Il monitoraggio dell'inquinamento atmosferico potrebbe accidentalmente aiutare gli scienziati a tracciare la biodiversità.

La capacità di monitorare gli animali e le piante è sospesa nel vuoto - letteralmente - grazie all'aiuto di una fonte imprevista.

In tutto il mondo, molte stazioni di controllo della qualità dell'aria filtrano l'aria attraverso piccoli dischi di carta su base giornaliera o settimanale, consentendo agli scienziati di assicurarsi che le concentrazioni di inquinanti pericolosi come i metalli pesanti siano al di sotto di determinati livelli. Ma i filtri raccolgono anche DNA di piante e animali che è stato disperso nel vento, riferiscono i ricercatori il 5 giugno su Current Biology.

L'eDNA, abbreviazione di DNA ambientale, su quei filtri potrebbe rendere le stazioni di controllo della qualità dell'aria un tesoro di campioni che catalogano animali e piante locali. Tali registri potrebbero aiutare i ricercatori a tenere traccia della biodiversità su una scala più ampia che mai e a individuare più facilmente le declinazioni delle specie o a tenere traccia di come gli ecosistemi stanno cambiando nel complesso.

"Si tratta di questo incredibile sistema che già esiste e che stiamo sfruttando per un uso totalmente nuovo", afferma Elizabeth Clare, ecologa molecolare presso la York University di Toronto. Le strutture sono diffuse in Nord e Centro America, Europa e Asia ma sono meno dense nel Sud del mondo.

"Non ci è mai venuto in mente che questi filtri che catturano la materia particolata potessero essere analizzati per il DNA ambientale", dice James Allerton, uno scienziato della qualità dell'aria presso il National Physical Laboratory di Teddington, in Inghilterra. Questo è cambiato quando Allerton ha letto una notizia su due studi in cui gli scienziati hanno aspirato il DNA animale dall'aria in due zoo, uno in Inghilterra - guidato da Clare - e un altro in Danimarca (SN: 1/18/22).

Scoprire il potenziale di cattura dell'eDNA ha suscitato un "momento di illuminazione", dice Allerton, ed ha contattato Clare per collaborare. La struttura di Teddington conserva i suoi filtri di monitoraggio della contaminazione per un anno nel caso in cui gli scienziati abbiano bisogno di ripetere una misurazione per i metalli pesanti, il che significa che potrebbe esserci un anno di eDNA da reclamare, ha realizzato.

Clare, Allerton e colleghi hanno analizzato i filtri della struttura di Teddington che sono stati esposti all'aria ambiente per un'ora, un giorno o una settimana. Il team ha anche esaminato i filtri di otto mesi di un'unità di controllo della qualità dell'aria in Scozia che erano stati esposti all'aria per una settimana.

I materiali genetici nei filtri hanno rivelato la presenza di più di 180 diversi tipi di fauna locale, tra cui pinete, tassi, gufi, funghi e tritoni. Tale volume è sorprendente dato che i filtri e le condizioni di stoccaggio non sono stati configurati tenendo a mente l'eDNA, dice David Duffy, biologo presso il Whitney Laboratory for Marine Bioscience dell'Università della Florida in St. Augustine. Il fatto che i ricercatori abbiano recuperato così tanto eDNA da un sistema progettato per monitorare la qualità dell'aria mostra quanto sia prevalente il DNA trasportato dall'aria e quante dati sulla biodiversità potrebbero essere recuperati.

I filtri hanno rilevato molta vita vegetale, anche sui dischi esposti all'aria per solo un'ora. Gli uccelli e i mammiferi, d'altra parte, erano più propensi a comparire in campioni prelevati per periodi più lunghi. Ciò è probabilmente dovuto al fatto che gli alberi sono stazionari mentre gli animali si spostano continuamente, quindi ci vuole più tempo per rilevarli, dice Clare.

Nota che potrebbero esistere anche campioni più vecchi. Ci sono numerose stazioni che usano filtri in tutto il mondo, alcune delle quali non hanno mai gettato i dischi sin dalla loro apertura. "Sappiamo di alcuni luoghi in cui ci sono potenzialmente 50 o 60 anni di questi elementi archiviati", dice Clare. Non è chiaro se questi campioni siano vitali, ma l'idea di poter tracciare la biodiversità fino a quel punto è "incredibile".

Non tutte le stazioni di controllo della qualità dell'aria usano filtri per monitorare l'inquinamento, dice Fabian Roger, ecologo presso l'ETH di Zurigo. Molte stazioni si basano su sensori in grado di rilevare le particelle in aria in tempo reale. Questi sensori non possono catturare l'eDNA, quindi il numero di strutture adatte a estrarre un tale materiale genetico varierà da luogo a luogo.

Ma le stazioni di controllo della qualità dell'aria che si basano sui filtri hanno certamente un grande potenziale, secondo Roger, che sta anche studiando come le strutture potrebbero aiutare gli sforzi per la biodiversità. Dice che i ricercatori ora devono capire quanto sia utile l'informazione genetica. Non è chiaro quanto da vicino il DNA dai filtri corrisponda alla fauna locale, dice. Non è noto neanche a quale distanza possano essere le fonti di DNA, che si tratti di pochi isolati, alcuni chilometri o ancora più lontano.

Ottenere un'informazione di qualità sulla biodiversità è una priorità, dice Clare. Tuttavia, "l'idea che c'è qualcosa che viene raccolto quotidianamente o settimanalmente, questo è inaudito nella nostra disciplina", dice. "E se [una stazione di controllo della qualità dell'aria] ha il potenziale di produrre dati così ricchi ancora e ancora e ancora, questo è un tesoro incredibile di informazioni sulla biodiversità che non abbiamo mai notato".