Descripció del projecte
Las actividades antrópicas están impactando negativamente la calidad y diversidad de los ecosistemas en todos los rincones del mundo. Tradicionalmente, los estudios para determinar esta pérdida de calidad se han basado en la identificación taxonómica de las especies presentes en la comunidad. Esta aproximación presenta serias limitaciones, como la necesidad de un amplio conocimiento y experiencia taxonómica o un largo tiempo de procesado de las muestras. La reducción del coste de secuenciación masiva ha llevado al uso de técnicas de metabarcoding (es decir a la secuenciación de alto rendimiento (HTS) de códigos de barras de ADN) en la caracterización de las comunidades de agua dulce, mostrándose como alternativa a las aproximaciones tradicionales basadas en la morfología. Sin embargo, aún queda mucha incertidumbre en su aplicación rutinaria, tanto des de un punto de vista fundamental (p.e. librerías incompletas, uso para la determinación de la diversidad genética intraespecífica a nivel de comunidad) como aplicado (p.e. uso en conservación o evaluación de la calidad biológica). En el marco de esta tesis doctoral se utilizarán técnicas de taxonomía tradicional, metabarcoding y modelización para evaluar el uso de las herramientas moleculares des de un punto de vista fundamental y aplicado. En concreto, los objetivos de la tesis son:
1) Analizar patrones de diversidad de plecópteros y tricópteros en ríos de alta montaña. Se elaborarán mapas de diversidad genética, taxonómica, funcional y filogenética en Pirineos, y se analizarán los patrones encontrados. Los datos genéticos y taxonómicos se generarán con herramientas de metabarcoding, mientras que los datos funcionales y moleculares se compilaran de repositorios existentes (p. ej. Freshwaterecology.info, GenBank).
2) Modelización de la diversidad genética intraspecífica considerando futuros escenarios de cambio climático en diferentes zonas de alta montaña del mundo. Los datos de diversidad genética obtenidos en el primer objetivos para los tricópteros de los Pirineos y las otras zonas de alta montaña del mundo (Alpes austríacos, Andes peruanos y Talamanca en Costa Rica) se utilizarán para modelar patrones futuros e identificar zonas y linajes más vulnerables a la pérdida de diversidad genética.
3) Establecer nuevas rutinas para analizar resultados de metabarcoding para su uso en conservación. Los datos obtenidos en los objetivos anteriores, se usarán para identificar, mediante análisis estadísticos y herramientas de planificación sistemática, las zonas prioritarias en Pirineos para la conservación tanto de la diversidad genética como taxonómica, funcional y filogenética.
4) Desarrollo de protocolos basados en técnicas de metabarcoding para el biomonitoreo de ríos mediterráneos. Se testarán diferentes metodologías de campo, laboratorio molecular y bioinformática con muestras procedentes de organismos recolectados o DNA ambiental (agua, sedimento y en sustratos artificiales de retención) para la optimización de rutinas de biomonitoreo. Estas metodologías se testarán tanto en ríos permanentes como temporales, y en todas sus fases, con un énfasis especial en la fase de pozas desconectadas.
5) Validación de los protocolos basados en técnicas de metabarcoding para el biomonitoreo de ríos mediterráneos. Utilizando la información obtenida en el objetivo anterior, se desarrollarán métricas para la determinación de la calidad biológica de ríos mediterráneos. Los protocolos y las métricas obtenidas se aplicarán a diferentes tipologías de ríos mediterráneos, se compararán con los obtenidos con los métodos tradicionales, y con los resultados obtenidos usando otras comunidades biológicas (i.e. diatomeas).
