Океанът е пълен с плаваща ДНК. Съединените щати трябва да го съберат, казват изследователите

Изследователят Рамон Галего от Университета във Вашингтон в Сиатъл събира водна проба за ДНК анализ на околната среда в Hood Canal, Вашингтон.

Райън Кели

Океанът е пълен с плаваща ДНК. Съединените щати трябва да го съберат, казват изследователите

От Алекс ФоксДжан. 22, 2019 г., 13:25 ч

Американските правителствени агенции, които наблюдават риболова, застрашените видове и въздействието върху околната среда, би трябвало да използват ДНК, присъстваща във всяка капка морска вода, казват организаторите на конференция за ДНК на морската среда (eDNA), проведена в университета Рокфелер в Ню Йорк през ноември 2018 г. Биологичните проучвания, базирани на eDNA, са надеждни и готови да намалят разходите и да спестят време, твърдят в доклад, публикуван миналата седмица.

Докладът призовава Националната администрация за океана и атмосфера (NOAA) на САЩ и други правителствени агенции, които изследват морския живот, за да добавят технологията към стандартната си палитра от техники за оценка.

„Ние изследваме всички пътища, за да получим критичната информация за това какви животни са къде и колко има“, казва участникът в конференцията Майкъл Уайз, който ръководи програмата на морските бозайници и биологията на морските бозайници в Арлингтън, Вирджиния. „Вече разработваме възможностите си с помощта на eDNA и ще продължим да го прокарваме напред. Има пропуски и предизвикателства, но мисля, че те са преодолими в близко бъдеще. "

Животните оставят след себе си следа от генетичен материал, докато се движат през средата си, често под формата на кожни клетки. Учените могат да събират тези хлабави фрагменти от ДНК от почва или вода и да ги анализират, за да извлекат източника си. В океана ДНК следата изстива след около 24 часа, което означава, че всеки вид, който се появи в анализа, не може да бъде твърде далеч. За изследователи и ръководители на ресурси, които се опитват да намерят животни в огромно, непрозрачно море, техниката предлага нови възможности.

За да вземат проба от eDNA, изследователите избутват морска вода през много фин филтър. След това ДНК може да бъде извадена от филтъра, обяснява количественият еколог Кристофър Джерд от Калифорнийския университет в Санта Барбара. След събиране на ДНК от пробата вода, изследователите могат да изолират сегменти от генетичен код, уникален за вид, наречен генетични маркери. След това тези генетични маркери могат да бъдат сравнени с библиотека от такива маркери, за да се разбере от какво са дошли.

Техниката би могла да допълни и евентуално да замени събирането на цели организми, казва Джърд, който работи по eDNA, но не е участвал в доклада на конференцията. „Нужно е много работа за физическото изследване на океаните - имате нужда от толкова много различни настройки, за да улавяте различни видове“, казва той. „Спестяването на разходи [на eDNA] е огромно и тъй като е толкова бързо и лесно да се събира вода, можете да го направите в широки географски региони.“

Организаторът на конференцията и съавтор на доклада Марк Столек от Университета Рокфелер е разработил инструмент за eDNA, наречен Go Fish, който може да идентифицира видове в извадка за 3 дни или по-малко при цена от 15 долара за един вид и 8 долара за всеки допълнителен вид. Използвайки различен анализ, един литър вода може да разкрие идентичността на всички животни в близост. Изпитването на вода за бездомна ДНК също не вреди на животните, които се изследват, докато много традиционни методи нараняват или убиват субектите им.

Техниките, които бяха тествани за първи път в океана преди около 7 години, досега са били използвани от изследователите, но не и в мащаба на държавния мониторинг. Например лъжички от морска вода откриха големи бели акули край бреговете на Южна Калифорния в проучване от 2018 г. на Джърд и други, публикувано в Frontiers in Marine Science. Технологията може един ден да бъде внедрена в шамандури за откриване на акули, казва той.

Други изследователи са използвали eDNA за изследване на китови акули, китове убийци и цели екосистеми. В местен мащаб Stoeckle използва eDNA, за да открие пристигането на зимна камбала в пристанището в Ню Йорк, отбелязвайки началото на сезона, в който регулациите забраняват драгирането.

Полезността на eDNA се опира на силата на генетичната библиотека, която учените използват за тълкуването си, област, която Стойкл казва, че все още се развива, особено за безгръбначни животни. Във води в близост до хората учените също трябва да внимават за замърсяването. „Ако ДНК на тилапия и атлантическа сьомга се покаже в източната река в Ню Йорк [Сити], вероятността е генетичният материал да идва от човешките отпадни води“, казва Стоекъл.

Съавторът на Stoeckle и доклад за Джеси Аусубел, чест сътрудник и в университета Рокфелер, са оптимистични, че NOAA и други правителствени организации могат просто да приложат eDNA технологията към съществуващите методи.

Ausubel казва, че той и други организатори на конференцията са имали окуражаващи разговори в края на 2018 г. с високопоставени служители в NOAA и ВМС на САЩ. Другите препоръки на доклада включват създаване на сайтове за дългосрочен мониторинг на eDNA за проследяване на екосистемите във времето и проучване на потенциала на eDNA да информира решения като определяне на търговски квоти.

Ausubel е убеден в обещанието на eDNA. „Опитвам се да правя проучвания за биологичното разнообразие от 30 години и това е революция.“