ДНК везде, даже в воздухе. Это не удивительно для тех, кто страдает аллергией на пыльцу или кошачью шерсть. Но теперь две исследовательские группы доказали, что в атмосфере может содержаться вполне обнаруживаемое количество ДНК огромного количества видов животных. Их препринты предполагают, что забор проб воздуха может позволить более быстрый и дешевый способ обследования существ в экосистемах.
— Возможность обнаруживать так много видов в пробах воздуха с помощью ДНК является невероятным скачком, — говорит Мэтью Барнс, эколог Техасского технологического университета.
На ДНК животных в воздухе было проведено очень мало исследований. Неизвестно, сколько тканей отходит от животных или как долго генетическое содержимое этих клеток сохраняется в воздухе. В некоторых более ранних исследованиях использовалось метагеномное секвенирование (подход к идентификации смесей ДНК) для обнаружения микроорганизмов, включая бактерии и грибы, содержащихся в воздухе. А исследование, проведенное в 2015 году воздушными мониторами на предмет патогенов в Вашингтоне, обнаружило следы ДНК многих видов позвоночных и членистоногих. Но было неочевидно, насколько полезен этот метод, и неясно, как наземные животные сбрасывают клетки.
Ранее в этом году молекулярный эколог Элизабет Клэр сообщила в научное издание «PeerJ», что ДНК голого землекопа можно обнаружить в пробах воздуха, взятых в лаборатории. Чтобы выяснить, можно ли сделать то же самое на открытом воздухе, она и ее коллеги из Лондонского университета королевы Марии, пошли в зоопарк, где смогли определить источник появления клеток. В декабре прошлого года Клэр установила вакуумные насосы с фильтрами в 20-ти местах в зоопарке Хамертон и позволила каждому поработать 30 минут.
Клэр собрала 72 пробы воздуха как снаружи, так и внутри зоопарка. Она использовала полимеразную цепную реакцию, чтобы амплифицировать скудные генетические фрагменты, оставшиеся на фильтрах, в ДНК.
После секвенирования ДНК она сопоставила фрагменты с известными последовательностями в базе данных. Команда определила 17 видов животных, обитающих в зоопарке, и других, обитающих рядом с ним, например, ежей и оленей. ДНК некоторых животных зоопарка была обнаружена почти в 300 метрах от вольеров. Она также обнаружила переносящуюся по воздуху ДНК, вероятно, из мяса курицы, свиньи, коровы и лошади, которых скармливали хищникам в зоопарке. Всего команда обнаружила 25 видов млекопитающих и птиц.
Между тем исследователи из Дании преследовали ту же идею. Кристина Боманн, молекулярный эколог из Копенгагенского университета, говорит, что команда ученых из ее университета выиграла грант и решила потратить его на сбор воздуха из трех мест Копенгагенского зоопарка с помощью пылесосов и вентиляторов трех типов пробоотборников. Всего было обнаружено 49 видов позвоночных.
Переносимая по воздуху ДНК может помочь выявить присутствие животных, которые иным образом трудно обнаружить: например, обитающих в засушливой среде, в норах или пещерах, а также тех, которые не попадают в поле зрения камер дикой природы.
Она предупреждает, что остается много вопросов о подходе, в том числе ключевой вопрос о том, как далеко ДНК распространяется по воздуху, что повлияет на то, насколько хорошо метод может определять недавнее местонахождение животных. Это расстояние будет зависеть от многих факторов, включая окружающую среду.
Полную информацию об исследованиях можно прочесть в статье на сайте издания Science.
