Возьмите мазок с листа и найдите вид. Или 50, благодаря eDNA

Когда они приступили к эксперименту по сбору мазков с листьев в национальном парке Кибале в Уганде в июне 2022 года.,Кристина Линггаард, Ян Гогартен и Патрик Омеха практически не возлагали никаких ожиданий.

Идея возникла из предыдущей работы Люнггаарда по мониторингу биоразнообразия с помощью образцов ДНК, собранных из воздуха. «Если ДНК животных находится в воздухе вокруг нас, возможно, она оседает и прилипает к липким поверхностям», — сказал Монгабаю Люнггаард, ученый из Института Гельмгольца в Германии и Глобального института Копенгагенского университета. «Можем ли мы просто собрать оседающую ДНК из воздуха на листьях?»

Но тропические леса — это суровая и влажная среда. Предполагая, что ДНК там может быстро деградировать, команда не питала больших надежд.

Пока результаты не пришли и не оставили их «ошеломленными».

Исследователи идентифицировали 50 видов животных, включая млекопитающих, птиц и грызунов, и все они были обнаружены путем простого соскабливания листьев в течение чуть более часа — 72 минут, если быть точным. В исследовании, опубликованном в августе в журнале Current Biology, команда описала свой быстрый и экономически эффективный метод отбора образцов ДНК в земной среде.

«Все, что нужно, — это тампон и несколько перчаток с пробиркой, наполненной жидкостью для фиксации ДНК; это и три минуты на то, чтобы взять тампон с листьев», — рассказал Монгабаю в интервью по электронной почте соавтор Гогартен, также из Института Гельмгольца и исследовательской группы по прикладной зоологии и охране природы при Университете Грайфсвальда в Германии.

ДНК окружающей среды, или эДНК, — это генетический материал, оставленный животными через волосы, экскременты, мех и слюну. Уже некоторое время ученые собирают, тестируют и анализируют электронную ДНК, чтобы понять биоразнообразие, которое обитает в различных экосистемах, включая океаны, реки, воздух, леса и даже самую высокую гору в мире. В последние годы эта методология становится все более популярной благодаря ее способности обследовать большие территории и ее неинвазивному характеру. Бум интереса к электронной ДНК также стимулировал инновации в методах отбора проб: от дронов, собирающих пробы воды, до роботизированных вездеходов, собирающих опад из листьев и почву.

Однако тестирование ДНК окружающей среды чаще использовалось для исследования одних экосистем, чем других. «Для водных систем эДНК явно вошла в набор инструментов биологов-природоохранителей и менеджеров рыболовства», — сказал Гогартен. «Люди просто фильтруют воду и ищут ДНК животных. Этот подход заменил очень сложные методы исследования».

Однако в наземных условиях все становится немного сложнее. По словам Гогартена, беспозвоночные, которые вступали в контакт с наземными животными, оказались надежным источником эДНК, равно как и образцы почвы и воздуха. Но эти методы отбора проб еще не получили широкого распространения среди исследователей и специалистов по охране дикой природы.

«Отчасти это связано с тем, что сбор эДНК из таких источников, как беспозвоночные или образцы почвы или воздуха, занимает много времени и требует немалого количества оборудования и обучения», — сказал он. «Обработка также занимает довольно много времени, что исключает возможность получения крупных образцов, которые часто встречаются при использовании проб воды».

Именно в этом контексте команда намеревалась проверить возможность сбора ДНК с листьев.

В рамках своего эксперимента команда использовала 24 тампона для сбора образцов из трех мест в Кибале, наиболее известном своими шимпанзе и другими приматами. Чтобы обеспечить большее разнообразие видов, они собрали образцы растительности как ближе к земле, так и над головой.

«Отбор образцов был очень простым — наденьте перчатки, разверните ватную палочку, окуните ее в раствор, сохраняющий ДНК, а затем протрите все листья, которые смогли, в течение трех минут», — соавтор исследования Патрик Омеха, старший научный сотрудник. и полевой директор Университета Макерере в Кампале, рассказал Монгабаю в интервью по электронной почте. «Если вам нужно быстро покинуть этот район из-за прибытия слонов, вам не придется собирать и переносить оборудование или тяжелые батареи, что является еще одним преимуществом».