ДНК-данные заполняют пробелы в глобальных базах данных по охране природы для фауны Амазонии
Международный консорциум исследователей, включая учёных из San Diego Zoo Wildlife Alliance и Museo de Historia Natural de la Universidad Nacional Mayor de San Marcos, представил результаты работ по сохранению биоразнообразия с помощью in situ ДНК-баркодирования в перуанской Амазонии.
Измерение биологического богатства в одном из самых удалённых и биоразнообразных регионов мира — сложная задача. Перуанская Амазония находится под угрозой потери видов из-за пожаров и разрушения среды обитания ещё до их идентификации.
Три недавних исследования, два из которых были опубликованы ранее, а третье — в Scientific Data, выявили серьёзный недостаток генетических данных для видов региона: 44% птиц и 45% млекопитающих, обитающих в Перу, отсутствуют в крупных глобальных базах данных GenBank, Barcode of Life Database (BOLD) и Figshare.
Для генетических данных, полученных непосредственно из перуанских образцов, показатели ещё ниже — от 44% до 4,3% для птиц. Эти значительные пробелы ограничивают возможности защитников природы по мониторингу разнообразия видов и реализации эффективных стратегий сохранения в регионе с уникальным биоразнообразием.
Цель последней работы из трилогии — заполнить выявленные пробелы в баркодировании, создав новые генетические последовательности из биобанков и с помощью метода отлова-повторного отлова.
«Документирование биоразнообразия — это первый шаг к пониманию формирования и функционирования экологических сообществ, что необходимо для разработки эффективных стратегий сохранения, критически важных для поддержания экологического баланса и средств к существованию, зависящих от этих сред», — заявила ведущий автор Памела Санчес Вендизу.
Из-за таких больших пробелов в генетических референс-базах традиционные методы, такие как анализ eDNA, не могут эффективно оценить биоразнообразие региона. В ответ команда создала три in situ лаборатории с использованием портативных технологий нанопорового секвенирования для документирования и секвенирования дикой природы Амазонии.
«По мере исчезновения видов от биологов всё чаще требуется взять на себя роль историков», — сказала доктор философии Мриналини Эркенсвик Ватса, учёный из San Diego Zoo Wildlife Alliance.
«Традиционные конвейеры ДНК-баркодирования в Перу полагались на сотрудничество с иностранными партнёрами по секвенированию, но наша in situ система позволяет документировать биоразнообразие без экспорта ни одного образца.
Заполняя пробелы в глобальных генетических библиотеках, мы даём защитникам природы возможность генерировать собственные данные и принимать обоснованные решения для борьбы с исчезновением видов. Эти технологии снабжают местных учёных инструментами для самостоятельной защиты своих экосистем».
С 2018 по 2023 год исследователи создали новые генетические штрих-коды для 1858 образцов, включая первые генетические штрих-коды для 30 видов млекопитающих и 196 видов птиц. Это увеличило представленность перуанских видов в BOLD на до 110% для млекопитающих и на 36,5% для птиц.
Успех проекта стал возможен благодаря использованию портативных технологий длинного чтения (long-read), которые позволили получать и анализировать данные в реальном времени. Этот новый подход использовал ключевую роль перуанских учёных и защитников природы в управлении своим природным наследием и важен для быстрого реагирования на чрезвычайные ситуации, такие как внезапный рост незаконной торговли дикими животными.
Эти исследования предлагают дорожную карту для спасения некоторых из самых ценных экосистем мира, пока не стало слишком поздно. Судьба многих видов может зависеть от этого важного сдвига в том, как собираются генетические штрих-коды, кто обучается сбору данных и где обрабатываются данные.
«Эта инициатива повышает возможности перуанских научных учреждений по эффективному управлению и использованию своих ресурсов биоразнообразия, задавая прецедент для стран с ограниченными ресурсами, но богатым биоразнообразием по всему миру», — сказал доктор философии Сесар Арана, ведущий натуралист Музея естественной истории Сан-Маркос.
Значение этого исследования выходит далеко за пределы Амазонии, предлагая модель для природоохранных усилий по всему миру и подчёркивая жизненно важную важность in situ генетических исследований для управления и сохранения глобального биоразнообразия.
В проекте участвовали Amazon Conservation Association, Conservación Amazónica-ACCA, Field Projects International, Inkaterra Association, Natural de la Universidad Nacional Mayor de San Marcos и University of Oulu.