#GenomicLab

Pantanal


El Pantanal es considerado el humedal continuo más grande del planeta, con aproximadamente 179,300 km² (área más grande que Portugal y Austria juntos) y abastecido por la Región Hidrográfica del Río Paraguay, es un bioma predominantemente Brasileños, el 78% de los cuales se encuentran en Brasil, el 18% en Bolivia y el 4% en Paraguay.

Cuenca hidrográfica


El Pantanal tiene un sistema de inundaciones periódicas, en el que parte del año se inunda y parte del año es seco, lo que lo convierte en un ambiente hostil para muchas especies. Las especies que permanecen allí tienen un alto grado de resistencia a las transformaciones naturales del bioma y resiliencia, que demuestra la capacidad de los organismos para recuperarse después cambios ambientales drásticos.


Cuenca hidrográfica donde se encuentra el Pantanal, que abarca los estados de Mato Grosso y Mato Grosso do Sul
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Pantanal de la subregión Nhecolândia (Mato Grosso do Sul) en temporada completa


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Pantanal en la subregión de Cáceres (Mato Grosso) en plena temporada


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Pantanal de la subregión de Cáceres (Mato Grosso) en la época seca



Otra característica interesante del Pantanal es que muchas especies en peligro de extinción en otros lugares de Brasil persisten en grandes poblaciones de la región. El Pantanal es una inmensa reserva (o banco) donde muchas especies de animales pueden recolonizar (reproducir y propagar) biomas adyacentes que tienen sus poblaciones amenazadas o afectados, como el Cerrado y la Mata Atlántica.


La herencia genética de la biodiversidad del Pantanal

Para comprender si este potencial es viable, debemos estudiar la herencia genética del Bioma. El Pantanal brasileño alberga unas 263 especies de peces, 41 de anfibios, 113 de reptiles, 463 aves y 132 mamíferos, dos de los cuales son nativos de la propia región. Casi 2 mil las especies de plantas ya han sido identificadas y clasificadas según su potencial, algunos de ellos con potencial medicinal, siendo una fuente importante de productos naturales. Los incendios Los últimos años destruyeron el 30% del área del Pantanal brasileño, equivalente a 30 veces el tamaño del ciudad de São Paulo o un área más grande que toda Dinamarca (LASA, 2020). Muchas especies se han visto muy afectadas y algunas poblaciones pueden haberse perdido.



Quemado


Es fundamental realizar un relevamiento genético de la biodiversidad del Pantanal como lo antes posible. El mapeo de la herencia genética del Pantanal proporcionará información información valiosa y completa sobre la diversidad, distribución y características de la especie habitar este Bioma, de lo contrario, nunca sabremos qué se está perdiendo.




Consorcio multisectorial para el Pantanal: secuencia para preservar

El #GenomicLab ( genomiclab.org ) es parte del consorcio multisectorial que ha académicos, ONG y empresas privadas, para llevar a cabo un proyecto de ciencia ciudadana basado en datos genómicos para mapear la biodiversidad del Pantanal. La asociación utilizar herramientas que utilicen la secuenciación del ADN, como los códigos de barras Barras de ADN), meta-códigos de barras y ADN ambiental (eDNA).








Código de barras: (i) se recolectan pequeñas muestras de individuos (fauna / flora), (ii) el ADN de estas muestras se extraído, (iii) 1 o 2 genes (también llamados marcadores moleculares) de cada uno de los ADN se amplificados por la técnica de PCR, (iv) los genes amplificados por la PCR se secuencian y las secuencias generados analizados con el fin de identificar qué especie corresponde a este ADN.

Estos métodos permiten obtener evidencias sobre la ruta de los animales en determinadas zonas. sin necesidad de observarlos de cerca. Las marcas y pistas que dejan en el entorno (excreciones, pelo, escamas, piel, etc.) llevan su ADN (eDNA) y con estos métodos y las tecnologías modernas podemos determinar "quién pasó por allí".


Costos, Tiempo, Recursos humanos

Estas metodologías tienen ventajas, ya que no dependen de la suerte de encontrar el adecuado animal, ni toda la logística necesaria para ir al campo, equipo y horas de observación, pero use el ADN que queda en el medio ambiente (eDNA), que se utilizará para determinar si es o pasado en esa área. Los datos obtenidos (códigos de barras de ADN, coordenadas GPS, fotografías tomadas por turistas y residentes locales, características físico-químicas del agua y del suelo) se utilizarán para: (i) crear modelos de predicción para la distribución de especies, con el objetivo de comprender mejor dónde se encuentra cada especie o qué áreas atraviesa, (ii) ayudar a tomar mejores decisiones de conservación y (iii) evaluar el impacto de la actividad humana en la distribución de la biodiversidad: la riqueza y distribución de especies en las áreas no quemadas en comparación con las áreas quemado?

Las huellas de ADN en el Pantanal

Comparación de biodiversidad entre áreas quemadas y no quemadas:

Basándonos en los resultados de laboratorio (meta-códigos de barras) tendremos un perfil de qué animales están usando el las áreas que se quemaron y las que no. A partir de modelos matemáticos y datos obtenidos por imágenes de satélite podemos extrapolar los resultados obtenidos en las áreas que no se quemó para las áreas que se quemaron, por lo que puede tener una idea de cuántas y qué animales deberían existir allí. Cuando comparamos los resultados de este modelo en resultados de nuestras recolecciones en áreas quemadas, tendremos una excelente estimación de cuántos animales y qué grupos se perdieron debido a la quema del año 2020. Con esta información será posible diseñar acciones de conservación más específicas y evaluar la posibilidad de repoblación en estas áreas.

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Participacion ciudadana:

En paralelo con la extracción y secuenciación de eDNA, nuestro Se validarán metodologías basadas en la observación de fauna realizada por la sociedad. validar estas metodologías con observaciones de fauna. Para ello, además de los investigadores, contaremos con la participación de turistas y vecinos, compartiendo las fotos de animales en el Pantanal con el lugar de donde fueron tomados (y posibles coordenadas de GPS). Las fotos nos permitirán validar nuestro modelo. El proyecto ofrecerá una lista de sugerencias y libros de registro para que la observación realizada por turistas, residentes, etc., incluso sin el coordinada, puede incorporarse en nuestras evaluaciones, siempre que con algunos precisión geográfica. Los guías turísticos contribuirán a esta precisión. Participación de profesores y estudiantes de secundaria en las colecciones, extracción de ADN y secuenciación del código de barras de las especies del Pantanal.

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Resultados:

Compromiso con la protección del medio ambiente, formación de recursos humanos, iniciación promoción del interés por la ciencia. Los datos obtenidos también servirán para ayudar en la clasificación del grado de rareza de cada especies (en este caso las menos abundantes) para priorizar la secuenciación completa del genoma más amenazados, sirviendo como base para priorizar todas las acciones y esfuerzos extinción. El proyecto se completará en 12 meses. En este breve espacio tus aportes tendrá un impacto a largo plazo: (i) los datos de biodiversidad obtenidos servirán de base para estudios comparativos en el tiempo, con el objetivo de seguir los cambios provocados por la quemado a lo largo de los años, (ii) conciencia de la importancia de biodiversidad para la conservación, (iii) ampliar la participación ciudadana en campañas y acciones de conservación y (iv) la formación de docentes y estudiantes de la Escuela en el uso de herramientas de secuenciación de ADN, lo que se traduce en la disponibilidad de ciudadanos capacitados en el uso de tecnologías de ADN para diversas acciones de conservación.



Calendário

Actividad / Mes 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
Adquisición de equipos y reactivos x x x
Formación de profesores (recogida, extracción y secuenciación de ADN) x x x
Coletas no Pantanal (solo e água) x x x x x x
Extração de DNA e secuenciación de muestras biológicas caracterizadas (barcoding), com professores e alunos do Ensino Médio x x x x x
Sequenciamento do DNA ambiental (meta-barcoding) x x x x x
Banco de dados da biodiversidade do Pantanal disponible públicamente y actualizado progresivamente x x x x x
Organización y análisis de fotografías de la fauna del Pantanal obtenida por turistas y locales x x x x x x x x x x x x
Organización y análisis de fotografías de fauna del Pantanal obtenidas x x x x x x x x
Secuenciación del genoma lleno de especies raras o menos abundantes x x x x x x

Metas

1- Mapeo preliminar de la biodiversidad del Pantanal, comparando las áreas queimadas e não queimadas.
2 - Modelado predictivo de la distribución de especies


Muestras a recolectar:

Agua de laguna (bancos de macrófitos acuáticos) y suelolololo (superficie y 15cm de profundidad) de áreas quemadas y no quemadas. Todas las muestras recolectado será transportado en un ambiente refrigerado al lugar donde el ADN extraído, y serão caracterizadas por meio de análises físico-químicas.


Estaciones de campo: 2 estaciones de campo en el Pantanal Sur (Corumbá y Aquidauana en el Mato Grosso do Sul) y 2 estaciones de campo en el Pantanal Norte (Cáceres y Cuiabá no estado de Mato Grosso). Cada uma equipada com BentoLab ® (para extração de DNA) e MinION ® (ONT) para códigos de barras. El meta-código de barras usando eDNA se hará usando diferentes tecnologías de secuenciación.

Formación: recogida, extracción y secuenciación de ADN para profesores / investigadores do Ensino Superior, professores de Biologia do Ensino Médio. Poderão ser feitas atividades em escuelas secundarias y primarias con el objetivo de difundir información sobre el diversidad encontrada y su importancia para este Bioma. Para ello, la asociación se hará con las escuelas de la red educativa estatal y municipal y contará con la participación de estudiantes de pregrado de la carrera de ciencias biológicas en los distintos municipios involucrados en laados en laados en la estudiar.




APOYO REQUERIDO

Oligos (código de barras / meta-código de barras)
de barras)
Tubos Falcon (15ml, 50ml)
Tubos Eppendorf
Pipetas y puntas (P10, P200, P1000)
Kits de extração de DNA (por exemplo: DNA PowerWater, DNA PowerSoil)
MinION (ONT)
BentoLab
Biblioteca de ADN genómico y reactivos de secuenciación (MinION-ONT, Illumina, Ion Torrent e PacBio)
Combustível para trabalho de campo
Kits de PCR (Taq polimerase de alta fidelidade)
Saco térmico (armazenamento temporário de amostra no campo)
Servicios de edición de medios (libro, afiches, afiches y videos)

Apoio


Investigadores
Alberto Dávila - #GenomicLab (Rio de Janeiro, RJ)
Alexsandra Favacho - FIOCRUZ-Mato Grosso do Sul (Campo Grande, MS)
Andre Luiz Julien Ferraz - UEMS (Aquidauana-MS)
Camila Mazzoni - BeGenDiv (Berlim, Alemanha)
Diego José Santana Silva - UFMS (Campo Grande, MS)
Edvagner de Oliveira - E.E. Onze de Março, Seduc-MT (Cáceres, MT)
Ernandes Sobreira Oliveira Junior - UNEMAT (Cáceres, MT)
Gecele Matos Paggi (UFMS) (Campo Grande, MS)
Janaína Guernica Silva - UFMS (Corumbá, MS)
Jeronimo Alencar - IOC/FIOCRUZ (Rio de Janeiro, RJ)
Luanne Lima - ICMBio/CENAP (Atibaia, SP)
Lucí Helena Zanata - UFMS (Corumbá, MS)
Maria Luiza Machado Campos - UFRJ (Rio de Janeiro, RJ)
Marivaine da Silva Brasil - UFMS (Corumbá, MS)
Nelson Peixoto - IOC/FIOCRUZ (Rio de Janeiro, RJ)
Ricardo Henrique Gentil Pereira - UFMS (Aquidauana, MS)
Roberta Azeredo Murta da Fonseca - UFMS (Corumbá, MS)
Rodrigo Jardim - #GenomicLab (Rio de Janeiro, RJ)
Sérgio Serra - UFRRJ (Seropédica, RJ)

Simone Chinicz Cohen - IOC/FIOCRUZ (Rio de Janeiro, RJ)
Walfrido Tomas - Embrapa-Pantanal (Corumbá, MS)
William Marcos da Silva - UFMS (Corumbá, MS)
Wilkinson Lopes Lázaro - UNEMAT (Cáceres, MT)
Zoraida Fernandez - FIOCRUZ-Mato Grosso do Sul (Campo Grande, MS)





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