Замислите да проучавате животиње а да их не видите. Звучи смијешно? Људима попут нас, који су се први пут занимали за биологију јер волимо животиње и уживамо у њиховом проучавању, да, то звучи као лоша ствар. Ипак, ако размишљате о томе шта форензички истражитељи раде када траже ДНК доказе на месту злочина или шта лекари раде када открију патоген у крви пацијента, управо је то: они откривају животне форме а да их не виде.
Сличан садржај
- Права наука иза мегалодона
ДНК је животни плави отисак. Присутан је у готово сваком организму на Земљи, а обично га проучавамо екстрахирањем из комада ткива или узорка крви. Али ДНК, заиста, постоји свуда: животиње га испуштају стално, када се огребају, када се ослободе урина, јаја, слине, излучевина и, наравно, када умру. Свако окружење, од вашег кревета до најдубљих удубина океана, препуно је „биолошке прашине“, углавном ћелијског материјала, који садржи ДНК организама који су га оставили. То називамо „животном средином ДНК“ или еДНА.
Помоћу све брже, тачније и приступачније технологије, научници су последњих година започели секвенционирање тог трага ДНК из многих окружења. А овај „микро“ приступ се чак показао и корисним научницима који истражују окружења огромна попут океана.
Џудит плива с чекићем на Бахамима: ајкуле је тешко истражити и пратити јер је оцеан толико простран. (Ницоло Роццатаглиата, аутор приложен) Многе морске животиње су велике, ретке, неухватљиве и веома покретне. Морски пси су очигледан пример: у океанима они чине мали део биомасе, већину њих је прилично тешко ухватити, а они су у сукобу са људима откад смо се почели бавити морем. Са неколико изузетака, они нас избегавају, а многим људима је претила изумирање.
Због тога смо мислили да би било занимљиво видети да ли бисмо само узорковањем неколико боца воде из оцеана (и фрагмената ДНК-а у њој) могли брзо пресликати присуство и дистрибуцију морских паса, не бавећи се дивљим прогонима или запошљавајући време и ресурсе. методе интензивног риболова морских паса Сретни смо кад смо сазнали да је то заиста могуће и да су различите врсте могле да се открију у различитим географским регионима, мада би подручја која су била под већим утицајем људи показала слабо присуство морских паса.
Узорковање Стефано у Белизеу (Џудит Баккер, аутор) Али права мера ефикасности овог приступа еДНА-и за надгледање морских паса откриће се само у супротности са утврђеним, испробаним методама, као што су визуелни пописи роњења или бацили подводне снимке камера.
То је био фокус наше најновије студије, спроведено са колегама са седишта у јужном Тихом океанском архипелагу Нове Каледоније, Француске, Аустралије и САД, а сада објављено у часопису Сциенце Адванцес . Резултати су били врло узбудљиви: 22 узорка воде прикупљена током неколико недеља открила су више морских паса него стотине мамца подводних опажања током две године, а хиљаде роњења током деценија. Скоро половина врста откривених ДНК из окружења уопште није могла бити пронађена традиционалним методама. И док је еДНА могла открити присуство морских паса у око 90 процената узорака, подводне камере могле би да управљају са нешто више од 50 процената, а роњења око 15 процената.
Нова Каледонија: само 22 узорка воде еДНА (црвене звезде) открили су више морских паса од бројних снимака камера (плава) или роњења (зелени). (Боуссарие и Баккер и остали (2018)) Занимљиво је да је еДНА надмашила остале методе и у нетакнутим и на угроженим подручјима. Распон врста морских паса откривен је чак и у прометним, бучним и осиромашеним местима, где се мислило да су истјерани. Ово сугерише да је нека „мрачна разноликост“ и даље присутна у облику остатака појединаца и група којима је потребна заштита. Слично томе, еДНА може помоћи откривањем изгледа новоотворених, страних врста које проширују свој асортиман. Све ово је добра вест за све и то је разлог зашто.
С обзиром на брзину и ефикасност узорковања еДНА, много већи део мора се може прегледати у краћем времену како би се прикупио преглед образаца разноликости на великим површинама и стаништима, дуж различитих градијената и у различито време. Потенцијално, могли бисмо брзо да изградимо мапе разноликости врста и да их употребимо за креирање предиктивних модела и идентификовање фактора који утичу на разноликост, док се методе развијају за побољшање квантитативног аспекта детекције еДНА, такође и код других каризматичних врста. Све ће то бити од велике помоћи онима који морају осмислити планове заштите кључних станишта и екосистема.
Наука о ДНК о животној средини се и даље брзо развија. Базе података које користимо за подударање с непознатим секвенцама дохваћеним из мора морају бити обогаћене новим ДНК референцама многих постојећих врста - свако истраживање више врста еДНА до данас открило је велике количине секвенци које се не могу упоредити ни са једном референцом. Значајан део њих припада организмима које научници тек треба да опишу.
Тренутно доступне „ДНК сонде“ мораће да постану дуже јер кратки низови понекад не могу разликовати блиско повезане врсте. На пример, морска ајкула делила је неке идентичне секвенце са сивом гребеном морског пса дуж протекционог дела ДНК коришћеног у нашој студији. Ипак, све почетне индикације указују на то да нас овај приступ може приближити разумевању и бољем управљању највећим екосуставом на Земљи.
Овај чланак је првобитно објављен у часопису Тхе Цонверсатион.
Стефано Мариани, Катедра за конзервативну генетику, Универзитет у Салфорду
Јудитх Баккер, научна сарадница, науке о животној средини и животном науку, Универзитет у Салфорду
