Самое длинное в истории исследование eDNA. Крошечные генетические «хлебные крошки», оставленные морскими организмами, предлагают беспрецедентное понимание биоразнообразия океана и того, как оно меняется со временем и в ответ на наш изменяющийся климат, показали новые исследования в Университете Кертина в сотрудничестве с CSIRO.

Отбор проб для планктона и эДНК с использованием сети. Фото: ИМОС-КСИРО / Джулиан Урибе

Исследователи разработали новые методы биомониторинга ДНК окружающей среды (eDNA) с использованием образцов, взятых у побережья острова Роттнест, недалеко от Перта, Западная Австралия, в рамках Австралийской интегрированной системы морских наблюдений (ИМОС).

Ученые ИМОС собирали и замораживали отфильтрованные образцы морской воды в течение пятилетнего периода. Эти «капсулы времени» предоставили уникальную возможность для изучения изменений в наших океанах и морской жизни, которые происходят сезонно и в ответ на климатические аномалии, такие как морская волна тепла, поразившая Вашингтон в 2011 году.

Исследование, опубликованное в журнале PLOS Genetics, продемонстрировало, как сообщество зоопланктона – личинки и яйца рыб – нормально реагирует на сезонные изменения в отличие от условий жары.

Данное исследование является самым продолжительным многолетним исследованием морской эДНК, которое было проведено, и демонстрирует возможности технологий eDNA для мониторинга состояния нашего океана.

Кандидат наук. Исследовательская группа возглавляла студентка Тина Берри и профессор Майкл Банс из Школы молекулярных и естественных наук Кертина.

«Очень редко можно найти серию образцов из такого длительного периода времени, которые также подходят для анализа ДНК», – сказала г-жа Берри.

«Ученые ИМОС предвидели биобанк набора образцов, который позволил нам вернуться во времени и посмотреть, как океан реагирует на морскую волну тепла.

«После тяжелой работы в лаборатории по выделению и секвенированию ДНК появилась важная и показательная история. Конечным результатом было целостное окно в нашу морскую жизнь, которое иначе было бы невозможно увидеть».

Профессор Банс сказал, что ДНК окружающей среды быстро становится эффективным способом изучения наших океанов, и эта технология попала в заголовки газет в 2018 году, когда исследователи начали искать Лох-Несское чудовище с использованием eDNA.

«Мы также не нашли никаких монстров, если не считать двух образцов с небольшим количеством горбатых китов в них. Но, честно говоря, именно маленькие существа, обитающие в наших океанах, дают величайшие ключи к благополучию нашего океана».

Профессор Банс сказал, что подписи eDNA определяют, какие морские организмы присутствуют в разное время года, и идентифицируют те, которые впервые появились, когда температура поверхности моря резко возросла во время волны тепла.

«Возможность одновременного отслеживания тысяч морских видов с помощью eDNA дает важные подсказки относительно того, как наши океаны меняются при нагревании, это взгляд в будущее, которого мы не можем увидеть, используя другие методы», – сказал профессор Банс.

У Австралии третья по величине океанская территория Земли, и каждый год страна получает примерно 47,2 млрд. Долларов из своей «голубой экономики», поэтому понимание того, как она меняется, имеет большое национальное значение.

«Используя eDNA, мы обнаруживаем акул, кораллов, морских коньков и морских млекопитающих, а набор инструментов ДНК, который мы разрабатываем в рамках нашей более широкой исследовательской программы, представляет собой дорожную карту для долгосрочного мониторинга океана во всем мире. Нам срочно нужны более эффективные способы проверки работоспособности нашей морской среды, и eDNA отвечает на эту потребность».

По материалам phys.org