La cuantificación de la diversidad de especies de peces en entornos marinos tropicales ricos sigue siendo un desafío. La codificación de metabarras de ADN ambiental (eDNA) es una herramienta prometedora para afrontar este desafío mediante el filtrado, la amplificación y la secuenciación de trazas de ADN de muestras de agua. Sin embargo, debido a que la concentración de eDNA es baja en ambientes marinos, la confiabilidad del eDNA para detectar la diversidad de especies puede ser limitada. Usando un enfoque de metabarcoding de eDNA para identificar las Unidades Taxonómicas Moleculares (MOTU) de peces con un solo marcador 12S, nuestro objetivo fue evaluar cómo el número de réplicas de muestreo y el volumen de agua filtrada afectan las estimaciones de biodiversidad.
Usamos un diseño de muestreo emparejado de 30 L por réplica en 68 transectos de arrecifes de 8 sitios en 3 regiones tropicales. Cuantificamos la variabilidad del muestreo local y regional comparando la riqueza de MOTU, rotación composicional y anidamiento composicional. Encontramos una fuerte rotación de MOTU entre pares replicados de muestras realizadas en el mismo lugar, tiempo, Y condiciones. Las muestras emparejadas contenían ensamblajes no superpuestos en lugar de subconjuntos entre sí. Como resultado, las curvas de acumulación de diversidad localizada no saturada sugieren que incluso 6 réplicas (180 L) en la misma ubicación pueden subestimar la diversidad local (para un área <1 km). Sin embargo, el muestreo de la diversidad regional utilizando ~ 25 réplicas en ubicaciones variables (que a menudo cubren 10 s de km) a menudo satura las curvas de acumulación de biodiversidad. Nuestros resultados demuestran la variabilidad de las estimaciones de diversidad que posiblemente surjan de la distribución heterogénea de eDNA en el agua de mar, muy sesgada frecuencias de trazas de eDNA por MOTU, además de la variabilidad en el procesamiento de eDNA.
Esta alta variabilidad composicional tiene consecuencias para el uso del eADN para monitorear los cambios temporales y espaciales de la biodiversidad en los ensamblajes locales. Evitar las detecciones de falsos negativos en futuros esfuerzos de biomonitoreo requiere aumentar las réplicas o el volumen de agua muestreada para informar mejor la gestión de la biodiversidad marina utilizando eDNA.