ДНК из дождевой воды позволяет заглянуть в биоразнообразие тропического полога

от

Тропические дождевые леса по-прежнему представляют собой сокровищницу неизученных видов. Хотя за годы исследований были идентифицированы многие виды растений, животных и насекомых, некоторые части этих тропических экосистем труднодоступны и создают проблемы для учёных. В частности, изучение высоких ярусов тропических лесов может быть сложным и дорогостоящим занятием, не наносящим при этом вреда окружающей местности.

Однако прошлые исследования показали, что дождевая вода может стать решением этой проблемы. Дождевая вода способна переносить ДНК растений и животных из окружающей среды (так называемая эДНК), которую затем можно проанализировать, чтобы получить представление о местном биоразнообразии.

Ранее учёные смогли обнаружить различных членистоногих в кронах умеренных лесов, собрав эДНК из дождевой воды, стекающей в пробоотборники. Они использовали метод, называемый метабаркодированием, для идентификации организмов, представленных в образцах эДНК.

Новое исследование

В новом исследовании, опубликованном в журнале Science Advances, учёные опробовали эти методы в старовозрастном тропическом лесу в Амазонии (Французская Гвиана), а затем сравнили результаты с эДНК, собранной с близлежащей плантации деревьев. Они также проанализировали эффективность метода дождевого смыва эДНК, распыляя морковный сок в окружающую среду и периодически тестируя дождевой смыв в течение нескольких недель, чтобы определить, как долго ДНК обнаруживалась после контакта, а также путём проведения пространственных сравнений.

С помощью эДНК, собранной в течение 10 дней, исследователи смогли идентифицировать широкий спектр видов, включая растения, млекопитающих, птиц, амфибий и насекомых. В образцах также присутствовала ДНК рыб — вероятно, в виде остатков или экскрементов млекопитающих и птиц после потребления. Исследователи отметили заметное различие в разнообразии между естественным лесом и насаждениями на плантациях.

Они пишут: «Таксономические назначения были в 1,3–1,9 раза разнообразнее на участке старовозрастного леса по сравнению с плантацией, с назначениями, соответствующими 155 таксонам растений (против 111 на плантации), 61 таксону позвоночных (против 32) и 276 (против 153) таксонам насекомых».

Метод дождевого смыва эДНК оказался надёжным методом идентификации видов. Авторы исследования обнаружили, что сигналы ДНК обнаруживаются в среднем в течение 8–20 дней, в зависимости от конкретного маркера ДНК, и что сигналы в основном локализованы в диапазоне десятков метров.

Этот метод представляет собой контраст с другими методами, используемыми для аналогичных целей, поскольку эДНК из ручьёв и воздуха, как правило, менее локализована, а эДНК, собранная из почвы, локализована, но обычно описывает только организмы, живущие в почве. Дождевая вода, с другой стороны, оказывается лучшим методом для анализа разнообразия полога, и его сбор в этом исследовании проводился неинвазивным и недорогим способом, что ещё раз доказывает его полезность.

Авторы исследования пишут: «Мы создали надёжную методологическую основу для оптимального отбора проб эДНК методом дождевого смыва, открыв двери для дальнейших усовершенствований в оценке сообществ на уровне среды или градиентов нарушений и для обнаружения видов, имеющих решающее значение для сохранения или здоровья окружающей среды».

«Обеспечивая крупномасштабный и неинвазивный мониторинг, эДНК дождевого смыва может существенно улучшить наше описание неуловимого разнообразия, скрытого в кронах тропических лесов, и предоставить информацию для оценки стратегий сохранения тропических лесов, внося жизненно важные данные для защиты этих незаменимых экосистем».

Источник

Другие новости по теме

Другие новости на сайте