Durante séculos, os biólogos identificaram novas espécies a um ritmo extremamente lento, descrevendo as características físicas dos espécimes e outros traços definidores, e muitas vezes tentando encaixar uma espécie na árvore da vida antes de citá-la e publicá-la. Agora, eles começaram a determinar se um espécime é provavelmente uma nova espécie em horas - e logo o farão a um custo de centavos. É uma revolução impulsionada por pequenos trechos de DNA - apelidados de códigos de barras de acordo com os identificadores familiares de produto - que variam apenas o suficiente para fornecer marcadores que distinguem as espécies, combinados com sequenciadores rápidos e baratos de DNA.
"A ciência da biodiversidade está entrando em uma época muito dourada", diz Paul Hebert, da Universidade de Guelph, no Canadá. Em 16 de junho, uma equipe liderada por ele lançará um esforço global de US $ 180 milhões para identificar mais de 2 milhões de novas espécies de criaturas multicelulares. Outras equipes também estão adotando a abordagem de combinar amostras para novas espécies em seus laboratórios - ou até mesmo diretamente no campo. Com o mundo perdendo espécies mais rápido do que eles são descobertos, os biólogos estão acolhendo a tecnologia.
"Por muitos anos, sonhei em mudar as regras, sendo capaz de trazer um laboratório genômico portátil para as amostras", diz Massimo Delledonne, um genomicista da Universidade de Verona, na Itália, que recentemente realizou estudos de código de barras em uma floresta. a ilha de Bornéu que rapidamente revelou uma nova espécie de caracol. "O código de barras do campo está pronto para o horário nobre."
Especialistas em biodiversidade estimam que a Terra tenha entre 8,7 milhões e 20 milhões de espécies de plantas, animais e fungos, mas até agora apenas 1,8 milhão deles receberam descrições formais. Insetos, em particular, são um vasto reino de espécies não descobertas. "No entanto, coletivamente, eles podem contribuir com mais biomassa em habitats terrestres do que todos os vertebrados selvagens combinados", diz Rudolf Meier, biólogo da Universidade Nacional de Cingapura, que vem desenvolvendo abordagens de código de barras com um pequeno seqüenciador de DNA.
Em 2003, Hebert propôs o conceito de código de barras do DNA: que as espécies animais pudessem ser distinguidas pelo sequenciamento de menos de 1000 bases de DNA mitocondrial de um espécime. Demorou um pouco para que a ideia pegasse, mas Hebert e outros entusiastas começaram a compilar códigos de barras de espécies conhecidas. Em 2010, por exemplo, ele liderou um consórcio chamado International Barcode of Life (iBOL), um esforço de US $ 80 milhões centrado em Guelph que começou a construir uma biblioteca de referência de espécies conhecidas com suas seqüências de identificação. Agora, ele tem 7,3 milhões de códigos de barras - cada espécie pode ter mais de um - e provou ser um recurso não apenas para identificar organismos conhecidos, mas também para documentar suas interações com outras espécies - incluindo quem come quem - com base nos diferentes códigos de barras uma amostra particular.
Um sequenciador de DNA miniaturizado levado para Madagascar identificou espécies de lêmures de rato em uma floresta. LYDIA GREENE
Agora, com apoio adicional em dinheiro e serviços em espécie de seus 30 parceiros internacionais, o iBOL está prestes a iniciar um esforço de 7 anos de acompanhamento. Chamada de BIOSCAN, ela reunirá espécimes e estudará as interações de espécies em 2.500 locais em todo o mundo, com o objetivo de expandir sua biblioteca de referência em 15 milhões de registros de códigos de barras, 90% deles provenientes de espécies não descritas. Os dados vão preparar o monitoramento dos efeitos da poluição, mudanças no uso da terra e aquecimento global na biodiversidade, diz Hebert. Em última análise, "Seremos capazes de rastrear a vida no planeta da maneira que rastreamos o tempo".
E, em uma partida do foco anterior da iBOL em derivar códigos de barras para espécies conhecidas, "um dos principais objetivos será a descoberta de espécies", diz Hebert. Se o software não combinar a seqüência de código de barras de uma amostra com uma espécie existente, ela sinalizará imediatamente a amostra para um exame genético e visual mais próximo e identificação possível como uma nova espécie. No passado, poderia levar anos ou até décadas para confirmar alguns organismos como novas espécies - por exemplo, certas moscas nas quais as espécies diferem visivelmente apenas na forma da genitália masculina.
Bioinformática e sequenciadores personalizados capazes de ler bases suficientes em um único disparo para obter um código de barras completo manterão o custo baixo, prevê Hebert - cerca de US $ 1 por amostra, incluindo coleta, preservação, extração de DNA, sequenciamento e análise de acompanhamento. Ele espera que o componente de sequenciamento dos custos gerais acabe caindo para cerca de US $ 0,02 por amostra.
Por enquanto, todos os espécimes reunidos para o código de barras da BIOSCAN serão enviados para a Universidade de Guelph. Mas Meier vem desenvolvendo uma abordagem de código de barras que ele espera que seja acessível a muitos laboratórios que realizam pesquisas sobre espécies. Ele se interessou por formas mais eficientes de identificar espécies em 2012, quando autoridades de Cingapura lhe pediram que estudasse minúsculas moscas que emergissem de dois reservatórios locais. "Foi um pesadelo" definir as espécies de mosquitos.
Autor: Elizabeth Pennisi
Fonte: Science MAG
Sítio Online da Publicação: Science MAG
Data: 06/06/2019
Publicação Original: https://www.sciencemag.org/news/2019/06/180-million-dna-barcode-project-aims-discover-2-million-new-species
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