„Didžiulis aplinkos DNR projektas padarys rekordinį biologinės įvairovės vaizdą visame pasaulyje.
Vykdydami pirmąjį tokio pobūdžio projektą, mokslininkai naudojasi piliečių mokslo galiomis, rinkdami DNR mėginius iš šimtų ežerų visame pasaulyje. Gauta aplinkos DNR (eDNR) talpykla bus ne tik didžiausia per vieną dieną surinkta iš vandens aplinkos – ji gali sudaryti išsamesnį vaizdą apie biologinės įvairovės būklę visame pasaulyje ir pagerinti mokslininkų supratimą apie rūšių judėjimą.
Mokslininkai vis dažniau naudoja eDNR, kurią išskiria visi organizmai, norėdami įvertinti rūšių buvimą tam tikroje aplinkoje. Tyrėjai parodė, kad jį galima pigiai ir efektyviai išgauti iš vandens1, dirvožemio2, ledo šerdžių3 ir filtrų iš oro stebėjimo stočių4. Ji netgi buvo naudojama aptikti nykstančias rūšis, kurios nebuvo pastebėtos daugelį metų, įskaitant Brazilijos varlių rūšį (tariamai priskirtą Megaelosia bocainensis), kuri, kaip tyrėjai manė, išnyko septintajame dešimtmetyje5.
Kristy Deiner, aplinkosaugos mokslininkė iš Šveicarijos federalinio technologijos instituto (ETH) Ciuriche, vadovaujanti didžiuliam ežero projektui, sako, kad eDNA yra „paradigmos pokytis“, kaip mokslininkai stebi biologinę įvairovę. Deiner tyrimų grupė jau gavo paraiškas iš daugiau, nei 500 žmonių iš 101 šalies dalyvauti, renkant eDNR iš vietinių ežerų ir siunčiant mėginius į ETH Ciurichą.
Šie pasaulinio masto projektai „tikrai tai, ko reikia eDNA bendruomenei“, sako Philipas Francisas Thomsenas, aplinkos mokslininkas iš Danijos Orhuso universiteto ir ežero projekto savanoris.
„Įtraukdami piliečius ne tik padidiname geografinę atrankos apimtį, bet ir skatiname visuomenės nuosavybės jausmą ir supratimą apie pasaulines biologinės įvairovės problemas“, – sako Cátia Lúcio Pereira, projekto koordinatorė, dirbanti su Deiner ETH Ciuriche.
Palaima biologinei įvairovei
Nors eDNA paprastai laikoma palaima biologinės įvairovės stebėjimui, mokslininkai pripažįsta, kad ji nėra tobula. Pavyzdžiui, DNR iš tam tikros vietos gali kilti iš rūšies, kuri tik trumpam perėjo regioną, o ne ten gyveno. Ir mokslininkai neturi aiškaus supratimo apie tai, kaip tokie veiksniai, kaip DNR patekimas į mikrobų veiklos sritį, aukšta temperatūra ir ultravioletinė spinduliuotė pablogina genetinę medžiagą, kai ji buvo išskirta, arba kaip šie veiksniai gali pakeisti aptiktų rūšių sąrašą.
Deiner pripažįsta apribojimus, tačiau teigia, kad eDNA stebėjimo technologija nuėjo ilgą kelią nuo tada, kai ji buvo pirmą kartą panaudota prieš dešimtmečius.
Ji ir jos komanda turi planą atidžiai tvarkyti gautus mėginius, išskirti jų genetinę medžiagą ir amplifikuoti augalų ir gyvūnų DNR, kad nustatytų rūšių buvimą.
Deiner taip pat nebūtinai mano, kad eDNR perkėlimas iš vieno regiono į kitą yra neigiamas dalykas – tai netgi gali būti panaudota jos naudai. Ji pradėjo tirti, kaip eDNA juda upėse maždaug prieš dešimt metų. Ji teigia, kad genetinė medžiaga gali tekėti iš dirvožemio, upėmis žemyn ir į ežerus, todėl šie vandeningi baseinai yra ideali vieta mėginiams, iš kurių galima susidaryti vaizdą apie viso regiono ar baseino rūšių įvairovę.
Jos projektas, pavadintas LeDNA, kuris reiškia ežero eDNA, siekia įrodyti, kad ežero eDNR atstovauja ne tik ežere gyvenančioms rūšims, bet ir sausumos gyvūnams, gyvenantiems prie upių, kurios įteka į ežerą ir esančių aplink patį ežerą. Taip pat bus nagrinėjami geografinių regionų rūšių turtingumo skirtumai ir bandoma iššifruoti, kaip, įvairiose buveinėse esančios, rūšys gali sąveikauti viena su kita.
Vietinis mėginių ėmimas
Deiner tyrimų grupė įdarbino savanorius LeDNA, naudodama socialinių tinklų derinį, bendradarbiaudama su kitais eDNA tyrėjais ir susisiekdama su piliečių mokslo grupėmis. Naujiesiems bus priskirtas ežeras šalia jų iš 5000 sąrašo visame pasaulyje.
„Mes tikrai sunkiai dirbome, kad pabandytume pasiekti daug šių sričių, kad pavyzdys būtų tikrai pasaulinis“, – sako Deineris.
Nors komanda dar nenustatė ežerų, iš kurių ims mėginių, ji tikisi įtraukti apie 800, sako Lúcio Pereira. Tyrėjai taip pat teigia, kad beveik baigė įdarbinimo etapą, nors vis dar nori daugiau savanorių Azijoje, Šiaurės Afrikoje ir Artimuosiuose Rytuose.
Paskyrus ežerą, savanoriai gaus instrukcijas ir vandens mėginių ėmimo filtrą. Jie visi sieks paimti mėginius tą pačią dieną – gegužės 22 d., kuri yra Tarptautinė biologinės įvairovės diena – nors prireikus yra numatytas lankstus dviejų savaičių laikotarpis.
Francis Thomsen nurodo, kad šimtams žmonių imant mėginius, gali kilti problemų dėl duomenų kokybės, atsižvelgiant į tai, kaip atidžiai jie laikosi jiems siunčiamų protokolų. Tačiau eDNR mėginių ėmimą lengviau standartizuoti nei kitus biologinės įvairovės stebėjimo metodus, kai inspektoriai paprastai turi asmeniškai surasti ir identifikuoti atskiras rūšis, sako jis.
Lúcio Pereira sako, kad komanda pripažįsta galimą grėsmę duomenų kokybei, tačiau visi savanoriai turės identiškus mėginių ėmimo rinkinius ir nuodugnų mokymą apie mėginių ėmimo protokolą.
Dalyvavimo projekte privalumas, ypač eDNA mokslininkams, yra tas, kad vietiniai partneriai galės naudoti savo duomenis savo tyrimuose, taip pat prisidėti prie LeDNA leidinių. „Šaunu yra tai, kad tai įtraukta“, – sako Rachel Meyer, Kalifornijos eDNA programos, kuriai vadovauja Kalifornijos universiteto mokslininkai, direktorė. Duomenys yra „jei žmonės to nori“, sako ji, „ir yra daug paskatų to norėti.“ [1]
1. Nature 626, 934-935 (2024) By Lydia Larsen
Komentarų nėra:
Rašyti komentarą