Ученые предлагают исследовать растения «по воздуху»
О том, что растения выпускают в воздух определенные свои частицы, хорошо известно аллергикам. По наличию в воздухе пыльцы ученые могут определить какие растения произрастают в той или иной местности. Однако еще более совершенная технология — анализ выбрасываемой в воздух ДНК растений. С недавних пор она стала одним из способов идентификации флоры. Ранее ученые использовали водную эДНК (экологическую ДНК) для идентификации рыб и других морских и пресноводных организмов, не отлавливая их. Точно так же исследование эДНК в почве позволяет выявить наличие животных на определенной территории. Теперь эту же технологию ученые решили использовать для идентификации растений “по воздуху”. Благодаря ей, специалистам больше не нужно тратить много времени, чтобы инвентаризировать растения, пробираясь через колючие кустарники или кишащую клещами и змеями траву.
Изначально специалисты занимались исследованием пыльцы в воздухе. Улавливая ее, можно определить, какому виду растений она принадлежит. Но у этой технологии есть свои пределы. Уловить можно только ту пыльцу, которая распространяется ветром. Однако некоторые ее виды переносится исключительно насекомыми или другими способами. Марк Джонсон, аспирант Техасского технологического университета, вместо этого предложил изучать эДНК, выделяемую в воздух в виде пыльцы или крошечных фрагментов листьев, цветов и т.д.
“Переносимая по воздуху ДНК может расширить наши возможности контролировать и изучать биоразнообразие” — говорит Кристин Боманн, молекулярный эколог из Копенгагенского университета.
Исследование показало, что простой захват и анализ ДНК растений в воздухе, позволяет так же точно идентифицировать растения, как и при обходе лесов и лугов, а в некоторых случаях даже лучше. Кроме того, этот подход может помочь отследить, как изменение климата влияет на состав растений в том или ином регионе. Кроме того, подобным образом можно отслеживать инвазивные виды растений до того, как они станут широко распространенными, и от которых будет трудно избавиться. К слову, ДНК в воздух выделяют не только растения, но и насекомые и даже люди. Однако человеческая ДНК разлетается на дистанцию лишь в несколько метров, тем не менее это усложняет работу криминалистам.
В воздухе содержится ДНК растений и других живых организмов
Исследование эДНК показало, что технология может давать более полную картину растительного мира. Команда ученых установила пылеуловители в девяти местах хорошо изученной низкотравной прерии, принадлежащей университету, о чем сообщает издание Science. Команда собирала пыль каждые пару недель в течение года, извлекала ДНК и секвенировала ген, для идентификации растений. Весной и осенью исследовали также изучали растения лично, путем обхода территории.
В итоге традиционным методом удалось выявить 80 видов растений, а исследование воздушной ДНК показало 91 вид растений. Современная технология позволила определить больше видов трав. Как выяснилось в воздухе содержалось ДНК мелких цветков, которые легко упустить из виду при личном осмотре территории. Кроме того, наряду с ДНК растений фильтры улавливали ДНК грибов. А еще исследователи смогли выделить ДНК насекомых, дождевых червей и слизняков.
«Потенциально ДНК воздуха невероятно разнообразна и репрезентативна для всего разнообразия живых организмов», — говорит Фабиан Роджер, эколог из ETH Zürich.
Правда эДНК показало лишь небольшую часть известных видов насекомых. Но исследователи надеются повысить чувствительность приборов, а также лучше изучить как ветер и другие условия влияют на сбор ДНК, что позволит в дальнейшем совершенствовать технологию.
Исследование эДНК в воздухе позволяет обнаружить насекомых, которые живут на исследуемой территории
Существующие ловушки обычно полагаются на естественный поток воздуха, который переносит частицы эДНК, однако их концентрации могут быть очень низкими. Предположительно, эффективность повысят фильтры или ловушки, оснащенные вентиляторами для всасывания воздуха.
Однако не все ученые считают данную технологию перспективной. К примеру, Джозеф Крейн, совладелец компании Jonah Ventures, занимающейся коммерциализацией эДНК-исследований, считает, что лучше всего с поставленной задачей могут справиться спектроскопические измерения из космоса. А технология исследования эДНК в воздухе, по его словам, не имеет потенциала для расширения.
Но, с другой стороны, перед глазами есть пример того, как продвинулись исследования водной эДНК за последние годы. Поэтому многие ученые предполагают, что воздушная эДНК может быть не менее перспективной для изучения наземной жизни. Подробно о том, что такое ДНК, мы рассказывали ранее.
© 2004-2020, «Техника и технологии». Все права защищены.
* XML, HTML | Реклама на сайте