Переносимая по воздуху ДНК случайно попала в воздух

Mar 15, 2023

Новое исследование показывает, что станции мониторинга, которые уже проверяют загрязнение, могут иметь двойную цель: картировать сокращение биоразнообразия.

Согласно новой научной статье, генетический материал растений и животных, от сов до ежей и грибов, случайно собирают станции мониторинга качества воздуха по всему миру, создавая неиспользованное «хранилище данных о биоразнообразии».

Во всем мире тысячи воздушных фильтров постоянно проверяют на наличие тяжелых металлов и других загрязнителей в атмосфере. Ученые теперь понимают, что эта сеть мониторинга также собирает невидимые следы генетического материала, известного как ДНК окружающей среды (эДНК), из кусочков волос, перьев, слюны и пыльцы.

Тестирование eDNA на двух британских станциях контроля качества воздуха – одной в лондонском парке и другой в сельской местности за пределами Эдинбурга – выявило присутствие более 180 грибов, насекомых, млекопитающих, птиц и земноводных, включая барсуков, соней, маленьких сов и ежей. и гладкие тритоны. Также была собрана эДНК растений, включая тысячелистник, маргаритку, крапиву, пшеницу, соевые бобы и капусту.

Эти данные могут рассказать ученым, какие животные живут поблизости, и могут стать важным инструментом мониторинга сокращения биоразнообразия за счет сбора больших объемов местных данных за длительные периоды времени.

«Эта инфраструктура может представлять собой огромную возможность для сбора данных о биоразнообразии высокого разрешения в национальных масштабах», — пишут исследователи в статье, опубликованной в журнале Current Biology. «Это меняет правила игры в нашем подходе к мониторингу биоразнообразия на суше».

Растущая скорость исчезновения видов во всем мире вызывает огромную обеспокоенность учёных. «Потенциал этого невозможно переоценить», — сказала первый автор Джоан Литтлфэр из Лондонского университета королевы Марии. «Почти в каждой стране есть какая-то система или сеть мониторинга загрязнения воздуха, принадлежащая государству или частная, а во многих случаях и то, и другое. Это могло бы решить глобальную проблему измерения биоразнообразия в огромных масштабах».

Сети мониторинга воздуха, некоторые из которых работают уже несколько десятилетий, сосредоточены в Европе, Азии, Центральной и Северной Америке, но некоторые из них также встречаются на юге планеты.

Сбор данных eDNA не мешает им контролировать качество воздуха. Исследователи обнаружили, что они все еще могут собирать эДНК из восьмимесячного фильтра, хранящегося при температуре окружающей среды, и в замороженном виде он может храниться десятилетиями. Теперь они призывают станции мониторинга сохранять фильтры, чтобы сохранить содержащуюся в них информацию eDNA.

Эндрю Браун из Национальной физической лаборатории Великобритании и один из авторов статьи сказал: «Последние два десятилетия моей карьеры я работал над загрязнением воздуха, чтобы оценить воздействие на население потенциально вредных загрязнителей.

«Обнаружить, что эта чрезвычайно хорошо зарекомендовавшая себя сеть может быть использована в совершенно другой области науки – и что она обладает всем этим скрытым потенциалом, о котором мы никогда не думали, – чрезвычайно интересно».

Исследование проводилось в сотрудничестве с командой из Йоркского университета в Канаде.

Отбор образцов эДНК более развит в водных экосистемах, где консультанты по экологии часто используют его для обнаружения присутствия больших хохлатых тритонов. Используя бортовые системы, ученые из Лундского университета смогли собрать ДНК 85 видов насекомых, а виды зоопарков также были идентифицированы путем отбора проб окружающего воздуха.

Все это открывает неинвазивный способ отслеживания диких животных, без необходимости нахождения животного поблизости, в отличие от фотоловушек или акустического мониторинга. Доктор Фабиан Роджер из Лундского университета, который не принимал участия в этом последнем исследовании, сказал: «Что интересно, так это то, что эти фильтры собраны из существующей сети мониторинга, которая представляет собой хорошо работающую сеть, которую можно использовать для мониторинг биоразнообразия.

По его словам, все еще под вопросом остается полезность данных для мониторинга биоразнообразия: «Обнаружение некоторых видов несколько раз — это не то же самое, что обнаружение сигнала об изменении биоразнообразия, которое является репрезентативным для большей территории».