Неил Геммелл има тајни план за проналажење боравишта чудовишта Нессие из Лоцх Несс-а.
Сличан садржај
- Кључ за заштиту живота на Земљи може бити Барцодинг
- Ускоро би могли да утврдите да ли је ваша акваријска риба уловљена цијанидом
- Пријетљиве врсте? Наука до (генетског) спасења!
- Научници могу рећи која риба живи где се заснива на ДНК у води
Не, заиста, он је то све смислио. Ако у Лоцху живи нешто велико и чудно, то би избацило ћелије пуне ДНК-а као и све друго. Вероватно пуно тога. И иако у референтној библиотеци немамо дино-ДНК да бисмо проверавали узорке, Геммелл, професор геномике на Универзитету Отаго на Новом Зеланду, каже да знамо довољно о томе како би требало да изгледа да бисмо рекли да ли постоји плесиосаур који живи у данашњој Шкотској.
Све што вам треба је начин да утврдите да ли у тим воденим дубинама лебди било који плесиосаур ДНК. Унесите еДНА. Не, то није електронска верзија ДНК. Најједноставније речено, еДНА је оно што научници називају било којим генетским материјалом стеченим из окружења, а не самим бићем. И док се еДНА технички може пронаћи скривена у земљи или ваздуху, вода је посебно згодан медиј јер се може тако лако прикупити, напрезати и смањити.
Извадите чашу воде из дворишта и држите је до светла. Те блатне, вртложне воде пуне су невидљивих трагова живота. Од прљавог рибњака са златним рибицама у тржном центру, до таласа који плове уз морску обалу, свако водено тело је гнојница испраних ћелија. Штавише, научници су недавно осмислили методе помоћу којих могу одсећи ДНК секвенце у тој гнојници како би разликовали плаву ракицу, плавог кита или чак чудовиште из Лоцх Несс-а - а да притом никада не баце поглед на саму животињу.
Да будемо потпуно јасни, Геммелл се не кладио на могућност проналаска плесиосаура у Лоцх Нессу. Али он је вољан да се уложи у моћ еДНК да нам помогне да осмислимо нове стратегије очувања, па чак и да решимо неке од најупорнијих еколошких мистерија нашег времена.
Потенцијал ове технике је огроман: у Хрватској га научници претражују у пећинама за слепог, безбојног воденог саламандра познатог под називом пећински змај или олм. На америчком југоистоку, еДНА нам говори колико је џиновских, тајних водоземаца, познатих као паклених бенда, опало кроз њихов историјски домет. У Азији су истраживачи управо доказали да се еДНА такође може користити за проучавање медуза попут јапанске морске коприве. И у Аустралији су научници открили да се слични тестови могу користити за проучавање мријесћења угроженог Мацкуарие-јастука.
„Заиста не желим да постанем познат као тип који тражи чудовиште из Лоцх Несс-а“, каже Геммелл. "Али мислим да је то велика кука због које ће људи говорити о еДНА."
Без икаквих свиња у Иангтзеу на Институту за хидробиологију при Кинеској академији наука, у граду Вухан, централна кинеска провинција Хубеи, 10. маја 2016. Тренутно, бесконачна популација свиња, према научницима, износи мање од 1.000. (Синхуа / Алами) Да бисте добили представу о томе како изгледа еДНА, замислите да правите хлеб и управо сте расипали гомилу брашна преко пулта. Након што неко време гнетете хлеб, преостало је оно мало прашине? То је у основи оно што може издвојити из литре воде извучене из реке Худсон, каже Марк Стоецкле, виши научни сарадник на Програму за људско окружење Универзитета Роцкефеллер. Само еДНА није бељена. Мушко је смеђе боје.
А за животиње које нису толико хипотетичке као Неллие, материјал који нуди мрљу смеђе заиста обећава. Погледајте научну литературу и видећете да се еДНА већ користи у целом свету како би боље разумели понашање и динамику популације критичних врста.
Један пример је безводна свиња Иангтзе, ноторно тежак предмет проучавања. За почетак је остало мање од 1.050 животиња, чиме је врста добила критично угрожени статус Међународне уније за заштиту природе. Шта више, лисници (као што им име говори) немају леђну перају, што значи да једва пробијају површину када долазе до даха, а кожа им је једнако тамно сиве боје као и воде у којима обитавају.
„Искрено могу рећи да је никада нисам видела у дивљини“, каже Катхрин Стеварт, биологиња са Института за биодиверзитет и динамику екосистема на Универзитету у Амстердаму. Али захваљујући еДНА, то не спречава Стеварта да проучава ову криптичку врсту. „Коришћењем еДНА-е, успели смо да смањимо трошкове и време потребно за свеобухватно и тачно узорковање, што за бригу о очувању увек забрињава, посебно у земљама у развоју где су приоритетизација и новац често низак“, каже она.
Коначно, циљ је да се утврди који фактори највише доприносе паду свиње - и то брзо. Према ИУЦН-у, врста је под "изузетно високим" ризиком изумирања у року од само три наредне генерације. "Бране, шкрге и повећан промет бродом изгледају као добре опкладе, али с обзиром на то колико су животиње тешко пратити, то је није могуће схватити где су последња налазишта врсте и шта ове просторе чини усељивијим од големих река у којима су успевали морски сисари.
Сада, Стеварт ради на развијању начина да еДНА не само открије да ли је нека врста присутна или нема, већ и колико би та врста могла бити у одређеној води. Ови резултати би се затим могли повезати с другим информацијама - на пример, одређеним врстама плена, или близином подручја густих са људским пребивалиштем - да би се утврдило у каквим се условима бесконацна свиња Иангтзе може најбоље поднијети.
„Очигледно је да постоји много мукотрпног рада који иде у оптимизацију еДНА техника за различите врсте и окружења, “ каже Стеварт, „али у највећем делу, то је огроман корак напријед - ако желите, револуција - за очување биологије.“
Иако се њујоршка ријека Худсон можда не чини бастијом биолошке разноликости, то је посебно занимљив и изазован екосистем за истраживаче еДНА. (Гавин Хеллиер / Алами) ДНК је молекул контраста. На неки начин је импресивно издржљиво, преживјети стотине хиљада година заробљени у чврстом камењу или при скоро врелим температурама које се налазе поред хидротермалних отвора дубоког мора (мада не, љубитељи Јурассиц Парка, вероватно не могу да преживе у инсектицидним инсектима милионима година). На друге начине, он је изузетно крхак: ДНК се такође може разградити сунчевом светлошћу, воденим турбуленцијама и одређеним хемикалијама.
Али када се одмах спустите на то, који квалитет осваја?
То је питање на којем су компаније Роцкефеллер са Универзитета Роцкефеллер и његове колеге одговорили прошле године. Тим је провео шест месеци скупљајући недељне узорке воде из две реке Њујорка, да виде шта еДНА може да нам каже о врстама риба које живе тамо. Велика јабука можда неће изгледати као једно од најприступачнијих или најбогатијих водених станишта на Земљи, али Стоецкле каже да улазак свих слатких и сланих вода чини посебно занимљиво и изазовно подручје за испитивање еДНА.
Стоецкле је желио знати: Да ли је ДНК толико робустан да би узорковање луке вратило вртоглави низ врста од планинских водостаја и корита ријека до обалних ушћа, отвореног океана и дубоког мора? Или је ДНК био толико крхки да је нестао или се разградио пре него што смо га могли прикупити и анализирати? Како се испоставило, одговор се налази између.
"Не само да смо пронашли праве врсте риба, већ смо их нашли и у право време", каже Стоецкле. „Зими, када ће вам рибари рећи да није вредно стављати линију у воду, добијамо врло мало или никако еДНА рибе. Затим, почевши од априла и маја, добијамо непрестано повећавајући опоравак ДНК рибе до средине лета када у просечном узорку добијете 10 до 15 врста. "
Другим речима, Стоецкелова открића, објављена у часопису ПЛОСОНЕ за овај април, поново су потврдила оно што већ знамо о миграцијама риба у лукама Њујорка: на пример, да се црни морски пас креће на обалу зими, а у пролеће враћа у луку.
А то је пресудно. Иако би студија вероватно добила пуно више наслова да су пронашли алигатор ДНК који тражи из канализације (или Нессие!), Ови резултати су много важнији, јер се очекују. То је зато што је еДНА још увек релативно нов алат, и ако ће се то схватити озбиљно, потребно га је калибрисати према поузданим подацима прикупљеним методама које би једног дана могао да замени.
Али можда највеће обећање које нуди еДНА? Потенцијал научника да спроводе лудо-цоол науку по лудо-јефтиној цени.
Поглед на Источну реку Њујорка, једно од Стоецкелових сабирних места. (Марк Стоецкле) Већина онога што знамо о миграцијама риба долази од пуштања тона мрежа и провлачења кроз оно што долази или кориштења соларних пингова како би се створио снимак онога што се догађа испод. У мањим потоцима и рекама научници могу користити наелектрисане штапиће за омамљивање риба и других водених створења, омогућавајући им да спроведу релативно темељита испитивања чак и најсмјелијих створења. Али све ове методе захтевају две ствари у великој количини: време и новац.
„Сви који врше истраживања морског живота желе да повећају учесталост и густину узорковања“, каже Јессе Аусубел, један од оснивача и вођа пописа морског живота. Али Аусубел каже да то може коштати између 10.000 и 150.000 долара дневно најам брода, што озбиљно ограничава колико пута научници могу себи приуштити да спусте своје мреже или укључе своје сонарне уређаје.
„Резултат је да постоје велике разлике у ономе што знамо“, каже Аусубел, који је и директор Програма за људско окружење Универзитета Роцкефеллер, где он води групу којој је „Стоецкле“.
Срећом, недавни напредак у технологији секвенцирања ДНК смањио је трошкове повезане са еДНА анализама на приближно 50 УСД по узорку. То значи да научници могу да прикупљају узорке и врше анкете много чешће него што би то могли да приуште користећи традиционалне методе праћења. А за разлику од идентификације врсте на основу њених физичких карактеристика - шкакљиве вештине која захтева мноштво искуства и још увек може да произведе лажне податке - узорке еДНА може релативно лако прикупити свако ко има мало тренинга и стерилни контејнер.
Коначно, за разлику од повлачења мреже, сонара или електро-риболова, узорковање еДНА-е практично није под утицајем. Због тога је техника посебно привлачна за истраживање врста које су већ на конопцима. За Стеварта ово је једна од најбољих ствари када се користи еДНА: Омогућава јој да поставља питања о свињама Иангтзе без додавања још већег промета пловила у њихова станишта.
Стеварт истиче да би еДНА могла бити посебно важна за земље у развоју, јер оне често имају висок ниво ендемизма и повећани ризик од губитка врста, а истовремено имају мање ресурса за улагање у очување. „Иако желимо заштитити што је могуће више биолошке разноликости, реалност је да морамо донијети тешке одлуке о томе гдје и како финансирати очување“, каже она. А помоћу еДНА можемо учинити да та ограничена средства иду још даље.
Штавише, осим очувања познатих животиња, еДНА би такође могла помоћи биолозима да открију скривене врсте које пливају под нашим носом. Давид Лодге, биолог са Универзитета Цорнелл и директор Аткинсон центра за одрживу будућност, указује на потенцијал употребе ове технике у екосуставима попут масивног, још увијек мало претраживаног афричког језера Танганиика. Иако истраживачи знају да језеро обилује разним врстама врста риба, вероватно је далеко више врста још увек неоткривених.
"Верујемо да ћемо открити мрачну разноликост - врсте тамо вани које никада нису описане", рекао је Лож током Смитхсониановог самита о оптимизму о земљи, скупа грађана, научника и активиста који су били оријентисани раније овог месеца.
Стоадка, каменица, очаравајућа ружна врста која се обично налази у лукама Њујорка. (барриерисланднатуралист) У међувремену, они попут Геммелл-а генерирају интересовање за идеју. Геммелл каже да га је, након неколико твитераша о кориштењу еДНА-е за тражење Нессие, више интересовало за прави посао на еДНА-у који ради на Новом Зеланду у последње две недеље, него што је видео за две године како с пажљиво прикупља и тестира узорке воде.
Овај прави рад на еДНА, успут, укључује употребу еДНА за откривање инвазивних морских алги и плаштања пре него што се усвоје у пловним путевима Новог Зеланда. Тренутно, таквих створења заиста постајемо свесни тек када су се ухватили. Али ако би рутинско еДНА тестирање пловних путева открило присуство таквих бића довољно рано, можда ћемо моћи кренути у офанзиву, искорењавајући инвазије готово пре него што оне почну.
Нажалост, лов на шкотска чудовишта вероватно ће морати да сачека док неко не пожели средства за финансирање. Али Стоецкле каже да му се идеја свиђа, а не види никакво техничко ограничење зашто не би функционисало. "Једини проблем, " каже Стоецкле, "је да ли чудовиште из Лоцх Несс-а заиста постоји."
А ако не? То је проблем који чак и научници који користе еДНА не могу решити.
