Найдрібніші залишки, що збереглися серед сухого чайного листя, можуть допомогти вченим відстежувати поширення шкідників і контролювати скорочення видів. В одному пакетику чаю є сліди ДНК від комах та інших істот, які якось з ним контактували.
Що зробили автори роботи?
Якби листя з чайного пакетика могли розповісти свою історію, вони б описали своє життя поруч з різними комахами. Бджоли сідали на них під час запилення, гусениці жували їх і будували поруч кокони, а павуки прив’язували до них павутину.
Велика частина взаємодій рослин і живих організмів залишається незадокументованою. Щоб внести в каталог кожну істоту, яка харчується певною рослиною або запилює її, може знадобитися величезна кількість часу і зусиль.
“Є дуже незвичайні взаємодії, про які ми мало знаємо, тому що ніхто не вивчав їх раніше», — говорить Хенрік Крехенвінкель, екологічний генетик з Університету Тріра.
Крехенвінкель разом з групою вчених придумав, як зрозуміти, хто жив поруч з певною рослиною. Для цього вони купили чаї і трави в продуктовому магазині і перевірили їх на наявність найдрібніших залишків ДНК. Це метод, який називається екологічним аналізом ДНК або eDNA.
У своєму дослідженні, опублікованому в журналі Biology Letters, команда повідомила, що виявила сліди понад 1 200 різних видів членистоногих. Під час роботи вони проаналізували всього чотири рослини: ромашку, м’яту, чай і петрушку. Але метод можна застосувати до будь-яких висушених рослин.
За словами команди, це потенційно незамінний інструмент для моніторингу зникаючих видів, також він допоможе відстежити, як поширюються сільськогосподарські шкідники.
Який чай взяли вчені і що з ним робили?
Дослідники вибрали для своєї роботи чай і трави, тому що інші аналогічні продукти зроблені з сильно подрібненого і висушеного листя, в якому важко щось знайти. “Кава, наприклад, сильно оброблена, тому в ній, швидше за все, дуже мало ДНК», — говорить Крехенвінкель.
- Мангрові зарості зникли в Омані 6000 років тому через зміни клімату
- НАСА вперше виявила зниження викидів CO2 людиною
Вчені переглянули полиці всіх місцевих продуктових магазинів, щоб знайти трави і чаї з усіх континентів. Вони купували по кілька однакових продуктів, але від різних брендів, щоб відстежити все розмаїття членистоногих. На основі цього матеріалу команда розробила методи вилучення та посилення ДНК. За словами авторів, переважна більшість ДНК в чайному листі належить рослинам.
“Ймовірно, 99,999% ДНК – це сама рослина і тільки крихітна частина – це ДНК комах”, – пояснює Крехенвінкель.
Він додав, що навіть незначна присутність ДНК членистоногих – це добра ознака. Значить, чай не просякнутий пестицидами.
Далі дослідники визначили, як виділити з чаю ДНК членистоногих. Вони знайшли ключову послідовність, яка відрізняє геном рослин і членистоногих.
В результаті команда виявила в середньому понад 200 різних видів членистоногих у кожному зразку чаю. І, відзначають вони, не всі дані вийшло віднести до відомих видів. Тому необхідно продовжити дослідження серед маловідомих і маловивчених груп.
Решта ідентифіковані види збігаються із загальноприйнятою інформацією про їх ареал проживання. Наприклад, м’ятний чай містив ДНК комах, що мешкають в Тихоокеанському Північно-Західному регіоні США, де росте м’ята. Зелений чай містив ДНК комах, що мешкають у Східній Азії.
Навіщо потрібно стільки даних про комах?
Команда вважає, що якщо аналізувати екологічну ДНК з чаю, то можна полегшити збір даних про комах з усього світу. За словами Єви Егелінг Сігсгаард, молекулярного еколога з Орхуського університету, головна проблема в дослідженні eDNA — це обмежений обсяг зразків. Якщо використовувати чаї і трави, то можна обійти цю проблему.
Також новий підхід допоможе вченим відстежити поширення шкідників. Часто відбувається так, що комахи переміщаються по всій Землі на вантажних судах, рослинах або в дровах.
Зазвичай більшість гине, але є види, які успішно переселяються і продовжують завдавати шкоди лісам або посівам. Тому біологам важливо вчасно відстежити небезпечні види і проконтролювати їх популяцію.
Крехенвінкелю особливо цікаво витягти eDNA членистоногих з рослин, які зібрали багато років тому і зараз вони зберігаються в музейних колекціях. Потім він хоче порівняти результати з аналізом сучасних рослин з тих же місць: це допоможе побачити, які види членистоногих з’явилися, а які зникли.