Droni e genetica rivoluzionano la ricerca sulla biodiversità

Il Politecnico federale di Zurigo sta conducendo una ricerca che unisce due campi di studio apparentemente distanti, ma in realtà complementari: la robotica e la genetica. La squadra di ricercatori si è posta l’obiettivo di sviluppare una tecnica innovativa che accelera notevolmente la raccolta di dati sulla biodiversità utilizzando droni per la raccolta di campioni di DNA ambientale (eDNA).

L’eDNA, o DNA ambientale, è il materiale genetico rilasciato nell’ambiente da tutte le forme di vita. Può essere trovato nell’acqua, nell’aria, nel terreno e sulle superfici delle piante. L’analisi dell’eDNA è un settore di ricerca in rapida crescita, poiché ha aperto possibilità straordinarie per ottenere informazioni sulla presenza e sulla diversità delle specie in un determinato ambiente. In passato, per catalogare le specie presenti in una regione, gli scienziati dovevano recarsi fisicamente sul campo e individuarle direttamente. Tuttavia, grazie all’analisi dell’eDNA, è ora possibile estrarre una quantità incredibile di dati da un semplice campione d’acqua o da un materiale adesivo posizionato tra le fronde degli alberi.

La squadra dell’università, guidata dalla professoressa di genetica Kristy Deiner, sta sperimentando un mini-laboratorio portatile che consente il sequenziamento dell’eDNA direttamente sul campo in poche ore. Questo approccio è stato potenziato e reso ancora più accessibile durante la pandemia di COVID-19, quando i laboratori “pop-up” per l’individuazione del virus sono diventati comuni. Ciò ha spinto alla ricerca di soluzioni per rendere la strumentazione meno costosa e più adatta all’uso in luoghi con risorse limitate, come le foreste remote o le aree selvagge.

La sfida per la squadra era trovare il modo più efficiente per raccogliere i campioni di eDNA. E qui entrano in gioco i droni. Stefano Mintchev, un esperto di robotica, è entrato a far parte del progetto e ha sviluppato droni modificati per raccogliere l’eDNA dall’aria o utilizzare una sonda speciale per catturarlo dalle foglie e dai rami delle piante. I droni sono stati equipaggiati con dispositivi in grado di filtrare e raccogliere l’eDNA, che poi viene trasportato al mini-laboratorio per l’analisi.

La tecnologia è stata testata nello zoo di Zurigo, nella Masoala Hall, un ambiente ricco di biodiversità che ospita oltre 40 diverse specie animali e 500 specie di piante. Questo è stato un campo di prova essenziale per testare l’efficacia della tecnica e verificare se l’eDNA raccolto corrispondesse alle specie presenti nell’area.

Le applicazioni di questa tecnica sono plurime. Ad esempio, potrebbe essere utilizzata in agricoltura per individuare rapidamente la presenza di malattie e parassiti dannosi nelle coltivazioni. Inoltre, l’utilizzo di droni per raccogliere campioni di eDNA consente l’accesso a zone troppo dense, remote o pericolose per gli esseri umani.