Development and Evaluation of an Active Airborne eDNA Sampling Protocol for Terrestrial Biodiversity Monitoring

This thesis is framed within the recent advances in the application of environmental DNA (eDNA) as a tool for biodiversity monitoring in terrestrial ecosystems. The work focused on the development and evaluation of an experimental protocol for the collection of airborne eDNA, based on an active condensation system. A portable dehumidifier was employed as a sampling device and tested across a range of contexts, from controlled environments to complex greenhouse ecosystems and natural alpine sites, in order to assess its feasibility, versatility, and potential applications. The sequencing output was analyzed within a metabarcoding framework using multiple molecular markers, with bioinformatic processing performed in QIIME2 and supported by curated reference databases. This approach was designed to evaluate both the efficiency of the sampling method and the reliability of taxonomic assignment across diverse conditions. Beyond testing the technical feasibility of the system, the study aimed to explore its potential role as a cost-effective and accessible alternative to conventional airborne eDNA devices, contributing to the establishment of more standardized protocols for terrestrial biodiversity assessment.

Questo elaborato di tesi si inserisce nel contesto dei recenti sviluppi legati all’applicazione del DNA ambientale (eDNA) come strumento per il monitoraggio della biodiversità in ecosistemi terrestri. Il lavoro si è focalizzato sulla messa a punto e valutazione di un protocollo sperimentale per la raccolta di eDNA aerodisperso, basato su un sistema di condensazione attivo. A tal fine è stato impiegato un deumidificatore portatile come dispositivo di campionamento, testato in una varietà di contesti, da ambienti controllati a serre complesse e siti alpini naturali, con l’obiettivo di valutarne la fattibilità, la versatilità e le possibili applicazioni. I dati di sequenziamento sono stati analizzati attraverso un approccio di metabarcoding basato su diversi marcatori molecolari, con elaborazione bioinformatica effettuata in QIIME2 e supportata da database di riferimento curati. Tale approccio è stato pensato per valutare sia l’efficienza del metodo di campionamento sia l’affidabilità dell’assegnazione tassonomica in condizioni ambientali eterogenee. Oltre a testare la fattibilità tecnica del sistema, lo studio ha mirato a esplorarne il potenziale come alternativa economica e accessibile ai dispositivi convenzionali di campionamento di eDNA aerodisperso, contribuendo alla definizione di protocolli più standardizzati per la valutazione della biodiversità terrestre.