Подсчёт лосося с помощью воздушной эко-ДНК — проще простого.

от

Во время ежегодного хода лосося исследователи из Вашингтонского университета извлекли ДНК лосося из воздуха и использовали её для оценки количества рыбы, прошедшей через соседнюю реку.

Адэн Иньчун Ип, научный сотрудник Вашингтонского университета по морским и экологическим вопросам, начал формулировать основную гипотезу исследования во время похода по Олимпийскому полуострову:

«Я увидел, как рыба прыгает и плещется в воде, и начал думать: можем ли мы восстановить их генетический материал из воздуха?» — сказал он.

Исследователи разместили воздушные фильтры в нескольких местах на ручье Иссакуа, недалеко от инкубатория лосося Иссакуа в Вашингтоне. К своему удивлению, они обнаружили, что фильтры улавливают ДНК лосося кижуча даже на расстоянии 10–12 футов от реки.

Учёные собирают экологическую ДНК (eDNA) для идентификации видов, обитающих в определённой местности или проходящих через неё, но мало кто пытался отслеживать водные виды, анализируя воздух.

Это исследование, опубликованное в Scientific Reports, показывает, что эко-ДНК может перемещаться между воздухом и водой — возможность, которую учёные не учитывали, хотя ДНК водных животных иногда появляется в данных исследований, проводимых в воздухе.

Исследователи объединили воздушную и водную эко-ДНК с визуальными подсчётами в инкубатории, чтобы отследить, как численность лосося росла и падала во время осенней миграции. Хотя количество ДНК лосося в воздухе было в 25 000 раз меньше, чем в воде, её концентрация всё равно менялась в соответствии с наблюдаемыми миграционными тенденциями.

«Эта работа находится на грани возможного с использованием эко-ДНК, — сказал старший автор Райан Келли, профессор Вашингтонского университета по морским и экологическим вопросам и директор проекта по изучению эко-ДНК. — Она расширяет границы гораздо дальше, чем я думал, что мы сможем».

Исследователи за последнее десятилетие оптимизировали процесс отбора проб эко-ДНК. Вода и воздух являются резервуарами для выброшенных кусочков кожи, волос и другого детрита, богатого ДНК. Как отпечаток ноги, эко-ДНК указывает на присутствие поблизости определённого вида.

После вылупления молодь лосося мигрирует в океан на один-несколько лет, прежде чем вернуться в тот же ручей для нереста. Они выпрыгивают и метаются у поверхности воды, вероятно, теряя эко-ДНК в процессе. Каждый год, когда рыба проходит через миграционные узкие места, люди подсчитывают её, чтобы оценить состояние популяции, установить лимиты вылова и отслеживать усилия по восстановлению.

Ип начал задумываться об удалённом мониторинге, наблюдая, как рыба извивается вверх по течению. Эко-ДНК стала ценным инструментом для отслеживания исчезающих и инвазивных видов. Он разработал эксперимент по проверке воздуха на наличие ДНК лосося совместно с коллегами из Вашингтонского университета.

«Это ребёнок Адэна, — сказал Келли. — Он пришёл и сказал: «Я знаю, что вы можете получить эко-ДНК из воды, но я хочу сделать то, чего раньше никто не делал».

Исследователи разместили фильтры на расстоянии 10–12 футов от ручья и оставили их на 24 часа на шесть разных дней в период с августа по октябрь, каждый раз тестируя четыре типа фильтров. Три из них были вертикальными фильтрами, а четвёртый представлял собой открытую двухлитровую ёмкость с деионизированной водой для улавливания осевших частиц.

В лаборатории они вымыли эко-ДНК из фильтра и измерили её концентрацию с помощью специфичного для лосося кижуча маркера, используя метод амплификации ДНК, называемый полимеразной цепной реакцией. Они сопоставили концентрацию воздушной и водной эко-ДНК с визуальными подсчётами, чтобы отследить изменения популяции, предполагая, что у каждого метода есть своя погрешность, а истинное количество рыбы неизвестно.

Концентрация воздушной эко-ДНК колебалась в соответствии с визуальными подсчётами, представленными инкубаторием, что позволяет предположить, что этот метод может стать полезным инструментом для отслеживания популяций лосося. Стратегия более удобна для удалённого использования, чем другие методы, поскольку не требует электричества.

«Этот метод количественно связывает воздух, воду и рыбу, — сказал Ип. — Воздушная эко-ДНК не даёт нам подсчёта голов, но она сообщает нам, где лосось и какова их относительная численность в разных ручьях».

Есть ещё ряд переменных, которые необходимо учитывать, таких как дождь, ветер, влажность и температура, и исследователи планируют продолжить изучение их в будущих исследованиях.

«Сейчас мы расширяем границы возможного, — сказал Келли. — В конце концов, мы разовьём этот метод, как мы это сделали для водной эко-ДНК, во что-то, что может помочь в управлении и политике».

Предоставлено:
Университет Вашингтона

Источник

Другие новости по теме

Другие новости на сайте