Biolodzy morscy z USA pokazali, że analizując wolne DNA zawieszone w wodzie, można ocenić stan populacji różnych gatunków delfinów. Wystarczy do tego próbka kilku litrów wody.

W oceanie DNA jest wszędzie, m.in. swobodnie unosi się ono w morskiej wodzie – przypominają autorzy badania opisanego w magazynie „Frontiers in Marine Science”.

Od dawna już wykorzystuje się je do określania liczby i tożsamości gatunków w danym regionie – szczególnie, gdy są one rzadkie i trudne do wykrycia lub żyją na wielkich głębokościach.

Jednak – kontynuują badacze – dotąd takie metody dawały jedynie ograniczony wgląd w informacje najważniejsze dla ochrony przyrody, czyli liczbę osobników, równomierność liczebności współwystępujących gatunków czy ich wewnątrzgatunkową różnorodność genetyczną.

Nowe wyniki pokazują, że analizując zawieszone w toni DNA, a konkretnie mitochondrialne DNA, można dowiedzieć się znacznie więcej.

– W naszym badaniu wykazujemy, że powtarzalne pobieranie próbek eDNA może być wykorzystywane do szacowania różnorodności genetycznej delfinów, które żyją w dużych stadach i mają liczne populacje – mówi dr Frederick Archer z Southwest Fisheries Science Center NOAA/NMFS w La Jolla w Kalifornii, główny autor publikacji.

– To ważne, ponieważ różnorodność genetyczna, będąca wynikiem tego pomiaru, może służyć jako wskaźnik wielkości populacji oraz tego, jak dobrze jest ona przygotowana do reagowania na zmiany w swoim środowisku – wyjaśnia.

Ekspert i jego zespół w okolicach Santa Catalina Island, niedaleko Kalifornii śledził piętnaście stad najpowszechniejszych w tamtym rejonie delfinów – długonosych, zwyczajnych krótkonosych, butlonosych oraz szarych.

Jak donoszą badacze, w 126 próbkach wody znaleziono 836 wariantów geentycznych sekwencji mitochondrialnych, z czego 76 proc. pochodziło od waleni, a 60 proc. od zębowców.

Największą różnorodnością genetyczną charakteryzowały się przy tym delfiny zwyczajne długonose, a następnie zwyczajne krótkonose. Delfiny szare i butlonose okazały się znacznie mniej zróżnicowane.

Jednak jeden z najważniejszych wniosków jest taki, że metoda działa.

– Nasze badanie dowodzi przydatności analizy eDNA do sprawnego oceniania i porównywania różnorodności genetycznej u stadnych zębowców – swoje rezultaty podsumowują naukowcy.

Zauważyli oni, że pobranie jak największej liczby próbek z wody przy wielu różnych stadach pomaga uzyskać dokładne oszacowanie różnorodności genetycznej. Na przykład w przypadku delfinów zwyczajnych długonosych, czyli gatunku o największym zróżnicowaniu w badanym rejonie, wystarczyłoby od 60 do 72 litrów wody.

– Przypuszczamy, że temperatura i zasolenie wody mają wpływ na tempo złuszczania się naskórka. Szybsze pływanie oddziałuje zarówno na to złuszczanie, jak i na oddychanie, przez co DNA będzie uwalniane wraz z wydmuchami powietrza z różną częstotliwością. Intensywność żerowania i rodzaj ofiar powinny z kolei przekładać się na częstotliwość i skład wydalanych odchodów. Wielkość stad oraz samo zachowanie zwierząt również mogą mieć duże znaczenie, ponieważ ocieranie się o siebie ciał czy aktywność nad wodą, taka jak wyskoki, sprzyjają złuszczaniu skóry – spekuluje dr Archer.

Autorzy metody liczą na jej coraz szersze wykorzystanie w pracach nad ochroną różnych gatunków.

– Dobrze byłoby jak najszybciej rozpocząć programy monitoringu eDNA, które wcześniej nie były możliwe do zrealizowania. Będziemy mogli na przykład zobaczyć, jak na przestrzeni roku zmienia się skład gatunkowy na bardzo małych obszarach. Dotyczy to również rzadszych gatunków, których często nie wykrywamy podczas obserwacji wizualnych – podkreśla ekspert.

– Może to dostarczyć nam wielu informacji na temat wykorzystania siedlisk, a także potencjalnie pozwolić zaobserwować, jak zmiany środowiskowe i czynniki antropogeniczne, takie jak zanieczyszczenie czy hałas podwodny, wpływają na rozmieszczenie gatunków – dodaje.

Marek Matacz (PAP)

mat/ agt/