«Штрихкодирование» жизни: студенты помогают заполнить пробел в знаниях о биоразнообразии
Сан-Диего — одна из мировых «горячих точек» биоразнообразия, где обитают уникальные виды. Однако, как и во многих других подобных регионах, большинство местных видов, особенно насекомых и пауков, до сих пор не описаны наукой.
«Во всем мире описано менее двух миллионов видов, а мы считаем, что их существует от пяти до десяти миллионов, — говорит Хизер Хентер, преподаватель из Калифорнийского университета в Сан-Диего (UC San Diego). — Как мы можем сохранить то, о существовании чего даже не знаем? Это и есть пробел в знаниях о биоразнообразии».
Чтобы помочь заполнить этот пробел, преподаватели UC San Diego провели мастер-класс для 30 инструкторов по биологии из общественных колледжей. Цель — вовлечь студентов в реальные исследования, собирая и анализируя генетический материал организмов.
Суть метода: ДНК-штрихкодирование
Технология «ДНК-штрихкодирования» использует короткие уникальные участки генома, которые служат генетическими маркерами (или «штрихкодами») для идентификации видов. Эти сегменты ДНК можно выделить и секвенировать даже в условиях учебной лаборатории.
Студенты собирают образцы (например, насекомых и пауков) в полевых условиях, затем в лаборатории выделяют и подготавливают ДНК для секвенирования. Полученные генетические «штрихкоды» загружаются в мировую базу данных «Barcode of Life».
Пилотный проект UC San Diego
Биологи Хизер Хентер и Мэнди Батлер вместе с коллегами получили от Национального научного фонда (NSF) грант в $160 000 на два года (2012 г.) для разработки пилотной программы.
В рамках программы 200 студентов ежеквартально:
- Собирают беспозвоночных в заповеднике Scripps Coastal Reserve (площадью 1000 акров).
- Проводят секвенирование их генетических маркеров.
- Пополняют базу данных Barcode of Life.
Результаты проекта:
- Одна треть видов беспозвоночных, собранных студентами в заповеднике и отправленных в базу, оказалась для нее новой.
- Среди 49 пауков, собранных на небольшом участке возле Black's Beach, 55% имели уникальные «штрихкоды», отсутствовавшие в базе данных.
Расширение на общественные колледжи
Мастер-класс направлен на распространение этой практики. Например, пять преподавателей Cuyamaca College планируют вовлечь своих студентов (многие из которых представляют группы, недостаточно представленные в науке) в исследования на территории 50-акрового природного заповедника колледжа.
«Поскольку Сан-Диего — такая важная точка биоразнообразия, я надеюсь, это приведет к более масштабным совместным усилиям в округе по документированию биоразнообразия этого особенного места», — говорит Хизер Хентер.
Таким образом, проект решает две задачи: мотивирует студентов через участие в реальной науке и предоставляет защитникам природы критически важные данные об организмах, нуждающихся в охране.