Поиск следов рыбы с помощью ДНК из проб воды

Исследовательница Силье Халворсен собирает пробы воды из озера Гиллсваннет для анализа на наличие следов ДНК щуки и других видов. Щука не является естественным обитателем этого озера, и власти решили её уничтожить.

Традиционные методы учёта рыбы (сети, удочки, ловушки) могут быть затратными, травмирующими для рыб и не всегда эффективными. Метод экологической ДНК (eDNA) — более быстрый, чувствительный и неинвазивный. Он позволяет определить, какие виды присутствовали в водоёме на момент взятия пробы.

Экологическая ДНК — это генетический материал, оставленный организмами в окружающей среде через клетки кожи, чешуи и других тканей.

Исследование воздействия токсина

Власти Кристиансанда обработали озеро Гиллсваннет токсином ротеноном, чтобы уничтожить щуку. Это вещество убивает всех животных, дышащих жабрами. Халворсен изучала, как реагирует всё рыбное сообщество на такую обработку, что ранее почти не исследовалось.

Лабораторный анализ

Из 14 литров воды ДНК извлекается с помощью фильтрации через мелкоячеистый фильтр. Затем образец очищается от посторонних частиц с помощью химикатов и дополнительной фильтрации, чтобы получить чистую ДНК.

Для определения наличия ДНК щуки используется метод полимеразной цепной реакции в реальном времени (ПЦР в реальном времени). Учёные создают специфичный "фрагмент-затравку", который связывается только с ДНК щуки. Если он находит свою мишень, машина фиксирует флуоресцентный сигнал.

Результаты и потенциал метода

Обработка ротеноном сработала: даже спустя три года следов ДНК щуки в озере не обнаружено. Некоторые виды (форель, угорь, колюшка) вернулись в озеро из моря или вышележащих ручьёв.

Метод eDNA — относительно новый. Помимо воды, его применяют для изучения почвы, осадков и даже воздуха (например, во влажном воздухе тропических вольеров зоопарков). В перспективе метод может помочь оценить численность животных, что полезно для работы с редкими или инвазивными видами.

Ограничения метода:

• Нельзя определить, жива рыба или мертва.
• Отсутствие ДНК вида в пробе не гарантирует его отсутствия в водоёме. Достоверность повышается с увеличением количества проб.

Халворсен подчёркивает важность сохранения всего биоразнообразия, а не только промысловых видов, так как каждый вид играет роль в функционировании экосистемы. Мониторинг озера будет продолжен.