Теперь диких животных можно обнаружить по запаху ДНК в воздухе.

Теперь диких животных можно обнаружить по запаху ДНК в воздухе.

яВ ПРОШЛОЕдля изучения экосистем в поисках признаков изменений потребовалось немало ботинок на Земле. Оседлые растения легко захватить, выпустив пехоту. пчасD студенты, стремящиеся сделать себе имя. Однако занести животных в список — другое дело. Это часто включает в себя тихое сидение в течение нескольких часов подряд, запись того, какие виды животных ходят, порхают или плывут, и чем они занимаются. Иногда войска, отвечающие за это, видят многое. Иногда нет.

Послушайте эту историю

Больше звука и подкастов iOS или Android.

Однако любой зритель криминальных драм может подумать, что есть способ лучше. Просто я ДНК следы на немытом стекле или небрежно выброшенном окурке могут указывать на подозреваемого, как если бы он был в определенном месте, и, таким образом, ДНК пролита каким-то существом, выполняя свою работу. Защитники окружающей среды думали об этом, и это определенно работает для таких вещей, как фекалии животных. Но они тоже должны быть сначала обнаружены и собраны — и они будут идентифицировать только животное, которое их сбросило. Что действительно могло бы ускорить процесс, так это способ одновременного отбора проб со всей среды обитания.

Такой подход называется метагеномикой и уже существует. Однако в настоящее время он применяется в основном к водным поверхностям и почве, а не к открытым наземным местообитаниям. Поэтому несколько групп исследователей хотели бы расширить его шире — щипком ДНК ни о чем не беспокоился.

Нюхать вокруг

Две из этих групп, одну во главе с Кристиной Люнггаард из Копенгагенского университета, а другую — Элизабет Клэр из Йоркского университета в Торонто, использовали зоопарки, чтобы проверить, как извлекать ДНК из атмосферы. Зоопарки идеально подходят для этого, потому что они являются домом для известных животных. Обе группы только что обнародовали предварительные результаты. Текущая биология. Другие, тем временем, уже ищут в дикой природе.

Тим др. Клэр адаптировал существующий метод сбора образцов, прокачивая воздух через фильтры, обычно используемые для экстракции. ДНК из воды. Тим др. Люнггаарда испробовала три подхода. Сначала он процедил воздух для анализа в небольшом количестве воды, чтобы попытаться растворить ДНК носил это и так позволял ДНК проанализированы общепринятыми метагеномными методами. Во втором и третьем использовались вентиляторы — в одном случае большие, используемые для охлаждения больших компьютеров в центрах обработки данных, а в другом — маленькие, используемые для охлаждения настольных устройств. В обоих случаях эти вентиляторы пропускают воздух через фильтры того типа, который используют кондиционеры для удаления загрязняющих частиц.

Избранный зоопарк др. Люнггаарда была в Копенгагене. Она установила испытательные станции в некоторых животноводческих домах и домах в тропических лесах, а также рядом с несколькими вольерами. Она позволила системам фильтрации воды и большим вентиляторам поработать 30 минут. Система с небольшими вентиляторами позволяла выполнять свою работу более 30 часов.

Тем временем доктор Клэр выбрала зоопарк Хэмертон в Великобритании. Она также проводила свои тесты в течение 30 минут в большом количестве мест, как в помещении, так и на открытом воздухе.

Обе группы забили ощутимые голы. Все три метода и т. Д. Люнггаард был обнаружен 30 видами млекопитающих, живущих поблизости. Некоторые из них, такие как белые носороги, золотые львиные тамарины и восточные серые кенгуру, были выставлены в зоопарке. Но многие нет. Например, в ее одежде были зафиксированы рыжие белки, кролики, коричневые крысы и домашние кошки. Находки других. Клэр тоже подбадривала. Ее группа не только зафиксировала в зоопарке 17 ближайших животных, но и еще восемь видов млекопитающих и птиц. Среди них — ежи — вид, который в последние годы в Британии резко упал, и поэтому именно этот вид представляет интерес для тех, кто проводит экологические переписи.

Кажется, что воздушная метагеномика работает. Но позвоночные животные, хотя и крупные и заметные, отнюдь не единственная важная фауна в экосистеме. Не исключено, что насекомых больше. И Фабиан Роджер, энтомолог, который сейчас работает ETH Цюрих, Швейцария, показал, что этот метод работает и с ними, и даже может предоставить новую информацию о жителях местности.

Доктор Роджер проводил свое исследование в сотрудничестве с коллегами из Лундского университета в Швеции, когда он работал там до переезда в Цюрих. Лунд расположен через мост в Эресунде из Копенгагена, и это была система, аналогичная подходу доктора Люнггаарда, в которой использовалась фильтрация воды. Одним из выбранных им мест была крыша Департамента экологии Лунда — хорошо зарекомендовавшего себя места для борьбы с молью с помощью обычных световых ловушек. Другой был в лесу в Смоланде, шведской провинции немного севернее Лунда. Основными целями здесь были пчелы и бабочки, за которыми в данном случае выслеживали по старинке, используя сапоги экологической пехоты.

Доктор Роджер еще не опубликовал свои результаты в журнале, но сообщил о них в декабре на онлайн-конференции под названием «Экология без границ». Его версия системы перколяции обнаружила в общей сложности 85 видов насекомых в двух местах, 77 из которых были пропущены при обычном отборе проб. Также были зарегистрированы девять позвоночных (различные лягушки, птицы и млекопитающие) и многие беспозвоночные, кроме насекомых. С другой стороны, он пропустил 81 вид насекомых, которые, как оказалось, присутствовали при использовании других методов. Особенно плохо он ловил бабочек, заметил только девять видов, в то время как ловушки поймали невероятное количество — 48. Однако ему удалось поймать пять видов бабочек, которых в ловушках не было.

То, что удивило других. Clarea et al. Lynggaard заключается в том, что их зоопарки обнаружили не только экспонаты, местную дикую природу и домашних животных, но и некоторые виды, которые не были ни к чему подобному. Оборудование dr. Лынггаарда поймал три рыбы: таракана, морду и лосося. Доктор Клэр фыркнула ДНК коров, свиней и кур.

Вероятный источник этого — время кормления. В зоопарке Копенгагена содержатся аисты, тюлени, морские львы, белые медведи и крокодилы. Все они едят песок, и рыба, которую обнаружил доктор Люнггаард, регулярно входит в их меню. Между тем, Хамертон гордится своей коллекцией наземных хищников, включая тигров, гепардов, рысей и волков с гривами. Часто едят курицу, свинину и говядину.

Одно дело забрать ДНК от живого животного, которое постоянно теряет волосы, клетки кожи, пот и, действительно, мочу и кал. Другое дело — обнаружить его в инертном куске мяса, даже если его можно испортить во время еды. Это открытие может быть использовано в той области охраны природы, которая отличается от мониторинга местообитаний, о котором думают другие. Клэр, доктор. Lynggaard et al. Роджер, потому что его можно использовать для создания устройств, обнаруживающих виды, международная торговля которых является незаконной.

Такие виды часто являются скрытым контрабандным товаром — например, мясо панголина по пути на рынок. Но этот метод также может помочь определить, действительно ли что-то, что открыто импортируется, например груз рыбы, является тем, за что оно заявлено, а не как человек, находящийся под угрозой исчезновения.

Раннее предупреждение

Вернемся к вопросу мониторинга диких местообитаний, взятия проб с воздуха. ДНК он мог объявить о прибытии туда новых видов раньше — либо естественным путем с близкого расстояния, в результате таких вещей, как изменение климата, либо более искусственно, издалека, путем внедрения чужеродного и потенциально разрушительного организма. Во втором случае раннее обнаружение может позволить предпринять действия до того, как злоумышленник будет установлен.

наоборот, ДНК Когда-нибудь обнюхивание может стать предупреждением, когда местный вид окажется в беде, даже если он еще недостаточно чувствителен для этого. Кроме того, как показывают результаты д-ра Роджера, в настоящее время он лучше всего работает как вспомогательное средство, а не заменяет устоявшиеся методы. пчасD студентам пока не нужно беспокоиться о переукомплектованности штатов.

Но одно, что подтвердилось до сих пор ДНКСвязанная с этим технология заключается в том, что со временем она становится лучше и дешевле. Будет ли когда-нибудь точка, где пешеходам по лесам и лугам придется привыкать к зрелищу? ДНК еще предстоит увидеть сниффера, приставшего к местной экологии. Но результаты, полученные доктором Люнггаардом, доктором Клэр и доктором Роджером, предполагают, что такие анализаторы будут, по крайней мере, ценным дополнением к арсеналу защитников окружающей среды.

Эта статья появилась в разделе «Наука и технологии» печатного издания под названием «Что-то в воздухе».

Оставьте комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.