Το DNA στον αέρα μπορεί να βοηθήσει στον εντοπισμό αόρατων ζώων κοντά

0
Το DNA στον αέρα μπορεί να βοηθήσει στον εντοπισμό αόρατων ζώων κοντά

Το οκάπι έριξε μια βρώμικη ματιά στη βιολόγο Christina Islas Lynggaard. Στεκόταν στο στυλό του στο ζωολογικό κήπο της Κοπεγχάγης της Δανίας χρησιμοποιώντας ένα θορυβώδες κενό. Γιατί; Ήλπιζε να συλλέξει κομμάτια DNA που μπορεί να είχε ρίξει στον αέρα.

Τα ζωντανά όντα ρίχνουν ίχνη του DNA τους όλη την ώρα. Αυτό το γενετικό υλικό βγαίνει στο σάλιο, τη γούνα, τα κόπρανα — ακόμη και την αναπνοή. Είναι γνωστό ως περιβαλλοντικό DNA, ή eDNA. Για πολλά χρόνια, οι επιστήμονες έχουν χρησιμοποιήσει eDNA στο νερό να προσδιορίσει τι μπορεί να ζει σε αυτό.

Τώρα, δύο ερευνητικές ομάδες δείχνουν ότι το αερομεταφερόμενο eDNA μπορεί ομοίως να αναγνωρίσει κοντινά ζώα — ακόμα και αυτά που δεν φαίνονται.

Και οι δύο ομάδες μοιράστηκαν τα ευρήματά τους χωριστά στις 6 Ιανουαρίου Τρέχουσα Βιολογία.

μια νεαρή γυναίκα που φορά μια χειρουργική μάσκα και λαστιχένια γάντια κρατά μια συσκευή στον αέρα προς μια νωθρότητα που κρέμεται από ένα δέντρο
Η Kristine Bohmann του Πανεπιστημίου της Κοπεγχάγης στη Δανία συλλέγει δείγματα αέρα που αργότερα θα αναλυθούν για οποιοδήποτε ζωικό DNA που μπορεί να έχουν.Κρίστιαν Μπέντιξ

Άλλοι ερευνητές είχαν δοκιμάσει στο παρελθόν τη δειγματοληψία για eDNA πουλιών στον αέρα. Αλλά μέχρι τώρα, η παρακολούθηση των ζώων της ξηράς βασιζόταν κυρίως στην παρατήρηση. Για να γνωρίζουν ποια ζώα βρίσκονταν σε μια περιοχή, οι ερευνητές έπρεπε να δουν τα πλάσματα με τα μάτια τους ή να τραβήξουν φωτογραφίες τους με μια αυτοματοποιημένη κάμερα (επίσης γνωστή ως παγίδα κάμερας). Αυτό είναι χρονοβόρο. Μπορεί επίσης να είναι ιδιαίτερα δύσκολο όταν τα ζώα είναι ντροπαλά ή ζουν σε λαγούμια.

Το DNA που επιπλέει στον αέρα μπορεί να βοηθήσει τους επιστήμονες να μελετήσουν σπάνια ζώα, συμπεριλαμβανομένων των κρυπτικών ειδών – εκείνων που τείνουν να κρύβονται καλά. Ένα τέτοιο eDNA μπορεί επίσης να κάνει ευκολότερη και ταχύτερη την παρακολούθηση γνωστών κοινοτήτων ζώων στη φύση.

Οι ζωολογικοί κήποι αποδείχθηκαν καλός χώρος δοκιμών

Οι ζωολογικοί κήποι περιέχουν πολλά ζώα που δεν βρίσκονται κοντά στη φύση. Έτσι, οι ερευνητές αποφάσισαν να δοκιμάσουν τη νέα στρατηγική τους αναζητώντας DNA από εξωτικά είδη – ίσως μια τίγρη – που σαφώς δεν θα περιπλανώνται σε γειτονικές αστικές γειτονιές. Μια βρετανική ομάδα δοκίμασε αέρα για τέτοια εξωτικά θηρία στον ζωολογικό κήπο Hamerton κοντά στο Κέιμπριτζ της Αγγλίας. Η ομάδα του Lynggaard εργάστηκε στον ζωολογικό κήπο της πρωτεύουσας της Δανίας.

Η ομάδα στη Δανία χρησιμοποίησε κενά για τη συλλογή DNA από τον αέρα. Δοκίμασαν ένα εμπορικό κενό, αλλά ήταν δυνατό και χρησιμοποιούσαν πολλή ισχύ. Κατέληξαν να βασίζονται σε ένα σπιτικό μοντέλο. Η συσκευή ήταν τόσο μικρή όσο μια μπάλα του γκολφ και αθόρυβη σαν ένα ποντίκι, κατασκευασμένη από έναν μικρό ανεμιστήρα, μια θήκη με εκτύπωση 3-D και ένα κομμάτι φίλτρου. Οι ερευνητές έκαναν δειγματοληψία αέρα σε δύο κλειστές περιοχές: τον στάβλο του okapi και το σπίτι του τροπικού δάσους που περιείχε βατράχους, νωθρούς, αρμαδίλους και πολλά πουλιά. Έκαναν επίσης δείγματα σε υπαίθριο χώρο.

τέσσερα ντίνγκο κοιτάζουν μέσα από το πλέγμα ενός κλουβιού
Αυτή η φωτογραφία δείχνει ντίνγκο στο ζωολογικό κήπο Hamerton στην Αγγλία να κοιτάζουν τον εξοπλισμό δειγματοληψίας αέρα με περιέργεια.Elizabeth Clare/CC BY-SA

Επικεφαλής της ομάδας στην Αγγλία ήταν η Ελίζαμπεθ Κλερ. Είναι βιολόγος που τώρα εργάζεται στο Πανεπιστήμιο York στο Τορόντο του Καναδά. Η ομάδα της χρησιμοποίησε μια μικρή αντλία για να ρουφήξει αέρα μέσα από ένα πολύ μικροσκοπικό φίλτρο.

Η ομάδα της Clare έκανε τη δουλειά της κατά τη διάρκεια του lockdown για τον COVID-19. Ο ζωολογικός κήπος ήταν κλειστός εδώ και εβδομάδες. Χωρίς επισκέπτες, τα περισσότερα ζώα έδειχναν ενθουσιασμένοι που έβλεπαν τους επιστήμονες.

«Θα μας ακολουθούσαν γύρω από τα καταλύματά τους», λέει η Clare. Μερικοί «έκλεψαν τον εξοπλισμό μας πολλές φορές». Στην πραγματικότητα, είχε μια διελκυστίνδα με ένα binturong – ένα ασιατικό σαρκοφάγο σαν γάτα – πάνω από μερικά ηλεκτρικά καλώδια που άρπαξε μέσα από το κλουβί του. Συνολικά, η ομάδα της έκανε δείγματα σε 20 τοποθεσίες γύρω από τον ζωολογικό κήπο.

Τόσο η αντλία όσο και οι συσκευές κενού τραβούσαν τον εισερχόμενο αέρα μέσω ενός φίλτρου, το οποίο συνέλεγε τυχόν επιπλέον DNA.

Και οι δύο ομάδες πήραν τα φίλτρα τους πίσω στο εργαστήριο. Όλα είχαν DNA από βακτήρια και ιούς μαζί με DNA που απορρίπτεται από φυτά και ζώα. Οι επιστήμονες επέλεξαν μόνο το DNA από είδη σπονδυλωτών και στη συνέχεια έκαναν πολλά αντίγραφά του. Το έκαναν χρησιμοποιώντας μια διαδικασία που ονομάζεται αλυσιδωτή αντίδραση πολυμεράσης (Puh-LIM-er-ace) ή PCR. (Είναι επίσης αυτό που χρησιμοποιούν οι εγκληματολόγοι όταν μελετούν το DNA που βρέθηκε σε έναν τόπο εγκλήματος.) Στη συνέχεια, ανέλυσαν το αντιγραμμένο DNA και συνέκριναν τις αλληλουχίες του με μια βάση δεδομένων από γνωστά είδη. Αυτό τους ενημέρωσε ποιο γενετικό υλικό ζώων βρισκόταν στον χώρο συλλογής.

Αυτό που βρήκαν

Η ομάδα της Clare βρήκε DNA από σπονδυλωτά σε 64 από τα 72 δείγματά της. Τα περισσότερα φίλτρα είχαν DNA από πολλά είδη. Συνολικά, οι ερευνητές εντόπισαν 25 διαφορετικούς τύπους ζώων, συμπεριλαμβανομένου ενός νωθρού, της τίγρης, της σουρικάτας και του Ντίνγκο. Αυτοί ζούσαν στο ζωολογικό κήπο. Αλλά δεν προήλθε όλο το DNA των σπονδυλωτών από εξωτικά ζώα. Το DNA του κοτόπουλου στο περίβλημα binturong, για παράδειγμα, προήλθε από ζώα που είχαν ταΐσει τους κατοίκους του ζωολογικού κήπου. Εμφανίστηκε επίσης DNA από κοντινή άγρια ​​ζωή. Το πιο συναρπαστικό για την ομάδα του Ηνωμένου Βασιλείου ήταν το DNA από τον ευρασιατικό σκαντζόχοιρο. Είναι είδος υπό εξαφάνιση στη Βρετανία.

μια γυναίκα που φορά ένα κόκκινο σακάκι και μια χειρουργική μάσκα σκύβει κοντά σε έναν θάμνο και κρατά μια συσκευή στον αέρα
Η Elizabeth Clare, βιολόγος στο Πανεπιστήμιο York στο Τορόντο του Καναδά, λαμβάνει δείγματα εξωτερικού αέρα για να συλλάβει υπολείμματα DNA ζώων που βρίσκονται κοντά.Elizabeth Clare (CC BY-SA)

Γενικά, η ομάδα της Clare ανίχνευσε περισσότερο DNA σε δείγματα που συλλέχθηκαν πιο κοντά σε ένα ζώο. Αλλά το ζώο που έλαβε το δείγμα δεν χρειάστηκε να είναι πολύ κοντά. Οι ερευνητές εντόπισαν DNA σουρικάτας, για παράδειγμα, από το περίβλημα του Ντίνγκο 245 μέτρα (800 πόδια) μακριά. Αυτό δείχνει ότι το DNA ταξιδεύει στον αέρα και μπορεί να ανιχνευθεί σε μεγάλη απόσταση από την πηγή του.

Ομοίως, ο αέρας που σκούπιζε ο Lynggaard από το στυλό okapi περιείχε DNA από 23 είδη σπονδυλωτών. Αυτά ήταν ζώα του ζωολογικού κήπου από άλλα καταλύματα, άγρια ​​ζώα και τροφοδότες. Κατά τη διάρκεια της δειγματοληψίας του ζωολογικού κήπου, η ομάδα εντόπισε 30 θηλαστικά, 13 πουλιά, τέσσερα ψάρια και ένα είδος ερπετών. Εντόπισαν ακόμη και μικροσκοπικά guppies από τη λίμνη μέσα στο περίβολο του τροπικού δάσους. «Έμεινα έκπληκτος που μπορούσαμε να τους εντοπίσουμε από τον αέρα», λέει.

Τα αποτελέσματα συναρπάζουν άλλους επιστήμονες. Ο Masayuki Ushio είναι οικολόγος στο Πανεπιστήμιο του Κιότο στην Ιαπωνία. Έχει χρησιμοποιήσει το eDNA από το νερό στη δουλειά του. Τώρα πιστεύει ότι η συλλογή αέρα είναι «μια πολλά υποσχόμενη προσέγγιση» για την παρακολούθηση της ποικιλομορφίας των ειδών στην ξηρά. Υποψιάζεται ότι «θα είναι μια σημαντική συμβολή οικολογία διατήρησης

Υπάρχουν πολλά να μάθουμε για το DNA στον αέρα. «Θα περίμενα ότι ορισμένα είδη είναι περισσότερο ή λιγότερο ανιχνεύσιμα», λέει ο Lynggaard. «Ίσως αυτά που περιποιούνται συνεχώς να είναι πιο εύκολο να εντοπιστούν επειδή απελευθερώνουν περισσότερα κύτταρα του δέρματος».

«Αν εντοπίσω μια τίγρη σε ένα δάσος, δεν ξέρω πότε ήταν εκεί», λέει η Clare. „Εχθές? Πριν από μία εβδομάδα? Ενα μήνα πριν? Δεν ξέρουμε πόσο διαρκεί το σήμα». Και έχει σημασία αν είναι ζεστό ή κρύο; Ηλιοφάνεια ή βροχή; Τώρα, λέει, «πολλές διαφορετικές ομάδες ερευνητών προσπαθούν να απαντήσουν σε αυτές τις ερωτήσεις σε όλο τον κόσμο».

παρόμοιες αναρτήσεις

Schreibe einen Kommentar