PopCOmics: Biodiversidad marina y genómica

Proyecto CEAB

PopCOmics

The goal of the project PopCOmics is to tackle current challenges in marine biology research with genomic techniques; from analyses of populations of keystone species in Mediterranean ecosystems (engineer, vulnerable, commercial and introduced species) to changes in biodiversity as a response to impacts at the community and holobiont levels.

El proyecto PopCOmics pretende abordar retos actuales de la investigación en biología marina con herramientas genómicas. Dichos retos van desde el análisis de poblaciones de especies representativas de los ecosistemas mediterráneos (ingenieras, vulnerables, comerciales e introducidas) hasta cambios en la biodiversidad como respuesta a impactos ambientales a distintos niveles de complejidad (comunidades y holobiontes). Los tres primeros descriptores de Buen Estado Ambiental de la Directiva Marco de la Estrategia Marina de la UE de 2010 son el mantenimiento de la diversidad biológica, el control de la introducción de especies foráneas y el estado de las poblaciones de peces comerciales. La investigación en esos tres campos se puede beneficiar notablemente de herramientas genómicas derivadas de tecnologías de secuenciación masiva.
PopCOmics se orienta a estos tres desafíos y se basa en la experiencia previa de los equipos solicitantes en el uso de herramientas genómicas: la obtención de marcadores en todo el genoma mediante Genotipado por secuenciación (GBS), que permite analizar la diversidad y estructura genética poblacional, y la secuenciación masiva de amplicones del ADN presente en la comunidad, que permite la caracterización de la biodiversidad a diversos niveles (desde los simbiomas hasta las comunidades).
Específicamente, nuestra investigación se orientará a la aplicación de ambas técnicas a dos objetivos: 1) Estimar la diversidad, conectividad y adaptación en poblaciones de especies clave para los retos de la sociedad usando marcadores genómicos, 2) Estudiar los cambios en la biodiversidad como respuesta a los impactos ambientales a nivel de comunidades (metabarcoding) y del holobionte mediante secuenciación de amplicones de ADN.
El objetivo 1 comprende 4 tareas que utilizarán GBS. En la tarea 1.1 se analizará la diferenciación poblacional y la adaptación de una especie termófila e ingeniera en los ecosistemas bentónicos. En la tarea 1.2 se realizará un análisis poblacional y evaluación de stocks de una especie amenazada, reuniendo el conocimiento necesario para su manejo y conservación. En la tarea 1.3 se estudiaran tres especies de peces comerciales con diferentes capacidades de dispersión colectados en seis poblaciones a lo largo del mismo gradiente ambiental, y combinando información de su genotipo y fenotipo en fases tempranas. En la tarea 1.4 se estudiarán poblaciones de dos especies introducidas combinando su información genómica con la de poblaciones nativas, para evaluar las vías de colonización y las capacidades de adaptación de las mismas.
El objetivo 2 incluye 3 tareas en las que se utilizará secuenciación masiva de amplicones de ADN. En la tarea 2.1 se desarrollará un sistema de alerta temprana para detectar especies introducidas usando colectores en puertos e instalaciones de acuicultura. En la tarea 2.2 se analizarán comunidades de sustrato duro del Mediterráneo Ibérico, para generar inventarios exhaustivos (desde protistas hasta macroorganismos) que sirvan como base de referencia para biomonitorización de cambios. Es imperativo empezar a generar bases de datos genéticos a largo plazo, y este proyecto es el primer paso en este sentido. En la tarea 2.3 se estudiará la capacidad de adaptación de invertebrados clave (esponjas y una ascidia introducida) mediada por sus simbiontes (procariotas y eucariotas), caracterizando cambios en el simbioma y su funcionalidad en respuesta a gradientes térmicos y de eutrofización.

Petrosia ficiformis (esponja) con nudibranquios depredadores (Peltodoris atromaculata). Autor: Xavier Turon

Comunidad coralígena. Autor: Xavier Turon