Во времена усугубления утраты биоразнообразия надежные данные о встречаемости видов имеют важное значение для принятия быстрых и адекватных мер по сохранению. Особенно это касается пресноводных экосистем, которые особенно уязвимы и находятся под угрозой антропогенного воздействия. Их экологический статус уже был отмечен как главный приоритет несколькими национальными и международными директивами, такими как Европейская рамочная директива по водным ресурсам.
Однако традиционные методы мониторинга, такие как электролов, методы отлова или оценки на основе наблюдений, которые в настоящее время являются статус-кво в мониторинге рыбы, часто требуют много времени и средств. В результате за последнее десятилетие ученые все больше соглашаются с тем, что нам нужен более комплексный и целостный метод для оценки биоразнообразия пресной воды.
Между тем, недавние исследования постоянно демонстрируют, что анализ метабаркодирования эДНК, при котором следы ДНК, обнаруженные в воде, используются для определения того, какие организмы там живут, является эффективным методом быстрого, надежного и не- инвазивным и относительно малозатратным способом. В таких исследованиях метабаркодирования ученые берут пробы, собирают и секвенируют ДНК, чтобы иметь возможность сравнить ее с существующими базами данных и идентифицировать исходные организмы.
Кроме того, поскольку в оценках метабаркодирования эДНК используются образцы из воды, часто из ручьев, расположенной в самой нижней точке, один такой образец обычно содержит не только следы образцов, вступающих в непосредственный контакт с водой, например, при купании или питье, но также косвенно собирает следы наземных видов через дождевые осадки, таяние снега, грунтовые воды и т. д.
В стандартных оценках метабаркодирования эДНК рыбы эти «данные о прилове» обычно не учитываются. Тем не менее, с точки зрения более целостного мониторинга биоразнообразия, они обладают огромным потенциалом для обнаружения присутствия наземных и полуназемных видов на водосборе.
В своем новом исследовании, о котором сообщается в научном журнале открытого доступа Metabarcoding and Metagenomics, немецкие исследователи из Университета Дуйсбург-Эссен и Немецкого агентства по охране окружающей среды успешно обнаружили поразительное количество местных млекопитающих и птиц, обитающих в земли Саксония-Анхальт, собрав 18 литров воды на двухкилометровом участке реки Мульде.
На самом деле команде под руководством Тилля-Хендрика Махера, аспиранта проекта GeDNA, финансируемого Федеральным агентством по охране окружающей среды Германии, потребовался всего один день, чтобы собрать образцы. Используя метабаркодирование для анализа ДНК из образцов, исследователи идентифицировали до 50% рыб, 22% видов млекопитающих и 7 видов.4% гнездящихся видов птиц региона.
Однако команда также пришла к выводу, что, хотя обычно для оценки водной и полуназемной фауны требуется всего 10 литров воды, для наземных видов требуется значительно больше проб.
Извлечение данных из все более доступной информации о метабаркодировании эДНК рыб обеспечивает синергию программ мониторинга наземного и водного биоразнообразия, добавляя дополнительную важную информацию о видовом разнообразии в пространстве и времени.
«Поэтому мы призываем использовать данные мониторинга биоразнообразия метабаркодирования эДНК рыбы для информирования других программ сохранения», - говорит ведущий автор Тилль-Хендрик Махер.
«Однако для этой цели важно, чтобы данные eDNA хранились совместно и были доступны для различных кампаний по мониторингу и оценке биоразнообразия на уровне штата, федеральном или международном уровне», - заключает Флориан Лиз, который координирует проект.