Ученые смогли извлечь ДНК животных из воздуха

Shutterstock
Это поможет изучать биоразнообразие на труднодоступных территориях.

Технологию опробовали и подтвердили две команды ученых независимо друг от друга: в Лондонском университете Королевы Марии и в Копенгагенском университете. Обе исследовательские группы решили проверить, можно ли использовать переносимую по воздуху ДНК для обнаружения видов наземных животных. Для этого они собрали пробы воздуха в двух европейских зоопарках: зоопарке Хамертона в Англии и Копенгагенском.

Командой из Великобритании руководила Элизабет Клэр, а исследование в Дании возглавляла Кристин Боманн. Статьи были опубликованы в журнале Current Biology, об это кратко сообщает Университет Королевы Марии.

Каждая команда использовала свой метод фильтрации ДНК, переносимой по воздуху, но обеим удалось обнаружить присутствие многочисленных видов животных. Пробы воздуха брались в разных частях зоопарков: в тропической экспозиции, на конюшне, в открытом пространстве между вольерами и т. д.

«Когда мы проанализировали собранные образцы, смогли идентифицировать ДНК 25 различных видов животных, таких как тигры, лемуры и динго, 17 из них жили в зоопарке. Мы даже смогли собрать ДНК животных, которые находились в сотнях метров от того места, где проходили тесты, без значительного падения концентрации, даже вне зданий», — говорит Клэр.

«Мы были поражены, когда увидели результаты. Всего в 40 образцах мы обнаружили 49 видов млекопитающих, птиц, земноводных, рептилий и рыб — например, кеа, страуса и носорога», — говорит Боманн.

Многие из обнаруженных видов содержались в зоопарках, но, что примечательно, обе команды также обнаружили виды из районов, окружающих зоопарк. Например, евразийский еж, находящийся под угрозой исчезновения в Великобритании, был обнаружен возле зоопарка Хамертон, а водяная полевка и рыжая белка были идентифицированы у зоопарка Копенгагена. Обе команды также отметили наличие в воздухе ДНК продуктов питания для обитателей зоопарка: курятины, говядины, конины и рыбы.

Таким образом, переносимая по воздуху ДНК может использоваться для обнаружения видов наземных животных в дикой природе. В конечном итоге это поможет сохранению биоразнообразия.

«Неинвазивный характер этого подхода делает его особенно ценным для наблюдения за уязвимыми или исчезающими видами, а также за обитающими в труднодоступных местах, таких как пещеры и норы. Нам не обязательно видеть животных, чтобы знать, что они находятся на определенной территории. Отбор проб воздуха может произвести революцию в наземном биомониторинге и предоставить новые возможности для отслеживания состава сообществ животных, а также для обнаружения вторжения неместных видов», — говорит Клэр.

Живые организмы выделяют ДНК в окружающую среду по мере взаимодействия с ней. Такую ДНК называют экологической. Ученые давно получают надежные результаты при исследовании ДНК из почвы или воды. Однако экологическую ДНК в воздухе стали использовать для мониторинга животных только сейчас. Один из сложных моментов — обеспечение надежности результатов, поскольку анализы эДНК очень чувствительны и подвержены загрязнению.

«Воздух — сложный субстрат для работы. Воздух окружает все, а это означает, что риск загрязнения высок. Мы хотели убедиться, что обнаруженные нами виды были из зоопарка, а не, например, из лаборатории. Для этого мы взяли пробы воздуха внутри лаборатории и секвенировали их», — говорит доктор Кристина Люнггаард, член датской команды.

Для этих предварительных исследований ключевое значение имеет воспроизводимость. Команды ничего не знали о работе друг друга, пока исследования не были завершены.

«Мы не думали, что вакуумирование ДНК животных из воздуха сработает. Это эксперимент с высоким риском и ценным результатом, который помог раздвинуть границы биомониторинга позвоночных», — добавляет Боманн.