Um estudo da Eawag (Swiss Federal Institute of Aquatic Science and Technology) mostra que uma grande variedade de organismos vivos deixa seus traços de DNA nas águas subterrâneas, o que também depende do uso da terra na área de captação. No futuro, esses parâmetros biológicos poderão ser usados para avaliar a qualidade das águas subterrâneas.
As amostras de água subterrânea examinadas pelos pesquisadores, vêm de 20 poços diferentes na bacia hidrográfica do rio Töss, no nordeste da Suíça. Esses poços estão localizados em áreas florestais ou de uso agrícola. (Foto: Eawag, Angela Studer).
A água subterrânea é um tesouro invisível e, portanto, frequentemente desconsiderado que está ameaçado em todo o mundo devido ao uso excessivo e à poluição. Na Suíça, 80% da água potável provém de reservas subterrâneas. É, portanto, de seu interesse e também consagrado na Lei de Proteção das Águas que essas reservas sejam de qualidade impecável. Atualmente, a qualidade das águas subterrâneas é medida principalmente por parâmetros físicos e químicos (como a temperatura da água ou a concentração de substâncias dissolvidas na água), embora se saiba que os organismos das águas subterrâneas desempenham um papel importante na purificação dessas águas.
Território desconhecido
“Com a avaliação biológica das águas subterrâneas, estamos entrando em um território completamente novo”, diz Florian Altermatt, líder do grupo de pesquisa no Eawag Water Research Institute e professor de Ecologia Aquática na Universidade de Zurique. Com sua equipe, ele investigou traços altamente diluídos de material genético em águas subterrâneas usando as chamadas análises de DNA ambiental (veja o quadro). Os primeiros resultados acabam de ser publicados na revista científica Molecular Ecology.
Os resultados mostram que uma grande variedade de organismos vivos deixa seus traços de DNA nas águas subterrâneas. “O fato de que uma ampla gama de organismos viverem nas águas subterrâneas é um bom sinal”, diz Altermatt. Porque essas comunidades bióticas subterrâneas degradam os poluentes e, assim, limpam essas águas. Os pesquisadores afirmam que “nosso estudo destaca a relevância de considerar parâmetros biológicos, juntamente com parâmetros químicos e físicos, ao avaliar o estado das águas subterrâneas”. Eles concluem: “Acreditamos firmemente, que as análises ambientais de DNA devem ser incluídas em programas de monitoramento para investigar o impacto do uso da terra ou das mudanças climáticas nos aquíferos.”
Amostragem de organismos de águas subterrâneas: Os pontos de acesso foram poços de água potável, onde uma amostra de DNA ambiental foi retirada da água. (Fotos: Eawag, Florian Altermatt)
Apenas uma pequena peça do quebra-cabeça
No entanto, a maior parte dessa diversidade permanece amplamente desconhecida. “Encontramos quase 5.000 variantes genéticas diferentes, mas só conseguimos atribuir cerca de três por cento das sequências a organismos específicos”, diz Marjorie Couton, pesquisadora de pós-doutorado no grupo de pesquisa de Altermatt e principal autora do novo estudo.
Os pesquisadores já identificaram 62 espécies diferentes com base nessas sequências genéticas. Estes incluem não apenas várias espécies de anfípodes, que passam toda a sua vida nos canais subterrâneos, mas também organismos do solo, como minhocas ou criaturas acima do solo, como aranhas. “Suspeitamos que seus traços genéticos são arrastados para as águas subterrâneas com a chuva”, explica Couton.
A amostra de água subterrânea foi filtrada para extrair o DNA da amostra. Para isso, a água subterrânea amostrada é bombeada do recipiente para uma unidade filtrante (à direita) contendo uma membrana com tamanho do poro de 0,22 µm. (Foto: Marjorie Couton, Eawag)
Influência do uso da terra
As amostras de água subterrânea examinadas pelos pesquisadores vêm de 20 poços diferentes na bacia hidrográfica do rio Töss, no nordeste da Suíça. Esses poços estão localizados em áreas florestais ou de uso agrícola. Assim, a equipe de Couton e Altermatt também detectou duas assinaturas diferentes na composição das sequências genéticas. Em seu artigo de pesquisa, os pesquisadores observam que: “Os locais localizados em áreas agrícolas tinham uma diversidade genética consistentemente diferente e geralmente menor do que os locais nas áreas florestais”. “No entanto, no momento sabemos muito pouco para entender o que significa essa diversidade reduzida”, diz Altermatt. “Mas nossos dados mostram que a composição das comunidades bióticas subterrâneas está aparentemente correlacionada com o uso da terra.”
Análises de DNA ambiental
A última década assistiu a uma revolução na avaliação biológica dos ecossistemas aquáticos: hoje, os pesquisadores podem usar métodos de biologia molecular para detectar organismos (mesmo raros) em córregos, rios ou lagos, sem coletar os seres vivos ou causar-lhes qualquer dano. Nas amostras de águas, os pesquisadores buscam vestígios de material genético que os organismos deixam, por exemplo, com suas excreções, ou vestígios genéticos que são liberados no meio ambiente quando as células mortas se decompõem. Agora, a equipe de Altermatt usou a mesma metodologia para estudar as águas subterrâneas. Com isso, os pesquisadores levaram ao extremo a sensibilidade das análises de DNA ambiental, já que o material genético nas águas subterrâneas é ainda mais diluído do que nas águas superficiais: uma amostra de 40 litros contém apenas alguns nanogramas de DNA.
Alguns dos anfípodes de água subterrânea encontrados. Eles são adaptados à vida no escuro e, portanto, incolores e sem olhos. Eles estão entre os maiores organismos nas águas subterrâneas. (Foto: Eawag)
Publicação Original
Couton, M., Hürlemann, S., Studer, A., Alther, R., & Altermatt, F. (2023). Groundwater environmental DNA metabarcoding reveals hidden diversity and reflects land-use and geology. Molecular Ecologyhttps://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/mec.16955
Financiamento / Cooperações
- Eawag
- University of Zurich
- ETH Zurich, Genetic Diversity Centre (GDC)
- Swiss National Science Foundation
- Federal Office for the Environment FOEN
- Swiss Gas and Water Industry Association (SVGW/SSIGE)
Links
Project Amphiwell (Alemão)
Fonte: Eawag (Swiss Federal Institute of Aquatic Science and Technology) e Ori Schipper
Adaptado por Digital Water
