Zoologijos sodas užpildytas pakankamai DNR, kad būtų galima identifikuoti ore esančius gyvūnus

Zoologijos sodas užpildytas pakankamai DNR, kad būtų galima identifikuoti ore esančius gyvūnus

Šioje nuotraukoje su susidomėjimu pavaizduota dingo mėginių ėmimo iš oro įranga Hamertono zoologijos sode JK. Kreditas: Elizabeth Clare

Zoologijos sodo oras pilnas kvapų – nuo ​​maistui naudojamų žuvų iki žolėdžių mėšlo, tačiau dabar žinome, kad ir kvapų pilna. DNR iš ten gyvenančių gyvūnų. Žurnale Dabartinė biologija sausio 6 dth, dvi tyrimų grupės paskelbė tyrimą, įrodantį nepriklausomą koncepciją, rodančią, kad kiekviena iš vietinio zoologijos sodo oro mėginius gali surinkti pakankamai DNR, kad būtų galima identifikuoti netoliese esančius gyvūnus. Tai gali būti vertinga, neinvazinė priemonė biologinei įvairovei stebėti.

„Aplinkos DNR fiksavimas iš stuburinių gyvūnų ore leidžia identifikuoti net gyvūnus, kurių ten nematome“, – sakė mokslininkė Kristine Bohmann ir Kopenhagos universiteto komandos vadovė.

Sausumos gyvūnus galima stebėti įvairiais būdais: tiesioginiu fotoaparatu ir asmeniniu stebėjimu arba netiesioginiais pėdsakais ar likučiais, pavyzdžiui, išmatomis. Šių metodų trūkumai yra tai, kad jie gali apimti intensyvų lauko darbą ir reikalauti fizinio gyvūno buvimo. Pavyzdžiui, norint sekti gyvūnus per fotoaparatą, reikia žinoti, kur patalpinti kameras gyvūno kelyje, išrūšiuoti tūkstančius vaizdų ir dažniausiai šiek tiek sėkmės.

Elizabeth Clare renka DNR ore

Šioje nuotraukoje parodyta, kad Elizabeth Clare ima mėginį iš oro, kad surinktų DNR ore. Kreditas: Elizabeth Clare

„Savo karjeros pradžioje išvykau į Madagaskarą tikėdamasis pamatyti daug lemūrų. Bet iš tikrųjų aš juos matydavau retai. Vietoj to, aš iš esmės girdėjau, kaip jie iššoko iš skėčio. pasakė Bohmannas. „Taigi daugeliui rūšių jų atpažinimas tiesioginio stebėjimo būdu gali būti daug darbo, ypač jei jos yra sudėtingos ir gyvena labai uždaros arba sunkiai patenka, jei gyvena tam tikrose vietose.

„Palyginus su tuo, ką žmonės randa upėse ir ežeruose, labai sunku stebėti DNR ore, nes atrodo, kad DNR yra labai atskiesta ore“, – sakė Elizabeth Claire, vadovaujanti tyrėja iš Karalienės Marijos universiteto Londone (Clare yra dabar Jorko universitetas Toronte). “Tačiau tyrimai mūsų zoologijos sode dar nepasisekė dėl skirtingų mėginių, genų, vietovių ir eksperimentinių metodų. Visa tai veikė ir yra stebėtinai gerai.”

Bohmannas ir Clare turi daug naudos iš savo ankstesnių laukinės gamtos stebėjimo tyrimų, renkant kitų tipų egzempliorius, įskaitant gyvūnų išsiliejusią DNR. Tai vadinama „aplinkos DNR“ arba eDNR ir yra plačiausiai naudojamas gerai patikrintas metodas vandens organizmams sekti, nustatant eDNR seką iš vandens mėginių.

„Oras supa viską, ir mes norėjome užkirsti kelią mūsų mėginių užteršimui optimizuodami tikrąjį gyvūnų DNR aptikimą“, – sako Bohmannas. „Mūsų naujausias darbas su ore esančia eDNA apima darbą, kurį paprastai atliekame apdorodami eDNR mėginius, tik šiek tiek suderiname.

Christina Lynggaard ir Kristin Bohmann renka oro mėginius Kopenhagos zoologijos sode

Šioje nuotraukoje Christina Lynggaard ir Kristin Bohmann renka oro mėginius Kopenhagos zoologijos sode. Kreditas: Christian Bendix

Kiekviena tyrėjų grupė atliko tyrimą vietiniame zoologijos sode, rinkdama įvairiose zoologijos sodo vietose, įskaitant tvoras nuo sienos iki sienos, pavyzdžiui, atogrąžų namus ir patalpų arklidės, taip pat rinkimą lauke. „Norėdami surinkti eDNR ore, naudojome mokslą, panašų į mokslą, kuriuo aušiname kompiuterį ir įdedame į jį filtrą. Tada leidome jam kurį laiką dirbti “, – sakė Christina Lynggaard, pirmoji Kopenhagos universiteto autorė ir doktorantė.

Mokslas ima orą iš zoologijos sodo ir aplink jį, kuriame gali būti genetinės medžiagos iš bet kokio šaltinio, pvz., kvėpavimo, seilių, kailių ar išmatų, tačiau mokslininkai tikslaus šaltinio nenustatė. “Tai gali būti bet kas, kas gali virsti oru, ir jis gali būti pakankamai mažas, kad galėtų toliau plaukti ore”, – sakė Lynggaardas. “Po oro filtravimo atskyrėme DNR nuo filtro ir panaudojome PGR stiprintuvą, kad sukurtume kelias gyvūno DNR kopijas. Po DNR sekos apdorojome milijonus sekų ir galiausiai panaudojome jas gyvūnų rūšims identifikuoti. Palyginus su duomenų baze .

„Kai kurie iš jų turi šuolį tikėjimo komponente, nes dirbdami su paprastais audinių ar net vandens DNR mėginiais galite išmatuoti, kiek turite DNR, tačiau su šiais mėginiais dirbame su labai mažai teismo ekspertizės DNR“, – sakė jis. sako. Klarė. “Daugeliu atvejų, kai paimame mėginį kelias minutes, negalime išmatuoti DNR, todėl turime pereiti į kitą PGR etapą, kuriame išsiaiškiname, ar jis ten yra. Jei paimame mėginį valandų, matome, kad gavome proginį dalyką, bet yra abipusis susitarimas.

Kiekviename tyrime mokslininkai nustatė gyvūnus zoologijos sode ir aplinkinius laukinius gyvūnus. Claire komanda iš Karalienės Marijos universiteto Londone nustatė 25 žinduolių ir paukščių rūšių DNR ir net Eurazijos ežio, kuriam Jungtinėje Karalystėje nyksta, DNR. Bohmano komanda Kopenhagos universitete nustatė 49 nežmonių stuburinių rūšis, įskaitant žinduolius, paukščius, roplius, varliagyvius ir žuvis. Tai apima zoologijos sodo gyvūnus, tokius kaip okapi ir šarvuotis, ir net vietinius gyvūnus, tokius kaip gupijos ir voverės atogrąžų namų baseine, ir kenkėjus, tokius kaip rudosios žiurkės ir naminės pelės. Jie taip pat nustatė žuvų rūšis, kurios yra naudojamos kaip maistas kitiems zoologijos sodo gyvūnams. Abi komandos ėmėsi išsamių priemonių, siekdamos užtikrinti, kad jų laboratorijose mėginiai nebūtų užkrėsti DNR.

Tyrimo vietai pasirinkę zoologijos sodą, mokslininkai žinojo didelės nevietinių rūšių kolekcijos vietą, todėl galėjo atskirti tikrąjį signalą ir teršalą. „Iš pradžių planavome vykti į fermą, bet jei paimsite karvės DNR, turite paklausti: „Ar čia ši karvė, ar už šimto mylių esanti karvė, ar kažkieno pietūs?“ – sakė Claire. „Tačiau naudodamas zoologijos sodą kaip pavyzdį neturiu kito būdo nustatyti tigro DNR, išskyrus zoologijos sodo tigrą. Tai leidžia iš tikrųjų patikrinti aptikimo rodiklius.

„Mūsų dvi laboratorijos kuria ir taiko šias naujas priemones, todėl nenuostabu, kad mes abu sugalvojome tą pačią idėją tuo pačiu metu“, – sakė Claire.

Tačiau abi mokslinių tyrimų grupės publikuoja žurnale tuo pačiu metu Dabartinė biologija toli gražu neatsitiktinai. Pamačiusios viena kitos straipsnius išankstinio spausdinimo serveryje, abi grupės nusprendė kartu pateikti savo rankraščius žurnalui. „Nusprendėme šiek tiek lošti ir pasakyti, kad nesame pasirengę dėl to konkuruoti“, – sakė Claire. „Tai tikrai beprotiška idėja, ir gerai, kad mes savarankiškai patvirtiname, kad ji veikia“, – sakė jis. Abi komandos nekantriai laukia šios technikos tobulėjimo.

Nuoroda: Christina Lynggaard, Mads Frost Bertelsen, Casper V. Jensen, Matthew S. Johnson, Tobias Guldberg Frøslev, Morten Tange Olsen ir Kristine Bohmann „Ekologinė DNR ore vietinių stuburinių bendruomenių stebėjimui“, 2022 m. sausio 6 d. Dabartinė biologija.
DOI: 10.1016 / j.cub.2021.12.014

Leave a Comment

Your email address will not be published. Required fields are marked *