Перед лицом сокращения численности насекомых по всему миру ученые продолжают расширять наши знания о беспозвоночных организмах и их биоразнообразии по всему миру. Насекомые - самые распространенные животные на планете Земля - они в 17 раз превышают по весу все человечество. Их изобилие, разнообразие и повсеместное распространение означают, что насекомые играют основополагающую роль в пищевых сетях и экосистемах, от пчел, опыляющих цветки продовольственных культур, до термиты, которые перерабатывают мертвые деревья. Поскольку популяции насекомых во всем мире сокращаются, все еще открываются новые виды.
Количество видов беспозвоночных, существующих во всем мире, неизвестно, и трудно охарактеризовать целые сообщества беспозвоночных, используя традиционные методы, требующие изучения отдельных образцов опытным систематиком.
Именно здесь на помощь приходит секвенирование ДНК. Этот метод считается инструментом для изучения биоразнообразия малоизученных экосистем Земли. Он позволяет идентифицировать образцы беспозвоночных на основе более эффективного молекулярного анализа.
Эндрю Допхайд, исследователь из Оклендского университета, и его коллеги использовали комбинацию старой школы полевой биологии с секвенированием ДНК нового поколения, чтобы изучить использование объединенных наборов данных в качестве основы для оценки общего биоразнообразия беспозвоночных на Хаутуру. остров. Они собрали образцы из образцов опавших листьев, ловушек-ловушек и самой почвы.
«В контексте Новой Зеландии мы не знаем о каких-либо других исследованиях биоразнообразия наземных беспозвоночных на основе ДНК в масштабах всей экосистемы в таком масштабе», - пояснил Дофейд.«Кроме того, не было никакой информации о биоразнообразии беспозвоночных на Хаутуру, несмотря на то, что это одна из самых нетронутых и важных природных экосистем Новой Зеландии».
В конце исследования они подсчитали, что надземное сообщество беспозвоночных включает более 1000 видов членистоногих (имеющих экзоскелет, сегментированное тело и парные сочлененные придатки), из которых 770 являются насекомыми, а 344 жуки.
Почва, которую они секвенировали, дала еще более богатые образцы. Почвы являются многообещающим субстратом для ДНК-анализа биоразнообразия, поскольку они содержат разнообразные сообщества организмов, а также биологические остатки, включая молекулы ДНК. Ученые знают гораздо меньше о почвенных сообществах, чем о надземных сообществах.
Из образцов почвы они смогли оценить 6856 видов членистоногих (исключая клещей), из которых почти 4000 являются насекомыми.
Жуки (отряд жесткокрылых) были наиболее многочисленны, за ними следовали пилильщики, осы, пчелы и муравьи (отряд перепончатокрылые), мухи (двукрылые), бабочки и мотыльки (чешуекрылые) и различные амфиподы - разнообразный отряд мелких, креветкоподобные ракообразные, которые в основном встречаются в океане, а также в пресноводных и некоторых наземных средах обитания.
В общей сложности они добавили более 2500 новых последовательностей ДНК в GenBank, который содержит данные о более чем 100 000 различных организмов и стал важной базой данных для исследований в области биологии.
«Мы были удивлены, что так мало беспозвоночных уже представлено в GenBank, - сказал Дофейд, - что позволяет предположить, что мы обнаружили в основном новые или малоизученные виды, несмотря на использование очень традиционных методов сбора, и подчеркивает отсутствие знаний об этих важных организмах… Вполне вероятно, что многие из беспозвоночных без последовательностей ДНК в GenBank действительно являются новыми видами, но мы не знаем наверняка».
Популяции насекомых во всем мире сокращаются, по крайней мере, новые виды все еще секвенируются и документируются. Эта работа Dopheide et al. обозначил путь и установил планку для объединения естествознания старой школы с секвенированием ДНК, чтобы охарактеризовать виды, которые доминируют в структуре и функционировании экосистем… при этом поражаясь тому, как много среди них жуков.