Gene Silo: Pengumpulan DNA Stasiun Pemantauan Kualitas Udara Telah Menjadi Kecelakaan yang Berguna

Diterbitkan Ulang Oleh Plato

Followers: 0

Filter di ribuan stasiun pemantauan kualitas udara ambien di seluruh dunia telah secara tidak sengaja mengumpulkan DNA lingkungan (eDNA) selama beberapa dekade, menyembunyikan potensi yang belum dimanfaatkan untuk penelitian semua jenis spesies.

Penelitian ini dilaporkan di Sekarang Biologi pada tanggal 5 Juni oleh para ilmuwan di Laboratorium Fisika Nasional.

Semakin cepat hilangnya keanekaragaman hayati dan meningkatnya laju kepunahan spesies merupakan ancaman besar bagi ekosistem di seluruh dunia. Mengukur kerugian dalam skala besar belum mungkin dilakukan, sebagian karena kurangnya infrastruktur yang diperlukan. Namun, laporan ini menunjukkan ribuan sampel tersedia di berbagai lokasi di seluruh dunia.

“Jaringan kualitas udara yang ada dan sudah mapan berpotensi menjadi sumber data keanekaragaman hayati yang belum dimanfaatkan,” kata Andrew Brown, Ilmuwan Utama, NPL. “Jaringan ini terus-menerus mengambil sampel materi partikulat dan kami sekarang memiliki kemampuan untuk memanfaatkannya dengan cara yang benar-benar baru.”

“Salah satu tantangan terbesar dalam keanekaragaman hayati adalah pemantauan pada skala lanskap – dan data kami menunjukkan bahwa hal ini dapat diatasi dengan menggunakan jaringan stasiun pemantauan kualitas udara yang sudah ada, yang diatur oleh banyak operator publik dan swasta,” tambah Elizabeth Clare dari York University Toronto Kanada. “Jaringan ini sudah ada selama beberapa dekade, namun kami belum benar-benar mempertimbangkan nilai ekologis dari sampel yang mereka kumpulkan.”

Meskipun stasiun pemantauan kualitas udara memiliki sejarah yang panjang, pendekatan terhadap penangkapan dan analisis DNA lingkungan di udara baru dikembangkan baru-baru ini. Dua penelitian sebelumnya termasuk yang dilakukan oleh Elizabeth Clare Joanne Littlefair dan rekan-rekannya, juga masuk Biologi Saat Ini, menawarkan bukti bukti konsep bahwa identifikasi spesies di kebun binatang dapat dilakukan dengan mengambil sampel udara (https://www.eurekalert.org/news-releases/938896). Kolaborator studi James Allerton, seorang Ilmuwan di NPL, mengatakan setelah membaca temuan tersebut, dia dan rekan NPL mulai mempertimbangkan apakah filter yang digunakan untuk mengumpulkan data kualitas udara mungkin memiliki nilai untuk mengumpulkan DNA dan mendekati Littlefair dan Clare.

Dalam studi baru mereka, para peneliti termasuk Clare, Allerton, dan Brown bersama dengan Nina Garrett, York University Toronto, dan penulis pertama Joanne Littlefair, Queen Mary University of London, menguji apakah eDNA di udara berisi informasi tentang tanaman lokal, serangga, dan hewan lain. kehidupan ditangkap oleh filter sebagai produk sampingan dari jaringan pemantauan kualitas udara yang beroperasi secara rutin yang dimaksudkan untuk memantau logam berat dan polutan lainnya di atmosfer. Setelah mengekstraksi dan memperkuat DNA dari sampel filter di stasiun pemantauan di dua lokasi di Inggris, mereka menemukan catatan menakjubkan tentang keanekaragaman hayati yang terperangkap di filter tersebut.

Analisis mereka menemukan eDNA dari lebih dari 180 tanaman, jamur, serangga, mamalia, burung, amfibi, dan kelompok lain yang berbeda. Mereka melaporkan bahwa daftar spesies mencakup banyak “spesies karismatik seperti musang, dormice, burung hantu kecil, dan kadal air halus, spesies yang memiliki kepentingan konservasi khusus seperti landak, dan burung penyanyi, pepohonan termasuk abu, linden, pinus, willow dan oak, tanaman seperti yarrow, mallow, bunga aster, jelatang dan rerumputan, tanaman subur seperti gandum, kedelai, dan kubis.”

Mereka juga mencatat bahwa filter tersebut memiliki DNA dari 34 spesies burung. Data menunjukkan bahwa waktu pengambilan sampel yang lebih lama menangkap peningkatan jumlah spesies vertebrata, kemungkinan karena semakin banyak mamalia dan burung yang mengunjungi wilayah tersebut dari waktu ke waktu.

Para peneliti berpendapat, berdasarkan temuan mereka, bahwa jaringan pemantauan kualitas udara telah mengumpulkan data keanekaragaman hayati lokal dengan cara yang terstandarisasi dan pada skala benua secara rutin selama bertahun-tahun, namun “signifikansi ekologis dari sampel-sampel ini masih luput dari perhatian.” Di beberapa tempat, sampel disimpan selama beberapa dekade, hal ini menunjukkan bahwa sampel yang menangkap data ekologi dari waktu ke waktu sudah ada. Dengan hanya sedikit perubahan pada protokol pemantauan kualitas udara saat ini, para peneliti mengatakan bahwa sampel ini dapat digunakan untuk pemantauan rinci keanekaragaman hayati terestrial, dengan mengandalkan sepenuhnya pada jaringan yang sudah beroperasi.

“Temuan paling penting, menurut saya, adalah demonstrasi bahwa sampel aerosol yang biasanya digunakan di jaringan nasional untuk memantau kualitas udara sekitar juga dapat mengumpulkan eDNA,” kata Allerton. “Dapat disimpulkan bahwa jaringan tersebut – selama bertahun-tahun beroperasi dan di negara-negara lain di seluruh dunia – pasti secara tidak sengaja mengambil eDNA dari udara yang kita hirup.”

“Potensi dari hal ini tidak dapat dilebih-lebihkan,” kata Littlefair. “Ini bisa menjadi terobosan besar dalam pelacakan dan pemantauan keanekaragaman hayati. Hampir setiap negara mempunyai sistem atau jaringan pemantauan polusi udara, baik milik pemerintah atau swasta, dan dalam banyak kasus keduanya. Hal ini dapat memecahkan permasalahan global mengenai bagaimana mengukur keanekaragaman hayati dalam skala besar.”

Tim sekarang berupaya untuk melestarikan sampel sebanyak mungkin dengan mempertimbangkan eDNA. Meskipun sampel sudah dikumpulkan, mereka mengatakan diperlukan upaya global untuk memanfaatkan sepenuhnya informasi keanekaragaman hayati yang terkandung di dalamnya.

Baca laporan lengkap di sini.