[ad_1]
Два новых исследования, опубликованные сегодня в журнале Текущая биология показать, что экологическая ДНК (eDNA), собранная из воздуха, может использоваться для обнаружения широкого круга видов животных, и предлагает новый, неинвазивный подход к мониторингу биоразнообразия.
Выводы были сделаны двумя независимыми группами исследователей, одна из которых находится в Дании, другая — в Великобритании и Канаде. Обе исследовательские группы решили проверить, можно ли использовать переносимую по воздуху эДНК для обнаружения видов наземных животных. Для этого исследовательские группы собрали пробы воздуха в двух европейских зоопарках: Хамертонском зоопарке в Великобритании и Копенгагенском зоопарке в Дании.
Исследованием в Великобритании руководила доцент Элизабет Клэр из Йоркского университета, Канада, затем старший преподаватель Лондонского университета королевы Марии, а исследование в Дании возглавляла доцент Кристин Боманн из Института глобуса Копенгагенского университета.
Каждая команда использовала свой метод фильтрации эДНК, переносимой по воздуху, но обеим удалось обнаружить присутствие многочисленных видов животных как внутри, так и за пределами двух зоопарков.
Команда Боманна собрала пробы воздуха, используя три разных устройства для отбора проб воздуха; один коммерческий пылесос на водной основе и два нагнетательных вентилятора с прикрепленными фильтрами — самый маленький из этих двух был размером с мяч для гольфа. Они взяли пробы воздуха в трех местах: в конюшне окапи, в доме в тропическом лесу и снаружи между вольерами.
Команда Клэр использовала чувствительные фильтры, прикрепленные к вакуумным насосам, для сбора более 70 проб воздуха в разных местах зоопарка, как внутри спальных мест животных, так и снаружи в общей среде зоопарка.
Результаты обоих исследований превзошли их ожидания.
«Когда мы проанализировали собранные образцы, мы смогли идентифицировать ДНК 25 различных видов животных, таких как тигры, лемуры и динго, 17 из которых были известными видами зоопарка. Мы даже смогли собрать эДНК у животных, которые находились в сотнях метров от того места, где мы тестировали, без значительного падения концентрации, и даже вне закрытых зданий. Животные были внутри, но их ДНК ускользала», — говорит Клэр.
«Мы были поражены, когда увидели результаты, — говорит Боманн. «Всего в 40 образцах мы обнаружили 49 видов млекопитающих, птиц, земноводных, рептилий и рыб. В Доме тропического леса мы даже обнаружили гуппи в пруду, двупалого ленивца и удава. При отборе проб воздуха только на одном открытом участке мы обнаружили многих животных, имеющих доступ к открытому вольеру в этой части зоопарка, например, кеа, страуса и носорога».
Многие из обнаруженных видов содержались в зоопарках, но, что примечательно, обе команды также обнаружили виды из районов, окружающих зоопарк. Евразийский еж, находящийся под угрозой исчезновения в Великобритании, был обнаружен за пределами зоопарка Хамертон, Великобритания, а водяная полевка и рыжая белка были обнаружены вокруг зоопарка Копенгагена. Обе команды также отметили наличие продуктов питания для животных зоопарка, таких как курица, корова, лошадь и рыба. Широкий спектр обнаруженных видов показывает потенциал того, что переносимая по воздуху эДНК может использоваться для обнаружения и мониторинга видов наземных животных в дикой природе. В конечном итоге это поддержит глобальные усилия по сохранению.
«Неинвазивный характер этого подхода делает его особенно ценным для наблюдения за уязвимыми или исчезающими видами, а также за обитающими в труднодоступных местах, таких как пещеры и норы. Нам не обязательно быть видимыми, чтобы мы знали, что они находятся в области, если мы сможем обнаружить следы их ДНК буквально из воздуха», — говорит Клэр. «Отбор проб воздуха может произвести революцию в наземном биомониторинге и предоставить новые возможности для отслеживания состава сообществ животных, а также для обнаружения вторжения неместных видов».
Живые организмы выделяют ДНК в окружающую среду по мере взаимодействия с ней, и в последние годы эДНК стала важным инструментом для обнаружения видов в самых разных средах обитания. Например, анализ эДНК проб воды обычно используется для картирования видов в водной среде. Однако, хотя воздух окружает все на суше, только сейчас эДНК в воздухе стали изучать для мониторинга животных.
Одним из основных моментов при демонстрации образцов нового типа эДНК является обеспечение надежности результатов, поскольку анализы эДНК очень чувствительны и подвержены контаминации.
«Воздух — сложный субстрат для работы, поскольку воздух окружает все, а это означает, что риск загрязнения высок. Мы хотели убедиться, что обнаруженные нами виды были из зоопарка, а не, например, из лаборатории. Чтобы убедиться, что у нас нет загрязняющей ДНК, плавающей в воздухе в лаборатории, мы взяли пробы воздуха внутри лаборатории и секвенировали их», — говорит доктор Кристина Люнггаард, член датской команды.
Для этих ранних исследований ключевое значение имеет возможность воспроизвести работу. Команды ничего не знали о работе друг друга, пока исследования не были завершены, но были в восторге от параллельного характера экспериментов. Клэр и Боманн согласны с тем, что наличие двух независимых групп исследователей, демонстрирующих, что эДНК, переносимую по воздуху, можно использовать для наблюдения за рядом видов животных, значительно повышает эффективность их работы и ясно показывает потенциал метода.
«Мы не думали, что вакуумирование ДНК животных из воздуха сработает, — добавляет Боманн. — Это была наука с высоким риском и высокой наградой, которая могла раздвинуть границы биомониторинга позвоночных. Ясно, что небо — это не предел».
Использование воздушной пробы эДНК в естественной среде потребует дальнейших исследований, чтобы раскрыть весь ее потенциал, но обе исследовательские группы считают, что это может изменить способ изучения и мониторинга биоразнообразия животных.
Обе исследовательские работы: «Измерение биоразнообразия по ДНК в воздухе» под руководством Клэр и «ДНК окружающей среды в воздухе для мониторинга сообщества наземных позвоночных» под руководством Линггаарда были опубликованы сегодня в журнале. Текущая биология.
Примечания для редакторов
Исследовательские публикации:
- «Измерение биоразнообразия по ДНК в воздухе» Элизабет Л. Клэр, Хлоя К. Эконому, Фрэнсис Дж. Беннетт, Кейтлин Э. Дайер, Кэтрин Адамс, Бенджамин МакРоби, Рози Дринкуотер, Джоан Э. Литтлфейр Текущая биология (2021). DOI: 10.1016/j.cub.2021.11.064
- «ДНК окружающей среды в воздухе для мониторинга сообщества наземных позвоночных» Кристина Люнггаард, Мэдс Фрост Бертельсен, Каспер В. Дженсен, Мэтью С. Джонсон, Тобиас Гульдберг Фрослев, Мортен Танге Олсен и Кристин Боманн Текущая биология (2021). DOI: 1016/j.cub.2021.12.014
Для получения дополнительной информации или копии статьи обращайтесь:
Сандра Маклин, отдел по связям со СМИ Йоркского университета, 416-272-6317, sandramc@yorku.ca
Элизабет Клэр, доцент Йоркского университета, eclare@yorku.ca
Софи Маклахлан, менеджер по коммуникациям факультета (наука и техника), Лондонский университет королевы Марии, sophie.mclachlan@qmul.ac.uk
Матиас Трачик, консультант по коммуникациям, факультет здоровья и медицинских наук, Копенгагенский университет, Дания, +45 9356 5835, mathias.traczyk@sund.ku.dk
Связанный
[ad_2]
Source