Bilim adamları, DNA parmak izlerini havadan vakumlayarak, yanından geçen ve şimdiden gitmiş ya da bulunamayacak kadar iyi saklanan hayvanları tanımlamanın bir yolunu buldular.
Çevresel DNA ya da “eDNA” organizmalar göre ölü deri hücreleri veya dışkı gibi şeylerden çevrelerine saçılır. Balıktan mikroplara değin suda veya toprakta yaşamış hayvanların biyolojik çeşitliliğini izlemek için zaten kullanılıyor.
Artık biyologlar ve ekolojistler, kuşlar ve memeliler gibi kara hayvanlarını, özellikle de savunmasız türleri izlemek için eDNA’yı havada kullanmanın bir yolunun icadı konusunda heyecan duyuyorlar.
“Bu yalnızca ağız sulandıran bir şey. ,” dedi McGIll Üniversitesi’nde ekoloji ve evrim alanında tezgâhtar doçent olan Jennifer Sunday. Çalışmaya dahil değildi, ancak suda yaşamış türlerin biyoçeşitliliğini çözümlemek için eDNA kullanıyor.
Teknik, biri evrimsel genomik doçenti Kristine Bohmann kadar yönetilen iki grup araştırmacı kadar egemen olarak geliştirildi. Kopenhag Üniversitesi’ndeki Globe Enstitüsü’nde ve diğerinde ise hemen Toronto’daki York Üniversitesi’nde bulunan Elizabeth Clare.
“Çok alıngan, kritik düzeyde nesli tükenmekte olan veya fazla nadir bir nüfusla çalışıyorsanız, Orada olduklarını bilseniz bile onları ortamda asla göremeyebilirsiniz,” dedi Clare.
“veya alternatif olarak, çok alıngan oldukları için onlara yaklaşamayabilirsiniz. korunuyor.”
eDNA tespiti ile, hayvanın bedenen orada olması gerekmediğini söyledi.
“Dolayısıyla, nadir yer alan bir şey arıyorsanız, bu büyük bir avantajdır.”
Hayvanların havadaki DNA’dan nasıl tespit edilebileceğini ifade eden iki bilimsel makale, biri Clare ve onun işbirlikçileri göre, diğeri ise Bohmann ve ekibinden bu hafta Current Biology dergisinde yayınlandı.
Nasıl çalışır?
Clare, o sırada Queen Mary’de bulunan laboratuvarındaki havayı test ederek başladı. Kıdemli öğretim görevlisi olduğu Birleşik Krallık’taki Londra Üniversitesi. Laboratuvar, çıplak köstebek fareleri adı bahşedilen bir hayvan kolonisine konut sahipliği yapıyordu.
Çıplak bir çocuk New York’taki Bronx Hayvanat Bahçesi’nde köstebek faresi görüldü. Clare’in laboratuvarında bir köstebek faresi kolonisi vardı ve köstebek faresi DNA’sı, vakumlama tekniğinin işe yarayıp yaramadığını bakmak için yaptığı birincil deneylerinde havada saptama edilen ilk türlerden biriydi. (Julie Larsen Maher/The Associated Press)
O ve ekibi, laboratuvarında havayı (kahve demlemek için kullanılan türe benzer) bir tutam filtre kağıdından geçirecek bir vakum pompası kurdu.
sonradan DNA, farklı türlerin bilinen veritabanlarıyla karşılaştırıldı.
“Bizi sevindiren ve olasılıkla şaşırtıcı bir şekilde, aldığımız her örneğin içinde DNA vardı,” diye hatırlıyor. “Çıplak köstebek faresi DNA’mız vardı. İnsan DNA’mız vardı. Köpek DNA’mız vardı.”
Laboratuvarda köpek olmadığı için sonuncusu bir sürpriz ve bir bilmeceydi — takım hayvan bakım teknisyenlerinden birinin hafta sonu annesinin köpeğine baktığını ve muhtemelen DNA’sını bir şekilde laboratuvara kıyafetleri üstünde getirdi.
“Ve birdenbire, bunun yalnızca işe yarayacağını yok, gerçekten beklediğimizden fazla daha alıngan olduğunu ayrım ettik,” dedi Clare, araştırması Birleşmiş Krallık’taki Mühendislik ve Fizik Bilimleri Araştırma Konseyi göre finanse edildi
sonra — hayvanat bahçesinde
Clare, bir sonraki adımın daha az kontrollü bir etraf denemek olduğuna karar verdi, oysa araştırmacılar DNA’nın kaynağını ve ne kadar uzak olduğunu net bir şekilde belirleyebildiler.
Bu Nedenle İngiltere’deki Hamerton Hayvanat Bahçesi Parkı’na gittiler ve keza içeride hem açık havada öbür yerlerden 70’den fazla hava örneği topladılar.< /p>
Dingolar, Birleşmiş Krallık’taki Hamerton Hayvanat Bahçesi Parkı’ndaki hava örnekleme ekipmanına bakıyor.
Clare ve ekibi, arazide dolaşan bir kirpi ve hayvanat bahçesinin hayvanlarına verilen et türleri de dahil almak üzere, arazide her türlü DNA’yı saptama etti. (Elizabeth Clare kadar gönderildi)
Araştırmacılar, en yakındaki hayvanları ve ayrıca yüzlerce metre uzaktaki bir takım hayvanları saptama etmeyi başardılar.
“Gibbon muhafazasında dingo DNA’sı bulduk ve primat evinde zebra ispinoz DNA’sı buldum,” dedi Clare.
Hepsi bu kadar değil. Hem hayvanların yemlerindeki tavuk ve sığır etinden ve sincaplar gibi yerel barbar yaşamdan ve hatta hayvanat bahçesi personelinin araziyi dolaşırken gördüklerini doğruladığı kritik derecede nesli tükenmekte olan bir tür olan Avrupa kirpisinden DNA saptama ettiler.
Clare, “Bu tür bir teknolojiyle gerçekten, sahiden tespit yapabilmek istediğimiz bir şey var, çünkü nadir türler için biyo-izleme yapabileceğimiz daha fazla yola ihtiyaçları var.” Dedi. “Bence bu muhtemelen bizim en heyecan verici tespitimizdi.”
Aynı düşünen bilimsel beyinler
Ekip hayvanat bahçesi çalışmasını yayınlamaya hazırlanırken, daha önceki laboratuvar çalışmalarını haber yapan bir takım gazeteciler görüp göremeyeceklerini sordu. Clare, yayınlanmadan önce çevrimiçi bir ön zorlama olarak yayınlamakla yükümlüydü.
İki gün sonra, araştırma ekibinden bir dizi kısa mesaj aldı – Danimarka’dan başka bir grup bilim insanı makaleyi fark etti ve makalelerini yayınladı. Bilimsel ve teknik araştırmaları destekleyen Villum Fonden adlı iyiliksever bir vakıf tarafından finanse edilen, Kopenhag Hayvanat Bahçesi’ndeki çok benzer bir deneyi içeren kendi makalesi..
Christina Lynggaard ve Kristine Bohmann, benzer bulgulara ulaşan başka bir araştırma ekibinin üyeleri, Kopenhag Hayvanat Bahçesi’nde hava örnekleri topluyor.
(Christian Bendix)
Bohmann liderliğindeki bu takım, farklı bir ticari su bazlı vakum kullandı ve üç farklı yerden hava örnekleri topladı.
“Sadece 40 örnekte memeli, kuş, suda ve karada yaşayabilen, sürüngen ve balık gibi 49 nesil saptama ettik. Yağmur Ormanı Evi’nde göletteki lepistesleri, iki parmaklı tembel hayvanı ve boa’yı bile saptama ettik. ” Bohmann bir haber bülteninde söyledi.
O ve Clare iletişime geçtiler ve iki makalelerini benzer anda yayınlanmak üzere aynı dergiye göndermeye karar verdiler. bilimsel çoğalma Daha önce kimsenin denediğini duymadıkları bir şeydi lakin işe yaradı.
Bu Kopenhag Hayvanat Bahçesi’ndeki Rainforest House’da yaşayan dingin hayvan, Bohmann ve ekibi tarafından tanımlanan eDNA’da saptandı. (Christian Bendix)
Nasıl değerli bir koruma arabulucu haline gelebilir
Clare, araştırmadaki bir sonraki adımın DNA’nın havada ne dek süre asılı kaldığını ve hangi çevresel koşulların olduğunu bulmak olduğunu söyledi. birikmesine ya da bozulmasına neden olabilir.
Gelecekte, tekniğin yalnızca nadir türler için değil, bununla beraber istilacı türler için erken uyarı sistemi ya da kuvvet durumdaki türleri saptamak için bir vasıta olarak kıymetli bir vasıta olacağını umuyor. -Mağaralar ya da yuvalar gibi ulaşılması gereken yerler.
EDNA’nın, su ortamlarındaki biyoloji ile ilgili çeşitliliği ve popülasyonları izlemek için düzenleyiciler göre rutin olarak bir vasıta olarak kullanıldığını söyledi.
Clare en fazla Birleşik Krallık’ta risk altındaki türler olan bir kirpiden DNA bulgu konusunda heyecanlıydı. Air eDNA tekniğinin nadir türleri izlemek için kullanılabileceğini düşünüyor. (Michael Probst/The Associated Press)
eDNA’yı deniz ve sucul koruma için bir biyoizleme aracı olarak kullanan Kanadalı araştırmacılar, bu gelişmeden heyecan duydular.
“Gerçekten epeyce heyecanlıyım. Guelph Üniversitesi Biyoçeşitlilik Genomik Merkezi’nde doçent olan Mehrdad Hajibabaei, bu makaleyi okuyun” dedi. ve açık deniz enerjisi ve balıkçılık gibi müşterilere biyo-izleme, nadir, yakalanması baskı ve heybetli bölgelerde hareket eden büyük yırtıcılar gibi türleri izleme potansiyeline sahip “önemli bir adım” olarak nitelendirdi.
daha sonra görmeyi umduğu şey, ölçeğin büyütülüp büyütülemeyeceği ve doğal ortamlarda Clare’in önerdiği gibi düzenleyici kurumlar gibi gruplar tarafından kullanılabilecek bir araç haline getirilip getirilemeyeceğidir.
McGill Üniversitesi’nden Jennifer Sunday, tekniğin işe yaradığının hayret verici olduğunu düşündüğünü söyledi.
Biyoçeşitliliği izlemek için kullanılan geleneksel yöntemlerin (ör. yakalama, fotoğraf çekme ya da türleri dinleme) kuvvet ve külfetli olduğunu söyledi. .
Araştırma alanlarından biri, insan kaynaklı iklim değişikliğiyle türlerin dağılımının nasıl değiştiğini izlemek.
Bence çok daha proaktif olabilir ve daha iyi bir anlayış kazanabiliriz.” .