Как анализ ДНК наших рек и озер может раскрыть новые тайны их биоразнообразия

Важные новости

Как анализ ДНК наших реки и озера могут раскрыть новые тайны своего биоразнообразия» /></p>
<p> Фото: Pixabay/CC0 Public Domain </p>
<p>Пресноводные экосистемы являются источником жизненной силы мира природы, однако они переживают тихий кризис. Отчет Всемирного фонда дикой природы за 2022 год выявил ошеломляющее сокращение численности популяций пресноводных позвоночных в мире на 83% с 1970 года, что намного превышает аналогичный показатель в любой другой среде обитания.</p>
<p>Уровень деградации природы вызывает тревогу, но экосистемы сложны, как и последствия человеческой деятельности. Таким образом, история часто более тонкая.</p>
<p>Наше исследование показывает, как анализ ДНК окружающей среды (eDNA) — ДНК, оставленной организмами при жизни и смерти — может раскрыть секреты, скрытые в пресноводных ручьях, реках и озера. Это дает надежду на более эффективный мониторинг этих жизненно важных экосистем.</p>
<p>В то время как рыбы и птицы обычно привлекают внимание, пресноводное биоразнообразие представляет собой скрытый мегаполис, изобилующий менее известными жителями. Макробеспозвоночные, такие как подёнки и мошки, видимые невооруженным глазом, играют жизненно важную роль в здоровых экосистемах. За ними следят на протяжении десятилетий, и они могут дать нам более репрезентативное представление о том, как пресноводные среды обитания реагируют на человеческое давление.</p>
<p>Различные части мира также испытывают разные уровни угрозы со стороны человеческой деятельности. По всей Европе, например, в прошлом веке произошло значительное улучшение качества речной воды – в основном благодаря улучшению санитарных условий, деиндустриализации и улучшению регулирования, кульминацией которого стало восстановление биоразнообразия макробеспозвоночных.</p>
<p>Но это и хорошие новости. заходит так далеко. С 2010 года улучшение биоразнообразия пресной воды застопорилось. Между тем, старые экологические проблемы заменяются новыми проблемами, начиная от изменения климата и заканчивая появлением загрязняющих веществ, выбрасываемых из архаичных канализационных систем.</p>
<p>Возможно, понимание здоровья пресноводных экосистем никогда не было более важным. Чтобы сделать это эффективно, необходим широкомасштабный мониторинг присутствия видов. Это возможно только за счет интеграции новых методов, включая анализ эДНК, которая может быть получена из различных источников, включая фекалии, слизь и кусочки тканей, наряду с традиционными программами мониторинга.</p>
<h2>Современные методы мониторинга биоразнообразия< /h2> <р>Основная часть текущего мониторинга пресноводного биоразнообразия сосредоточена на относительно узкой группе животных – рыбах и макробеспозвоночных.</p>
<p>Рыбу обычно контролируют с помощью «электролова», когда через воду пропускают электрический ток, который временно оглушает рыбу. Какая бы рыба ни всплыла на поверхность, ее идентифицируют и подсчитывают.</p>
<p>Макробеспозвоночных в основном отлавливают с помощью «отбора проб в сети», когда человек стоит в реке, поднимает осадок, а затем ловит все, что плывет вниз по течению, в сеть.</p>
<p>Оба эти метода имеют ограничения. При электроловле поддержание постоянного тока между отборами проб может быть затруднено из-за различий в проводимости между реками. Более крупная рыба также более восприимчива к шоку, поэтому существует вероятность пропустить более мелкую рыбу, что может привести к систематическим ошибкам.</p>
<p>При отборе проб с помощью сети некоторые речные субстраты могут дать лучшие результаты, в то время как некоторые виды лучше справляются с этим. избегая сети или проскользнув через нее.</p>
<p>При использовании обоих методов некоторые сайты могут быть вообще недоступны. Стандартизация между участками может быть затруднена, поэтому результаты могут зависеть от опыта отборщика проб. Эти подходы также отнимают много времени, трудозатратны и, прежде всего, разрушительны.</p>
<h2>ДНК окружающей среды</h2>
<p>С другой стороны, эДНК можно отфильтровать из образца воды, извлечь из фильтра, проанализировать на предмет интересующей таксономической группы, а затем секвенировать в процессе, называемом «метабаркодированием». Это позволяет нам сопоставлять результаты с базой данных, что приводит к идентификации организма, из которого произошла ДНК.</p>
<p>Использование электронной ДНК имеет множество преимуществ. Работа легко стандартизируется и автоматизируется. Отбор проб прост и не требует специальных знаний, что позволяет привлечь к работе гражданских ученых. Можно идентифицировать гораздо более широкий спектр организмов, включая множество более мелких организмов. И что самое важное, это оставляет окружающую среду нетронутой.</p>
<p>Но анализ eDNA не лишен своих ограничений. В отличие от традиционных методов подсчета отдельных рыб, эДНК не может отличить молодь лосося от нерестящейся взрослой особи. Ему также не хватает богатых наборов данных за несколько десятилетий, созданных с использованием традиционных методов анализа. Это может затруднить использование результатов eDNA для обоснования текущей природоохранной политики.</p>
<p>Также высказывались опасения, что в реках вы просто обнаруживаете эДНК организмов, переносимых на многие километры вверх по течению, и это не позволяет вам понять, откуда на всем водосборе реки пришел видовой сигнал. Это сделало бы электронную ДНК плохим инструментом для понимания изменений в биоразнообразии.</p>
<p>Однако наше недавнее исследование показывает, что это не так. В течение года мы взяли 798 проб воды в 14 местах и ​​в 19 временных точках из реки Конви на севере Уэльса. Мы также взяли пробы из рек Англии, Швейцарии и США. Наши исследования показывают, что ДНК, выделяемая различными существами в реке, не распространяется далеко. Большинство из них становятся слишком слабыми, чтобы их можно было обнаружить всего в одном километре ниже по течению.</p>
<p>Это отличная новость — поскольку каждый образец эДНК, взятый в реке, представляет собой относительно небольшой участок реки, это позволяет нам обнаруживать изменения в распределении организмов по водосборному бассейну реки. Обладая этой информацией, исследователи могут начать выяснять, что вызывает сокращение биоразнообразия даже в отдельных районах пресноводной экосистемы, а затем определить, как это остановить.</p>
<p>По мере того, как анализ eDNA набирает обороты, такие ученые, как мы, работать над преодолением разрыва между исследованиями и сохранением окружающей среды в реальном мире. Такие инициативы, как Рабочая группа UKDNA, способствуют сотрудничеству, позволяя нам делиться знаниями с государственными учреждениями и заинтересованными сторонами в области охраны окружающей среды. Создавая комплексные наборы данных, отражающие изменения биоразнообразия в пространстве и времени, мы можем раскрыть секреты, хранящиеся в электронной ДНК.</p>
<p>Эти новые знания являются ключом к разработке эффективных решений по управлению и должны обеспечить светлое будущее для нашей драгоценной пресной воды. экосистемы.</p>
<p> Предоставлено The Conversation </p></p>
</div></div><div class=

Новости сегодня

Последние новости