eDNA может вводить в заблуждение при отслеживании сдвигов ареалов морских видов

Следы ДНК в окружающей среде (environmental DNA, eDNA) могут показывать, как меняются ареалы видов из-за роста температуры моря. Однако учёные предупреждают, что для полного понимания влияния на организмы по-прежнему необходимы другие экспертные знания и данные.

Потепление океана вызвало драматические изменения в распределении морской жизни. Многие виды расширили свой ареал в сторону полярных регионов, в то время как численность популяций ближе к экватору сократилась. Это массовое перемещение известно как тропикализация.

Один из методов мониторинга этого явления — использование eDNA. Это генетический материал животных и растений, попадающий в воду. Учёные могут анализировать пробы воды или осадка, чтобы определить присутствующие виды.

Но в исследовании, опубликованном в журнале Diversity and Distributions, учёные предупреждают, что eDNA необходимо использовать вместе с другими данными и экспертными знаниями для точной оценки сдвигов ареалов.

Почему нельзя полагаться только на eDNA?

Чтобы проверить, точно ли eDNA отражает распределение видов, исследователи изучили североамериканскую морскую улитку Tegula gallina (speckled tegula).

Исследователи взяли пробы воды в месте, которое исторически входило в ареал улитки, но где она сейчас не встречается. К их удивлению, они всё же обнаружили следы eDNA Tegula gallina.

Команда исключила возможность неизвестной популяции улиток, а также влияние океанских течений (eDNA, вероятно, распалось бы до достижения места).

Вместо этого они рассмотрели гипотезу о рассеивании личинок. Улитки выпускают сотни или тысячи потомков в воду. Личинки крошечные и легко переносятся океаном.

«Мы изначально отвергли идею, что ДНК принадлежала личинкам, потому что, насколько нам было известно, Tegula gallina нерестится летом, а мы брали пробы зимой», — говорит ведущий автор Каролина Зарзичны. — «Но выяснилось, что опубликованные данные о сезоне нереста относились к очень северной популяции вида».

Консультации с экспертами показали, что в южной части ареала эти улитки нерестятся как раз зимой.

«Если бы мы полностью полагались на данные eDNA, мы бы предположили, что в этом районе существует популяция улиток, и что распространение этого вида гораздо шире, чем на самом деле», — объясняет Каролина.

Как музейные коллекции могут помочь данным eDNA?

Исследование показывает, что для точной картины изменений ареалов морских животных необходимо использовать разнообразные источники данных и знания учёных из разных дисциплин.

Помимо экспертизы по сбору и изучению eDNA, для понимания ситуации с Tegula gallina потребовались:

• Детальные знания биологии улиток в разных популяциях.
• Эксперты в географии и океанографии региона для понимания рассеивания личинок течениями.

Музейные коллекции также играют важную роль, поскольку хранят образцы, собранные до антропогенного изменения климата. Подробные записи о месте и времени сбора помогают восстановить картину сдвига ареала за десятилетия.

Соавтор исследования доктор Филипп Фенберг отмечает: «Важная часть этой работы в том, что мы используем множество разных методов, чтобы рассказать полную историю изменения ареала Tegula gallina. Мы используем полевые исследования, исторические данные, музейные коллекции, eDNA и океанографическое моделирование... eDNA важен, но это лишь одна из многих составляющих».

«Тропикализация происходит по всему миру. Мы надеемся, что другие учёные используют это исследование, чтобы увидеть, как потепление океана вызывает сдвиг ареалов и у других видов».