Фрагменты ДНК раскрывают разнообразие видов в реках

Частицы генетического материала в реках позволяют обнаружить обитающие в них организмы без необходимости их сбора и изучения под микроскопом. Исследователи из Eawag, ETH и EPFL разработали компьютерную модель, которая с помощью единичных измерений ДНК моделирует точное распределение и частоту встречаемости видов в водоёмах.

Каждое живое существо оставляет мельчайшие следы своего генетического материала, например, в виде отмерших клеток кожи или экскрементов. Анализ проб воды и расшифровка содержащейся в них экологической ДНК (eDNA) позволяет определить, какие виды обитают в водоёме. Это помогает обнаружить редкие виды, которые обычно ускользают при стандартных методах исследований.

До сих пор по eDNA можно было определить лишь присутствие или отсутствие вида. Распределение вида в экосистеме оставалось неизвестным. Исследователям удалось реконструировать пространственное распределение видов по выборочным измерениям eDNA.

Впервые метод был применён для определения распределения биомассы мшанки Fredericella sultana и её паразита Tetracapsuloides bryosalmonae в реке Виггер (Швейцария). Этот паразит вызывает опасное заболевание рыб PKD, от которого ежегодно гибнут тысячи форелей в Швейцарии.

Компьютерная модель учитывает гидрологию и экологию

Для точного определения распределения организмов исследователи разработали компьютерную модель на основе гидрологических и экологических концепций речных сетей. В модель вводятся данные измерений генетического материала, учитывающие:

Этот метод позволит просто и недорого отслеживать биоразнообразие по всему миру, что ранее было невозможно с помощью традиционных методов.