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Water quality biomonitoring combining AI and environmental genomics

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Las herramientas basadas en el ADN podrían revolucionar la vigilancia hídrica

Las herramientas de biovigilancia basadas en el ADN podrían simplificar las evaluaciones de la calidad del agua y convertirlas en más rentables y mucho menos invasivas, lo cual ahorraría costes y sería beneficioso para el medio ambiente.

La calidad del agua es esencial para nuestro bienestar. El estado de los ecosistemas acuáticos, tales como ríos, lagos y aguas costeras, repercute directamente sobre la salud humana, el desarrollo de la sociedad y el crecimiento económico. Al fin y al cabo, nuestra propia existencia depende del acceso al agua potable. En las últimas décadas, el crecimiento económico e industrial ha creado una gran presión sobre nuestros recursos hídricos y provocado una disminución general de la calidad del agua. Evaluar los efectos de las actividades humanas sobre los ecosistemas acuáticos es un paso fundamental para tomar medidas de protección y reparación medioambiental eficaces.

Herramientas de vigilancia de última generación

Sin embargo, los métodos tradicionales de evaluación —vigilar e inventariar la biodiversidad, tomar muestras e identificar los organismos— pueden ser destructivos para el medio ambiente. Además, los procedimientos actuales suelen ser laboriosos, costosos y lentos. «Por este motivo, las herramientas de identificación basadas en el ADN podrían suponer una verdadera revolución en el campo de la biovigilancia», señala la coordinadora del proyecto AquaGen, Alina Pawlowska, de ID-Gene Ecodiagnostics (Suiza). «Estas herramientas permiten que detectar las especies objetivo e inventariar la biodiversidad sea más sencillo, más rápido y menos costoso. Por ejemplo, ahora es posible identificar todas las especies de peces que habitan en un lago con solo analizar el ADN aislado a partir de unos pocos litros de agua». Con vistas a alcanzar todo el potencial que ofrece la tecnología basada en el ADN aplicada a la vigilancia medioambiental, Pawlowska y su equipo determinaron que esas herramientas tenían que ser totalmente accesibles y comprensibles para los gestores medioambientales sobre el terreno. Para lograrlo, el proyecto AquaGen aspiraba a comercializar una plataforma de uso sencillo basada en la web. Esta plataforma combinará la genómica ambiental con tecnologías de aprendizaje automático para predecir el estado ecológico de los ecosistemas acuáticos a partir de muestras muy pequeñas. Pawlowska explica: «El proyecto se inspiró en conversaciones con los gestores medioambientales. Estas personas estaban claramente interesadas en usar nuevas herramientas genómicas, pero su complejidad se lo impedía. Por lo tanto, queríamos construir una plataforma que resultara fácil de usar y estuviera diseñada de tal forma que fuera sencillo interpretar los resultados».

Una futura tecnología ecológica

Uno de los principales objetivos de este proyecto financiado con fondos europeos, de cuatro meses de duración, era evaluar la viabilidad de la plataforma AquaGen, desde un punto de vista tanto técnico como comercial. Pawlowska añade: «Se trataron los aspectos tecnológicos con varias empresas informáticas. Como resultado, se obtuvo una especificación técnica en la que se estimaron los costes, se definió una cronología y se identificaron posibles proveedores de servicios». En cuanto a la comercialización, el proyecto facilitó la organización de varios talleres y sesiones de formación, que permitieron a la empresa determinar que el modelo de «software» como servicio (SaaS) sería la mejor estrategia comercial. Este modelo conlleva pagos periódicos continuos como contraprestación por el uso de una aplicación. Pawlowska afirma: «Nuestros estudios de viabilidad también mostraron que construir la plataforma AquaGen era posible y que, además, no sería excesivamente costosa. Existe una demanda creciente de instrumentos innovadores para evaluar el impacto ambiental». Los estudios también subrayaron la importancia de adoptar nuevas tecnologías basadas en el ADN en el marco de la reglamentación ambiental europea. «Creemos firmemente que las herramientas genómicas están en una posición ideal para ser la tecnología ecológica de elección para vigilar los ecosistemas acuáticos europeos», añade. «Dado el creciente interés de la sociedad en la salud medioambiental, la biodiversidad y el desarrollo sostenible, en el futuro estos instrumentos se convertirán en elementos esenciales para la biovigilancia medioambiental. Los proyectos pioneros como AquaGen se situarán a la vanguardia del mercado emergente de la biovigilancia basada en el ADN».

Palabras clave

AquaGen, ID-Gene, agua, ADN, biovigilancia, biodiversidad, acuático, ecosistema, ambiental

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