DNA środowiska jest wszędzie. Naukowcy zbierają to wszystko.

Opublikowane ponownie przez Plato

Obserwuje: 0

Późno W latach 1980. w federalnym ośrodku badawczym w Pensacola na Florydzie Tamar Barkay użyła błota w sposób, który okazał się rewolucyjny, jakiego wtedy nie mogła sobie nawet wyobrazić: prymitywna wersja techniki, która obecnie wstrząsa wieloma dziedzinami nauki. Barkay zebrał kilka próbek błota — jedną ze zbiornika śródlądowego, drugą ze słonawych zalewów i trzecią z nisko położonych słonowodnych bagien. W laboratorium umieściła próbki osadu w szklanych butelkach, a następnie dodała rtęć, tworząc coś, co można nazwać toksycznym osadem.

W tym czasie Barkay pracowała dla Agencji Ochrony Środowiska i chciała wiedzieć, w jaki sposób mikroorganizmy znajdujące się w błocie wchodzą w interakcję z rtęcią, substancją zanieczyszczającą przemysłowo, co wymagało zrozumienia cała kolekcja organizmy w danym środowisku – a nie tylko maleńka część, którą można z powodzeniem hodować na szalkach Petriego w laboratorium. Jednak podstawowe pytanie było tak podstawowe, że pozostaje jednym z podstawowych pytań napędzających całą biologię. Jak Barkay, obecnie na emeryturze, ujął to w niedawnym wywiadzie przeprowadzonym w Boulder w Kolorado: „Kto tam jest?” I, co równie ważne, dodała: „Co oni tam robią?”

Takie pytania są nadal aktualne, zadawane przez ekologów, urzędników zajmujących się zdrowiem publicznym, biologów zajmujących się ochroną przyrody, specjalistów medycyny sądowej oraz badaczy ewolucji i starożytnych środowisk, a to one kierują epidemiologów i biologów zajmujących się skórą obuwniczą do odległych zakątków świata.

1987 papier Barkay i jej współpracownicy opublikowali w Czasopismo Metod Mikrobiologicznych przedstawił metodę-„Bezpośrednia ekstrakcja DNA ze środowiska” - która umożliwiłaby badaczom przeprowadzenie spisu ludności. Było to praktyczne, choć dość niechlujne narzędzie do wykrywania, kto tam jest. Barkay używała go przez resztę swojej kariery.

Dziś badanie jest cytowane jako wczesny wgląd w eDNA, czyli DNA środowiska, stosunkowo niedrogi, powszechny i potencjalnie zautomatyzowany sposób obserwacji różnorodności i rozmieszczenia życia. W przeciwieństwie do poprzednich technik, które umożliwiały identyfikację DNA na przykład pojedynczego organizmu, metoda ta zbiera również wirującą chmurę innego otaczającego go materiału genetycznego. W ostatnich latach dziedzina ta znacznie się rozwinęła. „Ma swój własny dziennik” – powiedział Eske Willerslev, genetyk ewolucyjny na Uniwersytecie w Kopenhadze. „Ma własne społeczeństwo, społeczeństwo naukowe. Stało się to dziedziną o ugruntowanej pozycji.”

„Wszyscy jesteśmy niestabilni, prawda? Przez cały czas odpadają kawałki resztek komórkowych.

eDNA służy jako narzędzie nadzoru, oferując badaczom możliwość wykrywania tego, co pozornie niewykrywalne. Próbkując eDNA, czyli mieszaninę materiału genetycznego – czyli fragmenty DNA, plan życia – z wody, gleby, rdzeni lodowych, wacików lub praktycznie dowolnego środowiska, jakie można sobie wyobrazić, nawet rozrzedzonego powietrza, można teraz szukać konkretnego organizmu lub złożyć migawkę wszystkich organizmów w danym miejscu. Zamiast instalować kamerę, aby zobaczyć, kto w nocy przechodzi przez plażę, eDNA wyciąga te informacje ze śladów stóp na piasku. „Wszyscy jesteśmy niestabilni, prawda?” powiedział Robert Hanner, biolog z Uniwersytetu Guelph w Kanadzie. „Ciągle odpadają kawałki resztek komórkowych.”

Jako metoda potwierdzania obecności czegoś, eDNA nie jest niezawodna. Na przykład organizm wykryty w eDNA może w rzeczywistości nie żyć w miejscu, w którym pobrano próbkę; Hanner podał przykład przelatującego ptaka, czapli, który zjadł salamandrę, a następnie wydalił część swojego DNA, co może być jednym z powodów obecności sygnałów o płazach w niektórych obszarach, gdzie nigdy ich fizycznie nie znaleziono.

Mimo to eDNA może pomóc w wykryciu śladów genetycznych, z których część rozsiewa się w środowisku, oferując ekscytujący – i potencjalnie mrożący krew w żyłach – sposób gromadzenia informacji o organizmach, w tym ludziach, podczas ich codziennych zajęć.

...

Konceptualny podstawa eDNA – wymawiane EE-DEE-EN-AY, a nie ED-NUH – sięga sto lat wstecz, przed pojawieniem się tak zwanej biologii molekularnej i często przypisuje się ją Edmondowi Locardowi, francuskiemu kryminologowi pracującemu we wczesnych latach XX wiek. W serii Papiery opublikowany w 1929 r. Locard zaproponował zasadę: Każdy kontakt pozostawia ślad. W istocie eDNA przenosi zasadę Locarda do XXI wieku.

Przez pierwsze kilka dziesięcioleci dziedzina, która stała się eDNA – w tym prace Barkaya w latach 1980. – skupiała się głównie na życiu drobnoustrojów. Patrząc wstecz na swoją ewolucję, eDNA wydawało się powoli wygrzebywać się z przysłowiowego błota.

Metoda ta pojawiła się dopiero w 2003 roku zanikł ekosystem. W badaniu prowadzonym pod kierunkiem Willersleva w 2003 r. wyciągnięto starożytne DNA z mniej niż łyżeczki osadu, wykazując po raz pierwszy możliwość wykrywania za pomocą tej techniki większych organizmów, w tym roślin i mamutów włochatych. W tym samym badaniu osad zebrany w jaskini w Nowej Zelandii (która w szczególności nie została zamrożona) ujawnił wymarły ptak: moa. Być może najbardziej niezwykłe jest to, że te zastosowania do badania starożytnego DNA wywodzą się z ogromnej ilości odchodów zrzuconych na ziemię setki tysięcy lat temu.

Willerslev po raz pierwszy wpadł na ten pomysł kilka lat wcześniej, rozważając nowszą kupę łajna: pomiędzy tytułem magistra a doktoratem. w Kopenhadze znalazł się w trudnej sytuacji, walcząc o zdobycie kości, szczątków szkieletu lub innych okazów fizycznych do badań. Ale pewnej jesieni wyjrzał przez okno na „psa, który srał na ulicy” – wspomina. Ta scena skłoniła go do zastanowienia się nad DNA w odchodach i tym, jak zostało ono wypłukane przez deszcz, nie pozostawiając widocznych śladów. Ale Willerslev zastanawiał się: „Czy to możliwe, że DNA mogłoby przetrwać?” Następnie ustaliłem, że spróbuję się tego dowiedzieć.

W artykule wykazano niezwykłą trwałość DNA, które – jego zdaniem – może przetrwać w środowisku znacznie dłużej, niż sugerowały poprzednie szacunki. Od tego czasu Willerslev analizował eDNA w zamarzniętej tundrze we współczesnej Grenlandii, sprzed 2 milionów lat, i pracuje nad próbkami z Angkor Wat, ogromnego kompleksu świątynnego w Kambodży, który prawdopodobnie został zbudowany w XII wieku. „To powinna być najgorsza metoda konserwacji DNA, jaką można sobie wyobrazić” – stwierdził. – To znaczy, jest gorąco i wilgotno.

Ale, powiedział, „możemy pobrać DNA”.

eDNA może pomóc w wykryciu śladów genetycznych, oferując ekscytujący – i potencjalnie mrożący krew w żyłach – sposób gromadzenia informacji o organizmach podczas ich codziennych zajęć.

Willerslev nie jest obecnie osamotniony, jeśli chodzi o potencjalne narzędzie o pozornie nieograniczonych zastosowaniach — zwłaszcza teraz, gdy postęp umożliwia naukowcom sekwencjonowanie i analizowanie większych ilości informacji genetycznej. „To otwarte okno na wiele, wiele rzeczy” – powiedział – „i jestem pewien, że o wiele więcej, niż mogę sobie wyobrazić”. To nie były tylko starożytne mamuty? eDNA może ujawnić współczesne organizmy ukrywające się wśród nas.

Naukowcy wykorzystują eDNA do śledzenia stworzeń wszelkich kształtów i rozmiarów, niezależnie od tego, czy są to pojedyncze gatunki, takie jak maleńkie kawałki inwazyjnych glonów, węgorze w Loch Ness czy niewidzący kret żyjący w piasku, którego nie widziano od prawie 90 lat? badacze pobierają próbki z całych społeczności, na przykład przyglądając się eDNA znalezionemu na kwiatach dzikich kwiatów lub eDNA unoszącym się na wietrze jako wskaźnik zastępczy wszystkich odwiedzających ptaki, pszczoły i inne zwierzęta zapylające.

...

Następna ewolucyjny krok naprzód w historii eDNA ukształtował się wokół poszukiwań organizmów żyjących obecnie w ziemskich środowiskach wodnych. W 2008 roku A pojawił się nagłówek: „Woda zachowuje pamięć DNA ukrytych gatunków”. Nie pochodziło to z tabloidu supermarketowego, ale szanowanej publikacji branżowej Chemistry World, opisującej prace francuskiego badacza Pierre'a Taberleta i jego współpracowników. Grupa poszukiwała brązowo-zielonych żab ryczących, które mogą ważyć ponad 2 funty, a ponieważ koszą wszystko na swojej drodze, są uważane za gatunek inwazyjny w Europie Zachodniej. W poszukiwaniu żab ryczących zwykle uczestniczyli wykwalifikowani herpetolodzy skanujący przez lornetkę linie brzegowe, którzy następnie wracali po zachodzie słońca, aby nasłuchiwać ich nawoływań. The Papier 2008 zasugerował łatwiejszy sposób — ankietę, która wymagałaby znacznie mniej personelu.

„Można było pobrać DNA tego gatunku bezpośrednio z wody” – powiedział Philip Thomsen, biolog z Uniwersytetu w Aarhus (który nie był zaangażowany w badania). „I to naprawdę zapoczątkowało dziedzinę DNA środowiska”.

Żaby mogą być trudne do wykrycia i oczywiście nie są jedynym gatunkiem, który wymyka się bardziej tradycyjnemu wykrywaniu od podstaw. Thomsen rozpoczął pracę nad innym organizmem, który notorycznie zakłóca pomiary: ryba. Czasami mówi się, że liczenie ryb przypomina nieco liczenie drzew – z tą różnicą, że wędrują swobodnie w ciemnych miejscach, a liczący ryby dokonują obliczeń z zawiązanymi oczami. Środowiskowe DNA rzuciło opaskę na oczy. Jeden przeglądu z opublikowanej literatury na temat tej technologii – chociaż zawierała zastrzeżenia, w tym niedoskonałe i nieprecyzyjne wykrycia lub szczegóły dotyczące liczebności – wykazało, że badania eDNA dotyczące ryb i płazów słodkowodnych i morskich przewyższały liczebnie odpowiedniki lądowe 7:1.

W 2011 r. Thomsen, wówczas doktorant. kandydat w laboratorium Willersleva, opublikował: papier wykazując, że metoda może wykryć rzadki oraz gatunki zagrożone, takie jak te występujące w niewielkiej liczbie w Europie, w tym płazy, ssaki takie jak wydra, skorupiaki i ważki. „Pokazaliśmy, że do wykrycia tych organizmów naprawdę wystarczyła tylko szklanka wody” – powiedział Undark. Było jasne: metoda ta miała bezpośrednie zastosowanie w biologii ochrony przyrody do wykrywania i monitorowania gatunków.

W 2012 roku ukazało się czasopismo Molecular Ecology specjalne wydanie dotyczące eDNAoraz Taberlet i kilku współpracowników przedstawili roboczą definicję eDNA jako dowolnego DNA wyizolowanego z próbek środowiskowych. W metodzie opisano dwa podobne, ale nieco różne podejścia: Można odpowiedzieć tak lub nie na pytanie: czy żaba rycząca (lub cokolwiek innego) jest obecna, czy nie? Czyni to poprzez skanowanie metaforycznego kodu kreskowego, krótkich sekwencji DNA charakterystycznych dla gatunku lub rodziny, zwanych starterami; skaner kasowy to powszechna technika zwana ilościową reakcją łańcuchową polimerazy w czasie rzeczywistym lub qPCR.

Naukowcy wykorzystują eDNA do śledzenia stworzeń wszelkich kształtów i rozmiarów, niezależnie od tego, czy są to maleńkie kawałki inwazyjnych glonów, węgorze w Loch Ness czy niewidzący kret żyjący w piasku, którego nie widziano od prawie 90 lat.

Inne podejście, powszechnie znane jako metabarkodowanie DNA, zasadniczo wypluwa listę organizmów obecnych w danej próbce. „Zadajesz sobie pytanie: co tu jest?” powiedział Thomsen. „A potem dostajesz wszystkie znane rzeczy, ale zdarzają się też niespodzianki, prawda? Ponieważ istniały gatunki, o których istnieniu nie miałeś pojęcia.

Jednym z nich jest znalezienie igły w stogu siana; druga próbuje odsłonić cały stog siana. eDNA różni się od bardziej tradycyjnych technik pobierania próbek, podczas których organizmy takie jak ryby są łapane, manipulowane, poddawane stresowi, a czasami zabijane. Uzyskane dane są obiektywne; jest ujednolicony i bezstronny.

„eDNA, tak czy inaczej, pozostanie jedną z ważnych metodologii w naukach biologicznych” – powiedział Mehrdad Hajibabaei, biolog molekularny na Uniwersytecie w Guelph, który był pionierem podejścia metabarkodowania i który śledzone łowić ryby na głębokości około 9,800 metrów pod Morzem Labradorskim. „Każdego dnia widzę, jak bulgocze coś, co mi nie przyszło do głowy”.

...

W ostatnich latach, pole eDNA rozszerzyło się. Czułość metody umożliwia badaczom pobieranie próbek ze środowisk wcześniej niedostępnych, na przykład poprzez przechwytywanie eDNA z powietrza — podejście to podkreśla obietnice eDNA i związane z nim potencjalne pułapki. Wydaje się, że unoszący się w powietrzu eDNA krąży w globalnym pasie pyłu, co sugeruje jego obfitość i wszechobecność. Można go filtrować i analizować w celu monitorowania roślin i zwierząt lądowych. Jednak powiewanie eDNA na wietrze może prowadzić do niezamierzonego skażenia.

Na przykład w 2019 r. Thomsen zostawił dwie butelki ultraczystej wody na otwartej przestrzeni – jeden na łące, a drugi w pobliżu portu morskiego. Po kilku godzinach woda zawierała wykrywalny eDNA powiązany z ptakami i śledziami, co sugeruje, że w próbkach osiadły ślady gatunków pozaziemskich; organizmy najwyraźniej nie zamieszkiwały butelek. „Więc musi pochodzić z powietrza” – powiedział Thomsen Undark. Wyniki sugerują dwojaki problem: po pierwsze, dowody śladowe mogą się przemieszczać, w wyniku czego dwa stykające się organizmy mogą następnie przemieszczać się wokół DNA drugiego, a to, że obecne jest określone DNA, nie oznacza, że gatunek faktycznie tam występuje. .

Co więcej, nie ma również gwarancji, że obecność eDNA wskazuje, że gatunek żyje, dlatego nadal potrzebne są badania terenowe, powiedział, aby zrozumieć sukces lęgowy gatunku, jego zdrowie lub stan jego siedliska. Zatem jak dotąd eDNA niekoniecznie zastępuje fizyczne obserwacje lub zbiory. W innym badaniu, w którym zebrała się grupa Thomsena Edna badając kwiaty w poszukiwaniu ptaków zapylających, ponad połowa eDNA podanego w artykule pochodziła od ludzi, co mogło zaburzyć wyniki i utrudnić wykrycie przedmiotowych zapylaczy.

Podobnie w maju 2023 r. zespół z Uniwersytetu Florydy, który wcześniej badał żółwie morskie na podstawie śladów eDNA pozostawionych podczas pełzania po plaży opublikowany artykuł, który odkrył ludzkie DNA. Próbki były na tyle nienaruszone, że mogły wykryć kluczowe mutacje, które pewnego dnia mogłyby zostać wykorzystane do identyfikacji poszczególnych osób, co sugeruje, że nadzór biologiczny wzbudził także pytania bez odpowiedzi dotyczące testów etycznych na ludziach i świadomej zgody. Jeżeli eDNA służyło za niewód, to bezkrytycznie zbierało informacje o różnorodności biologicznej i nieuchronnie kończyło się, jak to ujęto w artykule zespołu UF, „ludzkim przyłowem genetycznym”.

Chociaż jak dotąd wydaje się, że kwestie prywatności związane ze śladami stóp na piasku istnieją głównie w sferze hipotetycznej, wykorzystanie eDNA w sporach prawnych dotyczących dzikiej przyrody jest nie tylko możliwe, ale już rzeczywistością. Wykorzystuje się go również w dochodzeniach karnych: na przykład w 2021 r. grupa chińskich badaczy zgłaszane dane eDNA pobrane ze spodni podejrzanego o morderstwo wykazały, wbrew jego twierdzeniom, że prawdopodobnie był on nad błotnistym kanałem, gdzie znaleziono zwłoki.

Obawy dotyczące niewłaściwego eDNA pod względem dokładności i zasięgu w medycynie ludzkiej i kryminalistyce uwypuklają inne, znacznie szersze niedociągnięcie. Jak opisał problem Hanner z Uniwersytetu w Guelph: „Nasze ramy regulacyjne i polityki są zwykle opóźnione o co najmniej dziesięć lat w stosunku do nauki”.

„Każdego dnia widzę, jak bulgocze coś, co mi nie przyszło do głowy”.

Dziś jest ich niezliczona ilość potencjalne zastosowania regulacyjne za monitorowanie jakości wody, ocenę wpływu na środowisko (w tym morskie farmy wiatrowe i odwierty ropy i gazu, aż po rozwój bardziej zwykłych centrów handlowych), zarządzanie gatunkami i egzekwowanie ustawy o gatunkach zagrożonych. W sprawa sądu cywilnego złożone w 2021 r., US Fish and Wildlife Service oceniła, czy w określonym zlewni istniała zagrożona ryba, korzystając z eDNA i bardziej tradycyjnego pobierania próbek, i stwierdziła, że tak nie jest. Sądy stwierdziły, że brak zabezpieczeń agencji w tym dziale wodnym był uzasadniony. Nie wydaje się, aby problemem było to, czy eDNA stawiło czoła w sądzie; tak się stało. „Ale naprawdę nie można powiedzieć, że czegoś nie ma w środowisku” – stwierdził Hajibabaei.

On ostatnio podświetlony kwestia walidacji: eDNA wnioskuje o wynik, ale potrzebuje bardziej ustalonych kryteriów potwierdzania, że te wyniki są rzeczywiście prawdziwe (że organizm jest rzeczywiście obecny, nieobecny lub w określonej ilości). A cykl wyjątkowych spotkań dla naukowców pracował nad rozwiązaniem tych kwestii związanych ze standaryzacją, które, jego zdaniem, obejmują protokoły, łańcuch dostaw oraz kryteria generowania i analizy danych. W przeglądu badań eDNA Hajibabaei i jego współpracownicy odkryli, że dziedzina ta jest nasycona badaniami jednorazowymi, czyli badaniami potwierdzającymi koncepcję, próbującymi wykazać, że analizy eDNA działają. Badania w środowisku akademickim są w przeważającej mierze przemilczane.

W związku z tym praktycy chcący wykorzystać eDNA w stosowanych kontekstach czasami proszą o księżyc. Czy gatunek występuje w określonym miejscu? Na przykład, jak powiedział Hajibabaei, ktoś niedawno zapytał go, czy mógłby całkowicie zaprzeczyć obecności pasożyta, udowadniając, że nie pojawił się on w gospodarstwie akwakultury. „A ja mówię: «Słuchaj, w żaden sposób nie mogę powiedzieć, że to prawda»”.

Powiedział, że nawet przy rygorystycznych ramach analitycznych problemy z wynikami fałszywie negatywnymi i fałszywie pozytywnymi są szczególnie trudne do rozwiązania bez wykonania jednej z rzeczy, których eliminuje eDNA – bardziej tradycyjnego gromadzenia i ręcznej kontroli. Pomimo ograniczeń kilka firm już zaczyna komercjalizować tę technikę. Na przykład przyszłe zastosowania mogłyby pomóc firmie potwierdzić, czy budowany przez nią most zaszkodzi jakimkolwiek lokalnie zagrożonym zwierzętom? podmiot zajmujący się akwakulturą sprawdza, czy wody, w których hoduje ryby, są zaatakowane wszami morskimi? lub właściciela gruntu, który jest ciekawy, czy nowe nasadzenia przyciągają szerszą gamę rodzimych pszczół.

Problem jest raczej zasadniczy, biorąc pod uwagę reputację eDNA jako pośredniego sposobu wykrywania niewykrywalnego lub jako obejścia w sytuacjach, gdy po prostu nie można zarzucić sieci i złapać wszystkich organizmów w morzu.

„Bardzo trudno jest zweryfikować niektóre z tych scenariuszy” – powiedział Hajibabaei. „I taka jest w zasadzie natura bestii”.

...

Edna otwiera wiele możliwości, odpowiadając na pytanie postawione pierwotnie przez Barkay'a (i niewątpliwie wiele innych): „Kto tam jest?” Jednak coraz częściej zapewnia wskazówki, które docierają do pytania „Co oni tam robią?” pytanie też. Elizabeth Clare, profesor biologii na Uniwersytecie York w Toronto, zajmuje się różnorodnością biologiczną. Powiedziała, że zaobserwowała nietoperze nocujące w jednym miejscu w ciągu dnia, ale zbierając unoszące się w powietrzu eDNA, mogła również wywnioskować, gdzie nietoperze spędzają czas nocą. Winnym „The Puzzle of Monogamous Marriage” , eDNA udomowionego psa pojawiło się w odchodach lisa rudego. Nie wydawało się, aby te dwa psowate krzyżowały się ze sobą, ale badacze zastanawiali się, czy ich bliskość doprowadziła do zamieszania lub skażenia krzyżowego, zanim ostatecznie zdecydowali się na inne wyjaśnienie: lisy najwyraźniej zjadały psie odchody.

Tak więc, choć eDNA samo w sobie nie ujawnia zachowań zwierząt, według niektórych relacji w tej dziedzinie poczyniono postępy w dostarczaniu wskazówek na temat tego, co organizm może robić i jak wchodzi w interakcje z innymi gatunkami w danym środowisku – gromadząc informacje o zdrowiu bez bezpośredniej obserwacji zachowanie.

Wybierz inną możliwość: biomonitoring na dużą skalę. Rzeczywiście, przez ostatnie trzy lata więcej osób niż kiedykolwiek wcześniej wzięło udział w odważnym eksperymencie, który już trwa: pobieraniu próbek środowiskowych z publicznych ścieków w celu śledzenia cząstek wirusa Covid-19 i innych organizmów zakażających ludzi. Z technicznego punktu widzenia pobieranie próbek ścieków obejmuje pokrewne podejście zwane eRNA, ponieważ niektóre wirusy przechowują informację genetyczną jedynie w postaci RNA, a nie DNA. Nadal obowiązują te same zasady. (Badania sugerują również, że RNA, które określa, które białka wyrażają organizm, można wykorzystać do oceny stanu ekosystemu; zdrowe organizmy mogą wyrażać zupełnie inne białka w porównaniu z tymi, które są narażone na stres). Oprócz monitorowania częstości występowania chorób, ścieki nadzór pokazuje, jak istniejącą infrastrukturę zaprojektowaną do jednego celu – kanały kanalizacyjne zaprojektowano do zbierania odpadów – można przekształcić w potężne narzędzie do badania czegoś innego, np. wykrywanie patogenów.

Clare ma taki zwyczaj. „Osobiście należę do osób, które mają tendencję do używania narzędzi niezgodnie z ich przeznaczeniem” – powiedziała. Clare znalazła się wśród badaczy, którzy zauważyli lukę w badaniach: znacznie mniej prac związanych z eDNA przeprowadzono na organizmach lądowych. Zaczęła więc pracować nad czymś, co można nazwać naturalnym filtrem, czyli robakami wysysającymi krew ze ssaków. „O wiele łatwiej jest zebrać 1,000 pijawek niż znaleźć zwierzęta. Ale mają w sobie mączki z krwi, a we krwi znajduje się DNA zwierząt, z którymi miały kontakt” – powiedziała. „To tak, jakby grupa asystentów terenowych wykonywała dla ciebie pomiary”. Następnie jedna z jej uczennic pomyślała to samo o chrząszczach gnojowych, które są jeszcze łatwiejsze do zebrania.

Clare stoi obecnie na czele nowego zastosowania innego systemu ciągłego monitorowania, wykorzystując istniejące monitory jakości powietrza, które mierzą substancje zanieczyszczające, takie jak drobne cząstki stałe, jednocześnie odsysając eDNA z nieba. Pod koniec 2023 r. miała tylko niewielki zestaw próbek, ale już odkryła, że jako produkt uboczny rutynowego monitorowania jakości powietrza te istniejące narzędzia podwoiły się jako filtry dla poszukiwanego materiału. Była to mniej więcej uregulowana, transkontynentalna sieć zbierająca próbki w bardzo spójny sposób przez długie okresy czasu. „Można by go następnie wykorzystać do tworzenia szeregów czasowych i danych o wysokiej rozdzielczości na całych kontynentach” – powiedziała.

Clare stwierdziła, że w samej Wielkiej Brytanii istnieje około 150 różnych miejsc zasysając znaną ilość powietrzaco tydzień przez cały rok, co daje około 8,000 pomiarów rocznie. Clare i jej współautorzy niedawno przeanalizowali niewielki podzbiór tych obserwacji – 17 pomiarów z dwóch lokalizacji – i byli w stanie zidentyfikować ponad 180 różnych grup taksonomicznych, ponad 80 różnych rodzajów roślin i grzybów, 26 różnych gatunków ssaków, 34 różne gatunki ptaków i co najmniej 35 rodzajów owadów.

Z pewnością istnieją inne długoterminowe miejsca badań ekologicznych. W USA istnieje sieć takich obiektów. Jednak zakres ich badań nie obejmuje rozproszonej na całym świecie infrastruktury, która stale mierzy różnorodność biologiczną – w tym przemieszczanie się ptaków migrujących nad głową w celu ekspansji i kurczenia się gatunków wraz ze zmianą klimatu. Prawdopodobnie eDNA raczej uzupełni, a nie zastąpi rozproszoną sieć ludzi, którzy rejestrują w czasie rzeczywistym obserwacje czasowo-przestrzenne w wysokiej rozdzielczości na stronach internetowych takich jak eBird lub iNaturalist. Niczym niewyraźny obraz pojawiającej się zupełnie nowej galaktyki, bieżąca rozdzielczość pozostaje niska.

„To rodzaj uogólnionego systemu gromadzenia danych, o którym prawie nie słychać w nauce o różnorodności biologicznej” – stwierdziła Clare. Miała na myśli zdolność wyciągania sygnałów eDNA z powietrza, ale jej zdanie odnosiło się do całej metody: „Nie jest idealna” – powiedziała – „ale nic innego tak naprawdę nie robi”.

Ten artykuł został pierwotnie opublikowany w Undark. Przeczytać oryginalny artykuł.