Отбор проб рек для анализа генов вместо организмов

Эффективное управление окружающей средой требует детальных знаний о распространении видов. Однако таксономистов не хватает, а некоторые виды сложно идентифицировать даже экспертам. Eawag в сотрудничестве с кантоном Цюрих разрабатывает новый подход для идентификации видов, требующий лишь проб ДНК, выделяемой организмами в окружающую среду.

Заинтересованность кантональных властей

В сотрудничестве с Управлением по отходам, воде, энергии и воздуху кантона Цюрих (AWEL) исследователи изучили, подходит ли метод анализа экологической ДНК (eDNA) для обнаружения макробеспозвоночных. Эти организмы, такие как подёнки, бокоплавы, моллюски или улитки, являются важными биоиндикаторами для оценки качества воды и экотоксичности.

Пробы воды для анализа eDNA были отобраны в 14 речных и озёрных местообитаниях кантона Цюрих. Параллельно виды макробеспозвоночных были определены традиционным методом — отбором проб сачком.

Хотя методы не всегда давали одинаковые результаты, пять из шести целевых видов были надёжно обнаружены обоими способами. Для организмов с небольшой популяцией метод eDNA оказался более чувствительным. С его помощью редкую подёнку Baetis buceratus дополнительно обнаружили на двух участках, где при отборе сачком её не нашли.

По словам руководителя проекта Флориана Альтерматта, новый метод также может быть пригоден для раннего обнаружения инвазивных видов. В США и Франции его уже тестируют для выявления инвазивных видов карпов.

Долгосрочная цель: рутинный мониторинг биоразнообразия

Метод eDNA имеет дополнительные преимущества:

• eDNA повсеместно присутствует в пресной воде круглый год, поэтому результаты отражают ситуацию во всём водосборном бассейне, и время отбора проб менее критично.
• Для анализа eDNA организмы не нужно изымать из реки или озера.
• В принципе, можно одновременно обнаруживать сотни видов.

Это открывает путь к непрерывному мониторингу биоразнообразия пресных вод, аналогичному рутинному контролю химических параметров.

Однако до этого ещё далеко: метод остаётся дорогим и трудоёмким, а кантонам не хватает необходимой инфраструктуры и экспертизы. Альтерматт полагает, что после установления технических стандартов анализ eDNA будет стоить несколько сотен швейцарских франков и станет дешевле традиционных обследований.

Тем не менее, новый метод не заменит полностью традиционный подход. По мнению Альтерматта, следует использовать преимущества обоих методов. Таксономисты также останутся незаменимыми для валидации и калибровки новых процедур.