Новый инструмент для работы с eDNA ускоряет и упрощает исследования в области охраны природы

Организмы оставляют в среде обитания генетический материал — так называемую экологическую ДНК (eDNA). Исследования с её использованием начались около десяти лет назад, но были доступны лишь узкому кругу специалистов. Новый инструмент от UCLA — Anacapa Toolkit — может сделать эту область доступной для гораздо большего числа учёных.

Anacapa Toolkit — это открытое программное обеспечение, которое упрощает работу с eDNA. Учёные собирают образец (чаще всего воды или почвы), выделяют ДНК и проводят секвенирование. Программа сравнивает полученные последовательности с настраиваемой генетической референсной библиотекой. Результатом является таблица всех видов, обнаруженных в образце, что позволяет восстановить целые биологические сообщества.

«eDNA имеет потенциал изменить подход к мониторингу экосистем. Традиционные визуальные методы дороги, трудоёмки и не могут обнаружить то, чего нет в момент наблюдения», — говорит эколог UCLA Пол Барбер, член команды-разработчика.

Докторант UCLA Зак Голд, ведущий разработчик платформы, отмечает её эффективность:

«Я провёл более 300 часов в погружениях у побережья Южной Калифорнии и видел, может быть, 50 видов рыб. Теперь в одном литре морской воды мой рекорд — 90 видов».

Инструмент бесплатен для публики и идеально подходит для программы CALeDNA, которая отслеживает виды и места обитания в Калифорнии, объединяя учёных-волонтеров и экспертов. Программа уже собрала тысячи образцов и фотографий.

Команда из 16 исследователей, включая компьютерщиков и экологов, потратила два года на создание Anacapa. Как отмечает ведущий автор статьи в Methods of Ecology and Evolution Эмили Кёрд, результаты, полученные с её помощью, стандартизированы и исключают многие человеческие ошибки, присущие предыдущим инструментам.

Потенциальные применения Anacapa Toolkit:

• Подтверждение возможного исчезновения вида (например, загадочного дятла или вакиты).
• Обнаружение инвазивных видов, угрожающих местной фауне (как в случае с азиатским карпом в Мичигане, где данные eDNA были приняты судом как доказательство).
• Повышение эффективности природоохранных мероприятий, экономя сотни часов полевых работ.

«Этот метод невероятно чувствителен: для обнаружения достаточно ДНК менее чем из нескольких десятков клеток», — говорит Зак Голд.

При этом у инструмента есть ограничения: он не может достоверно определить количество особей конкретного вида на определённой территории.

«Он не заменит все методы наблюдений, но опрос с помощью eDNA — самый чувствительный метод для определения того, где обитают виды. Без него получение этой базовой информации могло бы занять годы работы», — заключает Голд.