Определение видов рыб в реке по следам их ДНК
Рыбы оставляют после себя фрагменты ДНК, например, через кожу или экскременты. Собрав и проанализировав эти следы, учёные могут определить все виды, присутствующие в водоёме. Метод точен, проще и менее вреден для рыб, чем обычно используемый для этих целей электролов.
К такому выводу пришло масштабное исследование, недавно опубликованное в Canadian Journal of Fisheries and Aquatic Sciences.
«Научные детективы» рек
Исследование возглавил Флориан Альтерматт, профессор водной экологии Цюрихского университета и руководитель лаборатории в Eawag. Он объясняет: «Раньше инвентаризация биоразнообразия в реках часто проводилась спорадически, примерно раз в пять лет, чего недостаточно для его должного отслеживания».
Кроме того, инвентаризация основывалась только на морфологической идентификации особей, полученных с помощью электролова. Этот метод, разрешённый в Швейцарии только для научных целей, предполагает привлечение и оглушение рыб электрическим током для их подъёма на поверхность.
Учёные ищут новые методы измерения водного биоразнообразия, которые были бы проще в использовании и более этичны. Группа Альтерматта сосредоточила усилия на environmental DNA (eDNA) — ДНК окружающей среды.
Это фрагменты ДНК, которые организмы оставляют после себя. Их захват и анализ с помощью генетических инструментов позволяют идентифицировать вид, к которому они принадлежат. «Эти фрагменты выдают присутствие определённых видов на конкретном участке — или близко к нему, например, выше по течению. Это немного похоже на ДНК, которую можно найти на месте преступления», — поясняет профессор.
Около 90 участков изучено в Швейцарии
Технику применили в Швейцарии в масштабе всех рек, что дало очень широкую картину. Флориан Альтерматт и его команда исследовали 89 рек по всей стране.
На каждом участке учёные собрали 2 литра речной воды и выделили из неё eDNA. Сравнив извлечённую ДНК с обширной базой данных последовательностей ДНК рыб — практически исчерпывающим хранилищем ДНК-профилей — они смогли определить виды, к которым принадлежат последовательности, найденные в воде.
Чтобы оценить точность метода, они сравнили список идентифицированных видов с полным списком видов, которые могут присутствовать на участке согласно историческим данным, собранным за 30 лет. На двух третях участков метод также сравнили с электроловом.
Вывод: eDNA — надёжный метод оценки биоразнообразия в реках. Результаты совпали с историческими данными, а метод позволил обнаружить большее разнообразие видов, чем единичный электролов. «С помощью eDNA мы также смогли идентифицировать виды, обитающие выше по течению от места отбора проб, или виды, которых трудно поймать электроловом», — говорит исследователь.