Пиявки-кровососы помогают учёным картировать биоразнообразие

Учёные, изучающие биоразнообразие диких животных, нашли неожиданный инструмент для его оценки — кровососущих пиявок.

В новом исследовании под руководством учёных из Гарварда образцы ДНК, извлечённые из крови, которой питались пиявки, использовали для картирования животных, обитающих в заповеднике Айлаошань в провинции Юньнань, Китай. Результаты показывают, что такие образцы можно использовать для определения присутствия диких животных на больших охраняемых территориях, таких как национальные парки, и подтверждают роль пиявок как инструмента мониторинга для охраны природы.

«Это исследование показывает, как ДНК из пиявок можно использовать для оценки биоразнообразия в масштабе, который делает её полезным инструментом для реальной природоохранной работы», — сказал Крис Бейкер, один из ведущих авторов исследования.

В работе использовали ДНК, извлечённую из более чем 30 000 пиявок, для изучения свыше 80 видов позвоночных, включая амфибий, млекопитающих, птиц и чешуйчатых. Пиявок собирали в течение трёх месяцев лесные рейнджеры по всей территории заповедника площадью 260 квадратных миль.

Исследование, опубликованное в Nature Communications, предлагает решение практической проблемы детального измерения биоразнообразия животных на больших пространствах. Мониторинг сообществ диких животных на охраняемых территориях часто является дорогим и трудоёмким.

Пиявки оказались идеальными для этой задачи. Они многочисленны в тропических средах, питаются широким спектром животных — от крупных медведей до мелких мышей, а их стратегия питания «сиди и жди» означает, что животное, которым они питались, находилось именно в этом районе. Кроме того, они медленно переваривают пищу: учёные из Куньминского института зоологии смогли получить кровь животных из пиявок даже через четыре месяца после их последнего приёма пищи.

Исследователи идентифицировали животных по ДНК-последовательностям, уникальным для позвоночных. Предыдущие работы показывали такую возможность, но данное исследование, как полагают, впервые провело анализ ДНК в таком крупном масштабе.

Учёные из Гарварда и Куньминского института скоординировали работу около 160 добровольных лесных рейнджеров для сбора пиявок. Команда в Китае извлекла ДНК, организовала секвенирование и определила принадлежность ДНК животным. Команда в Гарварде проанализировала распределение животных с помощью метода моделирования мультивидового обитания, учитывающего экологические закономерности.

Удалось идентифицировать 86 видов позвоночных. Некоторые из них, согласно Международному союзу охраны природы (МСОП), относятся к категориям «близки к уязвимому положению» или «находятся под угрозой». Среди них: гималайский медведь, хохлатый олень, макак-медведь, несколько видов лягушек и сероу (козлообразное животное).

Исследование также выявило давление человеческой деятельности на заповедник: сельское хозяйство, животноводство и браконьерство. Например, ДНК коров, овец и коз была обнаружена в пиявках, собранных в пределах заповедника, особенно близко к его границам. Это говорит о том, что домашний скот с окружающих ферм выпасается на территории резервата, где он может конкурировать за ресурсы и деградировать среду обитания.

Исследователи надеются, что их результаты послужат базой для отслеживания изменений в популяциях диких животных Айлаошаня в будущем. Этот метод может стать стратегией для улучшения мониторинга диких животных в тропических и субтропических регионах, где много пиявок.

Метод также имеет более широкое применение для отслеживания резервуаров зоонозных заболеваний, поскольку кровь из пиявок можно проверять и на наличие вирусов. Это особенно актуально, учитывая, что пандемия COVID-19, как полагают, возникла у животных, таких как летучие мыши, прежде чем передаться людям.

«Можно использовать пиявок, чтобы выяснить, какие вирусы они переносят. Это довольно эффективный способ отбора проб от большого разнообразия диких животных, и если мы считаем, что [резервуары зоонозных заболеваний] — это то, о чём действительно стоит беспокоиться и что нужно отслеживать, это хороший способ сделать это», — сказала профессор Наоми Пирс.