Учёные обнаружили, что станции мониторинга качества воздуха десятилетиями собирали данные о биоразнообразии
Ускоренная потеря биоразнообразия и рост темпов вымирания видов — серьёзная угроза для экосистем по всему миру. Однако крупномасштабный учёт этих потерь был невозможен, в основном из-за отсутствия необходимой инфраструктуры. Новое исследование, опубликованное 5 июня в журнале Current Biology, показывает, что главный источник такой информации уже существует в форме экологической ДНК (eDNA), которая десятилетиями непреднамеренно собиралась на фильтрах тысячами станций мониторинга качества воздуха по всему миру.
«Одна из самых больших проблем в изучении биоразнообразия — мониторинг на уровне ландшафтов. Наши данные показывают, что эту задачу можно решить с помощью уже существующих сетей станций мониторинга качества воздуха», — говорит Элизабет Клэр из Йоркского университета (Торонто, Канада).
«Существующие и устоявшиеся сети мониторинга качества воздуха — это потенциально огромный неиспользованный источник данных о биоразнообразии», — добавляет Эндрю Браун из Национальной физической лаборатории (NPL, Теддингтон, Великобритания).
Как это работает?
Хотя станции контроля воздуха работают давно, методы сбора и анализа eDNA из воздуха были разработаны лишь недавно. Два более ранних исследования (одно из них — команды Клэр) доказали, что можно идентифицировать виды в зоопарке, взяв пробу воздуха.
После этого Джеймс Аллертон (NPL) и его коллеги задумались, могут ли фильтры, используемые для сбора данных о качестве воздуха, также собирать ДНК.
Результаты исследования
Учёные, включая Клэр, Аллертона, Брауна, Нину Гарретт и первого автора Джоанн Литтлфэйр, проверили, содержится ли в воздухе eDNA, несущая информацию о местных растениях, насекомых и других животных, на фильтрах станций мониторинга. Они проанализировали фильтры с двух станций в Великобритании.
Анализ выявил eDNA более чем 180 различных растений, грибов, насекомых, млекопитающих, птиц, амфибий и других групп. Среди обнаруженных видов:
- Характерные виды: барсуки, сонь, домовые сычи, гребенчатые тритоны.
- Виды, имеющие особый природоохранный интерес: ежи, певчие птицы.
- Деревья: ясень, липа, сосна, ива, дуб.
- Растения: тысячелистник, мальва, ромашка, крапива, злаки.
- Сельскохозяйственные культуры: пшеница, соя, капуста.
Также на фильтрах была обнаружена ДНК 34 видов птиц. Более длительное время отбора проб увеличивало количество обнаруженных видов позвоночных, вероятно, из-за того, что за это время в районе появлялось больше млекопитающих и птиц.
Глобальный потенциал
Исследователи утверждают, что сети мониторинга качества воздуха уже много лет стандартизированно и в континентальных масштабах собирают данные о местном биоразнообразии, но экологическая ценность этих проб оставалась незамеченной. Во многих местах пробы хранятся десятилетиями, что означает наличие архивных данных об экологических изменениях во времени.
«Самое важное открытие — это демонстрация того, что аэрозольные пробоотборники, обычно используемые в национальных сетях мониторинга, могут также собирать eDNA», — сказал Аллертон.
«Потенциал этого метода невозможно переоценить. Это может стать абсолютным прорывом в отслеживании и мониторинге биоразнообразия», — заявила Литтлфэйр.
С незначительными изменениями в текущих протоколах мониторинга эти пробы можно использовать для детального наблюдения за наземным биоразнообразием, полностью полагаясь на уже работающую сеть.
Команда сейчас работает над сохранением как можно большего количества проб с учётом их ценности для анализа eDNA. Хотя пробы уже собраны, для полного использования содержащейся в них информации о биоразнообразии потребуются глобальные усилия.