Zapisz się na biuletyn naukowy CNN dotyczący teorii cudów. Odkrywaj wszechświat dzięki aktualnościom na temat fascynujących odkryć, postępów naukowych i nie tylko.

CNN
—

Pająki przędą jedwabiste sieci, aby łapać muchy i inne drobne ofiary. Łapią także bogactwo DNA z otaczającego środowiska – ukryty zasób, który według australijskich naukowców można wykorzystać do śledzenia zagrożonych zwierząt i monitorowania ekosystemów.

Jak wynika z badań opublikowanych w zeszłym tygodniu w czasopiśmie iScience, pajęczyny zebrane w dwóch miejscach w Perth w Australii Zachodniej – w zoo w Perth i w leśnym rezerwacie Karakamia – ujawniły sygnaturę genetyczną 93 zwierząt, w tym rodzimych kangurów i koali oraz trzymanych w niewoli słoni i zebr.

Według współautora badania Joshuy Newtona, doktoranta w Szkole Nauk Molekularnych i Przyrodniczych Uniwersytetu Curtin w pobliżu Perth, pajęczyny mogą być przydatnym sposobem na obserwowanie otaczających nas zwierząt.

„Te sieci, często pomijane w badaniach nad różnorodnością biologiczną, okazały się rezerwuarami informacji genetycznej” – stwierdził Newton w komunikacie prasowym.

„Dzięki jedynie śladowym ilościom DNA potrzebnym do identyfikacji zwierząt ta tania i nieinwazyjna metoda może zmienić zasady gry w sposobie badania i ochrony naszej ziemskiej różnorodności biologicznej”.

Wszystkie organizmy pozostawiają fragmenty DNA w postaci komórek skóry, włosów lub płynów ustrojowych, a ten materiał genetyczny jest znany jako DNA środowiska lub eDNA.

Naukowcom udało się wykryć DNA zwierząt w powietrzu. W dwóch badaniach weryfikujących koncepcję opublikowanych w 2022 r. odzyskano DNA wielu zwierząt z próbek powietrza pobranych w zoo w Kopenhadze w Danii i parku zoo Hamerton w Wielkiej Brytanii.

Australijskie badanie idzie o krok dalej, eliminując potrzebę stosowania jakiegokolwiek sprzętu, takiego jak wentylator czy filtr powietrza, do pobierania próbki.

Sieci, jak twierdzą autorzy, „są wszechobecne w wielu środowiskach naturalnych i antropogenicznych, można je znaleźć w szeregu mikrosiedlisk na całym świecie i w sposób naturalny wybrane do działania jako lepkie pułapki”.

Co więcej, pajęczyny są naprawdę łatwe do zebrania, powiedział Newton. „Porównuję to do sytuacji, gdy księżniczka Fiona w Shreku robi wróżkę z pajęczej sieci dla Shreka. Ona po prostu chwyta patyk i zawija wszystko. W zasadzie tym właśnie się zajmuję” – wyjaśnił. „Przynoszę go z powrotem do laboratorium, a następnie pobieramy z niego DNA, stosując dość standardowe metody ekstrakcji”.

Techniki wykorzystujące eDNA wywarły już znaczący wpływ na różne dziedziny badań naukowych. Archeolodzy wykorzystują eDNA znalezione w ziemi jaskiniowej, aby poznać starożytne populacje ludzkie, natomiast eDNA z jąder ziemi arktycznej ujawniło, gdzie wędrowały mamuty i inne zwierzęta z epoki lodowcowej.

Jest on stosowany w ochronie przyrody, a technikę tę zastosowano przy ponownym odkryciu ślepego kreta złocistego, którego odnaleziono za pomocą eDNA 87 lat po tym, jak eksperci zajmujący się dziką fauną i florą obawiali się, że gatunek ten wyginął.

Podobne techniki stosuje się do pobierania próbek eDNA ze ścieków w celu wykrywania i śledzenia chorób takich jak Covid-19 w populacjach ludzkich.

Elizabeth Clare, profesor na wydziale biologii na Uniwersytecie York w Ontario w Kanadzie, która kierowała jednym z badań przeprowadzonych w 2022 r. dotyczących pobierania próbek eDNA, ale nie była zaangażowana w te badania, stwierdziła, że ​​podoba jej się pomysł wykorzystania pajęczyn.

„To cudownie nieinwazyjne rozwiązanie (chyba że jesteś pająkiem!). Wcale mnie nie dziwi, że to działa” – napisała w e-mailu.

„Kontynuujemy poszukiwania eDNA ze źródeł powietrznych i myślę, że kiedy opracujemy metody, eDNA z powietrza będzie niezwykle skuteczne” – dodała.

Stworzenia duże i małe

W ogrodzie zoologicznym w Perth wykryto różne gatunki, od marmozety karłowatej po słonia azjatyckiego. W obu lokalizacjach, w zoo i w leśnym rezerwacie Karakamia, udało się wykryć zwierzęta o różnym zachowaniu i stylu życia, w tym nadrzewnego oposa pospolitego, zwierzęta żyjące na ziemi, takie jak żyrafa, gatunki nocne oraz zwierzęta z futrem, piórami i łuskami i naga skóra.

W ogrodzie zoologicznym wykryto prawie dwukrotnie więcej gatunków (61) w porównaniu z lasami (32). Autorzy stwierdzili, że różnica ta wynika prawdopodobnie z faktu, że większe zagęszczenie zwierząt w zoo zwiększa szanse na wykrycie.

W badaniu zauważono, że różne rodzaje zebranej pajęczyny mogą również wpływać na rodzaj i ilość zebranego DNA.

W lesie Karakamia, 50 kilometrów od zoo, zespół zebrał więcej dwuwymiarowych sieci kul z rodzin pająków Araneidae i Phonognathidae.

Z kolei większość sieci zebranych w zoo w Perth pochodziła z rodzin Desidae i Theridiidae, obie miały splątany, nieregularny układ sieci.

Newton powiedział, że różne typy sieci mogą nadawać się do określonych typów analiz.

„Wiele pająków kulistych rano zdejmie swoją sieć, a następnie odbuduje ją wieczorem” – powiedział, umożliwiając naukowcom zbieranie DNA przez określony czas.

Następnie zespół zamierza porównać pajęczyny z innymi materiałami pochłaniającymi lub gromadzącymi eDNA, w tym z glebą i wodą.

„Myślę, że dla wielu (tego) wielką niewiadomą jest odległość, jaką przemieszcza się DNA”.