Подсчёт лосося стал проще с помощью воздушной eDNA

Исследователи из Университета Вашингтона во время ежегодного хода лосося осенью прошлого года извлекли ДНК лосося из воздуха и использовали её для оценки количества рыбы, прошедшей через соседнюю реку. Аден Иньчонг Ип, научный сотрудник Университета Вашингтона, начал формулировать основную гипотезу исследования во время похода на Олимпийском полуострове.

Исследователи разместили воздушные фильтры на нескольких участках ручья Иссакуа, недалеко от лососевого инкубатора Иссакуа в штате Вашингтон. К их удивлению, фильтры уловили ДНК лосося Кихуча, даже на расстоянии 3–3,6 метра от реки. Учёные собирают экологическую ДНК (eDNA) для идентификации видов, обитающих или проходящих через определённую территорию, но лишь немногие пытались отслеживать водные виды, беря пробы воздуха.

Это исследование, опубликованное в Scientific Reports, показывает, что eDNA может перемещаться между воздухом и водой — возможность, которую учёные ранее не учитывали, хотя ДНК водных животных иногда появляется в данных исследований воздуха.

Затем исследователи объединили данные eDNA из воздуха и воды с визуальными подсчётами из инкубатора в модели, чтобы отслеживать, как количество лосося увеличивалось и уменьшалось во время осенней миграции. Хотя количество ДНК лосося в воздухе было в 25 000 раз меньше, чем в воде, её концентрация всё равно менялась в соответствии с наблюдаемыми миграционными тенденциями.

За последнее десятилетие исследователи усовершенствовали процесс отбора проб eDNA. Вода и воздух являются резервуарами для отмерших частиц кожи, волос и другого детрита, богатого ДНК. Как след, eDNA указывает на присутствие вида поблизости.

Молодой лосось после вылупления мигрирует в океан на один или несколько лет, прежде чем вернуться в тот же ручей для нереста. Они выпрыгивают и бьются у поверхности воды, вероятно, сбрасывая при этом eDNA. Каждый год, когда рыба проходит через миграционные «узкие места», люди подсчитывают её, чтобы оценить состояние популяции, установить лимиты вылова и отслеживать усилия по восстановлению.

Ип разработал эксперимент по обнаружению ДНК лосося в воздухе совместно с коллегами из Университета Вашингтона.

Исследователи размещали фильтры на расстоянии 3–3,6 метра от ручья и оставляли их на 24 часа в шесть разных дней с августа по октябрь, каждый раз тестируя четыре типа фильтров. Три были вертикальными фильтрами, а четвёртый — открытой 2-литровой ёмкостью с деионизированной водой для улавливания оседающих частиц.

В лаборатории они смыли eDNA с фильтра и измерили её концентрацию с помощью метода амплификации ДНК — полимеразной цепной реакции (ПЦР) со специфичным для лосося Кихуча маркером. Они сопоставили концентрацию eDNA в воздухе и воде с визуальными подсчётами, чтобы отследить изменения популяции, предполагая, что каждый метод имеет свою погрешность, а истинное количество рыбы неизвестно.

Концентрация eDNA в воздухе колебалась в соответствии с визуальными подсчётами, о которых сообщал инкубатор, что позволяет предположить, что этот метод может стать полезным инструментом для отслеживания популяций лосося. Эта стратегия более удобна для удалённого мониторинга, чем другие методы, поскольку не требует электричества.

Остаётся ещё ряд переменных, которые необходимо учитывать, таких как дождь, ветер, влажность и температура, которые исследователи планируют продолжать изучать в будущих исследованиях.