Ученые, которые пытаются спасти виды, находящиеся на грани исчезновения, находят помощь в неожиданном месте.
Хизер Фаррингтон, куратор отдела зоологии Музейного центра Цинциннати, использует ДНК образцов, собранных более 100 лет назад, чтобы помочь понять эволюцию и стрессы, с которыми сталкиваются современные животные.
Фаррингтон управляет новой ультрасовременной генетической лабораторией музея, которая помогает исследователям изучать популяции животных с течением времени.
Исследователи все чаще используют силу древней ДНК из старых музейных образцов, чтобы ответить на вопросы об изменении климата, утрате среды обитания и других стрессах для выживших популяций. Древняя ДНК использовалась для объяснения разнообразия домашнего скота в Африке и первого приручения диких лошадей в Азии.
Фаррингтон получила докторскую степень в области биологических наук в Университете Цинциннати, где она нанесла на карту родословные галапагосских вьюрков и использовала новейшие инструменты ДНК, чтобы получить новое представление о птицах из музейных образцов столетней давности.
Лаборатория генетики музея работает с исследователями и государственными учреждениями над различными проектами, требующими анализа ДНК, от сохранения дикой природы до улучшения нашего понимания мира природы.
Недавно лаборатория помогла с проектом по сохранению лесной крысы Аллегейни, небольшого любящего скалы грызуна, который находится в упадке на большей части своего исторического ареала от Индианы до Нью-Джерси. В штате Огайо он встречается только в одном месте, в заповеднике Ричарда и Люсиль Даррелл в Аппалачах, представляющем собой смесь зрелого леса и известняковых скал вдоль реки Огайо.
Лабораторный анализ музея показал, что лесные крысы Огайо до сих пор сохраняют свое генетическое разнообразие, несмотря на свою географическую изоляцию.
Лаборатория также изучала генетику раков из Огайо и красивой желто-черной певчей птицы, называемой серой камышевкой.
ДНК-лаборатория музея имеет стеклянные стены с двух сторон, чтобы публика могла наблюдать за работой ученых. По соседству посетители также могут наблюдать, как сотрудники музея и волонтеры готовят окаменелости из публичной галереи в палеонтологической лаборатории.
Коллега Фаррингтона, управляющая музейными коллекциями Эмили Имхофф, объяснила, как работает чувствительное оборудование.
Лаборатория хранит образцы ДНК в холодильниках, один из которых настроен на температуру минус 112 градусов по Фаренгейту. Ученые могут определить концентрацию ДНК, амплифицировать образец и секвенировать его, чтобы понять родословную и взаимоотношения видов.
«Мы определенно чувствуем, что наша работа полезна, когда мы беремся за проекты с другими исследователями», - сказал Имхофф. «Мы с Хизер оба увлечены своей работой».
Фаррингтон искала аспирантуру по водной экологии, которая могла бы удовлетворить ее растущее любопытство к генетике. Профессор биологии Калифорнийского университета Кеннет Петрен, который работал деканом Колледжа искусств и наук имени Макмикена Калифорнийского университета, обратился к ней с предложением принять ее в Калифорнийский университет.
"Он сказал: "Ну, я занимаюсь генетикой, но не рыбой. Я работаю над дарвиновскими вьюрками", - сказал Фаррингтон.
В Калифорнийском университете Петрен провел два десятилетия исследований потомков птиц, которые сформировали понимание Чарльзом Дарвином эволюции путем естественного отбора на Галапагосских островах в Эквадоре.
"Я подумал: "О, черт возьми, я не могу отказать дарвиновским вьюркам", - сказал Фаррингтон.
Фаррингтон, Петрен и профессор биологии Калифорнийского университета Люсинда Лоусон провели исследование популяций вьюрков, которое недавно было опубликовано в журнале Conservation Genetics. Более того, в Калифорнийском университете в Фаррингтоне также поняли, насколько ценным ресурсом являются музейные коллекции для генетических исследований. В своей диссертации она исследовала музейные экземпляры, собранные более 100 лет назад, чтобы понять, как со временем менялись популяции галапагосских вьюрков.
Фаррингтон разработала многие важные лабораторные методы, которые она использует в музее, проводя исследования в Калифорнийском университете, сказала Петрен.
«Во время работы в Калифорнийском университете Хизер очень много работала, чтобы впервые использовать музейные образцы для анализа популяционной генетики», - сказал Петрен. «Наша лаборатория стала лидером в этой области благодаря усилиям Хизер.
«Она использовала разработанные ею методы для решения проблем сохранения нескольких различных видов галапагосских вьюрков», - сказал Петрен. «В дальнейшем она стала лидером в области экологической ДНК, работая в Министерстве обороны США, которое было заинтересовано в мониторинге редких видов или в раннем предупреждении проблемных инвазивных видов, таких как азиатский карп."
Фаррингтон сказала, что ее опыт исследования музейных экспонатов для ее диссертации в Калифорнийском университете убедил ее в том, насколько ценными могут быть эти ресурсы для будущих исследований. «Это действительно то, что привело меня к музейной работе и удивительным вещам, которые вы можете узнать из музейных экспонатов», - сказал Фаррингтон.