eDNA даёт исследователям больше, чем видно глазу

Исследователи из Университета Кёртина использовали секвенирование ДНК нового поколения, чтобы больше узнать о различных видах растений, насекомых и животных, присутствующих в регионах Пилбара и Перта в Западной Австралии.

Ведущий исследователь, кандидат в Ph.D. Кёртина Мике ван дер Хейде из Центра восстановления рудников ARC, заявила, что метабаркодирование ДНК — это развивающаяся область в сфере биомониторинга, обладающая потенциалом для быстрой, точной и экономичной оценки биоразнообразия.

«Традиционно биомониторинг полагался на то, что учёные устанавливали ловушки и визуально наблюдали за определённой территорией, подсчитывали количество видов, а затем экстраполировали эти данные для регионального анализа», — сказала г-жа ван дер Хейде.

«Этот метод сбора данных, что понятно, дорог, отнимает много времени и сложен, особенно при исследовании удалённых районов Австралии, для которых часто характерен суровый климат.

«Когда животные и организмы взаимодействуют со своей средой, они оставляют следы своей ДНК через такие вещи, как экскременты, клетки кожи, слюна и пыльца. Когда эта ДНК обнаруживается в окружающей среде, она известна как экологическая ДНК (eDNA).

«Наше исследование было посвящено изучению целесообразности использования этой eDNA в качестве дополнительного инструмента для биомониторинга. Не только чтобы увидеть, может ли этот тип анализа облегчить работу биологов в полевых условиях, но и чтобы предоставить исследователям более точную полевую информацию, чем та, которую они могут визуально идентифицировать».

В исследовании анализировались образцы почвы, экскрементов животных, растительного и насекомого материала, вместе известные как «субстраты», взятые из двух разных районов Западной Австралии: Пилбары (жаркий пустынный климат) и Прибрежной равнины Суон (жаркий средиземноморский климат).

«Мы протестировали обычные экологические субстраты, включая почву, совокупный помёт, совокупный растительный материал и совокупных членистоногих из ловушек-стаканов и крыльчатых ловушек, используя четыре оценки штрих-кодирования eDNA для обнаружения широкого спектра растений, позвоночных и членистоногих», — сказала г-жа ван дер Хейде.

«Это исследование стало первым в своём роде, в котором систематически тестировались наземные субстраты на eDNA, и также впервые анализировались некоторые из этих конкретных субстратов.

«Результаты показывают, что совокупные членистоногие и экскременты животных обнаружили наибольшее биоразнообразие, причём по крайней мере треть биоразнообразия была обнаружена только в одном субстрате. Образцы почвы показали наименьшие результаты, и в них было меньше пригодной для анализа ДНК, особенно в Пилбаре. Мы считаем, что это, скорее всего, связано с жарким климатом, который потенциально деградировал eDNA.

«Биомониторинг необходим для эффективного управления экосистемами. Наше исследование показывает, что eDNA может обнаруживать биоразнообразие на территории, и сбор большего количества субстратов увеличит широту обнаруженного биоразнообразия.

«Однако обследования должны быть тщательно продуманы, поскольку ДНК может происходить от организмов за пределами исследуемой территории», — отметила г-жа ван дер Хейде.

Исследовательская работа «Testing multiple substrates for terrestrial biodiversity monitoring using environmental DNA (eDNA) metabarcoding» опубликована в журнале Molecular Ecology Resources.