El Dron que recoge muestras de ADN animal en las copas de los árboles

El cambio climático antropogénico y la expansión humana en hábitats ricos en especies animales han provocado un declive de la biodiversidad mundial, pero cuantificar la gravedad de este deterioro es complejo.

Los ecólogos utilizan cada vez más los rastros de material genético que dejan los organismos vivos en el medio ambiente —el denominado ADN ambiental (ADNe)—, para catalogar y monitorizar la biodiversidad. A partir de estas muestras, los investigadores pueden determinar qué especies están presentes en una zona determinada.

El ADNe marino se obtiene con relativa facilidad a través de muestras de agua. Sin embargo, conseguirlo en hábitats terrestres, como los bosques, no es tarea sencilla.

Científicos de la Escuela Politécnica Federal Zúrich (ETH Zurich, Alemania) y del Instituto Federal de Investigación Suizo (WSL) han creado un dron que puede aterrizar de forma autónoma en las ramas de los árboles para recoger estas muestras.

“Los estudios de ADNe están revolucionando la vigilancia de la biodiversidad porque no son invasivos y pueden detectarse múltiples especies, incluso las más esquivas, a partir de una sola muestra ambiental, ya sea de agua, suelo o aire”, declara Mintchev Stefano, catedrático de Robótica Ambiental de la ETH de Zúrich y la WSL y coautor del estudio que publica la revista Science Robotics.

El experto subraya que “la recogida de las muestras es una de las partes más laboriosas y costosas del flujo de trabajo. Los drones pueden automatizar la recogida de ADNe y obtener información esencial en más lugares y con menos esfuerzo. Este dron es el primer robot diseñado para recoger de forma autónoma ADNe terrestre”.

En total, lo han probado en siete especies de árboles del jardín botánico que rodea el Instituto Federal Suizo de Investigación Suizo. En las muestras encontraron ADN de 21 grupos distintos de organismos, entre ellos aves, mamíferos e insectos. “Esto es alentador porque demuestra que la técnica de recolección funciona”, afirma Mintchev.

Un robot con el equilibrio de un pájaro

Se trata de un dron encapsulado y con cuatro aspas que incorpora una capa exterior adhesiva para capturar el ADNe de los árboles. Pero no todas las ramas son iguales, ya que varían en grosor y elasticidad. Además, se doblan y rebotan cuando un elemento aterriza sobre ellas, lo cual dificulta la obtención de muestras. Por esta razón los científicos han incorporado a su robot sensores de fuerza que le ayudan a posarse y a mantener el equilibrio.

“Nuestro dron controla sus hélices en función de la rigidez de cada rama. Es un procedimiento similar al de las aves, que a menudo utilizan la cola y las alas para cuando aterrizan en ramas muy flexibles”, explica  Mintchev.

Con todos estos accesorios, los científicos proponen este dron como una solución para medir la biodiversidad en ecosistemas terrestres de difícil acceso, como las copas de los bosques.

Un robot de competición

Esta investigación es una prueba de concepto que abre la posibilidad de monitorizar la biodiversidad en los bosques, algo que hasta ahora requería un esfuerzo y un coste considerables.

Los investigadores quieren seguir mejorando el dispositivo para prepararlo para una competición (XPRIZE Rainforest) cuyo objetivo es detectar el mayor número posible de especies diferentes en 100 hectáreas de selva tropical en Singapur en 24 horas.

En las pruebas realizadas en Suiza, el dron recogió material de siete árboles en tres días; en Singapur, debe ser capaz de volar y recolectar muestras de diez veces más árboles en un solo día. Para ello el dispositivo de recogida debe ser más eficaz y movilizarse con mayor rapidez.

Además, la recogida de muestras en una selva natural plantea retos aún más difíciles. La lluvia frecuente arrastra el ADNe de las superficies y el viento y las nubes dificultan el funcionamiento del dron. “Tenemos mucha curiosidad por ver si nuestro método de muestreo también demostrará su eficacia en condiciones extremas en los trópicos”, afirma Mintchev.

Con información de Maria Marín para Agencia SINC