ДНК в воде показала учёным, где искать редкую рыбу-иглу

Отслеживание популяций дикой природы — основа природоохранных усилий в условиях продолжающегося сокращения глобального биоразнообразия. Однако некоторые виды сложно изучать. Например, водные виды могут ускользать от обнаружения из-за редкости и разрозненного распространения.

Особенно неуловима эстуарная рыба-игла (Syngnathus watermeyeri) — единственный в мире находящийся на грани исчезновения представитель семейства игловых (Syngnathidae, включает морских коньков, рыб-игл и морских драконов). Она встречается только в Африке и является эндемиком нескольких эстуариев в Восточно-Капской провинции ЮАР.

Вид давно считается угрожаемым: в 1994 году его классифицировали как вымерший, но в 1996 году вновь обнаружили. Глобальная популяция оценивается в 100–250 особей, но больше о ней почти ничего не известно.

Главная проблема — учёт. Методы обследования популяций, работающие для других видов (например, отлов сетями, подсчёт и мечение), неэффективны для S. watermeyeri. Эти рыбы слишком малы (взрослые особи 10–15 см) и мастерски маскируются в зарослях морской травы.

Новые технологии могут решить проблему. Одна из них — экологическая ДНК (eDNA). Это генетический материал организмов (клетки кожи, кровь, фекалии и т.д.), который можно извлечь из проб воды, почвы, льда или воздуха. Поскольку eDNA в водной среде деградирует за несколько дней или недель, она даёт актуальную картину биоразнообразия в регионе. Её анализ может выявить присутствие редких видов, которые иначе остались бы незамеченными.

Недавнее исследование показало, что eDNA — отличный инструмент для мониторинга эстуарной рыбы-иглы. Этот метод оказался значительно успешнее традиционного отлова неводом. eDNA представляет большую ценность как дополнительный подход или метод для обнаружения видов в конкретной среде.

Хотя целью исследования была проверка метода, а не обновление оценок численности, оно поможет определить приоритетные районы для охраны и важные характеристики среды обитания вида. Это знание — первый шаг к созданию долгосрочного плана мониторинга и восстановления популяции. Теперь, зная, где обитает рыба-игла и какая среда ей нужна, можно определить возможные места для реинтродукции и использовать eDNA для отслеживания успеха этих программ.

Поиск

Весной 2019 года учёные искали рыбу-иглу и тестировали eDNA как инструмент мониторинга, параллельно проводя отлов неводом для сравнения эффективности методов.

Были взяты пробы во всех эстуариях Восточно-Капской провинции, где вид отмечался исторически: Кориега, Бушманс, Касуга, а также Восточный и Западный Кляйнмонде. Всего обследовано 39 участков в пяти эстуариях. На каждом участке собирали пробы воды для eDNA и проводили траления неводом.

Траление в густых зарослях морской травы и водорослей на илистых берегах было трудоёмким, но метод сработал: неводом рыбу-иглу обнаружили на пяти участках — четырёх в эстуарии Бушманс и одном в Кориеге.

Пробы воды отфильтровали и отправили в лабораторию TrEnD Университета Кёртина в Перте (Австралия), специализирующуюся на работе со следовой и экологической ДНК. Используя разработанный для этого исследования видоспецифичный анализ, eDNA выявила S. watermeyeri на 20 из 30 участков в эстуариях Кориега и Бушманс.

Некоторые популяции уже утрачены

Результаты eDNA принесли плохие новости. Исследование подтвердило предположения других работ о том, что S. watermeyeri, вероятно, вымерла в эстуариях Касуга, Восточный и Западный Кляйнмонде. Это подчёркивает важность сохранения эстуариев Кориега и Бушманс как убежища для находящегося на грани исчезновения вида.

Также подтвердилось наблюдение предыдущих обследований: рыба-игла чаще встречается в густых зарослях морской травы Zostera capensis (эндемик эстуариев юга Африки). Кроме того, была выявлена важность водорослей Codium, образующих плавучие скопления среди травы Zostera.

Эти находки указывают на хрупкость экосистем эстуариев — прибрежных водоёмов в местах встречи рек и моря, которые предоставляют важнейшие места обитания для растений и животных. К сожалению, эстуарии находятся под сильным давлением, особенно из-за загрязнения.

Теперь у учёных есть гораздо лучшее представление о статусе эстуарной рыбы-иглы. Это создаёт основу для разработки долгосрочной программы мониторинга вида и служит примером того, как новые технологии, такие как eDNA, станут ключом к сохранению мирового биоразнообразия.