США Ученые Геологической службы разработали первый лабораторный тест, который может обнаруживать следы генетического материала ламантинов в водоемах, где они живут. Используя образец воды, собранный в полевых условиях, инновационный экологический ДНК-тест может выявить, было ли одно или несколько неуловимых морских млекопитающих в этом районе в течение последнего месяца.
Тест может обнаружить присутствие ламантинов там, где другие методы не работают, помочь ученым определить среду обитания, которую используют ламантины, и закономерности их сезонных перемещений, а также информировать об усилиях по возвращению популяций диких ламантинов, которые считаются близкими к вымирание, например, в Бразилии или Западной Африке, говорит генетик Геологической службы США Маргарет Хантер.
«Обнаружение ДНК в окружающей среде - это волна будущего для мониторинга видов, которые трудно найти», - сказал Хантер. «Некоторые виды, такие как морские млекопитающие, живут в местах, где люди не могут легко следовать за ними. Другие немногочисленны и широко рассредоточены, хорошо замаскированы или умеют избегать контактов с людьми. Комбинируя новые достижения в работе с эДНК с другими техники, мы получаем более полную картину этих диких популяций, не беспокоя их».
Хантер возглавил исследовательскую группу, которая выделила уникальный сегмент ДНК, обнаруженный в остатках тела ламантинов, таких как слюна, клетки кожи, экскременты и выдыхаемый водяной пар. Команда разработала генетический маркер, который сигнализирует о наличии этих сегментов ДНК в концентрированном образце воды из среды обитания животных. Об их работе сообщается в научной статье, опубликованной 13 марта 2018 года в журнале Endangered Species Research..
ЭДНК-зонд может обнаруживать генетический материал всех трех видов ламантинов: вест-индского ламантина (Trichecus manatus) из Флориды и Карибского бассейна; менее изученный африканский ламантин (Trichecus senegalensis); и амазонский ламантин (Trichecus inunguis) из Южной Америки, которого настолько трудно обнаружить в темных речных водах, что его численность, ареал и поведение в значительной степени неизвестны. Международный союз охраны природы считает все три вида уязвимыми, а вест-индский ламантин занесен в список находящихся под угрозой исчезновения в соответствии с Законом об исчезающих видах..
Медлительные и скрытные дикие ламантины часто скрываются за листвой, облачной или темной водой или плохой погодой. Ученые обычно используют аэрофотосъемку для их обнаружения и мониторинга.
«В некоторых случаях ламантины просто не могут быть обнаружены, даже если мы знаем, что они там», - сказал Хантер. «Но наше исследование показало, что исследования eDNA улучшили обнаружение ламантинов в дикой природе по сравнению с более традиционными методами аэрофотосъемки. И полевым биологам относительно легко собрать образцы, даже несмотря на то, что методология в лаборатории непростая."
Hunter начал разработку теста eDNA осенью 2013 года. Используя базу данных геномов диких животных, которые уже были секвенированы, и образцы тканей, взятые у живых животных или туш, команда определила последовательности ДНК, уникальные для ламантина. Исследователи разработали генетический маркер, который испускает флуоресцентный свет в присутствии ДНК ламантина. По словам Хантера, фрагмента генетического материала ламантинов - всего 69 пар оснований ДНК из 16 882 пар оснований ДНК - достаточно для получения надежного результата.
Зонд был испытан на концентрированных образцах воды из района на восточном побережье Флориды, где скапливаются ламантины, из Флориды Панхандл, где они менее многочисленны, а также из мест в заливе Гуантанамо на Кубе и на озере Осса в Камеруне, где наблюдатели иногда видят животных в воде. Некоторые образцы взяты из соленых или солоноватых бухт и лагун, другие - из пресноводных озер и заливов. Стараясь избежать загрязнения случайной ДНК, команда отфильтровала образцы воды и сконцентрировала ДНК. Образцы были проанализированы с помощью количественного ДНК-детектора, современного устройства, которое разделяет каждый образец воды на 20 000 капель и анализирует каждую из них на наличие следов ДНК ламантина.
Зонд обнаружил эДНК ламантина во всех шести местах во Флориде и во всех пяти в заливе Гуантанамо, но только в одном месте в Камеруне. На него не повлиял уровень солености. Но в водах, богатых органическим веществом, таких как лесные лагуны, высокий уровень дубильных веществ и других природных химических веществ в воде иногда мешал зонду, как обнаружили исследователи. И есть еще одно предостережение: зонд «дает нам концентрацию ДНК ламантина в пробе воды, но пока не может сказать нам, сколько животных присутствует», - сказал Хантер. «Это может быть обнаружение одного животного рядом с вами или десяти животных вверх по течению."
Возможные следующие шаги исследователей включают усовершенствование зонда для ламантинов и разработку аналогичных зондов для дюгоней, родственных видов или других морских млекопитающих.