По следам ДНК утконоса
Мы оставляем следы своего присутствия в окружающей среде: клетки кожи, волосы, слюна или кровь. Из них можно извлечь ДНК для идентификации, как в криминалистике.
Животные — не исключение. Они оставляют ДНК, перемещаясь в своих средах обитания. Благодаря развитию технологий генетического секвенирования мы можем обнаруживать виды, даже не видя самих животных.
Сейчас эта технология используется для самого масштабного исследования популяций утконоса в истории.
Поиск ДНК в окружающей среде
ДНК, найденная в образцах окружающей среды (например, в воде), называется environmental DNA (eDNA). Её источники — клетки кожи, шерсть, фекалии, слизь. ДНК может быть внутриклеточной (из живых клеток) и внеклеточной (после разрушения клеток в среде).
eDNA можно найти в самых разных образцах: в мёде (чтобы узнать, какие цветы посещали пчёлы), в экскрементах хищников (чтобы определить их рацион), в речной воде (чтобы идентифицировать виды рыб). Учёные собирают eDNA из пресной и морской воды, снега, ледяных кернов, пещерных отложений и даже воздуха.
В зависимости от целей исследования можно искать ДНК одного целевого вида (например, редкой карликовой галаксии в штате Виктория или инвазивной жабы-аги на севере Австралии) или целых сообществ видов (метабаркодирование). Метабаркодирование стало возможным благодаря развитию технологий секвенирования нового поколения и позволяет идентифицировать множество видов в одном образце eDNA, сравнивая последовательности ДНК с генетическими базами данных.
Угрозы для окружающей среды и преимущества eDNA
В условиях растущих угроз биоразнообразию требуется эффективный мониторинг видов на больших территориях. Традиционные методы (отлов, электролов) часто неэффективны для редких или скрытных видов и требуют многократных посещений мест.
eDNA-анализ имеет ключевые преимущества:
- Неинвазивность: не требует отлова или контакта с животными.
- Применимость в сложных условиях: где другие методы невозможны (например, электролов в солёной воде).
- Высокая чувствительность: часто превосходит традиционные методы по обнаружению видов.
- Масштабируемость: позволяет собирать данные на больших площадях.
Хотя eDNA не даёт информации о состоянии здоровья или поле отдельных особей, это мощный инструмент для учёных, управленцев и защитников природы.
В поисках утконоса
Утконос — уникальный австралийский вид, недавно внесённый в Красный список МСОП как близкий к уязвимому положению. Исследования фиксируют сокращение популяций и локальные вымирания, но обнаружить утконоса в дикой природе крайне сложно.
Традиционный метод — отлов сетями (fyke или gill nets) — требует много времени и труда, а его эффективность низка, особенно при малой численности животных. Точное распространение утконоса в восточной Австралии (от Виктории до Квинсленда) остаётся в значительной степени неизвестным, что затрудняет оценку его статуса и угроз.
Новый проект — коллаборация с San Diego Zoo Global, cesar и государственными агентствами — станет крупнейшим исследованием распространения утконоса. Мы соберём тысячи образцов eDNA на юго-востоке Австралии.
Интенсивный отбор проб на такой большой территории даст данные, недостижимые для методов отлова, и ответит на ключевой вопрос: где сейчас обитают утконосы?
Проект не только покажет текущее распространение вида, но и поможет понять причины его исчезновения в прежних местах обитания. Эти данные позволят разработать меры по сохранению этого знакового для Австралии вида для будущих поколений.