Расшифровка биологической «тёмной материи»: ДНК-штрихкодирование выявляет скрытое разнообразие насекомых
На Земле существуют миллионы видов, о которых мы всё ещё ничего не знаем. Исследователи называют их «биологической тёмной материей», но новые методы могут помочь быстрее получить общее представление.
Идентифицировано от 2 до 3 миллионов видов, но неизвестных — гораздо больше. Этот термин заимствован из астрофизики.
«Мы хотим показать, как можно получить лучшее представление о биологической тёмной материи с помощью ДНК-штрихкодирования», — говорит доцент Эмили Хартоп.
Почему многие виды остаются неизвестными
«Биологическая тёмная материя» часто существует в группах, состоящих из множества видов, которые ещё не изучены глубоко. Причины этого носят и практический характер:
- Многие виды обитают в океане или труднодоступных регионах.
- Не все виды многочисленны.
- Даже в хорошо изученных регионах, таких как Европа и Северная Америка, полного обзора нет.
- Не хватает экспертов для такой масштабной работы.
Общая оценка — около 9 миллионов видов на планете (без учёта бактерий и одноклеточных организмов).
Новый метод, упрощающий задачу
В последние годы биологи используют эффективный метод — ДНК-штрихкодирование (в данном случае «мегаштрихкодирование»).
«Для ДНК-штрихкодирования нужен крошечный фрагмент ДНК, чтобы идентифицировать вид», — объясняет Хартоп.
Эта короткая последовательность ДНК сравнивается с базой данных уже описанных видов. Работа по пополнению этой эталонной библиотеки ведётся постоянно.
Обнаружено большое количество неизвестных насекомых
Исследователи сконцентрировались на насекомых Швеции. Они собрали мух из 37 местообитаний в четыре разных времени года. В результате было проанализировано 31 800 образцов ДНК. Результаты опубликованы в журнале BMC Biology.
«Например, мы обнаружили в общей сложности 549 различных потенциальных видов горбаток. Это удивительно высокая плотность и разнообразие», — сказала Хартоп.
Ранее в Швеции было известно только 374 вида этих мух (Phoridae), то есть 175 видов оказались новыми для страны.
Влияние окружающей среды на состав видов
Данные также позволяют понять, как различные факторы среды влияют на видовой состав в районе.
«Что касается горбаток, мы видим, что распространённость разных видов зависит от климатических факторов. Например, кажется, что 29% видов положительно реагируют на повышение средней температуры, а 18% — отрицательно», — отметила Хартоп.
Важность быстрого получения общего представления
«Важно иметь представление о биоразнообразии вокруг нас. Это означает, что мы должны изучать неприметные, но богатые видами группы. Мы живём в то время, когда биоразнообразие находится под угрозой, включая неизвестные виды», — подчеркнула Хартоп.
Согласно Межправительственной научно-политической платформе по биоразнообразию и экосистемным услугам (IPBES), главные угрозы — это:
- Потеря среды обитания.
- Эксплуатация видов (охота, вырубка лесов, перелов).
- Изменение климата, загрязнение и распространение инвазивных видов.
В основе всего лежит растущее население с растущими потребностями. Поэтому так важно идентифицировать существующие виды, и здесь ДНК-штрихкодирование сыграет ключевую роль.
«Мы видим, что этот метод может помочь нам быстро и эффективно получить обзор видов. Пришло время исследовать биологическую тёмную материю», — заключила Хартоп.