e poco viene condiviso pubblicamente.

Ma gli scienziati potrebbero aver trovato una soluzione sorprendente: i filtri già utilizzati in tutto il mondo per monitorare l’inquinamento atmosferico.

Per decenni questi dispositivi hanno catturato involontariamente grandi quantità di DNA ambientale da animali e piante. Gli scienziati affermano che questo potrebbe essere utilizzato per aiutarci a comprendere i cambiamenti passati e futuri nella biodiversità.

Un nuovo studio condotto da scienziati canadesi e britannici ha scoperto che le stazioni che monitorano la qualità dell’aria hanno inavvertitamente raccolto una vasta gamma di DNA da animali e piante nel 2021 e nel 2022. Si afferma che i dati catturati potrebbero essere “un punto di svolta assoluto per il monitoraggio e il monitoraggio della biodiversità” in tutto il mondo.

In un test, gli scienziati hanno recuperato il DNA ambientale di oltre 180 diverse piante, funghi, insetti, mammiferi e anfibi dai filtri di qualità dell'aria situati in Scozia e Londra da settembre a ottobre 2021 e aprile e maggio 2022. Le infrastrutture di monitoraggio dell'aria "potrebbero rappresentano un'enorme opportunità per raccogliere dati sulla biodiversità ad alta risoluzione su scala nazionale", concludono gli scienziati nello studio.

"Siamo rimasti così sorpresi di identificare con successo oltre 180 taxa da soli due strumenti", afferma Joanne Littlefair, una delle coautrici dello studio e docente di scienze biologiche alla Queen Mary University di Londra. Gli animali includevano civette, tritoni e 80 diversi tipi di alberi e piante. I ricercatori non hanno identificato alcuna specie insolita o movimento di popolazione nel loro campionamento iniziale. Secondo loro, questo dimostra che il DNA raccolto è locale e "non proviene da un continente diverso".

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Nello studio, gli scienziati hanno estratto il DNA ambientale presente nell’aria, perso sotto forma di cellule della pelle, saliva, capelli e feci, dai filtri e hanno analizzato primer specifici e tag molecolari, confrontando i loro risultati con librerie di riferimento online.

Elizabeth Clare, autrice principale dello studio e assistente professore di ecologia molecolare presso l'Università di York in Canada, afferma che i risultati sono "davvero entusiasmanti" poiché dimostrano che le infrastrutture esistenti possono essere sfruttate per la ricerca sulla biodiversità.

"Esiste già un'infrastruttura e possiamo raccogliere materiale incredibilmente prezioso come sottoprodotto del suo funzionamento", afferma Clare.

Ciò significa che le reti esistenti e consolidate sulla qualità dell’aria potrebbero essere un’enorme fonte non sfruttata di dati sulla biodiversità, secondo Andrew Brown, principale scienziato del National Physical Laboratory, che gestisce le reti per l’Agenzia per l’ambiente del Regno Unito.

In tutto il mondo le stazioni sulla qualità dell'aria raccolgono dati su base giornaliera o settimanale in modo altamente regolamentato e standardizzato, afferma Brown, il che significa che "raccolgono esattamente la stessa cosa esattamente nello stesso modo giorno dopo giorno".

Il DNA ambientale potrebbe aiutare a monitorare specie come i funghi che sono difficili da identificare utilizzando metodi convenzionali (Credito: Craig Joiner / Getty Images)

Mark McCauley, ricercatore presso l'Università della Florida, afferma che i filtri dell'aria non solo aiutano a fornire informazioni importanti su quali specie sono presenti in un luogo specifico, ma consentono anche agli scienziati di analizzare "come si verificano i cambiamenti in queste specie su scala geografica e temporale che sarebbe stato imprevisto fino a poco tempo fa".

Il monitoraggio regolare fornito dai filtri dell'aria è "inaudito nella scienza della biodiversità" ed è fondamentale per comprendere i cambiamenti delle specie poiché consente agli scienziati di studiare le dinamiche delle popolazioni animali e vedere come stanno cambiando nel tempo, afferma Clare.

A differenza dei singoli campioni, tali misurazioni ripetute possono "fornire un quadro davvero completo di ciò che sta accadendo nell'area", afferma Clare. "Potresti rilevare la migrazione di una [particolare] popolazione, l'arrivo di una nuova specie o un paesaggio mutevole [a causa del] cambiamento climatico."