Учёные разрабатывают водный тест для обнаружения инвазивных видов

Обнаружение инвазивных видов в озёрах и реках с помощью простого образца воды стало бы прорывом для управляющих дикой природой. Исследователи из Университета Мэн могут вскоре сделать это недорогой реальностью.

Профессор Майкл Киннисон осознал необходимость в системе раннего обнаружения инвазивных видов, которая была бы более чувствительной, требовала меньше специальной подготовки и труда, представляла минимальную угрозу для нецелевых видов и стоила бы малую часть от текущих методов.

Текущие методы и проблема

Сейчас основной метод — сообщения от рыболовов и общественности, за которыми следуют часы работы биологов с сетями и электроудочками. Часто сообщения не подтверждаются, пока рыба не станет достаточно многочисленной. Текущие методы также вряд ли обнаружат молодь инвазивных видов до того, как она вырастет.

Решение: eDNA

Проект под руководством Киннисона адаптирует методы environmental DNA (eDNA) для обнаружения инвазивных и других водных видов в водах Мэн. eDNA нацелен на видоспецифичный ДНК-материал, который организмы выделяют при гибели, дефекации или линьке. Эта ДНК может сохраняться в воде несколько недель.

Пилотный проект с северной щукой

Пилотная часть проекта, финансируемая Maine Outdoor Heritage Fund, использует образцы воды для определения распространения инвазивной северной щуки (Esox lucius) в системе реки Пенобскот.

  • Северная щука была незаконно завезена в цепь озёр Белград в 1970-х.
  • Сейчас она присутствует как минимум в 16 озёрах и подозревается в других местах.
  • Как высший хищник, щука негативно влияет на популяции ценного лосося.

Методология

Киннисон и аспирант Лорен Туринетти разработали набор праймеров для количественной ПЦР (qPCR) и флуоресцентный ДНК-зонд для обнаружения уникальной короткой последовательности ДНК щуки. Система ПЦР-амплификации превращает несколько исходных копий ДНК в миллиарды, а флуоресцентный зонд сигнализирует об их количестве.

С помощью этой техники они успешно обнаружили ДНК щуки в образцах воды из озера Пушоу (объёмом всего 1 литр). Сейчас они работают над улучшением полевого отбора проб и методов обнаружения для более масштабного исследования щуки в бассейне Пенобскот.

Значение и перспективы

Этот относительно быстрый и недорогой метод может помочь Мэн бороться с кризисом инвазивных видов и более эффективно распределять ограниченные ресурсы.

  • Инвазивные виды обходятся США более чем в $120 миллиардов ущерба ежегодно и являются ведущей причиной исчезновения многих видов.
  • Инженерный корпус армии США уже принял eDNA как основу для мониторинга инвазивных азиатских карпов в районе Великих озёр.

В будущем исследователи надеются настроить метод так, чтобы он определял не только наличие, но и обилие нескольких видов одновременно.