Какой ДНК плавает в канаве?
Биологи определяют качество пресной воды, собирая и идентифицируя виды животных вручную — в сапогах и с сачком. Это трудоёмко, нарушает жизнь водоёма, и результат зависит от экспертизы биолога. Кандидат наук Кевин Бинтхес исследовал, как методы ДНК могут сделать мониторинг быстрее и дешевле.
ДНК-штрихкоды и "смузи" из образцов для идентификации животных
Для мониторинга можно использовать ДНК-штрихкоды — короткие участки ДНК, специфичные для определённого вида, которые сверяют с огромной базой данных.
- Идентификация собранных образцов: Все собранные организмы помещают в блендер. Из получившегося "смузи" выделяют ДНК и сравнивают с эталонами в базе данных.
Результат: Метод ДНК обнаружил примерно столько же видов, сколько традиционный, но наборы видов совпали не полностью. Поэтому ДНК-идентификация пока не может напрямую заменить традиционный метод, но методы могут хорошо дополнять друг друга.
eDNA: фрагменты ДНК в воде как индикатор
Ещё эффективнее пропустить этап сбора — использовать экологическую ДНК (eDNA), которую организмы оставляют в воде (через кожу, экскременты, размножение). Взяв пробу воды и отфильтровав eDNA, можно определить виды.
- Хорошо работает: Для крупных видов, оставляющих много ДНК.
- Сложности: Для видов с твёрдым покровом (жуки), которые почти не теряют клеточный материал.
ДНК-сканирование в "Живой лаборатории"
В "Живом Лабе" — outdoor-лаборатории для изучения воздействия вредных веществ — тестировали пригодность eDNA для измерения эффектов искусственных удобрений и инсектицидов.
Результат: eDNA чётко показала негативное влияние на водную жизнь. Анализ бактерий и планктона дал гораздо больше информации, чем дали бы только традиционные методы.
Как можно использовать ДНК-техники уже сейчас?
Хотя методы ещё не идеальны, их уже можно эффективно применять:
- Быстрые сканы: Для оперативного мониторинга многих мест и выявления точек, требующих углублённого исследования.
- Расширенный охват: Для наблюдения за организмами, плохо уловимыми традиционными методами (планктон, микроорганизмы).
- Широкий взгляд на экосистему: eDNA позволяет получить гораздо более полную картину.