Технология ДНК позволяет проводить молекулярный мониторинг изменений и угроз в морской среде
Новая технология ДНК обещает улучшить мониторинг морской жизни в Южном океане и обнаруживать присутствие неместных видов вблизи Антарктиды.
Во время рейса протяженностью 3000 морских миль из Хобарта на станцию Дейвис в 2019 году на борту бывшего австралийского ледокола «Аврора Аустралис» ученые собрали 138 проб морской воды. Они исследовали «экологическую ДНК» (eDNA) в образцах, чтобы определить, какие виды зоопланктона присутствовали в момент отбора проб.
Затем они сравнили виды, обнаруженные с помощью eDNA, с зоопланктоном, собранным с помощью непрерывного планктонного рекордера (CPR).
Результаты опубликованы в журнале Science of The Total Environment.
CPR используется для мониторинга разнообразия зоопланктона Южного океана с 1991 года, предоставляя ценный долгосрочный набор данных. Однако в CPR остаются неповрежденными только более крепкие организмы, такие как ракообразные, в то время как многие хрупкие и студенистые организмы повреждаются и не могут быть идентифицированы.
«С помощью eDNA мы можем идентифицировать большинство организмов в окружающей среде, даже если это лишь крошечная его часть, или фекалии, яйца или личинки», — сказала доктор Леони Сутер.
Команда под руководством бывшего исследователя из Университета Кертина Джорджии Нестер обнаружила, что eDNA выявляет более широкий спектр видов, чем CPR, и может использоваться в морском льду, куда CPR не может попасть.
«Мы обнаружили 68 видов зоопланктона с помощью eDNA и 32 вида с помощью CPR. Только 12 видов были общими для обоих методов, и большинство из них были ракообразными, такими как криль и веслоногие рачки», — сказала Джорджия Нестер.
Доктор Сутер отметила, что методы eDNA и CPR имеют разные сильные стороны и ограничения, поэтому их комбинация «расширяет объектив».
Во время рейса метод eDNA также обнаружил 16 неместных или потенциально инвазивных видов. Большинство из них были обнаружены ближе к Тасмании, где они известны. Однако обнаружение некоторых видов увеличилось после входа в зону морского льда.
«Эти обнаружения в значительной степени были связаны с организмами, прикрепленными к корпусу судна, которые стирались морским льдом», — сказала Нестер.
Новый австралийский ледокол RSV Nuyina имеет план управления обрастанием, чтобы минимизировать риск переноса неместных видов в Антарктиду, и соответствует руководящим принципам Международной морской организации по обрастанию.
Доктор Сутер отметила, что eDNA не только полезен для мониторинга долгосрочных изменений, но и предоставляет новый способ мониторинга рисков морской биобезопасности.
«Учитывая уязвимость антарктической среды к интродукции неместных видов, будущая работа должна быть направлена на поиск способов повышения вероятности своевременного обнаружения неместных видов в Антарктиде, и методы на основе eDNA могут быть подходящими», — сказала она.