Пауки вдохновляют биологов создавать искусственные сети для захвата ДНК из воздуха для мониторинга биоразнообразия

Глобальный кризис уменьшение биологического разнообразия бросает вызов нашей нынешней способности отслеживать изменения в экосистемах.

ДНК окружающей среды, или Эднастал популярным методом. Он включает в себя взятие образца из окружающей среды и извлечение ДНК для документирования видов, которые присутствуют (или недавно присутствовали).

Подобно сопоставлению штрих-кодов с ценой товара в супермаркете, данные eDNA сопоставляются с соответствующей идентификационной записью в справочной базе данных.

Но большая часть отбора образцов эДНК происходит в воде, при этом литры жидкости пропускаются через фильтр, который удерживает фрагменты ДНК для анализа. Этот метод очень хорошо работает для пресной воды и морские видыно в меньшей степени на суше.

Введите ДНК, передающуюся по воздуху, или airDNA, новый метод еще не оптимизирован для широкого коммерческого применения, но имеет большие перспективы для сбора сигналов о наземном биоразнообразии.

Исследователи изучали вопрос о том, является ли Природную паутину можно использовать для сбора ДНКно наше исследование идет еще дальше.

Вдохновленные декорациями к Хэллоуину, мы разработали искусственные паутины, чтобы проверить, насколько они хороши в улавливании ДНК, переносимой по воздуху, так же, как настоящие. Наши данные показывают, что искусственная паутина действует аналогично настоящей паутине при обнаружении наземных видов.

История захвата ДНК

Электронная ДНК использовалась для мониторинга изменений в биоразнообразии, обнаружения новых видов и оценки успеха проектов по восстановлению или искоренению. Он прост в использовании, дешев и неинвазивен, и в настоящее время его используют гражданские ученые, общественные группы и мана-когдауа.

Но виды, обитающие в основном на суше, — млекопитающие, птицы, летучие мыши, рептилии, насекомые — выявляются этим методом хуже.

Один из первые исследования продемонстрировать потенциал методов анализа аэрогенной ДНК в вакууме воздуха в зоологическом парке в Хантингдоншире (Великобритания). Он собрал ДНК 17 обитающих на суше видов, включая черных и белых лемуров. обезьяны-ревуныленивцев и тигров, а также их корма и других млекопитающих и птиц.

Это стимулировало дальнейшие исследования, в том числе использование более дешевых пассивных методов сбора воздушной ДНК, основанных на осаждении воздуха на инертных биофильтрах. Недавний изучать исследовали, могут ли естественные паутины обеспечить новый способ улавливания следов ДНК позвоночных из окружающей среды.

Эта работа вызвала волнение среди исследователей, которые сразу же увидели потенциал паутины в обеспечении аэрозольной ДНК наряду с ДНК, полученной от самих пауков и их недавней добычи.

Мы разделяли общее волнение наших коллег, но не могли не задаться вопросом о потенциальных негативных последствиях широкого использования этого метода для пауков. Пауки уже на месте конец плохой прессыно они играют важную роль в экосистеме как природные средства борьбы с вредителями и болезнями. Они едят около 800 миллионов тонн насекомых ежегодно по всему миру.

Использование натуральных паутин также менее надежно, поскольку их размер и форма, а также продолжительность и место их развертывания зависят от случая.

Как работают искусственные сети?

По сравнению с методами водной эДНК, оба типа паутины в нашем исследовании выявили четкие признаки наземных сообществ. Но они также были хорошими биофильтрами для улавливания грибков, возможно, путем улавливания плавающих спор грибков.

Картина экосистемы, полученная с помощью обоих типов сетей по сравнению с водной эДНК, также показывает, что эти методы, вероятно, дополняют друг друга, охватывая более полный каталог видов как в наземных, так и в водных экосистемах.

Это отличная новость: искусственные паутины легко и дешево построить, они обеспечивают лучший контроль над местоположением, частотой и продолжительностью сбора ДНК — и все это при меньших затратах для природы.

Куда отсюда? Дальнейшие усовершенствования находятся на подходе. Нерешенные вопросы включают в себя, сколько искусственных паутины нам нужно, чтобы в достаточной степени уловить биоразнообразие, будут ли эти паутины работать лучше или хуже в ветреную или влажную погоду, и могут ли другие материалы, помимо украшений для Хэллоуина, создать еще лучшую искусственную паутину.

По мере того, как мы продолжаем исследовать эти вопросы, возможно, ткачи природы дадут нам дальнейшее вдохновение, которое поможет нам создать еще лучшие биомеханические решения для измерения биоразнообразия.

Эта статья переиздана с Разговор по лицензии Creative Commons. Прочтите оригинальная статья.