O objetivo desde projeto é o desenvolvimento de um protocolo para a monitorização rápida e fiável da qualidade da água em sistemas lênticos. Estes incluem grandes eixos fluviais, lagos naturais, lagoas salobras costeiras e albufeiras pertencentes a diversas bacias hidrográficas de Espanha. Enre elas, lagunas da Andaluzia, lagunas e albufeiras do Segura, Miño e Guadiana. O Projeto também abrange águas de transição da Andaluzia e da Galiza.

Isto implica um âmbito geográfico mais amplo do que aquele em que o projeto se desenvolve. O nome do projeto é «Investigação e desenvolvimento de protocolos mediante técnicas de metabarcoding para a definação e adaptação de índices biológicos de qualidade de águas baseados em diatomáceas e crustáceos bentónicos». Um projeto concedido à Eurofins Cavendish, S.L., que desenvolve num maior número de tipos de massas de águas.

Para isso, basear-nos-emos em índices de diversidade desenvolvidos com organismos que funcionam como indicadores ecológicos da qualidade ambintal. Esta abordagem tem fins essencialmente pragmáticos: a documentação direta das alterações nos ecossistemas associadas à atividade humana seria dispendiosa e exigiria muito tempo.

Vários protocolos de biomonitorização foram desenvolvidos e integrados na legislação espanhola. Contudo, não são totalmente adequados para ecossistemas lênticos devido aos défices que o estudo desdes organismos implica. De facto, o fitoplâncton, os macroinvertebrados, a flora aquática e a fauna ictiológica servem de base ao desenvolvimento de índices de qualidade ambiental. O problema é que não se encontram sistematicamente em todas as tipologias de massas de águas ou a sua sensibilidade às alterações é discutível.

Além disso, os processos de amostragem costumam ser morosos. Por isso, este projeto visa criar novos índices biológicos baseados em organismos que, atualmente, não são utilizados como bioindicadores, apesar de serem sensíveis a diversas alterações nestes meios.

A identificação das diferentes espécies exige muito tempo e a precisão dos resultados depende, em grande medida, das capacidades taxonómicas do observador. Por isso, a sua utilização como indicadores ecologicos requer um método mais rápido e preciso do que a contagem visual de organismos ao mircroscópio. Assim, é possível documentar de forma mais eficaz a composição das comunidades.

Neste projeto, com o objetivo de desenvolver um índice de qualidade baseado em Arcellinida, será aplicado um protocolo inovador de monitorização da qualidade ambiental baseado em metabarcoding. Este protocolo consiste em inferir a composição das comunidades ambientais através da sequenciação de um ampliação de PCR de um marcador de ADN adequado. Esse marcador, obtido a partir de ADN ambiental extraído de uma amonstra da área de estudo é específico deste grupo de organismos e está a ser desenvolvido no Real Jardín Botánico de Madrid.

A aplicação desta abordagem ao monitoramento ambiental tem sido impulsionada pelo desenvolvimento de novas tecnologias de sequenciação de alto rendimiento (SAR), como Illumina MiSeq.

Esta tecnologia fornece de milhares a milhões de leituras de sequência, permitindo o processamento simultâneo de centenas de amostras e a identificação dos organismos a nível específico, aumentando significativamente a sensibilidade das análises de qualidade ambiental.

Paralelamente, a implementação de novos métodos de análise de dados baseados em machine learning supervisionado aumentará a precisão na avaliação da qualidade ambiental. As vantagens deste protocolo são múltiplas: permite analisar rapidamente a diversidade de várias centenas de amostras em simultâneo.

A aplicação da técnica de metabarcoding ultrapassará as limitações dos métodos convencionais de estudo das comunidades biológicas: permite obter facilmente amostras de sedimentos de águas lênticas sem necessidade de pessoal altamente especializado.

Há que referir que o uso desta metodologia molecular inovadora é uma ferramenta, e não um fim em si mesma, para obter uma lista taxonómica que servirá de base para o desenvolvimento do índice biológico proposto. Neste ponto, partilha a mesma ferramenta com o “Projeto de adaptação de índices biológicos”, embora o objetivo difira de forma significativa.