شناسایی ۷۲ ساعته ۵۲ جانور با یک تکنیک جدید

به گزارش خبرنگار علم و فناوری آنا، پژوهشگران در یک مقاله‌ گزارش کردند که کشیدن 24 سواب روی برگ گیاهان در پارک ملی کیباله اوگاندا، یک تصویر ژنتیکی بسیار دقیق از تنوع مهره‌داران این پارک نشان داده است.

 سواب آزمایشگاهی یک چوب بلند و باریک مانند گوش‌پاک‌کن است که سر آن با پنبه پوشانده شده و از آن برای نمونه‌برداری استفاده می‌شود.

این سواب‌ها DNA محیطی یا eDNA را از 52 جانور جمع‌آوری کرد که ۳۰ مورد از این ۵۲ جانور را می‌توان در سطح گونه شناسایی کرد. این تکنیک سریع و آسان یک روش بالقوه انقلابی برای بررسی تنوع زیستی است.

«جولی لاک‌وود» (Julie Lockwood) زیست‌شناس دانشگاه راتگرز آمریکا که در این مطالعه شرکت نداشته است، می‌گوید: «این واقعیت که آن‌ها ‌توانستند سواب را به چند برگ بکشند و گونه‌های زیادی را به‌دست آورند، واقعاً جالب و قابل توجه است.

ما اغلب DNA را در حالت امن و دنج در داخل سلول‌ها تصور می کنیم؛ ولی حقیقت این است که ذرات ماده ژنتیکی در سراسر محیط آزاد هستند.

این DNAهای محیطی یا eDNA اغلب در آب یا روی سطوحی مانند پوست درخت جمع می‌شوند. پیدا کردن و آنالیز eDNA می‌تواند نشان دهد که چه گونه‌هایی در یک منطقه وجود دارد؛ حتی گونه‌هایی که به سختی قابل تشخیص هستند.

جان گوگارتن (Jan Gogarten)، زیست‌شناس دانشگاه گرایفسوالت آلمان، می‌خواست منبع eDNA خود که مگس‌هایی بودند که DNA حیوانات مرده و مدفوع را می‌گیرند، با منبع eDNA کریستینا لینگگارد (Christina Lynggaard) زیست‌شناس دانشگاه کپنهاگ دانمارک که eDNA را از هوا جمع‌آوری می‌کرد، مقایسه کند. این دو تصمیم گرفتند تا تکنیک‌های خود را در پارک ملی کیباله مقایسه کنند، اما تنظیم فیلترهای هوای مورد نیاز، زمان‌بر بود.

به همین دلیل گوگارتن پس از جمع‌آوری مگس‌هایش، تصمیم گرفت در حالی که منتظر بود، به تعدادی از برگ‌های اطراف سواب بکشد.

لینگگارد از می گوید: این چیزی نبود که از قبل برایش برنامه‌ریزی کرده باشیم.

تمام نمونه‌برداری‌های این مطالعه که در سه منطقه از پارک انجام شد، در مجموع 72 دقیقه (به طور متوسط ​​سه دقیقه در هر سواب) طول کشید.

برای مقایسه، لینگگارد در یک مطالعه قبلی برای جمع آوری eDNA، بدون در نظر گرفتن زمان برای راه‌اندازی و تمیز کردن دستگاه فیلترهای هوا حداقل 30 دقیقه وقت صرف کرده بود. سپس پژوهشگران این سواب ها را برای تجزیه و تحلیل به دانمارک بردند.

با این روش eDNA پرندگان و پستانداران جذاب زیادی پیدا شد که در این پارک زندگی می‌کردند؛ از جمله موز خوار یا «توراکو» آبی بزرگ (Corythaeola cristata) و فیل بیشه آفریقایی (Loxodonta africana)؛ اما چند شگفتی نیز وجود داشت.

کالین چپمن، یکی دیگر از همکاران این پروژه و زیست‌شناس دانشگاه ونکوور آیلند کانادا ۳۰ سال است که در این جنگل کار می‌کند. او گونه‌های جانوری را در فهرست داشت که قبلاً ندیده بود اما توسط دیگران در پارک مشاهده شده بودند. بنابراین بسیاری از چیزهایی که وجود دارند ولی ما آن‌ها را ندیده‌ایم را می‌توان با eDNA آشکار کرد.

علاوه بر این، سواب‌ها در مقایسه با سایر دستگاه‌های نمونه‌برداری راحت‌تر هستند.

برای مثال برخی پژوهشگران با استفاده از غلتک‌های رنگی DNA‌ محیطی را از سطوح گیاهی جمع‌آوری می‌کنند. ولی با استفاده از سواب می‌توان از تکنیک‌های قانونی شناخته شده برای نگهداری سواب‌ها استفاده کرد و آن‌ها را به آزمایشگاه برد.

ما در بسیاری از مناطق جهان با کاهش تنوع زیستی مواجه هستیم و نمونه‌برداری از eDNA با استفاده از تکنیک‌هایی مانند سواب کشیدن به برگ این امکان را به ما می‌دهد تا در توان خود یک گامی انقلابی برای مستندسازی این تغییرات و پاسخ به آن‌ها برداریم.

برای جمع آوری eDNA تنها یک ابزار وجود ندارد و پردازش هر روشی در یک مورد به کار می‌آید. بنابراین هرچه ابزار بیشتری داشته باشیم، وضعیت بهتری داریم.
گوگارتن و لینگگارد امیدوارند که دیگران از تکنیک «سواب» آن‌ها استفاده کنند و با آن با به کار بگیرند.

لینگگارد می‌گوید از آن‌جا که این روش می‌تواند توسط غیر دانشمندان نیز مورد استفاده قرار گیرد، افراد علاقه‌مند به دانشوری شهروندی (Citizen science) می‌توانند به پژوهشگران کمک کنند تا با کاهش تنوع زیستی در سراسر جهان مبارزه کنند.

این مقاله در روزهای اخیر در مجله Current Biology منتشر شده است.