eDNA помогает обнаружить редкую рыбу — радужную корюшку

Радужная корюшка, ценная для рыболовов, потребителей и экосистем Новой Англии, находится в упадке. Однако отследить её численность в Мэне сложно, так как эти рыбы заходят в прибрежные нерестовые ручьи из глубоких вод всего на несколько холодных влажных ночей весной и покидают их к утру.

Исследование под руководством Университета Мэна показало, что сбор и анализ экологической ДНК (eDNA) — фрагментов ДНК, которые организмы оставляют в окружающей среде, — позволяет обнаруживать радужную корюшку с большей точностью, эффективностью, безопасностью и экономичностью. Метод также может быть полезен для мониторинга других редких и мигрирующих видов рыб.

В ответ на эти выводы Департамент морских ресурсов Мэна (Maine DMR) начнёт использовать eDNA и тактику, разработанную командой, для обследования нескольких нерестовых ручьев весной 2023 года.

Преимущества метода eDNA

Традиционные методы мониторинга включают отлов рыб в ручьях сетями (fyke nets) или визуальный поиск нерестящихся особей или икры на камнях. Эта полевая работа сложна и становится ещё труднее по мере сокращения численности рыб. Для получения eDNA учёные могут собирать пробы воды днём без специального снаряжения и прямого контакта с рыбой.

Затем с помощью количественной полимеразной цепной реакции (qPCR) — того же инструмента, что используется для обнаружения COVID-19, — выделяют нужную ДНК. Лабораторный анализ проб воды с помощью qPCR позволяет определить, где находился вид, когда и в каком количестве.

Оптимизация стратегии отбора проб

eDNA можно обнаружить лишь в течение ограниченного времени после ухода организмов из реки или ручья, так как течение разбавляет и вымывает её. Поэтому частью исследования стала оптимизация стратегии сбора eDNA.

Обследовав два участка в системе реки Йорк, команда обнаружила, что eDNA можно детектировать 8–13 дней после единичного нерестового события — это гораздо большее окно, чем для визуальных или сетевых обследований.

Затем, проводя многократные обследования на четырёх участках в заливе Каско в течение месяца, команда определила, что для достижения более 90% совокупной вероятности обнаружения необходимо:

• три события отбора проб на локацию,
• три пробы на событие,
• шесть qPCR-реплик на пробу.

Перспективы внедрения

«DMR с нетерпением ждёт применения методов eDNA этой весной, чтобы помочь оценить состояние популяций корюшки в ручьях Мэна», — говорит учёный Maine DMR Даниэль Фрешетт.

«С расширением использования методологии я с нетерпением жду, когда eDNA станет основой для упрощения обследований проходных рыб по всему Мэну», — говорит ведущий автор исследования Вон Холмс.

«eDNA — это не только мощный инструмент мониторинга, но и очень доступный. Практически любой может быть обучен сбору пробы воды», — отмечает соавтор работы Майкл Киннисон.

Исследование является частью пятилетней программы Maine-eDNA, запущенной в 2019 году. Результаты опубликованы в журнале BMC Ecology and Evolution.