Исследователи на удаленном лесном острове Хаутуру в Новой Зеландии (также известном как остров Литтл-Барьер) составили ошеломляющую инвентаризацию биоразнообразия беспозвоночных с помощью секвенирования ДНК, добавив значительное количество беспозвоночных в GenBank – базу данных с открытым доступом, содержащую всю общедоступную ДНК. последовательности. Результаты опубликованы на этой неделе в журнале Экологического общества Америки Ecological Applications.
Количество видов беспозвоночных, существующих в мире, является неопределенным, и сложно охарактеризовать целые сообщества беспозвоночных, используя традиционные методы, требующие изучения отдельных образцов опытным систематиком.
Здесь на помощь приходит секвенирование ДНК. Этот метод приветствуется как инструмент решения проблемы биоразнообразия малоизученных экосистем Земли. Это позволяет идентифицировать образцы беспозвоночных на основе более эффективного молекулярного анализа.
Эндрю Допхайде, исследователь из Оклендского университета, и его коллеги использовали сочетание старой школы полевой биологии с секвенированием ДНК следующего поколения, чтобы изучить использование комбинированных наборов данных в качестве основы для оценки общего биоразнообразия беспозвоночных на острове Хаутуру.
Они собрали образцы из опавших листьев, ловушек и самой почвы.
«В контексте Новой Зеландии нам не известны какие-либо другие исследования биоразнообразия наземных беспозвоночных на основе ДНК в масштабах всей экосистемы в таком масштабе», – пояснил Допхайде. "Кроме того, не было информации о биоразнообразии беспозвоночных на Хаутуру, несмотря на то, что это одна из самых нетронутых и важных природных экосистем Новой Зеландии."
В конце исследования они подсчитали, что наземное сообщество беспозвоночных включает более 1000 видов членистоногих (имеющих экзоскелет, сегментированное тело и парные сочлененные придатки), из которых 770 – насекомые, а 344 – жуки.
Почва, которую они секвенировали, дала еще более богатые образцы. Почвы являются многообещающим субстратом для анализа биоразнообразия ДНК, поскольку они содержат разнообразные сообщества организмов, а также биологические остатки, включая молекулы ДНК. Ученые знают о почвенных сообществах гораздо меньше, чем о наземных сообществах.
Из образцов почвы им удалось определить 6856 видов членистоногих (без клещей), из которых почти 4000 – насекомые.
Жуки (отряд Coleoptera) были наиболее многочисленными, за ними следовали пилильщики, осы, пчелы и муравьи (отряд Hymenoptera), мухи (Diptera), бабочки и мотыльки (Lepidoptera) и различные Amphipoda – разнообразный отряд мелких, похожих на креветок ракообразных. которые в основном встречаются в океане, но также в пресноводных и некоторых наземных средах обитания.
В общей сложности они добавили более 2500 новых последовательностей ДНК в GenBank, в котором хранятся данные о более чем 100 000 различных организмов, и который стал важной базой данных для исследований в биологических областях.
«Мы были удивлены тем, что так мало беспозвоночных уже было представлено в GenBank, – сказал Допхайде, – который предполагает, что мы восстановили в основном новые или малоизученные виды, несмотря на использование очень традиционных методов сбора, и подчеркнул отсутствие знаний об этих важных организмы…
Вероятно, что многие из беспозвоночных без последовательностей ДНК в GenBank действительно являются новыми видами, но мы не знаем наверняка."
Поскольку популяции насекомых во всем мире сокращаются, по крайней мере, новые виды все еще секвенируются и документируются.
Эта работа Dopheide et al. обозначил путь и установил планку для смешивания естествознания старой школы с секвенированием ДНК для характеристики видов, которые доминируют в структуре и функциях экосистем… удивляясь, сколько из них жуков.