Monitoraggio del lupo: Cambiamenti nell'analisi del DNA

Comunicato stampa, 18.07.2023:

Da molti anni, l'Ufficio federale dell'ambiente ha incaricato la fondazione KORA e il Laboratorio di Biologia della Conservazione (LBC) dell'Università di Losanna di effettuare il monitoraggio nazionale dei grandi predatori, allo scopo di seguire l’evoluzione degli effettivi di lupo sul territorio svizzero. Per raggiungere questo obiettivo KORA lavora in stretta collaborazione con i cantoni. Al fine di garantire un coordinamento nazionale uniforme, tutti i campioni genetici di lupi raccolti dal 1998 sono inviati dai cantoni alla fondazione KORA. Questi campioni vengono registrati nel database, classificati in base alla priorità e successivamente una parte di essi viene trasmessa in modo anonimo al LBC per l'analisi.

Funzionamento generale delle analisi
Per identificare geneticamente gli individui, il LBC analizza il DNA presente nei campioni invasivi e non invasivi. I metodi genetici utilizzano due tipi di DNA, che si trovano nei mitocondri (organuli situati nel citoplasma delle cellule e responsabili del rifornimento energetico delle cellule) e nel nucleo cellulare. La determinazione della specie avviene inizialmente tramite l'analisi di una sequenza presente nel DNA mitocondriale. Successivamente, l'analisi di diversi marcatori genetici nel DNA nucleare (chiamati microsatelliti) consente di stabilire un profilo genetico individuale. L'analisi di una sequenza localizzata sui cromosomi sessuali X e Y consente inoltre di determinare il sesso dell'individuo. Nell'identificazione degli individui in base ai profili genetici (genotipizzazione), maggiore è il numero di marcatori genetici utilizzati durante l'analisi, maggiore è l'affidabilità della determinazione.

Le sfide delle analisi del DNA non invasivo
I campioni raccolti in modo non invasivo, come feci, urine o saliva, sono prelevati da materiale depositato sul terreno dagli animali durante il loro passaggio e rappresentano una grande sfida per l'analisi in termini di qualità e quantità di DNA. Questi campioni consentono di evitare la cattura e persino l'osservazione dell'animale e costituiscono la maggior parte dei campioni ricevuti da KORA. Tuttavia, solo laboratori altamente specializzati possono effettuare tali analisi.

Questi campioni spesso forniscono un genotipo non ottimale, poiché il DNA è presente in quantità molto basse e spesso di scarsa qualità. La degradazione del DNA a causa delle condizioni ambientali come umidità o raggi UV, così come la contaminazione da parte del DNA di altre specie, può essere la causa di ciò. Inoltre, durante l'analisi di questi campioni non invasivi, la genotipizzazione individuale deve essere ripetuta più volte al fine di ottenere un genotipo affidabile. In questo caso, se la genotipizzazione viene effettuata con un numero limitato di marcatori genetici, vi è una maggiore probabilità che il risultato venga mal interpretato. Infatti, basta un solo marcatore interpretato erroneamente a causa della sua scarsa qualità per creare un nuovo genotipo e quindi un nuovo individuo. D'altra parte, quando nelle analisi vengono presi in considerazione molti marcatori, diventa statisticamente improbabile che due individui differiscano solo per 1 o 2 marcatori genetici. Di conseguenza, i risultati sono più facili da interpretare.

Miglioramento del metodo
Dal 1999 al 2008, il LBC ha utilizzato 6 marcatori genetici. Nel corso del tempo, la tecnologia e il metodo sono stati migliorati, tanto che il numero è aumentato a 8 dal 2008 al 2013, poi a 11. Il 2022 segna un grande progresso nel metodo di analisi, poiché il LBC ha sviluppato una nuova tecnica (basata sul sequenziamento del DNA di nuova generazione) e utilizza 22 nuovi marcatori genetici (più un marcatore per il sesso) per determinare i genotipi degli individui. A causa di questi cambiamenti, è stato necessario riesaminare l'intero database dei profili del DNA individuale (1999-2021) al fine di creare un collegamento tra il vecchio e il nuovo approccio. Il riesame di tutti i lupi identificati in passato con il nuovo metodo ha portato ad alcune precisazioni e correzioni. È stata anche migliorata la rilevazione di miscele accidentali di DNA (ad esempio tra due lupi o tra un lupo e una volpe o tra un lupo e un cane).

Modifiche
Modifica del numero di identificazione individuale
L'aumento a 22 marcatori genetici ha permesso, in alcuni casi, di riconoscere che due individui precedentemente considerati diversi in realtà sono lo stesso lupo. Per altri casi, il nuovo approccio ha reso possibile una migliore precisazione del loro sesso. Di conseguenza, i numeri di identificazione e il sesso di alcuni individui hanno dovuto essere modificati.

Modifiche dovute al miglioramento del riconoscimento di miscele di DNA
Alcuni genotipi subottimali, che in precedenza erano stati rilevati in un singolo campione, si basavano in realtà su una miscela di DNA. Ciò accade, ad esempio, quando un cane contamina un campione di escrementi di lupo. Gli individui attribuiti a questi genotipi unici sono stati quindi rimossi dal database svizzero dei lupi a causa della mancanza di una chiara attribuzione.

Potenziali miglioramenti futuri
Per ottenere una determinazione più affidabile dei profili di DNA individuali, il LBC migliora e adatta costantemente i propri metodi di laboratorio e di analisi statistica, che possono sporadicamente portare ad ulteriori precisazioni.
 

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