As coleções de história natural desempenham um papel crítico no esforço como repositórios que guardam registros de mudanças históricas da biodiversidade, como bibliotecas feitas de espécimes biológicos.
Em resposta à crise de extinção, o apelo é para vasculhar as coleções da Austrália em busca de dados para preencher as lacunas de conhecimento.
Para muitas espécies, entretanto, a recuperação de dados genéticos históricos foi severamente dificultada, não pela falta de espécimes, mas pelos métodos usados para preservá-los. É aqui que entra minha nova pesquisa.
Nosso artigo mostra como coleções de história natural em todo o mundo podem espremer até a última gota de dados genéticos históricos de seus espécimes, desde asas iridescentes de borboletas secas até contas de ornitorrinco flutuando em álcool.
Abrindo os cofres
Com mais de meio milhão de espécies nativas, a Austrália é um hotspot de biodiversidade global – mas também somos um líder mundial em extinções.
Para ter a chance de combater a perda da biodiversidade, devemos usar todos os recursos para aprender sobre nosso canto único do globo.
Muito antes da descoberta do DNA, os museus coletavam espécimes biológicos para criar uma imagem de onde as espécies vivem e como estão relacionadas. Hoje, o Atlas of Living Australia, que serve como um banco de dados nacional para os museus da Austrália, contém aproximadamente 2 milhões de registros de espécimes de vertebrados.
Armados com técnicas modernas, podemos agora recuperar dados genéticos de espécimes coletados nos últimos 200 a 300 anos. Esses dados podem, então, melhorar os resultados de conservação para espécies que lutam para lidar com as mudanças ambientais atuais.
Por exemplo, recentemente usei espécimes de museu para determinar a extensão histórica nativa de pronghorn de Sonora, ameaçada de extinção, na América do Norte. Isso orientou sua reintrodução na natureza.
Cápsulas do tempo da biodiversidade
Quando você visita museus de história natural, a maioria dos espécimes em exibição deve ter sido seca para preservar sua aparência física. Espécimes de plantas e insetos são secos e prensados ou fixados com alfinetes, enquanto pássaros e mamíferos são empalhados e secos.
Coleções focadas em pesquisas não preparam e colocam espécimes para exibição pública. Quando a secagem não preserva suficientemente as características físicas, grandes coleções de potes obscuros contendo espécimes são comumente encontrados nos bastidores.
Isso é chamado de “fixação de líquido”, onde usamos produtos químicos como o formaldeído para preservar peixes, anfíbios e répteis. É usado também para pássaros e mamíferos, quando os cientistas desejam preservar seus órgãos internos.
Quase um terço dos 2 milhões de espécimes em nosso banco de dados nacional são preservados em líquido. Cada um desses espécimes tem uma história para contar sobre como aquela espécie lidou (ou não) com nosso ambiente em mudança.
Juntos, espécimes secos e preservados com líquido alojados em coleções ao redor do mundo representam um registro insubstituível das mudanças de biodiversidade neste período de rápidas mudanças ambientais.
O problema com formaldeído
Embora os métodos de secagem e fixação de líquido (como o formaldeído químico) ajudem a preservar os tecidos biológicos, nenhum dos métodos foi desenvolvido com o sequenciamento genômico moderno em mente.
Ainda assim, a secagem tem o efeito de retardar a degradação do DNA e um tesouro de dados genéticos históricos foi recuperado de espécimes secos nas últimas décadas.
Exemplos recentes incluem o uso de DNA de casca de ovo para resolver mistérios que cercam papagaios-do-paraíso extintos e DNA de tecido seco para examinar a rápida extinção de roedores australianos nativos após a colonização europeia.
Por outro lado, o formaldeído preserva os tecidos ao interromper a deterioração em suas trilhas, reticulando as moléculas dentro do tecido. Frustrantemente, essas ligações cruzadas transformam a extração de DNA em um exercício semelhante a esculpir fios de fios delicados de um bloco de cimento.
Mas nas últimas décadas, os museus começaram a coletar amostras de tecido fresco de espécimes recém-coletados e armazená-lo especificamente para a extração de DNA.
Isso marca um pivô nas práticas de preservação. Juntamente com os avanços na extração de DNA de tecidos secos mais antigos e daqueles preservados em etanol, ele inaugurou um novo campo de genética de museu.
Enquanto isso, a extração de DNA de amostras preservadas com formaldeído foi largamente deixada no balde “muito duro”. Isso deixou uma lacuna na disponibilidade de DNA histórico mais antigo para a maioria dos peixes, anfíbios e répteis.
Por meio de avanços na pesquisa, os cientistas conseguiram encontrar uma maneira de sequenciar com sucesso um punhado de espécimes de museu fixados em formaldeído – lagartos, cobras, salamandras e peixes – que de outra forma teriam sido perdidos para a história.
Mas para coletar em uma escala maior, um obstáculo importante permanece: a confiança da comunidade.
Aumentando a confiança dos curadores
Até agora, obter informações genéticas utilizáveis de espécimes preservados em formaldeído tem sido um sucesso ou um erro, com ênfase no erro. Apesar dos custos decrescentes do sequenciamento de DNA, muitos cientistas não estão dispostos a direcionar seus orçamentos limitados de pesquisa para a busca de espécimes arriscados.
A extração de DNA requer a destruição de pelo menos parte de uma amostra, como a remoção de uma pequena seção do fígado ou tecido muscular. Portanto, os curadores de museus hesitam em conceder tecidos preciosos para estudos com baixas taxas de sucesso esperadas.
Em nosso estudo recente, procuramos encontrar maneiras de minimizar esse risco. Descobrimos que, essencialmente, uma rápida inspeção do intestino do animal preservado e uma medição do formaldeído no frasco podem capacitar pesquisadores e curadores a identificar quais espécimes preciosos valem a pena danificar para recuperar dados genômicos.
Também apresentamos um único método de extração de DNA que funciona surpreendentemente bem tanto em amostras fixadas em formaldeído quanto nas preservadas em etanol.
Isso é útil porque o histórico de preservação de um espécime, especialmente os mais antigos, costuma ser desconhecido. Embora todos os nossos espécimes úmidos na Coleção Nacional de Vida Selvagem da Austrália sejam atualmente em etanol, como a maioria das coleções, nossos registros geralmente não indicam se eles entraram em contato com formaldeído.
Ao reduzir a necessidade de métodos específicos para espécimes, podemos reunir mais rapidamente dados históricos de alta qualidade – mesmo de potes de espécimes pegajosos há muito tempo desconsiderados.
Publicado em 04/10/2021 10h12
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