Анализ ДНК в воде помог выявить гены инвазивной рыбы
Инвазивная рыба круглая бычок-кругляк нанесла ущерб рыболовству в Великих озёрах и озёрах Фингер, конкурируя с аборигенными видами и поедая икру некоторых промысловых рыб.
Однако этих замаскированных донных обитателей трудно обнаружить и отловить, особенно когда они только проникают в новый водоём, их численность мала и их было бы легче удалить.
В пилотном исследовании учёные из Корнеллского университета описали новую методику, в которой они проанализировали экологическую ДНК (eDNA) из проб воды озера Каюга, чтобы получить детальную информацию о присутствии этих инвазивных рыб.
Исследование "Nuclear eDNA Estimates Population Allele Frequencies and Abundance in Experimental Mesocosms and Field Samples" было опубликовано 12 января в журнале Molecular Ecology.
Хотя методы eDNA активно изучаются последнее десятилетие, предыдущие подходы обычно фокусировались лишь на факте присутствия вида в экосистеме.
"С этими новыми усовершенствованиями методов eDNA мы можем узнать не только то, какие инвазивные виды присутствуют в окружающей среде, но и, поскольку мы определяем генетическое разнообразие в образцах, мы также можем спрогнозировать количество особей и, возможно, определить их происхождение", — сказала Кара Андрес, первый автор статьи.
"Впервые мы демонстрируем, что в экологических образцах достаточно генетической информации для изучения происхождения, связности и статуса инвазивных, неуловимых, находящихся под угрозой или иных сложных для мониторинга видов без необходимости прямого контакта", — добавил Хосе Андрес, старший научный сотрудник и соавтор исследования.
Поскольку метод предоставляет генетическую "подпись" особей в образце, учёные потенциально могут определить их происхождение, сопоставив ДНК с популяциями из других регионов.
"Мы смогли бы определить генетически, были ли бычки-кругляки занесены судами из Европы (как они изначально попали в Великие озёра) или каким-либо другим способом. Эта информация может быть полезна, если мы надеемся остановить новые интродукции на ранних стадиях", — пояснила Кара Андрес.
Кроме того, знание генетического разнообразия вида может оказаться полезным для природоохранных мероприятий: низкое генетическое разнообразие может указывать на сокращающуюся или уязвимую популяцию, требующую управления её генетикой.
"В ближайшем будущем этот тип методик, вероятно, произведёт революцию в том, как экологические и природоохранные агентства отслеживают дикие популяции", — отметил Хосе Андрес.
Методология исследования:
- Учёные провели контролируемые эксперименты в искусственных мезокосмах — ёмкостях с водой, где находилось 1, 3, 5 или 10 бычков.
- После сбора генетической информации от всех рыб они взяли пробы воды из каждой ёмкости, чтобы попытаться сопоставить ДНК из проб с конкретными особями.
- Они также попытались оценить количество рыб в каждой ёмкости, основываясь только на пробе воды.
- Оба подхода увенчались успехом.
Методы были дополнительно проверены в озере Каюга, где исследователи обнаружили большое количество бычков, особенно на мелководье.
"Этот чувствительный подход может преодолеть многие логистические и финансовые трудности, с которыми сталкиваются учёные и природоохранные менеджеры при изучении таких видов, позволяя наиболее эффективно распределять ограниченные ресурсы для улучшения результатов природоохранения", — заключила Кара Андрес.