«Губки – идеальные образцы, потому что их можно найти повсюду и в любой водной среде обитания, включая пресноводные», – говорит Стефано Мариани, морской эколог и популяционный генетик из Университета Солфорда. "Кроме того, это не очень избирательные фильтры-питатели, они не убегают, и им не причиняют вред при взятии проб – вы можете просто взять кусок, и они будут хорошо восстанавливаться."
Кроме того, авторы обнаружили, что присутствие ДНК губки не влияет на их способность идентифицировать ДНК других видов, пойманных в ее ткани. Вместо этого они обнаружили, что, используя определенный праймер ДНК, который представляет собой короткую последовательность нуклеиновой кислоты, которая исследует ДНК определенных организмов, они могут выборочно амплифицировать ДНК позвоночных, избегая при этом амплификации самой ДНК губки.
Используя этот процесс в тандеме с метабаркодированием, которое сортирует беспорядочную ДНК из образца ткани в различимые, специфичные для вида кучи, Мариани и его команда смогли идентифицировать 31 таксон. В основном идентифицированные виды были рыбами, но один образец губок из Антарктиды включал ДНК тюленей Уэдделла и антарктических пингвинов. Позже выяснилось, что образец находился на берегу колонии размножения пингвинов. «Это была действительно захватывающая находка, и она имеет большой смысл, – говорит Мариани, – потому что пингвины часто бывали в воде и выходили из нее, ели, плавали и писали."
В настоящее время разрабатываются машины с широкими возможностями отбора проб воды, которые позволят ученым брать пробы ДНК из воды, но авторы считают, что использование естественного пробоотборника может быть столь же эффективным.
Поскольку ДНК, обнаруженная в воде, чрезвычайно разбавлена, она должна подвергаться обширной фильтрации, но, как предупреждает Мариани, фильтрация создает опасность заражения ДНК. Кроме того, сохранение образцов воды может привести к деградации ДНК. Однако губчатая ткань уже отфильтровала воду, что значительно сокращает как время обработки, так и риск загрязнения.
Кроме того, внедрение машин в некоторые регионы может оказаться невозможным и может оказаться слишком разрушительным для хрупких экосистем. "Если вы хотите изучить исчезающий вид рыбы-пилы или ламантина в мангровом лесу в Мозамбике, вы не сможете отправиться туда с огромными роботами.
Вы должны использовать очень низкотехнологичный подход », – говорит Мариани.
Двигаясь вперед, авторы хотели бы исследовать способность других животных действовать в качестве пробоотборников ДНК, особенно в открытых водах, где губки либо редки, либо недоступны для людей для отбора проб. Мариани предполагает, что другие организмы, такие как медузы или сальпы, которые также фильтруют воду, но плавают через толщу воды, могут быть более доступны в открытом океане.
В конечном итоге цель авторов – улучшить способ сбора экологической ДНК, чтобы лучше контролировать биоразнообразие в районах, которые могут не подходить для других методов.
Однако определение того, являются ли губки более эффективными для сохранения биоразнообразия местности по сравнению с ранее существовавшими методами, потребуют дальнейших исследований, но авторы говорят, что эта статья является первым шагом к ответу на этот вопрос. «Я надеюсь, что этот метод окажется полезным», – говорит Мариани. "Это наиболее важный для окружающей среды инструмент оценки биоразнообразия."
Авторы выражают признательность за поддержку гранту НКРЭ Великобритании.