Na ziemi wymiera coraz więcej gatunków zwierząt, w dużej mierze z powodu utraty siedlisk spowodowanej przez człowieka i zmiany klimatu. W miarę wymierania kolejnych gatunków naukowcy podejmują działania, aby monitorować ten globalny spadek różnorodności biologicznej, zrozumieć jego konsekwencje i przeciwdziałać mu poprzez inicjatywy na rzecz ochrony przyrody.
Wysiłki te opierają się na dokładnym monitorowaniu zwierząt, co może być trudne, czasochłonne i kosztowne. Teraz w nowych badaniach opublikowanych w czasopiśmie iScience naukowcy przedstawiają dowody na istnienie nowego, taniego, nieinwazyjnego narzędzia, które można wykorzystać do monitorowania zwierząt: pajęczyn.
Jeśli chcesz stwierdzić, jakie zwierzęta znajdują się na określonym terenie, wędrujesz lub wspinasz się do ich siedlisk, a następnie czekasz, aż je zobaczysz lub usłyszysz. Ale takie podejście może mieć swoje wady.
Przeprowadzanie badań wizualnych w niegościnnym środowisku może być trudne, mówi dr Josh Newton, student genetyki biologicznej na Uniwersytecie Curtin w Australii. Innym problemem z tradycyjnym monitorowaniem może być konieczność łapania zwierząt w pułapki. To powoduje u nich stres – wyjaśnia Newton, co może nie być dobrym rozwiązaniem, zwłaszcza jeśli chodzi o rzadkie i zagrożone gatunki.
DNA jest wszędzie
W ostatnich latach naukowcy zaczęli szukać innego sposobu monitorowania różnorodności biologicznej. Używają DNA środowiska, czyli eDNA, które jest po prostu DNA różnych stworzeń znajdującym się w danym środowisku.
„Każdy gatunek istniejący w danym środowisku, w danym ekosystemie może umierać, rozkładać się, oddawać mocz, kał, oddychać, cokolwiek” – mówi Morten Allentoft, biolog ewolucyjny z Curtin University. Ten zestaw procesów „ułatwia wydalanie komórek do środowiska, a wszystkie komórki zawierają DNA”.
Naukowcy pobrali eDNA z liści i kwiatów, odfiltrowali je z wody, wyciągnęli z powietrza, a nawet pobrali z wnętrzności chrząszczy gnojowych i krwi pijawek.
Pewnego dnia podczas spaceru Allentoft zauważył wśród drzew porozciągane pajęcze sieci. „Na biologii mówiono mi, że pajęczyny są lepkie” – śmieje się. „Widać, że są brudne i klejące. Pomyślałem sobie: «Może te pajęczyny to duże, pasywne filtry powietrza. Zawieszone są tam przez dni, tygodnie, a nawet miesiące. Równie dobrze mogą przechwytywać DNA, które unosi się w powietrzu”.
Poprzednie badania wykazały, że sieci są dobrym źródłem DNA owadów, w tym tego, czym żywią się pająki. Allentoft i Newton chcieli jednak sprawdzić, czy sieci zatrzymują również DNA kręgowców, być może przynoszone przez wiatr lub osadzane przez owady. Teraz okazało się, że stanowią nowy sposób śledzenia różnorodności biologicznej zwierząt i ostrzegania ludzi, kiedy powinni interweniować, aby chronić gatunki rodzime i wzmocnić wysiłki na rzecz wyeliminowania gatunków inwazyjnych.
„To niezła, nieinwazyjna metoda pobierania próbek w przypadku kręgowców lądowych. Istnieją tysiące artykułów badających ruch DNA w wodzie i bardzo niewiele na lądzie. Dlatego naprawdę potrzebujemy więcej takich badań, aby zawęzić zakres przemieszczania się materiału, jak się gromadzi i jak długo te sygnały trwają” – mówi Elizabeth Clare, ekolog molekularny na Uniwersytecie York w Toronto, która nie była zaangażowana w badanie.
Newton nie wie, czy zebrane przez niego sieci pająków zawieszone były od kilku dni, tygodni czy miesięcy. Ale są pewne pająki kuliste, które co noc budują nową sieć, a rano ją niszczą. „Wyobraźcie sobie, że z tych pajęczyn można uzyskać DNA” – mówi Allentoft. „Wtedy uchwyciliby w bardzo precyzyjnym momencie, jakie gatunki aktualnie występują na danym terenie”.
jm
