Metabarpark en las Jornadas de Investigación en la Red de Parques Nacionales 2016

Los días 18-20 de octubre de 2016 se celebraron en Tablas de Daimiel (Ciudad Real) las Jornadas de Investigación en la Red de Parques Nacionales 2016. En dicho evento se reunieron miembros de los servicios centrales del OAPN, personal de los diversos Parques Nacionales, miembros del Comité Científico de Parques Nacionales, e investigadores que están llevando a cabo proyectos dentro de la Red de Parques. Durante estas Jornadas se presentaron los resultados de 13 proyectos de la convocatoria de 2013, así como diversas charlas técnicas referentes a programas en marcha en los Parques.


Xavier Turon realizó una presentación del proyecto Metabarpark, mostrando los resultados obtenidos a lo largo del mismo y el potencial de la información genética para labores de monitorización a medio y largo plazo.


Estas Jornadas han sido una ocasión magnífica para compartir experiencias y debatir con colegas científicos y con gestores de los Parques. Entre los asistentes estaba la Dirección del Parque de las Islas Atlánticas (Pepín, Mercedes, Vicente), entre otros muchos conocidos. Fue un placer interactuar con todos ellos. También hay que destacar la buena gastronomía y la espléndida visita al Parque de Tablas de Daimiel que pudimos realizar.





La foto de familia de los asistentes a la Jornadas

METABARPARK en el XIX Simposio Ibérico de Estudios de Biología Marina

Del 5 al 9 de septiembre tuvo lugar el XIX Simposio Ibérico de Estudios de Biología Marina en Oporto (Portugal). Fue organizado por el CIIMAR - "Interdisciplinary Centre of Marine and Environmental Research" -, y reunió a unos 180 investigadores de España, Portugal, y algunos países latinoamericanos.

La página web del Simposio está disponible en http://siebmxixciimar.wixsite.com/business-conferenc-1

Los simposios ibéricos se han celebrado desde 1978, y son una excelente oportunidad para los científicos del ámbito ibérico para encontrarse, intercambiar ideas, y presentar los proyectos en marcha y sus resultados.

Tres miembros de Metabarpark (Owen Wangensteen, Creu Palacín, and Xavier Turon) asistieron al simposio. En él presentaron la comunicación oral "Wangensteen, Guardiola, Palacín, Turon: Molecular biodiversity assessment of marine hard-bottom communities from Spanish National Parks by metabarcoding of COI and 18S" en la que se explicaron los principales resultados del proyecto Metabarpark. La comunicación generó un más que notable interés entre la audiencia, como mostraron las preguntas que se hicieron después de la presentación y las muchas interacciones que siguieron durante el simposio.

Xavier Turon también presentó una conferencia plenaria, titulada "Twenty-five years of genetic studies of the Iberian benthos: retrospect and prospect". Huelga decir que el metabarcoding fue una de las técnicas destacadas durante esa charla.

El bonito logo del XIX SIEBM

Nos lo pasamos muy bien durante la conferencia, e hicimos interesantes contactos de cara a futuros estudios de metabarcoding. ¡Ya esperamos el siguiente Simposio Ibérico en Faro en 2018!

Diferencias significativas entre comunidades con y sin algas invasoras reveladas con metabarcoding

Mientras los datos correspondientes a las campañas del 205 están siendo analizados, queremos compartir los primeros resultados relativos a las comunidades muestreadas con y sin algas invasoras. En las Islas Cíes, comparamos la comunidad fotófila con Cystoseira nodicaulis (como ejemplo de comunidad natural), con muestras equivalentes con el alga introducida Asparagopsis armata. En Cabrera, en la misma pared, pudimos muestrear comunidades fotófilas naturales y la misma comunidad con Lophocladia lallemandii. A más profundidas, obtuvimos muestras de la comunidad esciáfila natural y de manchas dominadas por Caulerpa cylindracea.

Mediante el gen 18S hemos identificado un total de 2937 MOTUs en estas comunidades. Nuestros análisis estadísticos muestran claras diferencias, tanto cualitativas como cuantitativas, entre comunidades equivalentes con y sin algas invasoras. Esto era previsible para las fracciones de talla mayores, pero incluso la fracción más pequeña (organismos entre 1 mm y 65 micras) mostró diferencias significativas. Este rico componente de la biodiversidad no puede ser analizado eficientemente con los métodos convencionales, y con el uso de técnicas genéticas hemos podido cuantificarlo y analizarlo.

El metabarcoding, por tanto, ha revelado cambios en las comunidades afectando incluso a los diminutos meio-organismos (animales, plantas y protistas), y a escalas espaciales muy reducidas (decenas de metros). La presencia de algas invasoras por tanto tiene profundos efectos en la estructura de las comunidades a todas las escalas. Este es uno de los resultados interesantes que estamos encontrando con nuestros datos. Más noticias pronto!

Esta representación gráfica en dos dimensiones (análisis de escalado multidimensional) permite la visualización de las diferencias entre las comunidades con y sin algas invasoras

Los métodos puestos a punto en METABARPARK explicados en un capítulo de libro internacional

Owen Wangensteen y Xavier Turon han sido invitados a escribir un capítulo para el libro "Marine Animal Forests. The Ecology of Benthic Biodiversity Hotspots", de la prestigiosa editorial Springer International Publishing (ISBN: 978-3-319-17001-5), y en el que actúan como editores Sergio Rossi, Lorenzo Bramanti, Andrea Gori y Covadonga Orejas.

En este capítulo, titulado "Metabarcoding techniques for assessing biodiversity of marine animal forests", Owen y Xavier explican los métodos que se han puesto a punto en METABARPARK para trabajar con comunidades de fondos duros usando metabarcoding. Pensamos que es fundamental contribuir a la generación de protocolos estandarizados, y que este libro puede ser una excelente plataforma para comunicar a otros investigadores la experiencia adquirida en los diversos pasos del proceso.

Este capítulo está en proceso editorial en estos momentos, y se espera que sea publicado en los próximos meses.

Las técnicas desarrolladas en METABARPARK, como la separación de las comunidades en fracciones de talla, pueden ser aplicables por otros grupos que desarrollen estudios de metabarcoding en el bentos marino

METABARPARK en el taller “Application of genomic tools for benthic monitoring”

El 4 y 5 de abril, en el Museo de Historia Natural de Ginebra (Suiza), tuvo lugar el taller “application of genomic tools for benthic monitoring of marine environment: from technology to legal and socio-economic aspects”, organizado por el Prof. Jan Pawlowski de la Universidad de Ginebra (http://goo.gl/forms/V9bLHtyJBk).

El forum tenía como objetivo el intercambio de ideas sobre el potencial de las técnicas de eDNA (ADN ambiental) para determinar la biodiversidad y el impacto de las actividades humanas en ella. En el mismo participaron profesionales ambientalistas, miembros de organizaciones internacionales reguladoras, y científicos.

Las presentaciones y las discusiones fueron muy estimulantes, y la idea general es que los indicadores derivados del ADN pueden ser utilizados de forma efectiva en el campo de  la monitorización ambiental (como ya lo son en otras disciplinas). Sin embargo, es necesario un mayor desarrollo y estandarización antes de que se puedan usar rutinariamente de forma conjunta con técnicas basadas en morfología. Se planteó también que puedan sustituir a estas últimas, que son muy lentas, requieren mucho tiempo y dependen de la disponibilidad de taxónomos especialistas, que está disminuyendo en todo el mundo.

Xavier Turon y Owen Wangensteen contribuyeron al taller con la presentación “Issues in metabarcoding of marine bentos”, en la que discutieron sobre diversos aspectos controvertidos, como el uso de ADN o de ARN, la elección entre el gen 18S rDNA o el gen COI, o el uso de umbrales fijos o flexibles para agrupar las secuencias en Unidades Operativas (MOTUs). En la presentación se usaron los resultados del proyecto METABARPARK.

Xavier Turon y Tom Wilding, del Scottish Association for Marine Science, a la entrada del Museo de Historia Animal, con una encantadora mascota!

Trabajando con los datos

Ya hemos procesado las muestras, extraído el ADN, y amplificado los genes seleccionados de las muestras recogidas en los segundos muestreos (2015) realizados en cada Parque. Recibimos las secuencias en noviembre (para el gen COI) y en diciembre (para el gen 18S). Por tanto ya tenemos toda la información genética de los muestreos realizados en 2014 y 2015 en las Islas Cíes y en el Archipiélago de Cabrera.

En los últimos meses hemos estado muy ocupados trabajando en los análisis bioinformáticos de esta gran cantidad de datos. Hemos tenido que adaptar y mejorar los programas disponibles, hemos escrito nuestros propios programas, y hemos probado diferentes opciones a cada paso del proceso.

Ahora mismo estamos redactando el borrador de nuestro primer manuscrito para publicación con los resultados de los primeros muestreos, con la caracterización de la biodiversidad y la comparación de comunidades dentro y entre los Parques. También hemos construido una base de datos global con todas las secuencias obtenidas en 2014 y 2015 que está siendo analizado para determinar los cambios temporales en la estructura de comunidades de ambos Parques. Esperamos tener resultados interesantes pronto!

Tesis de Máster con resultados de Metabarpark

En noviembre del 2015, Manuel Orobitg, estudiante del Máster en Oceanografía y Gestión del Medio Marino de la Universidad de Barcelona, presentó su memoria final de Máster titulada “Morfología vs metabarcoding. Comparación de técnicas de determinación de la biodiversidad en fondos de Maërl”, bajo la supervisión de Xavier Turon, Creu Palacín y Owen Wangensteen.

Imagen de la toma de una muestra de Maërl en las Islas Cíes

En este estudio, Manuel analizó morfológicamente muestras recogidas al mismo tiempo que las de los estudio genéticos en los fondos detríticos de las Islas Cíes y del Archipiélago de Cabrera. Los análisis se centraron en tres de los grupos más representativos: poliquetos, artrópodos y moluscos. Se identificaron al nivel taxonómico más bajo posible, con la ayuda de taxónomos (gracias Daniel Martin i Lídia Delgado), las especies presentes en las fracciones de 10 y 1 mm. Igualmente se obtuvieron valores de biomasa (peso). Los análisis morfológicos detectaron 77, 45 y 44 morfoespecies de poliquetos, artrópodos y moluscos, respectivamente. Por su parte, los estudios genéticos permitieron identificar 182, 245 y 70 MOTUs, respectivamente, en las mismas fracciones de talla. Por tanto, el metabarcoding permitió determinar una mayor diversidad, aunque la precisión taxonómica alcanzada fue mayor con morfología. Por otro lado, todos los parámetros estructurales (curvas de dominancia de biomasa, patrones de alfa- y beta-diversidad) fueron marcadamente diferentes entre los datos de metabarcoding y de morfología, indicando que los dos métodos capturan aspectos diferentes de la estructura de biodiversidad presente. Los inventarios morfológicos tienen a estar cuantitativamente dominados por unas pocas especies, mientras que con metabarcoding se encuentra una distribución más equitativa de la biomasa de los MOTUs dominantes.

Artrópodos obtenidos en la fracción de 1 mm de una muestra