6 Minutės
Įsivaizduokite mažą skraidantį mėgėją, siurbiančią kraują ir be jokio sąmoningumo fiksuojančią dešimčių gyvūnų buvimą kraštovaizdyje. Nauji Floridos universiteto tyrimai rodo, kad uodų kraujo mėginiai gali tapti galingu, nebrangiu bioįvairovės stebėsenos įrankiu, leidžiančiu identifikuoti plačią stuburinių gyvūnų seką nuo varliagyvių iki galvijų. Tokia uodų panaudojimo strategija atveria papildomą sluoksnį ekologinių duomenų renkant informaciją apie rūšių įvairovę, buveinių sąveikas ir invazinių ar nykstančių rūšių aptikimą.
Kaip uodai tampa judančiais eDNR imtuvais
Tyrėjų grupė, kurią vedė entomologai Lawrence Reeves ir Hannah Atsma, per aštuonis mėnesius surinko daugiau nei 50 000 uodų 10 900 hektarų saugomame rezervate centrinėje Floridoje. Surinkimo metu buvo aptikta 21 uodų rūšis; iš kelių tūkstančių kraują siurbusių patelių ištirta DNR atskleidė genetinius pėdsakus iš 86 skirtingų gyvūnų rūšių. Tai atitinka maždaug 80 % iš visų stuburinių, kuriuos mokslininkai tikėjosi, kad uodai galėtų užkrimsti tame regione. Tokie rodikliai rodo, kad uodų mėginiai gali suteikti plataus masto, daugkartinę informaciją apie vertebratų bendrijas ir jų erdvinius sąveikos modelius.
Atliekant tokius tyrimus svarbu suprasti, kaip lauko rinkimo dizainas ir uodų ekologija veikia duomenų užfiksavimą. Uodai veikia kaip judantys imtuvai, nukreipti į kraujagyslių prieinamumą, todėl jų mėginiai akumuliuoja signalus iš rūšių, kurios yra tiek datyvios, tiek dažniausiai prieinamos jų maitinimuisi. Be to, uodų aktyvumo ciklai, paros laikas ir sezoninė dinamika labai veikia, kurių rūšys ir kokiu dažnumu atsispindi kraujo mėginiuose. Todėl duomenų interpretacijoje būtina atsižvelgti į fenologiją, uodų rūšių sudėtį ir vietos ekologines sąlygas.
Komanda naudojo DNR metabarkodingą — metodą, kuris išskiria ir sekos trumpus, diagnostinius DNR fragmentus, leidžiančius susieti kraujo mėginių genetinius signalus su konkrečiomis rūšimis. Dažnai naudojami žymenys apima mitochondrinio geno fragmentus (pavyzdžiui, COI ar 12S), kurie suteikia pakankamą taksonominį skiriamumą daugeliui stuburinių. Naudodami šiuos žymenis mokslininkai susiejo kraujo pėdsakus su gyvūnais, turinčiais skirtingas gyvenimo istorijas: mediniuose ir žemės mėsėdžiuose gyvenančiais žinduoliais, varliagyviais, migraciniais paukščiais, taip pat invazinėmis ar saugomomis rūšimis. Tarp neaptiktų rūšių buvo požeminės rūšys, pvz., rytinis kurmis, ir vienas didelis žinduolis — nykstanti Floridos pantera (Puma concolor coryi), kuri greičiausiai išlieka neaptinkama dėl savo mažo tankio ir požeminio elgesio ar retų kontaktų su uodais.
Artimas uodo su užpildytu pilvuku vaizdas. Uodai veikia kaip biologiniai DNR mėginių rinkimo įrenginiai.
Tyrimo detalės ir palyginimai
Antrame, komplementariame tyrime, kurį vedė biologas Sebastian Botero-Cañola, komanda lygino uodų kilmės aptikimus su tradicinėmis lauko apklausomis. Tyrimo dizainas apėmė sinchronizuotus lauko darbų etapus, kuomet uodai buvo imami per jų maksimalų aktyvumo periodą, ir tuo pačiu metu buvo vykdomos kameros, akustiniai įrašai arba vizualiniai transektai. Iš esmės, kai uodų mėginiai imti optimaliais aktyvumo laikotarpiais (aušra ir sutemos arba nakties valandos priklausomai nuo regiono ir rūšies), uodų aptikimai dažnai buvo panašaus lygio į tiesiogines stebėjimo apžvalgas daugeliu atvejų.
Visgi sausojo sezono metu tradicinės metodikos tam tikroms rūšims išliko pranašesnės. Sausomis sąlygomis kai kurios žinduolių ar paukščių populiacijos gali susitelkti prie vandens telkinių arba pakeisti elgseną, todėl jose padidėja tikimybė būti užfiksuotoms kameromis ar tiesioginėmis apklausomis, tuo tarpu uodų aktyvumas ir jų maitinimosi galimybės gali sumažėti. Be to, tam tikros rūšys, kurios yra itin vokalios ar ryškios naktiniuose akustiniuose įrašuose, visuomet turės pranašumą prieš uodų eDNR metodą tam tikroms monitoringinėms užduotims.
Rezultatai rodo, kad uodų kraujo mėginių analizė gali išplėsti taksonominį bioįvairovės vertinimų aprėptį. Ten, kur kamerų spąstai, akustiniai detektoriai ar vizualinės transektų metodikos linkusios prie vienų rūšių (pvz., dideli žinduoliai, kviečiantys paukščiai arba garsūs varliagyviai), uodų eDNR fiksuoja mišrią „momentinę nuotrauką“ — rūšių mišinį, kurios lankosi toje pačioje buveinėje ir tampa vietinių uodų maisto šaltiniu. Tokiu būdu uodai papildo tradicines stebėsenos priemones, suteikdami vertingų papildomų duomenų apie bendruomenių sudėtį, trofines sąveikas ir erdvinį rūšių persidengimą.
Kodėl tai svarbu išsaugojimui ir stebėsenai
Lauko apklausos dažnai yra brangios, reikalauja daug laiko ir specialių taksonominių žinių. Dėl to daugelis apsaugos programų — ypač turinčių ribotus išteklius — susiduria su sunkumais palaikant nuoseklų ir platų stebėjimą. Uodais paremta imties ėmimo strategija sumažina kai kurias šias kliūtis: gaudyklės ir jų įranga yra palyginti pigios, laukinė dislokacija paprastai yra tiesioginė ir greitai įgyvendinama, o laboratorijose mėginiai gali būti apdorojami dideliais kiekiais lygiagrečiai. Tai leidžia ekonomiškai efektyviai rinkti duomenis plačiu mastu ir trumpesniu laiku — ypač naudingai programoms, siekiančioms ankstyvo invazinių rūšių aptikimo, nykstančių populiacijų monitoringą ar prioritetinių vietovių atranką intensyvesnėms apklausoms.
Praktiniai veiklos privalumai apima galimybę multiplexuoti mėginius prieš sekoskaita, taikyti automatizuotus analizės srautus ir integruoti rezultatus į esamas biologinės įvairovės duomenų bazes. Šiuolaikinės sekoskaitos platformos (nuo didelės pralaidos laboratorinių sprendimų iki nešiojamų prietaisų) leidžia pritaikyti metodą įvairiems biudžetams ir lauko sąlygoms. Tačiau Reeves pripažįsta paradoksą: uodai plačiai nekenčiami, tačiau šiuo kontekstu jie tampa netyčiniais ekosistemų sveikatos sargais. Atsma ir kolegos pabrėžia, kad nors metodas turi didelį potencialą, jis turi būti patikrintas skirtinguose klimatuose, ekosistemose ir tarp įvairių uodų bendrijų, kol taps įprasta stebėsenos priemone.
Praktiniai ribojimai ir tolesni žingsniai
Yra aiškių apribojimų, kuriuos būtina įvertinti prieš plataus masto diegimą. Uodų mitybos preferencijos, sezoninis gausumas, paros aktyvumo ritmai ir suvirškintos DNR skaidymo greitis labai veikia aptikimo tikimybę. Kitas svarbus veiksnys — atitinkamų referencinių duomenų bazės pilnumas: be gerai aprašytų genetinių žymenų daugumai regioninių rūšių, identifikacijos tikslumas mažėja. Taip pat yra rizika dėl užteršimo, kryžminių signalų ar neteisingų priskyrimų, jeigu bioinformatikos filtras nėra kruopščiai sukonfigūruotas.
Nors išlikusių uodų fosilijų — kaip „Jurassic Park“ scenarijose — panaudojimas senovinių genomų atgaivinimui išlieka fantastikos sritimi, šis metodas moderniam biologinės įvairovės valdymui suteikia vertingą, dažnai ekonomišką papildymą aptikimo aprėptims. Tolesni veiksmai turėtų apimti metodikos standartizavimą, vietinių genetinių žymenų bibliotekų plėtrą, kryžminius palyginimus su kitomis stebėjimo priemonėmis ir strategijas duomenų kokybės kontrolei. Taip pat svarbu integruoti etinius ir teisinius aspektus — leidimus, gyvūnų apsaugą ir duomenų dalijimosi gaires — kad metodas būtų pritaikytas atsakingai ir skaidriai.
Abu šie tyrimai buvo publikuoti žurnale Scientific Reports ir pabrėžia svarbią tendenciją apsaugos biologijoje: organizmų panaudojimą kartu su modernia sekoskaita siekiant padaryti biologinės įvairovės apklausas greitesnes, platesnes ir labiau ekonomiškas. Integruojant uodų eDNR metodus su tradicinėmis priemonėmis, stebėsenos programos gali pasiekti didesnį taksonominį aprėptį, geriau valdyti išteklius ir greičiau reaguoti į ekologinius iššūkius.
Šaltinis: sciencealert
Palikite komentarą