Расшифровка взаимодействия видов рыб для понимания изменения климата
Команда под руководством Гонконгского университета науки и технологий (HKUST) разработала методику для изучения взаимодействия различных видов рыб в прибрежных водах. Этот прорыв помогает объяснить сложные взаимоотношения между морскими видами и то, как глобальное потепление влияет на популяции рыб.
Анализируя мельчайшие следы ДНК рыб в пробах морской воды, команда объединила использование экологической ДНК (eDNA) с передовым статистическим анализом. Это позволило не только обнаружить присутствие видов, но и выявить их взаимодействие друг с другом.
Предыдущие исследования eDNA в основном ограничивались обнаружением наличия или отсутствия видов. Для лучшего понимания и мониторинга экосистем необходимо оценивать количество видов и выявлять межвидовые взаимодействия.
Новая методика, разработанная под руководством профессора Масаюки Ушио (HKUST) и доктора Масаки Мия (Япония), анализирует высокочастотные временные ряды данных eDNA рыб. Это позволяет комплексно отслеживать взаимодействия между видами, такие как отношения хищник-жертва, конкуренция и мутуализм.
Методология:
- Учёные выбрали 11 участков вдоль побережья полуострова Босо (префектура Тиба, Япония).
- В течение двух лет проводился еженедельный отбор проб воды.
- Из собранных образцов была извлечена eDNA, что позволило сгенерировать высокочастотные временные ряды данных о сообществах рыб.
- Сила межвидовых взаимодействий была обнаружена и количественно оценена с помощью современных методов анализа временных рядов.
Ключевые выводы:
- Температура воды может оказывать как положительное, так и отрицательное влияние на взаимодействие разных видов рыб.
- Разные виды рыб могут по-разному реагировать на изменения температуры, что проливает свет на влияние глобального потепления на сложные взаимоотношения в прибрежных экосистемах.
Исследование опубликовано в журнале eLife.
«Мы показали, что анализ eDNA может оценивать не только "какие" и "сколько" видов присутствуют, но и "кто с кем взаимодействует"», — говорит профессор Ушио.
Перспективы применения:
- Метод применим для изучения взаимодействий не только рыб, но и микробов, ракообразных и других беспозвоночных.
- Может использоваться в аквакультуре для мониторинга взаимодействий организмов и выявления потенциально вредных патогенов.
- В долгосрочной перспективе поможет понять влияние изменения климата на популяции рыб, включая коммерчески важные и редкие виды, и разработать более эффективные стратегии их сохранения.
Дальнейшие планы команды:
- Внедрение новых технологий: автоматизированные системы отбора проб воды и подводные дроны для повышения эффективности анализа eDNA.
- Использование технологии длинного чтения (long-read sequencing) для более детального исследования последовательностей eDNA.
- Расширение междисциплинарного сотрудничества для углубления понимания влияния климатических изменений на морские экосистемы.