Detektywi DNA zliczają tysiące ryb z jedną szklanką wody

[KopalniaWiedzy.pl 314]

By zidentyfikować pacyficznego tuńczyka błękitnopłetwego, koryfenę i większość z 13 tys. innych ryb pływających w Sea Tank w kalifornijskim oceanarium Monterey Bay Aquarium, detektywom DNA wystarczyła mniej więcej szklanka wody.

Naukowcy po raz pierwszy wykorzystali też materiał genetyczny z próbek wody do określenia, jakie gatunki ryb dominują w akwarium.

Prof. Ryan Kelly z University of Washington w Seattle uważa, że ustalanie relatywnej obfitości gatunków ryb w wybranym akwenie za pomocą współczesnych technik identyfikacji DNA będzie można kiedyś zastosować w ramach spisywania zwierząt w oceanach. Obecnie biolodzy polegają na łowieniu w sieci, obserwacji itp.

Taka wizja może być niezbyt przyjemna, kiedy idzie się pływać w oceanie, ale woda to [de facto] zupa komórek zrzuconych przez żyjące w niej istoty. Ryby pozostawiają komórki ze skóry, uszkodzonych tkanek i ekskrementów. W każdej komórce występuje DNA i jeśli dysponujesz odpowiednimi narzędziami, możesz powiedzieć, kim był jej właściciel. Obecnie pracujemy nad określaniem relatywnej liczebności wszystkich występujących gatunków.

Niespełna 2 lata temu ukazał się artykuł, którego autorzy udowodnili występowanie poszukiwanych zagrożonych gatunków, bazując właśnie na środowiskowym DNA (eDNA, od ang. environmental DNA). Od tego czasu technikę wykorzystywano do wyszukiwania różnych specyficznych gatunków zarówno w habitatach słodko-, jak i słonowodnych.

Zespół Kelly'ego postanowił sprawdzić, jak pójdzie wykrywanie DNA za pomocą zaprojektowanych mniej więcej rok wcześniej primerów - sond molekularnych, które łączą się fragmentami DNA wskazującymi, że zwierzę ma kręgosłup.

Akademicy wybrali właśnie Sea Tank, bo wiadomo, kto w nim mieszka. Uzyskane wyniki można więc było porównać ze stanem faktycznym, czyli, jednym słowem, określić trafność techniki.

Podczas eksperymentów biolodzy analizowali próbki o pojemności 2 półkwart (ok. 946 ml), ale Kelly uważa, że DNA zwierząt z akwarium można by wykryć także w mniejszych objętościach.

Autorzy artykułu z PLoS ONE wykazali, że zastosowana metoda jest skuteczna: nie tylko zidentyfikowano 8 gatunków ryb kostnoszkieletowych, ale i stwierdzono, że tuńczyki i sardynki stanowią większość biomasy zbiornika. Co więcej, metoda okazała się na tyle czuła, że wychwyciła DNA od dawna nieżyjącego menhadena, który po przetworzeniu stał się pokarmem dla tutejszych ryb.

Primery nie były w stanie wykryć DNA 2 grup kręgowców: żółwi oraz ryb chrzęstnoszkieletowych. Kelly podkreśla, że dzięki temu można było sobie uzmysłowić, że należy dodatkowo stworzyć ogólne primery.

Metoda bazująca na eDNA powinna być tańsza i mniej czasochłonna od tradycyjnych sposobów zliczania zwierząt z danego zbiornika. Niewykluczone, że kiedyś pomoże ona naukowcom monitorującym środowisko wodne np. w odtworzeniu łańcucha pokarmowego czy w wykryciu przybycia inwazyjnych gatunków, zanim staną się poważnym problemem.

Mieszanie wody przez pływy czy prądy utrudnia zastosowanie techniki na otwartym oceanie, ale wstępne wyniki badań w zatoce Monterey okazały się obiecujące. Na niedaleką przyszłość zaplanowano eksperymenty na terenie Zatoki San Francisco.

« powrót do artykułu