מַדָע

למדענים יש דרך חדשה לדעת כמה כרישים בים | מַדָע

דמיין לעצמך ללמוד חיות מבלי לראות אותם. האם זה נשמע מגוחך? לאנשים כמונו, שהתעניינו לראשונה בביולוגיה מכיוון שאנחנו אוהבים בעלי חיים ונהנים ללמוד אותם, כן, זה נשמע כמו עניין גרוע. עם זאת, אם אתה חושב על מה חוקרי פלילי עושים כאשר הם מחפשים ראיות DNA בזירת פשע, או מה רופאים עושים כאשר הם מזהים פתוגן בדם של המטופל, זה בדיוק זה: הם מזהים צורות חיים מבלי לראות אותם.

ה- DNA הוא האותיות הכחולות של החיים. הוא קיים כמעט בכל אורגניזם על פני כדור הארץ, ובדרך כלל אנו חוקרים אותו על ידי חילוץו מפיסת רקמה או מדגימת דם. אבל ה- DNA, באמת, נמצא בכל מקום: בעלי חיים משליכים אותו כל הזמן, כשהם מגרדים את עצמם, כשהם משחררים שתן, ביצים, רוק, צואה וכמובן כשהם מתים. כל סביבה, ממיטתכם ועד לשקעים העמוקים ביותר של האוקיינוסים, מלאה באבק ביולוגי, בעיקר חומר תאי, המכיל את ה- DNA של האורגניזמים שהשאירו אותו מאחוריו. זה, אנו מכנים DNA סביבתי, או eDNA.

בסיוע טכנולוגיה מהירה יותר, מדויקת ומשתלמת יותר, מדענים החלו, בשנים האחרונות, לרצף DNA עקבות זה מרבים סביבות . גישה מיקרו זו אף הוכיחה אותה כשימושית עבור מדענים החוקרים סביבות עצומות כמו האוקיאנוסים.





מהיכן הגיעו קורנביף וכרוב
יהודית שוחה

ג'ודית שוחה עם פטיש באיי הבהאמה: קשה לבחון את הכרישים ולאתר את האוקיאנוס.(ניקולו רוקטאגליאטה, המחבר סיפק)

בעלי חיים ימיים רבים הם גדולים, נדירים, חמקמקים וניידים מאוד. כרישים הם דוגמה מובנת מאליה: באוקיאנוסים הם מהווים חלק קטן מהביומסה, רובם יפים קשה לתפוס והם נמצאים בסכסוך עם בני אדם מאז שהתחלנו לצאת לים. למעט כמה יוצאים מן הכלל, הם נמנעים מאיתנו, ו בגללנו רבים נעשו מאוימים בהכחדה.



זו הסיבה שחשבנו שיהיה מעניין לראות אם רק באמצעות דגימה של כמה בקבוקי מי ים (ואת שברי ה- DNA בהם) נוכל למפות במהירות את נוכחותם וכרישם של הכרישים, מבלי לעסוק במרדפים פרועים או להעסיק זמן ומשאבים- שיטות דיג כריש אינטנסיביות. שמחנו לגלות שאכן, זה היה אפשרי וכי ניתן היה לגלות מינים שונים באזורים גאוגרפיים שונים, אם כי האזורים שהושפעו יותר מבני אדם יראו נוכחות מועטה של ​​כרישים.

דגימת סטפנו בבליז

דגימת סטפנו בבליז(ג'ודית באקר, סופרת המחברת)

אולם המדד האמיתי ליעילותה של גישה זו של ה- eDNA לניטור כרישים יתגלה רק כאשר הוא עומד בניגוד לקבוע, מתודולוגיות בדוקות , כגון מפקדים ויזואליים לצלילה או הקלטות מצלמות מתחת למים.



זה היה המוקד של המחקר האחרון שלנו, שנערך עם עמיתים הממוקמים בארכיפלג דרום האוקיאנוס השקט של קלדוניה החדשה, צרפת, אוסטרליה וארה'ב, וכעת פורסם בכתב העת. התקדמות המדע . התוצאות היו מרגשות מאוד: 22 דגימות מים שנאספו במשך כמה שבועות זיהו יותר כרישים ממאות תצפיות מצלמה תת-מימיות שנמצאו בפיתיון במשך שנתיים, ואלפי צלילות לאורך תקופה של עשרות שנים. כמעט מחצית מהמינים שאותרו באמצעות ה- DNA הסביבתי כלל לא נמצאו בשיטות מסורתיות. ובעוד ש- eDNA יכול היה לזהות נוכחות של כמה כרישים בכ -90 אחוז מהדגימות, מצלמות מתחת למים יכלו לנהל רק קצת יותר מ -50 אחוז, וצלילה סביב 15 אחוזים.

קלדוניה החדשה

קלדוניה החדשה: רק 22 דגימות מים של eDNA (כוכבים אדומים) זיהו יותר כרישים מאשר הקלטות רבות של מצלמות (כחולות) או צלילות (ירוקות).(Boussarie & Bakker et al (2018))

מעניין לציין ש- eDNA עלה על שיטות אחרות באזורים בתוליים ובמושפעים. מגוון מיני כרישים התגלה אפילו באזורים סואנים, רועשים ומרוקנים, שם חשבו שהם נכחדו. זה מצביע על כך שגיוון אפל עדיין עשוי להיות קיים, בדמות שאריות וקבוצות שאריות הדורשות הגנה. באופן דומה, eDNA יכול לסייע בכך שהוא חושף את הופעתם של מינים זרים שזה עתה הוקמו ומרחיבים את טווח התחום שלהם. כל אלה חדשות טובות לכולם, וזו הסיבה.

אני רוצה להכיר נשים מבוגרות

לאור המהירות והיעילות של דגימת ה- eDNA, ניתן להקרין חלק גדול יותר מהים, בזמן קצר יותר, כדי לאסוף סקירה של דפוסי המגוון בשטחים ובבתי גידול גדולים, לאורך שיפועים סביבתיים שונים, ובזמנים שונים. באופן פוטנציאלי, נוכל לבנות במהירות מפות של מגוון המינים ולהשתמש בהן ליצירת מודלים חזויים ולזהות הגורמים המשפיעים על המגוון, בעוד שהשיטות הן בפיתוח לשיפור ההיבט הכמותי של זיהוי eDNA, גם באחרים מינים כריזמטיים . כל זה יעזור מאוד למי שחייב לתכנן תוכניות להגנה על בתי גידול ומערכות אקולוגיות מכריעות.

מדע ה- DNA הסביבתי עדיין מתפתח במהירות. יש להעשיר את מאגרי המידע שאנו משתמשים בהם כדי להתאים את הרצפים הלא ידועים שנאספו מהים בהפניות DNA חדשות של מינים קיימים רבים - כל מחקר eDNA רב-מינים עד כה זיהה כמויות גדולות של רצפים שלא ניתן היה להתאים לאף התייחסות. חלק ניכר מאלה שייכים לאורגניזמים שהם טרם תואר על ידי מדענים.

בדיקות ה- DNA הקיימות כיום יצטרכו להיות ארוכות יותר, מכיוון שלעתים רצפים קצרים עשויים שלא להבחין בין מינים קרובים זה לזה. למשל, כריש השחור השיתוף חלק רצפים זהים עם כריש השונית האפור לאורך מתיחת ה- DNA ששימשה במחקר שלנו. עם זאת, כל האינדיקציות הראשוניות מצביעות על כך שגישה זו יכולה לקרב אותנו להבנה ולניהול טוב יותר של המערכת האקולוגית הגדולה ביותר על פני כדור הארץ.


מאמר זה פורסם במקור ב השיחה. השיחה

סטפנו מריאני, יו'ר גנטיקה לשימור, אוניברסיטת סלפורד

ג'ודית באקר, עמיתת מחקר, סביבה ומדעי החיים, אוניברסיטת סלפורד





^