eDNA расширяет возможности изучения видов, давая более полную картину
Крошечные фрагменты ДНК, собранные в водах у западного побережья США, позволили ученым идентифицировать больше видов морских позвоночных, чем традиционные траловые съемки. Новое исследование также показывает, что эти данные отражают экологические сдвиги, такие как аномальные температуры океана, влияющие на присутствующие организмы.
Результаты, опубликованные в Frontiers in Marine Science, демонстрируют, что экологическая ДНК (eDNA) может добавить ценные детали к давним морским исследованиям. Они выявили присутствие важных видов, которые обычно ускользают от траловых сетей, таких как большая белая акула и лосось. Продолжающийся сбор eDNA также может помочь обнаружить изменения в окружающей среде, когда морская жизнь меняет места обитания из-за изменений в океане.
"eDNA добавляет детали, которые мы, возможно, не получим другим способом, и дает нам более полную картину", — сказал Коллин Дж. Клоузек, научный сотрудник Центра решений для океана в Стэнфордском университете.
Все более мощный генетический инструмент
Морские организмы постоянно выделяют в окружающую воду частицы генетического материала. Методы eDNA захватывают эту ДНК из проб воды и идентифицируют вид-источник. Новые лабораторные методы секвенирования помогают ученым исследовать множество образцов одновременно, делая eDNA все более мощным инструментом для обнаружения видов, которые прошли через воду.
Сбор и архивирование проб воды может обеспечить долговременную запись ДНК в конкретном месте и времени, позволяя использовать эти данные спустя годы.
"Это помогает нам больше всего в определении распределения видов. При быстром отборе проб в беспрецедентных масштабах мы можем получить много информации о морской жизни на большой площади относительно быстро", — отметил Эллиот Хейзен, соавтор исследования.
Однако метод не дает всех ответов. Например, текущие результаты секвенирования eDNA еще не позволяют исследователям подсчитать количество или численность каждого вида, а также определить возраст или размер представленных видов. Это означает, что eDNA в ближайшее время не заменит традиционный мониторинг, такой как траловые или акустические съемки.
Ученые работали на борту корабля NOAA Reuben Lasker в 2016 и 2017 годах, присоединившись к ежегодной съемке NOAA. Команда eDNA собрала 131 однометровый образец воды примерно в тех же местах, где судно проводило траловые съемки, для сравнения результатов. Это была первая съемка eDNA в таком широком географическом масштабе на Западном побережье.
eDNA идентифицировала больше видов в целом
- Траловые съемки за два года идентифицировали 28 видов рыб, 11 из которых были обнаружены только этим методом.
- Только eDNA идентифицировала 65 различных морских позвоночных, как рыб, так и морских млекопитающих.
- Вместе оба метода идентифицировали 80 различных рыб и морских млекопитающих, включая усатых китов, морских свиней, дельфинов, тюленей и морских львов.
"Анализ eDNA обнаружил и рыб, и морских млекопитающих в местах обитания, где мы ожидали бы их найти. Это важный шаг в подтверждении этого мощного нового метода изучения морской жизни", — сказал Джон Филд, соавтор исследования.
Сравнение 2016 и 2017 годов выявило различия в организмах и их распределении. В 2016 году, когда рассеивалось остаточное тепло от морской тепловой волны "Капля", необычные тепловодные виды были широко распространены. В 2017 году, с возвращением более нормальных условий, многие из этих необычных организмов сократились, а eDNA показала большие различия между морскими позвоночными в разных районах. Эти результаты указывают, что данные eDNA могут помочь отслеживать изменения в окружающей среде.
"У нас нет ресурсов, чтобы исследовать все и везде, а eDNA расширяет наши возможности. Теперь, когда мы знаем, что методы в некоторой степени согласуются, это подтверждает их, и люди чувствуют себя более уверенно, используя eDNA", — резюмировала Александра Бём, старший автор исследования.