ДНК-штрихкодирование для изучения исчезающих морских черепах
Ученые, занимающиеся сохранением генетического разнообразия морских черепах, получили новый инструмент для отслеживания этих высокомигрирующих и находящихся под угрозой исчезновения морских животных — ДНК-штрихкоды. Это короткие генетические последовательности, эффективно различающие виды, даже если образцы, из которых извлечена ДНК, минимальны или деградировали. Исследование, проведенное учеными из Американского музея естественной истории и Университета Канберры, показывает, что эта технология применима ко всем семи видам морских черепах и может дать представление о генетической структуре этой широко распространенной и древней группы животных.
«Это первое исследование, документирующее ДНК-штрихкоды всех видов морских черепах со всего мира», — говорит Эуджения Наро-Мачиэль, ведущий автор статьи, опубликованной в Molecular Ecology Resources. Эти штрихкоды можно использовать для стандартизированной документации биологического разнообразия и сохранения этих харизматичных и экологически важных животных.
ДНК-штрихкоды — это относительно короткие сегменты митохондриальной ДНК. Исследователи договорились использовать для штрихкодирования участок гена COI (цитохром с-оксидаза, субъединица 1), поскольку он высоковариабелен и специфичен. Эта часть генома мутирует достаточно быстро, чтобы различать близкородственные виды, но и достаточно медленно, чтобы особи внутри вида имели сходные штрихкоды.
В ходе исследования команда установила, что все семь видов морских черепах можно достоверно различить с помощью ДНК-штрихкодов. Были проанализированы образцы от 249 особей из Атлантического и Тихого океанов, а также Средиземного моря. Различия между видами составили от 1,68% до 13%, в то время как вариация внутри каждого вида была относительно низкой — от 0 до 0,9%. Генетическая последовательность зеленых черепах из популяции Восточной тропической части Тихого океана (отличающихся более темной окраской) оказалась идентичной последовательности, найденной в Австралии.
Анализ штрихкодов в этом исследовании использовал комплексный метод, основанный на диагностических признаках, разработанный соавтором работы Робом ДеСалле. Этот метод, в отличие от распространенных подходов, которые присваивают последовательности наиболее похожей генетической группе, позволяет сравнивать разные группы по их уникальным атрибутам, в соответствии с классической таксономией.
ДНК-штрихкодирование обещает способствовать сохранению и исследованиям, предоставляя стандартизированный реестр для документирования генетического разнообразия. Морские черепахи сталкиваются с множеством угроз: перелов, взаимодействие с рыболовством, потеря среды обитания, изменение климата, загрязнение, болезни. Потенциал применения ДНК-штрихкодирования значителен:
- Контроль торговли: Торговля мясом, яйцами, кожей, панцирем и костями часто затрудняет определение вида или географического происхождения продукта обычными средствами. Штрихкодирование образцов может предоставить критическую информацию для отслеживания международной торговли.
- Идентификация погибших особей: Животные, попавшие в качестве прилова или выброшенные на берег, могут быть повреждены до неузнаваемости, но идентифицированы с помощью ДНК-штрихкодирования.
Для содействия этим усилиям последовательности штрихкодов из этого исследования были переданы в базу данных Barcode of Life и GenBank, чтобы данные были свободно доступны.