Прорыв в ДНК окружающей среды обнаружил генетическое разнообразие инвазивных рыб


Фото из открытых источников
Экологи продемонстрировали, что генетический материал, который виды выделяют в окружающую среду, может раскрыть не только присутствие вида, но и широкий спектр информации о генетике целых популяций. В новом исследовании, опубликованном в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences, исследователи продемонстрировали, что их методология оказалась успешной при отборе полевых образцов инвазивных бычков-кругляков в Великих озерах и озерах Фингер Нью-Йорка.
 
Развитие ДНК окружающей среды (эДНК) открывает новые возможности для защиты исчезающих и уязвимых видов и управления разрушительными инвазивными видами.
 
«Этот прорыв является частью непрерывной траектории изучения все большего и большего с помощью eDNA, поскольку это новое исследование обнаруживает генетические вариации внутри вида. Ради сохранения биоразнообразия мы все ближе и ближе подходим к тому, что судебно-медицинские эксперты делают каждый день на местах преступлений», — сказал соавтор исследования Дэвид Лодж Центра исследований Корнелла Аткинсона.
 
Работа основана на пилотном исследовании, проведенном два года назад на озере Каюга, когда исследователи взяли образцы тканей бычка-кругляка и образцы эДНК воды, в которой обитала рыба. Они обнаружили, что оба метода предоставили сопоставимую генетическую информацию.
 
В клетках большинства животных ядро содержит две копии полного генетического кода, но каждая клетка содержит от 100 до 1000 копий меньшей, урезанной версии генетического кода в митохондриях. По словам ведущего автора исследований Кары Андрес, большая часть исследований эДНК на сегодняшний день сосредоточена на митохондриальной ДНК, поскольку ее, вероятно, гораздо больше в образцах окружающей среды. Хотя митохондриальная ДНК хорошо справляется с различием видов, она предоставляет гораздо меньше информации, чем ядерная ДНК, о вариациях внутри вида.
 
«Ядерный геном намного больше и содержит гораздо больше вариаций внутри вида», — сказала Кара Андрес. 
 
В своем исследовании Великих озер, которое включало сбор образцов воды и тканей бычков-кругляков в 13 местах от озера Мичиган до озера Онейда, исследователи обнаружили, что их методология отбора образцов эДНК может использоваться для обнаружения ядерных генетических вариаций, что делает возможным анализ генетических вариаций. разнообразие и изменчивость внутри вида. Эта информация полезна для управляющих природными ресурсами, поскольку она может помочь им отследить источник новой инвазивной популяции, а также предотвратить дальнейшее вторжение или минимизировать ущерб, определяя, как инвазивные виды перемещаются и как их остановить.
 
Этот прорыв также может помочь ученым понять демографию находящихся под угрозой исчезновения видов без необходимости физического отлова животных, которые и так редки и уязвимы. По словам Кары Андрес, виды, испытывающие сокращение численности популяции, могут пострадать от потери генетического разнообразия, и электронная ДНК может позволить исследователям обнаружить это сокращение раньше.
 
«Это важный шаг в раскрытии всего потенциала методов геномики применительно к образцам водной эДНК. В ближайшем будущем этот метод позволит нам изучить состояние и здоровье неуловимых видов. Это имеет глубокие последствия, особенно в морской среде», - отметили ученые.