Новое исследование демонстрирует крупный шаг вперёд в мониторинге здоровья океана

Исследователи из MBARI используют автономные подводные роботы для сбора проб экологической ДНК (eDNA). Эта методика позволяет обнаруживать присутствие водных видов по крошечным частицам генетического материала, которые они оставляют в воде. Анализ eDNA даёт ключи к пониманию изменений биоразнообразия в уязвимых районах, присутствия редких или исчезающих видов и распространения инвазивных видов.

Для исследования были объединены две новые автономные платформы, разработанные MBARI:

• Дальнодействующий автономный подводный аппарат (LRAUV) — мобильный робот, способный работать в удалённых районах океана в течение длительного времени.
• Процессор экологических проб (ESP) — роботизированная «лаборатория в банке», которая фильтрует морскую воду и сохраняет eDNA для последующего изучения.

Оснащение LRAUV технологией ESP позволяет значительно расширить масштабы мониторинга океана в пространстве и времени. Для сравнения, традиционный отбор проб eDNA требует недель работы на дорогостоящем исследовательском судне в ограниченной акватории.

«Мы знаем, что eDNA — невероятно мощный инструмент для изучения океанических сообществ, но нам мешали ограничения, связанные с использованием пилотируемых исследовательских судов. Теперь автономные технологии помогают нам лучше использовать время и ресурсы для изучения новых частей океана», — заявил Кобун Трулав, биологический океанограф MBARI и ведущий автор статьи.

Автономные инструменты, такие как LRAUV и ESP, позволяют исследователям поддерживать постоянное присутствие в океане и отслеживать изменения в чувствительных экосистемах.

Детали исследования

В рамках исследования MBARI сотрудничала с учёными из NOAA и Вашингтонского университета, выполнив три экспедиции в Национальном морском заповеднике залива Монтерей. Пробы воды собирались как с исследовательских судов, так и с помощью LRAUV, оснащённого ESP.

В лаборатории образцы eDNA были подвергнуты метабаркодированию — методу, который ищет короткие фрагменты ДНК и определяет группы организмов в пробе. Исследователи проанализировали четыре разных типа генетических маркеров, каждый из которых представляет немного разные уровни пищевой сети. Вместе результаты дали целостную картину состава сообщества. Пробы, собранные с судов и автономных аппаратов, показали сходные картины биоразнообразия.

«Хорошие данные — это основа устойчивого управления океаном. Регулярный мониторинг eDNA показывает, какие виды присутствуют и что меняется со временем. Когда речь идёт о понимании последствий изменения климата — одной из самых больших угроз здоровью океана — эта информация необходима», — сказал Франсиско Чавес, старший научный сотрудник MBARI.

LRAUV способны работать неделями и преодолевать сотни километров, что позволяет проводить более частый отбор проб в интересующих районах по сравнению с традиционными судами. Это поможет изучать ранее неисследованные регионы океана и заполнять критические пробелы в данных.